JPH0462676A - ３次元形状計測装置 - Google Patents
３次元形状計測装置Info
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- JPH0462676A JPH0462676A JP2174797A JP17479790A JPH0462676A JP H0462676 A JPH0462676 A JP H0462676A JP 2174797 A JP2174797 A JP 2174797A JP 17479790 A JP17479790 A JP 17479790A JP H0462676 A JPH0462676 A JP H0462676A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、カメラなどで撮影した複数枚の画像から被写
体の３次元形状を計測する３次元形状計測装置に関する
。
体の３次元形状を計測する３次元形状計測装置に関する
。
画像を用いた受動的な静止剛体の３次元形状計測手法と
して１時空間画像処理（Ｓｐａｔｉｏ−ｔｅｍｐｏｒａ
ｌａｎａｌｙｓｉｓ）を用いた３次元形状計測手法があ
げられる。
して１時空間画像処理（Ｓｐａｔｉｏ−ｔｅｍｐｏｒａ
ｌａｎａｌｙｓｉｓ）を用いた３次元形状計測手法があ
げられる。
時空間画像とは、第６図図示の如く、視軸に垂直な方向
に等速直線運動するカメラ１０から連続的に静止剛体（
被写体２０）を撮影して得られる画像群３０を時間軸方
向に積み重ねたものを意味しテイル。この時空間画像４
０をエピポーラ線５０にそって切断した画像（すなわち
時空間画像の水平切断面）はエピポーラ画像６ｏと呼ば
れ１通常はぼ平行に近い直線群が見られる。この直線群
は撮影された静止剛体の特徴点の見かけの動き（特徴点
軌跡）を表しており、この特徴点軌跡の傾きを求めるこ
とで、特徴点までの距離を求めることができる。すなわ
ち撮影した静止剛体の３次元形状を計測することが可能
となる。
に等速直線運動するカメラ１０から連続的に静止剛体（
被写体２０）を撮影して得られる画像群３０を時間軸方
向に積み重ねたものを意味しテイル。この時空間画像４
０をエピポーラ線５０にそって切断した画像（すなわち
時空間画像の水平切断面）はエピポーラ画像６ｏと呼ば
れ１通常はぼ平行に近い直線群が見られる。この直線群
は撮影された静止剛体の特徴点の見かけの動き（特徴点
軌跡）を表しており、この特徴点軌跡の傾きを求めるこ
とで、特徴点までの距離を求めることができる。すなわ
ち撮影した静止剛体の３次元形状を計測することが可能
となる。
このエピポーラ画像中から直線を検出する手法として、
従来、 １（ａｌｚＢｎｆｉｌｔｅｒやＲａＩＩＩＩ
ｌｅｒ法などの直線追跡法が用いられていた。しかし直
線追跡法はノイズによる直線の切れや、被写体同士のオ
フルージョンによって生じる直線の隠れなどに弱いとい
う欠点を有していた。しかもこれらの従来手法では、特
徴点軌跡がエピポーラ画像上で直線となるようなカメラ
運動（すなわち等速直線運動）にのみ適用可能であり、
それ以外の運動をカメラが行うと特徴点軌跡は時空間画
像中の任意の曲線となるため適用不可能であった。なお
この特徴点軌跡を追跡することで該特徴点までの距離を
求めることは可能である。しかし、特徴点の３次元空間
中での位置とカメラ運動によって特徴点軌跡は任意の曲
線となる。しかも現実には画像中のノイズやオフルージ
ョン等によって、特徴点軌跡は途切れ途切れになるため
