JPH06207810A - 三次元測定に於ける測定歪校正方法 - Google Patents
三次元測定に於ける測定歪校正方法Info
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- JPH06207810A JPH06207810A JP302093A JP302093A JPH06207810A JP H06207810 A JPH06207810 A JP H06207810A JP 302093 A JP302093 A JP 302093A JP 302093 A JP302093 A JP 302093A JP H06207810 A JPH06207810 A JP H06207810A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 三次元測定に於ける各２次元の感光要素に存
在する歪によって生じる測定誤差を校正することを目的
とする。 【構成】 複数の２次元の感光要素を使用した三次元測
定に於いて、三次元測定装置の測定エリア内に、三次元
での互いの位置関係が既知となっている所定数の発光点
を配置し、この各発光点を複数の２次元の感光要素で撮
像することにより得られる各発光点の三次元での位置
と、予め既知となっている各発光点の位置関係から両者
の誤差を検出し、この誤差を校正することにより、各２
次元の感光要素に存在する固有の歪により、三次元測定
時に生じる誤差を予め校正するものである。
在する歪によって生じる測定誤差を校正することを目的
とする。 【構成】 複数の２次元の感光要素を使用した三次元測
定に於いて、三次元測定装置の測定エリア内に、三次元
での互いの位置関係が既知となっている所定数の発光点
を配置し、この各発光点を複数の２次元の感光要素で撮
像することにより得られる各発光点の三次元での位置
と、予め既知となっている各発光点の位置関係から両者
の誤差を検出し、この誤差を校正することにより、各２
次元の感光要素に存在する固有の歪により、三次元測定
時に生じる誤差を予め校正するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の２次元の感光要
素、例えばＣＣＤカメラを使用して三次元測定を行う場
合に於いて、ＣＣＤカメラ自体に存在する歪を校正し、
測定歪が発生するのを防止するようにした測定歪校正方
法に関するものである。
素、例えばＣＣＤカメラを使用して三次元測定を行う場
合に於いて、ＣＣＤカメラ自体に存在する歪を校正し、
測定歪が発生するのを防止するようにした測定歪校正方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車のボディーなどの被測定物の三次
元測定の測定方法の１つとして、２台以上の２次元の感
光要素、例えばＣＣＤカメラを用いて被測定物を撮像
し、この時の画像データを元に、三角測量法によって被
測定物の寸法を算出する測定方法がある。
元測定の測定方法の１つとして、２台以上の２次元の感
光要素、例えばＣＣＤカメラを用いて被測定物を撮像
し、この時の画像データを元に、三角測量法によって被
測定物の寸法を算出する測定方法がある。
【０００３】この測定方法では、図４及び図５に示す如
く、各ＣＣＤカメラ(1)のレンズ(2)を通して受光面とな
る固体センサ(3)に、被測定物(A)上の所定位置に形成し
た光点(P)からの光線が入射した時、固体センサ(3)を構
成する多数の画素(4)の内、光線による出力がある画素
群よりの出力中心の、固体センサ(3)の中心からの位置
を検出し、この位置データから光点(P)の各ＣＣＤカメ
ラ(1)からの角度を算出する（尚、図５中(L)は、ＣＣＤ
カメラ(1)の光軸である）。
く、各ＣＣＤカメラ(1)のレンズ(2)を通して受光面とな
る固体センサ(3)に、被測定物(A)上の所定位置に形成し
た光点(P)からの光線が入射した時、固体センサ(3)を構
成する多数の画素(4)の内、光線による出力がある画素
群よりの出力中心の、固体センサ(3)の中心からの位置
を検出し、この位置データから光点(P)の各ＣＣＤカメ
ラ(1)からの角度を算出する（尚、図５中(L)は、ＣＣＤ
カメラ(1)の光軸である）。
【０００４】そして、２台以上のＣＣＤカメラ(1)から
得た各角度データを元に、光点(P)の位置を算出する。
得た各角度データを元に、光点(P)の位置を算出する。
【０００５】このようにして、被測定物(A)上の多数の
光点(P)からのデータを順次演算して行くことにより、
被測定物(A)の三次元寸法を得るようにしている。
光点(P)からのデータを順次演算して行くことにより、
被測定物(A)の三次元寸法を得るようにしている。
【０００６】尚、被測定物(A)上に多数の光点(P)を形成
する手段としては、例えば、レーザスキャナ（図示せ
ず）を使用し、被測定物(A)上にレーザスポットを順次
照射すればよい。
する手段としては、例えば、レーザスキャナ（図示せ
ず）を使用し、被測定物(A)上にレーザスポットを順次