、これを追跡することは非常に困難である。
従来、 １（ａｌｚＢｎｆｉｌｔｅｒやＲａＩＩＩＩ
ｌｅｒ法などの直線追跡法が用いられていた。しかし直
線追跡法はノイズによる直線の切れや、被写体同士のオ
フルージョンによって生じる直線の隠れなどに弱いとい
う欠点を有していた。しかもこれらの従来手法では、特
徴点軌跡がエピポーラ画像上で直線となるようなカメラ
運動（すなわち等速直線運動）にのみ適用可能であり、
それ以外の運動をカメラが行うと特徴点軌跡は時空間画
像中の任意の曲線となるため適用不可能であった。なお
この特徴点軌跡を追跡することで該特徴点までの距離を
求めることは可能である。しかし、特徴点の３次元空間
中での位置とカメラ運動によって特徴点軌跡は任意の曲
線となる。しかも現実には画像中のノイズやオフルージ
ョン等によって、特徴点軌跡は途切れ途切れになるため
、これを追跡することは非常に困難である。
一方、この様な任意のカメラ運動の結果得られた画像列
１ ｉ （ｉ ＝Ｏ，、、、、ｎ−１）から時空間画像
を構成せずに、３次元形状を計測する手法として次の様
な単純な手法（手法Ｉ）が考えられる。
１ ｉ （ｉ ＝Ｏ，、、、、ｎ−１）から時空間画像
を構成せずに、３次元形状を計測する手法として次の様
な単純な手法（手法Ｉ）が考えられる。
手法■： まず第７図に示すように世界座標系０ｘ−ｙ
−ｚ中の点をＡ （Ｘａ 、 Ｙａ 、 Ｚａ）、カ
メラ座標を０−χ〜７−２．スクリーン面を。
−ｚ中の点をＡ （Ｘａ 、 Ｙａ 、 Ｚａ）、カ
メラ座標を０−χ〜７−２．スクリーン面を。
χ−ｙ平面、カメラの焦点距離をｆ、レンズ中心位置座
標をカメラ座標系で（０，０，−ｆ）、カメラの運動軌
跡をＰｃ ＝ （Ｐｃｔ、 、、、、 Ｐｃｉ、 、、
。
標をカメラ座標系で（０，０，−ｆ）、カメラの運動軌
跡をＰｃ ＝ （Ｐｃｔ、 、、、、 Ｐｃｉ、 、、
。
Ｐａｎ−１）とする。ただしＰｃｉゝは撮影位置情報で
あって被写体撮影時のカメラのレンズ中心の位置および
姿勢を表す列ベクトル Ｐｃ１− （Ｘｃｔ、Ｙｃｉ＋ ＺｃＬ Ａｃｉ、
Ｅｃｊ、Ｒｃｉ）”−−−−−−−−−−−（］） であり、カメラ座標系のレンズ中心位置は世界座標系で
Ｌｉ ＝ （Ｘｃｉ、 ＹｃＬ Ｚｃｉ）に一致す
る。
あって被写体撮影時のカメラのレンズ中心の位置および
姿勢を表す列ベクトル Ｐｃ１− （Ｘｃｔ、Ｙｃｉ＋ ＺｃＬ Ａｃｉ、
Ｅｃｊ、Ｒｃｉ）”−−−−−−−−−−−（］） であり、カメラ座標系のレンズ中心位置は世界座標系で
Ｌｉ ＝ （Ｘｃｉ、 ＹｃＬ Ｚｃｉ）に一致す
る。
Ａｃｉ＋ Ｅｃｉ、 Ｅｃｉは第８図に示すように
カメラ座標系と世界座標系との原点を一致させたときの
Ｘ軸とＸ軸、Ｚ軸と２軸、Ｘ軸とｙ軸のなす角度である
。このときのスクリーン面座標ｏ−ｘ−ｙへの点への投
影座標をａｉ （χａｉ、 ｙａｉ）とする。
カメラ座標系と世界座標系との原点を一致させたときの
Ｘ軸とＸ軸、Ｚ軸と２軸、Ｘ軸とｙ軸のなす角度である
。このときのスクリーン面座標ｏ−ｘ−ｙへの点への投
影座標をａｉ （χａｉ、 ｙａｉ）とする。
このスクリーン面が画像１ｉである。
カメラのレンズ中心Ｌｉ とスクリーンに投影された点
Ａの像ａ１とを結ぶ直線は、必ず点Ａを通過する。すな
わちカメラの運動軌跡Ｐｃ上の各レンズ中心Ｌｉ と画
像■１上のａｉが含まれる画素とを結ぶ直線Ｓａｉは点
Ａで交わる。従って第９図に示すように３次元空間を大
きさΔＸ、Δｙ、Δ２の体業Ｄ（１）（ｍ）（ｎ）（１
＝０． 、、、、 ｍｙ−１； ｍ＝ｏ、 、、。
Ａの像ａ１とを結ぶ直線は、必ず点Ａを通過する。すな
わちカメラの運動軌跡Ｐｃ上の各レンズ中心Ｌｉ と画
像■１上のａｉが含まれる画素とを結ぶ直線Ｓａｉは点
Ａで交わる。従って第９図に示すように３次元空間を大
きさΔＸ、Δｙ、Δ２の体業Ｄ（１）（ｍ）（ｎ）（１
＝０． 、、、、 ｍｙ−１； ｍ＝ｏ、 、、。
ｗｌｙ−１； ｎ＝０． 、、、、 ｍｚ−１）ｍｘ０
Ｂ°ｍｚ個に分割しＤ （４）（ｍ） （ｎ）を３次元
列とする。初期状態として全てのＤ （１）（ｍ） ［
ｎ）の内容を０としておき１体業で分割された３次元空
間中に直線Ｓａｉを通してみる。もし直線Ｓａｔが体業
Ｄ （１）（ｍ）（ｎ）を通過したら。
Ｂ°ｍｚ個に分割しＤ （４）（ｍ） （ｎ）を３次元
列とする。初期状態として全てのＤ （１）（ｍ） ［
ｎ）の内容を０としておき１体業で分割された３次元空
間中に直線Ｓａｉを通してみる。もし直線Ｓａｔが体業
Ｄ （１）（ｍ）（ｎ）を通過したら。
Ｄ （１） Ｃｍ） （ｎ） ＝ Ｄ ［１３〔ｍ）
（ｎ） ＋１ −−−−−−−−−（２）とす
る。これを全ての直線Ｓａｉについて行えば各体業の値
は直線Ｓａｉが通過した回数となる。従って点Ａを含む
体業Ｄ ［１ａ）（ｍａ）（ｎａ：ｌの値がピークとな
るから、 Ｄ （１）（ｍ）（ｎ）からピーク値を検
出することで点Ａの３次元座標を求めることが出来る。
（ｎ） ＋１ −−−−−−−−−（２）とす
る。これを全ての直線Ｓａｉについて行えば各体業の値
は直線Ｓａｉが通過した回数となる。従って点Ａを含む
体業Ｄ ［１ａ）（ｍａ）（ｎａ：ｌの値がピークとな
るから、 Ｄ （１）（ｍ）（ｎ）からピーク値を検
出することで点Ａの３次元座標を求めることが出来る。
手法■はノイズや切れなどに対して頑健な手法である。
しかし、第１０図に示す如く、３次元空間中に、別の点
Ｂ （Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）がある場合には。
Ｂ （Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）がある場合には。
いわゆる誤対応問題が発生する。すなわち点Ｂの像ｂｉ
とレンズ中心Ｌｉ とを結ぶ直線Ｓｂｉが休業Ｄ （
１）（ｍ） （ｎ）を通過しても、（２）式で表す累積
をＤ（１）Ｃｍ）（ｎ）に対して行うから、直線Ｓａｉ
と直線Ｓ ｂｊ （ｉ＝０゜、、、、 ｎ−１； ｊ＝
０＋ 、、、＋ ｎ−１； ｉ？Ｄとの交点を含むＤ
（ｌｅ）（ｍｅ）（ｎｅ）の累積値が増加してしまい、
ピークとして検出されてしまう。この誤対応の結果。
とレンズ中心Ｌｉ とを結ぶ直線Ｓｂｉが休業Ｄ （
１）（ｍ） （ｎ）を通過しても、（２）式で表す累積
をＤ（１）Ｃｍ）（ｎ）に対して行うから、直線Ｓａｉ
と直線Ｓ ｂｊ （ｉ＝０゜、、、、 ｎ−１； ｊ＝
０＋ 、、、＋ ｎ−１； ｉ？Ｄとの交点を含むＤ
（ｌｅ）（ｍｅ）（ｎｅ）の累積値が増加してしまい、
ピークとして検出されてしまう。この誤対応の結果。
実際には３次元空間中にはない点（誤対応点）の座標値
が求められてしまうという欠点を有していた。
が求められてしまうという欠点を有していた。
本発明の目的は２時空間画像処理による３次元形状計測
においてカメラの運動自由度を、任意の運動に拡張する
ことである。
においてカメラの運動自由度を、任意の運動に拡張する
ことである。
第１図は本発明の原理構成図を示す。図中の符号１は画
像入力処理部であって、カメラを任意に運動させながら
被写体を撮影した画像列を入力し時空間画像として蓄積