照射すればよい。
【０００７】上記ＣＣＤカメラ(1)により測定用光点(P)
の角度検出を行う場合に於いて、被測定物(A)の寸法測
定精度を0.1mm以下といった非常に高精度の物にしよう
とすると、各ＣＣＤカメラ(1)の固体センサ(3)には、ピ
クセル数が１０２４×１０２４と言った非常にピクセル
数が多いものを使用する必要が生じる。
の角度検出を行う場合に於いて、被測定物(A)の寸法測
定精度を0.1mm以下といった非常に高精度の物にしよう
とすると、各ＣＣＤカメラ(1)の固体センサ(3)には、ピ
クセル数が１０２４×１０２４と言った非常にピクセル
数が多いものを使用する必要が生じる。
【０００８】また、角度検出時には、各ピクセル(4)か
らの輝度信号レベルの分布に対応した出力曲線を算出
し、この出力曲線の最大値の位置から、最大値を出力し
ているピクセル(4)の中の更にどの位置が高出力の中心
となっているかを検出し、この位置の角度を検出するこ
とにより、0.1mm以下の寸法測定精度を保証している。
らの輝度信号レベルの分布に対応した出力曲線を算出
し、この出力曲線の最大値の位置から、最大値を出力し
ているピクセル(4)の中の更にどの位置が高出力の中心
となっているかを検出し、この位置の角度を検出するこ
とにより、0.1mm以下の寸法測定精度を保証している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】２台以上のＣＣＤカメ
ラ(1)を使用した三次元測定に於いて、0.1mm以下といっ
た精度を保証しようとすると、上記した如く、種々の手
段を用いる必要が生じるが、このようの手段を用いても
ＣＣＤカメラ(1)自体に存在する歪を校正しておかなけ
れば、0.1mm以下といった測定精度を得ることはできな
い。
ラ(1)を使用した三次元測定に於いて、0.1mm以下といっ
た精度を保証しようとすると、上記した如く、種々の手
段を用いる必要が生じるが、このようの手段を用いても
ＣＣＤカメラ(1)自体に存在する歪を校正しておかなけ
れば、0.1mm以下といった測定精度を得ることはできな
い。
【００１０】即ち、ＣＣＤカメラ(1)は、レンズ(2)から
なる光学系に存在する歪と、固体センサ(3)の機械的な
寸法誤差とによって、撮像された像に歪みが生じる。
なる光学系に存在する歪と、固体センサ(3)の機械的な
寸法誤差とによって、撮像された像に歪みが生じる。
【００１１】従って、上記歪みを画像処理を行うプログ
ラムによって校正しなければ、0.1mm以下といった測定
精度を得ることはできない。
ラムによって校正しなければ、0.1mm以下といった測定
精度を得ることはできない。
【００１２】しかし、従来の校正方法は、全て各ＣＣＤ
カメラ(1)単独で行っているため、各ＣＣＤカメラ(1)で
捕らえた画像からの画像データを合成することに得られ
る三次元画像に生じる歪を完全に取ることはできないと
いった問題があった。
カメラ(1)単独で行っているため、各ＣＣＤカメラ(1)で
捕らえた画像からの画像データを合成することに得られ
る三次元画像に生じる歪を完全に取ることはできないと
いった問題があった。
【００１３】即ち、個々のＣＣＤカメラ(1)単体の状態
で校正を行うと、個々のＣＣＤカメラ(1)が捕らえた画
像は二次元の画像であるため、この画像からの画像デー
タに対して校正を行っても、この校正は、Ｘ（横）方向
及びＹ（縦）方向の２方向に対して行われるものであ
り、Ｚ（奥行）方向に対しての校正を正確に行うことは
不可能であった。
で校正を行うと、個々のＣＣＤカメラ(1)が捕らえた画
像は二次元の画像であるため、この画像からの画像デー
タに対して校正を行っても、この校正は、Ｘ（横）方向
及びＹ（縦）方向の２方向に対して行われるものであ
り、Ｚ（奥行）方向に対しての校正を正確に行うことは
不可能であった。
【００１４】このため、単体での校正を行ったＣＣＤカ
メラ(1)を複数台使用し、三次元測定を行うと、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)に残っている歪が測定精度に悪影響を与え
るといった問題があった。
メラ(1)を複数台使用し、三次元測定を行うと、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)に残っている歪が測定精度に悪影響を与え
るといった問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】複数の２次元の感光要素
を使用した三次元測定に於いて、三次元測定装置の測定
エリア内に、三次元での互いの位置関係が既知となって
いる所定数の発光点を配置し、この各発光点を複数の２
次元の感光要素で撮像することにより得られる各発光点
の三次元での位置と、予め既知となっている各発光点の
位置関係から両者の誤差を検出し、この誤差を校正する
ことにより、各２次元の感光要素に存在する固有の歪に
より、三次元測定時に生じる誤差を予め校正するように
したものである。
を使用した三次元測定に於いて、三次元測定装置の測定