する。２は撮影位置入力処理部であって１画像列の撮影
位置情報を入力する。
像入力処理部であって、カメラを任意に運動させながら
被写体を撮影した画像列を入力し時空間画像として蓄積
する。２は撮影位置入力処理部であって１画像列の撮影
位置情報を入力する。
３は負領域生成処理部であって画像入力処理部ｌに入力
された時空間画像から特徴点を抽出し、特徴点には正の
値を、当該特徴点に隣接する特徴点以外の画素には負の
値を、それ以外には零を与える形で１時空間画像を時空
間トンネル画像に変換する。４は直線発生処理部であっ
て、負領域生成処理部３で出力された時空間トンネル画
像の非零の画素値座標と撮影位置とから直線情報などを
出力する。５は体業累算処理部であって、直線発生処理
部４が発生した直線情報が通過するすべての休業の値に
画素値を加算する。７はピーク値検出部であってピーク
値をもつ休業を抽出し、その座標情報を出力する。
された時空間画像から特徴点を抽出し、特徴点には正の
値を、当該特徴点に隣接する特徴点以外の画素には負の
値を、それ以外には零を与える形で１時空間画像を時空
間トンネル画像に変換する。４は直線発生処理部であっ
て、負領域生成処理部３で出力された時空間トンネル画
像の非零の画素値座標と撮影位置とから直線情報などを
出力する。５は体業累算処理部であって、直線発生処理
部４が発生した直線情報が通過するすべての休業の値に
画素値を加算する。７はピーク値検出部であってピーク
値をもつ休業を抽出し、その座標情報を出力する。
本発明では、任意運動するカメラで撮影された画像列か
ら構成される時空間画像に後述する処理を行ってから手
法Ｉを適用することで、誤対応点を検出することなく被
写体の３次元形状を計測可能とすることを特徴としてい
る。
ら構成される時空間画像に後述する処理を行ってから手
法Ｉを適用することで、誤対応点を検出することなく被
写体の３次元形状を計測可能とすることを特徴としてい
る。
即ち、移動するカメラから被写体点Ａと点Ｂとを撮影し
た画像列から構成される時空間画像の中には９点Ａと点
Ｂとに対応する２本の曲線が含まれる。これを曲線Ｃａ
、Ｃｂとし、上記負領域生成処理部３において、当該曲
線Ｃａ、Ｃｂとの周囲にパイプ状の負領域を形成した時
空間トンネル画像を形成せしめるようにする。そして、
上述の手法■を適用するようにする。
た画像列から構成される時空間画像の中には９点Ａと点
Ｂとに対応する２本の曲線が含まれる。これを曲線Ｃａ
、Ｃｂとし、上記負領域生成処理部３において、当該曲
線Ｃａ、Ｃｂとの周囲にパイプ状の負領域を形成した時
空間トンネル画像を形成せしめるようにする。そして、
上述の手法■を適用するようにする。
第１０図に示すカメラ軌跡Ｐｃにそって被写体点Ａと点
Ｂとを撮影した画像列から構成される時空間画像をＴと
する。第２図に示すように１時空間画像Ｔ中には点Ａと
点Ｂとに対応する２本の曲線Ｃａ、Ｃｂが含まれる。点
Ａと点Ｂとがスクリーン面に投影された画素値を１、そ
れ以外の画素値を０とする。時空間画像Ｔ中のすべての
画素ｔに対してまず次の様な変換Ｆを行い０時空間トン
ネル画像Ｔ′を生成する。
Ｂとを撮影した画像列から構成される時空間画像をＴと
する。第２図に示すように１時空間画像Ｔ中には点Ａと
点Ｂとに対応する２本の曲線Ｃａ、Ｃｂが含まれる。点
Ａと点Ｂとがスクリーン面に投影された画素値を１、そ
れ以外の画素値を０とする。時空間画像Ｔ中のすべての
画素ｔに対してまず次の様な変換Ｆを行い０時空間トン
ネル画像Ｔ′を生成する。