エリア内に、三次元での互いの位置関係が既知となって
いる所定数の発光点を配置し、この各発光点を複数の２
次元の感光要素で撮像することにより得られる各発光点
の三次元での位置と、予め既知となっている各発光点の
位置関係から両者の誤差を検出し、この誤差を校正する
ことにより、各２次元の感光要素に存在する固有の歪に
より、三次元測定時に生じる誤差を予め校正するように
したものである。
【００１６】
【作用】上記した如く、三次元測定装置の測定エリア内
で、三次元での互いの位置関係が既知となっている所定
数の発光点を実際に測定し、この時の測定結果を元に測
定誤差の校正を行うことにより、各２次元の感光要素に
存在する固有の歪によって生じる測定誤差の校正を正確
に行うものである。
で、三次元での互いの位置関係が既知となっている所定
数の発光点を実際に測定し、この時の測定結果を元に測
定誤差の校正を行うことにより、各２次元の感光要素に
存在する固有の歪によって生じる測定誤差の校正を正確
に行うものである。
【００１７】
【実施例】本発明は、複数の２次元の感光要素、例えば
ＣＣＤカメラを使用して三次元の寸法測定を行う場合に
於いて、各ＣＣＤカメラ単体で、ＣＣＤカメラ自体に存
在する歪を校正するのではなく、複数のＣＣＤカメラか
らの画像データを元に得られた三次元の測定データに対
して校正を行うことにより、三次元測定時、各ＣＣＤカ
メラ自体に存在する歪が測定精度に悪影響を与えないよ
うにしたものであり、以下本発明に係る測定歪校正方法
を図に従って説明する。
ＣＣＤカメラを使用して三次元の寸法測定を行う場合に
於いて、各ＣＣＤカメラ単体で、ＣＣＤカメラ自体に存
在する歪を校正するのではなく、複数のＣＣＤカメラか
らの画像データを元に得られた三次元の測定データに対
して校正を行うことにより、三次元測定時、各ＣＣＤカ
メラ自体に存在する歪が測定精度に悪影響を与えないよ
うにしたものであり、以下本発明に係る測定歪校正方法
を図に従って説明する。
【００１８】図２は、本発明の校正方法に使用する校正
用バー(10)を示すものである。
用バー(10)を示すものである。
【００１９】この図に示す校正用バー(10)は、長尺な棒
状をした基準バー部(11)と、基準バー部(11)を作業者が
手で持つための把持部(12)と、基準バー部(11)の表面に
取付けた複数の発光点(13)とによって構成してある。
状をした基準バー部(11)と、基準バー部(11)を作業者が
手で持つための把持部(12)と、基準バー部(11)の表面に
取付けた複数の発光点(13)とによって構成してある。
【００２０】また、この各発光点(13)の基準バー部(11)
上でのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置は正確に規定され
ており、各発光点(13)の基準バー部(11)上での位置は既
知となるようにしてある。
上でのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置は正確に規定され
ており、各発光点(13)の基準バー部(11)上での位置は既
知となるようにしてある。
【００２１】上記校正用バー(10)を使用して三次元測定
装置に使用する複数台のＣＣＤカメラ(1)の三次元での
歪、即ち、実際の測定時、各ＣＣＤカメラ(1)に存在す
る歪によって生じる測定歪を校正するには、図１に示す
如く、先ず、校正用バー(10)の把持部(12)を作業者が手
で持ち、各ＣＣＤカメラ(1)によって三次元測定が行わ
れる測定エリア内に校正用バー(10)を持って行き、更
に、校正用バー(10)の基準バー部(11)に配置した発光点
(13)が各ＣＣＤカメラ(1)の視野内に入るように校正用
バー(10)の向きを決定する。
装置に使用する複数台のＣＣＤカメラ(1)の三次元での
歪、即ち、実際の測定時、各ＣＣＤカメラ(1)に存在す
る歪によって生じる測定歪を校正するには、図１に示す
如く、先ず、校正用バー(10)の把持部(12)を作業者が手
で持ち、各ＣＣＤカメラ(1)によって三次元測定が行わ
れる測定エリア内に校正用バー(10)を持って行き、更
に、校正用バー(10)の基準バー部(11)に配置した発光点
(13)が各ＣＣＤカメラ(1)の視野内に入るように校正用
バー(10)の向きを決定する。
【００２２】この状態で、校正用バー(10)の各発光点(1
3)が各ＣＣＤカメラ(1)の視野内から外れないようにし
ながら、校正用バー(10)を測定エリア内で上下左右方向
及び前後方向に移動させ、この移動中に任意のタイミン
グで各発光点(13)を同時に発光させ、その時の各発光点
(13)の位置を各ＣＣＤカメラ(1)で同時に撮像する。
3)が各ＣＣＤカメラ(1)の視野内から外れないようにし
ながら、校正用バー(10)を測定エリア内で上下左右方向
及び前後方向に移動させ、この移動中に任意のタイミン
グで各発光点(13)を同時に発光させ、その時の各発光点
(13)の位置を各ＣＣＤカメラ(1)で同時に撮像する。
【００２３】そして、上記作業により、測定エリア内に