Ｆ（ｔ）＝１ ：ｔが１である。
０ ：もが０であり、その隣接画素全てが０である。
１ｉｔがＯであり、その隣接画素に１
のものがある。
この結果、第３図に示すように時空間トンネル画像Ｔ“
では１曲線Ｃａとｃｂとの周囲に画素値１のパイプ状の
負領域Ｖａ とｖｂとが形成される。
では１曲線Ｃａとｃｂとの周囲に画素値１のパイプ状の
負領域Ｖａ とｖｂとが形成される。
次に時空間トンネル画像Ｔ°を構成する各画像１ｉ”に
対して手法工を適用する。ただし、レンズ中心Ｌｉ と
画素値ｌの画素とを結ぶ直線が休業Ｄ（１）ＣＩｌｌ）
（ｎ）を通過するなら。
対して手法工を適用する。ただし、レンズ中心Ｌｉ と
画素値ｌの画素とを結ぶ直線が休業Ｄ（１）ＣＩｌｌ）
（ｎ）を通過するなら。
Ｄ Ｑ）（ｍ〕（ｎ） ＝ Ｄ Ｑ）（ｍａｌ （ｎ）
＋ １とするが、レンズ中心Ｌｉ と画素値−１の画
素とを結ぶ直線が休業Ｄ （１）ＣＩｌ＋）（ｎ）を通
過する場合には。
＋ １とするが、レンズ中心Ｌｉ と画素値−１の画
素とを結ぶ直線が休業Ｄ （１）ＣＩｌ＋）（ｎ）を通
過する場合には。
Ｄ （Ｄ （ｍ） （ｎ） ＝ Ｄ （Ｄ （ｍ）（ｎ
） −１とする。この様な処理を行うことで１手法Ｉで
問題となった誤対応点の発生を抑制することが可能とな
る。以下にその理由を示す。
） −１とする。この様な処理を行うことで１手法Ｉで
問題となった誤対応点の発生を抑制することが可能とな
る。以下にその理由を示す。
時空間画像Ｔ中の各曲線Ｃａ、Ｃｂは３次元空間中の点
ＡおよびＢに対応している。すなわち３次元空間中の一
点と時空間画像中の曲線とは一対一に対応する（この様
な曲線を実曲線と呼ぶことにする）。この曲線に沿った
画素値の累積値が９手法Ｉにおける体素Ｄ （Ｄ （ｍ
）Ｃｎ）の累積値になるとみなすことができる。これは
誤対応点についても同様である。たとえば第１０図中の
ある誤対応点Ｅには５時空間画像Ｔ中の曲線Ｃｅが対応
する（誤対応点Ｅは実際には存在しないので、実際は時
空間画像Ｔ中にＣｅを見つけることはできない。Ｃｅは
あくまでも仮想的な曲線として存在する。Ｃｅのことを
虚曲線と呼ぶ）。点Ｅは直線ＳａｉとＳｂｊとの交点で
ある。すなわち画像１ｉ と画像１ｊ とにおいて１点
Ａと点Ｂとを誤って同一点とみなした結果化した点であ
る。したがって１時空間画像Ｔ中の画像１ｉ と実曲線
Ｃａとの交点をｅａ、画像１ｊ と実曲線ｃｂとの交点
をｅｂとすると、虚曲線Ｃｅは必ずｅａとｅｂとを通過
するから１手法Ｉにおける誤対応点を含む休業Ｄ （ｌ
ｅ）（ｍｅ）（ｎｅ〕の累積値（すなわち虚曲線Ｃｅに
沿った画素値の累積値）は、虚曲線Ｃｅが実曲線Ｃａと
ｃｂとを横切った回数となる。すなわちＣｅが通過する
実曲線の数が多ければ多いほど、誤対応点として検出さ
れやすくなる。
ＡおよびＢに対応している。すなわち３次元空間中の一
点と時空間画像中の曲線とは一対一に対応する（この様
な曲線を実曲線と呼ぶことにする）。この曲線に沿った
画素値の累積値が９手法Ｉにおける体素Ｄ （Ｄ （ｍ
）Ｃｎ）の累積値になるとみなすことができる。これは
誤対応点についても同様である。たとえば第１０図中の
ある誤対応点Ｅには５時空間画像Ｔ中の曲線Ｃｅが対応
する（誤対応点Ｅは実際には存在しないので、実際は時
空間画像Ｔ中にＣｅを見つけることはできない。Ｃｅは
あくまでも仮想的な曲線として存在する。Ｃｅのことを
虚曲線と呼ぶ）。点Ｅは直線ＳａｉとＳｂｊとの交点で
ある。すなわち画像１ｉ と画像１ｊ とにおいて１点
Ａと点Ｂとを誤って同一点とみなした結果化した点であ