形成された多数の発光点(13)の三次元の位置を、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)からの画像データを元に算出する。
形成された多数の発光点(13)の三次元の位置を、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)からの画像データを元に算出する。
【００２４】するとこの時、校正用バー(10)上の各発光
点(13)を発光させ、各発光点(13)の位置を撮像した時点
の各発光点(13)の位置関係は、発光点(13)を校正用バー
(10)の基準バー部(11)に正確に位置規定して取付けてあ
るため、すでに既知となっている。
点(13)を発光させ、各発光点(13)の位置を撮像した時点
の各発光点(13)の位置関係は、発光点(13)を校正用バー
(10)の基準バー部(11)に正確に位置規定して取付けてあ
るため、すでに既知となっている。
【００２５】従って、各ＣＣＤカメラ(1)の画像データ
から算出された各発光点(13)の三次元の位置と、予め既
知となっている各発光点(13)の位置データとを比較し、
両者のズレを検出し、このズレを校正することにより、
複数のＣＣＤカメラ(1)の画像データによって三次元の
寸法を算出する時、各ＣＣＤカメラ(1)に存在する固有
の歪によって生じる三次元状態での測定歪を確実に取除
くことができる。
から算出された各発光点(13)の三次元の位置と、予め既
知となっている各発光点(13)の位置データとを比較し、
両者のズレを検出し、このズレを校正することにより、
複数のＣＣＤカメラ(1)の画像データによって三次元の
寸法を算出する時、各ＣＣＤカメラ(1)に存在する固有
の歪によって生じる三次元状態での測定歪を確実に取除
くことができる。
【００２６】尚、上記実施例は、各ＣＣＤカメラ(1)に
よって形成される測定エリア内に、それぞれの位置関係
が既知となった発光点を形成するための手段として、校
正用バー(10)を使用した例について説明したが、図３に
示すような立体格子(20)を作成し、この立体格子(20)の
各片(21)の任意の位置に、所定数の発光点(22)を互いの
位置関係を正確に規定した状態で配置し、この立体格子
(20)を三次元測定装置の測定エリア内に位置させ、この
状態で各発光点(22)を同時に発光させ、この時、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)が捕えた画像データから算出した各発光点
(11)の三次元での位置と、実際の各発光点(22)の三次元
での位置関係から測定歪の校正を行うようにしてもよ
い。
よって形成される測定エリア内に、それぞれの位置関係
が既知となった発光点を形成するための手段として、校
正用バー(10)を使用した例について説明したが、図３に
示すような立体格子(20)を作成し、この立体格子(20)の
各片(21)の任意の位置に、所定数の発光点(22)を互いの
位置関係を正確に規定した状態で配置し、この立体格子
(20)を三次元測定装置の測定エリア内に位置させ、この
状態で各発光点(22)を同時に発光させ、この時、各ＣＣ
Ｄカメラ(1)が捕えた画像データから算出した各発光点
(11)の三次元での位置と、実際の各発光点(22)の三次元
での位置関係から測定歪の校正を行うようにしてもよ
い。
【００２７】
【発明の効果】上記した如く、複数のＣＣＤカメラを使
用した三次元測定に於いて、三次元測定装置の測定エリ
ア内に、三次元での互いの位置関係が既知となっている
所定数の発光点を配置し、この各発光点を複数のＣＣＤ
カメラで撮像することにより得られる各発光点の三次元
での位置と、予め既知となっている各発光点の位置関係
から両者の誤差を検出し、この誤差を校正することによ
り、各ＣＣＤカメラに存在する固有の歪により、三次元
測定時に生じる誤差を予め校正すれば、この校正は実際
の使用状況に非常に近い状態で校正を行うことになるた
め、従来の個々のＣＣＤカメラに対して行っていた校正
と比較し、非常に高精度な校正を行うことが可能とな
り、0.1mm以下といった測定精度を保証する場合に於い
て、各ＣＣＤカメラに存在する固有の歪が測定精度に悪
影響を及ぼすのを防止できる。
用した三次元測定に於いて、三次元測定装置の測定エリ
ア内に、三次元での互いの位置関係が既知となっている
所定数の発光点を配置し、この各発光点を複数のＣＣＤ
カメラで撮像することにより得られる各発光点の三次元
での位置と、予め既知となっている各発光点の位置関係
から両者の誤差を検出し、この誤差を校正することによ
り、各ＣＣＤカメラに存在する固有の歪により、三次元
測定時に生じる誤差を予め校正すれば、この校正は実際
の使用状況に非常に近い状態で校正を行うことになるた
め、従来の個々のＣＣＤカメラに対して行っていた校正
と比較し、非常に高精度な校正を行うことが可能とな
り、0.1mm以下といった測定精度を保証する場合に於い
て、各ＣＣＤカメラに存在する固有の歪が測定精度に悪
影響を及ぼすのを防止できる。
【図１】本発明に係る校正方法を説明するための説明
図。
図。
【図２】本発明に使用する校正用バーを示す斜視図。
【図３】本発明に使用する立体格子を示す斜視図。
【図４】三次元測定装置の一例を示す斜視図。
【図５】三次元測定時の固体センサへの測定用光点から
の光の入射状態を示す斜視図。
の光の入射状態を示す斜視図。
１ ＣＣＤカメラ １０ 校正用バー １１ 基準バー部 １２ 把持部 １３ 発光点 ２０ 立体格子 ２２ 発光点
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の２次元の感光要素を使用した三次
元測定に於いて、三次元測定装置の測定エリア内に、三
次元での互いの位置関係が既知となっている所定数の発
光点を配置し、この各発光点を複数の２次元の感光要素
で撮像することにより得られる各発光点の三次元での位
置と、予め既知となっている各発光点の位置関係から両
者の誤差を検出し、この誤差を校正することにより、各
２次元の感光要素に存在する固有の歪により、三次元測
定時に生じる誤差を予め校正するようにしたことを特徴
とする三次元測定に於ける測定歪校正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00302093A JP3369235B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 三次元測定に於ける測定歪校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00302093A JP3369235B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 三次元測定に於ける測定歪校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207810A true JPH06207810A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3369235B2 JP3369235B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=11545654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00302093A Expired - Fee Related JP3369235B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 三次元測定に於ける測定歪校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369235B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527354A (ja) * | 2003-04-24 | 2006-11-30 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 画像センサのキャリブレーションのための装置及び方法 |
| JP2014055833A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Jfe Steel Corp | 熱間長尺材の測長方法及び装置 |
| US10571869B2 (en) | 2014-10-29 | 2020-02-25 | Xiaomi Inc. | Systems for mode switching in an appliance |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP00302093A patent/JP3369235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527354A (ja) * | 2003-04-24 | 2006-11-30 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 画像センサのキャリブレーションのための装置及び方法 |
| JP2014055833A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Jfe Steel Corp | 熱間長尺材の測長方法及び装置 |
| US10571869B2 (en) | 2014-10-29 | 2020-02-25 | Xiaomi Inc. | Systems for mode switching in an appliance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3369235B2 (ja) | 2003-01-20 |
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