る。したがって１時空間画像Ｔ中の画像１ｉ と実曲線
Ｃａとの交点をｅａ、画像１ｊ と実曲線ｃｂとの交点
をｅｂとすると、虚曲線Ｃｅは必ずｅａとｅｂとを通過
するから１手法Ｉにおける誤対応点を含む休業Ｄ （ｌ
ｅ）（ｍｅ）（ｎｅ〕の累積値（すなわち虚曲線Ｃｅに
沿った画素値の累積値）は、虚曲線Ｃｅが実曲線Ｃａと
ｃｂとを横切った回数となる。すなわちＣｅが通過する
実曲線の数が多ければ多いほど、誤対応点として検出さ
れやすくなる。
ところが第３図に示すように１本発明においては実曲線
の周囲に−１の画素値から構成される負領域を生成する
ことを特徴としているから、虚曲線が実曲線を交差する
と必ずこの負領域を通過することになる。したがって虚
曲線に沿った画素値の累積値は、正負打ち消されて小さ
な値となり。
の周囲に−１の画素値から構成される負領域を生成する
ことを特徴としているから、虚曲線が実曲線を交差する
と必ずこの負領域を通過することになる。したがって虚
曲線に沿った画素値の累積値は、正負打ち消されて小さ
な値となり。
誤対応点として検出され難（なる。
第４図は本発明の実施例構成を示す。１は画像入力処理
部、１−１は画像入力部、１−２は時空間画像蓄積部、
２は撮影位置入力処理部、２−１は撮影位置入力部、２
−２は撮影位置蓄積部５３は負領域生成処理部、３−１
は特徴点抽出部 ３２は時空間特徴点画像蓄積部、３−
３は負領域生成部、３−４は時空間トンネル画像蓄積部
、４は直線発生処理部、４−１は画像蓄積部、４−２は
非零画素検出部、４−３は直線発生部、５は体素累算処
理部、６は体業蓄積部２７はピーク値検出部、８は出力
部である。
部、１−１は画像入力部、１−２は時空間画像蓄積部、
２は撮影位置入力処理部、２−１は撮影位置入力部、２
−２は撮影位置蓄積部５３は負領域生成処理部、３−１
は特徴点抽出部 ３２は時空間特徴点画像蓄積部、３−
３は負領域生成部、３−４は時空間トンネル画像蓄積部
、４は直線発生処理部、４−１は画像蓄積部、４−２は
非零画素検出部、４−３は直線発生部、５は体素累算処
理部、６は体業蓄積部２７はピーク値検出部、８は出力
部である。
本装置を動作するには、カメラを運動させながら連続的
に被写体を撮影した画像列目（ｉ・０． 、、、。
に被写体を撮影した画像列目（ｉ・０． 、、、。
ｎ−１）を画像入力部１−１に入力し、カメラの撮影位
置情報Ｐｃｉ （ｉ＝０． 、、、、 ｎ−１）を撮影
位置入力部２−１に入力する。画像入力部１−１に入力
された画像列は２時空間画像として時空間画像蓄積部１
−２に、また撮影位置入力部２−１に入力された撮影位
置情報は撮影位置蓄積部２−２に蓄積される。
置情報Ｐｃｉ （ｉ＝０． 、、、、 ｎ−１）を撮影
位置入力部２−１に入力する。画像入力部１−１に入力
された画像列は２時空間画像として時空間画像蓄積部１
−２に、また撮影位置入力部２−１に入力された撮影位
置情報は撮影位置蓄積部２−２に蓄積される。
第５図に示すように時空間画像蓄積部１−２に蓄積され
た時空間画像を構成する画像Ｉｉの蓄積位置と２ これ
に対応する撮影位置情報Ｐｃｉの蓄積位置とは相互に対
応可能なように同し順番に並んでいる。これは時空間特
徴点画像蓄積部３−２および時空間トンネル画像蓄積部
３−４についても同様である。
た時空間画像を構成する画像Ｉｉの蓄積位置と２ これ
に対応する撮影位置情報Ｐｃｉの蓄積位置とは相互に対
応可能なように同し順番に並んでいる。これは時空間特
徴点画像蓄積部３−２および時空間トンネル画像蓄積部
３−４についても同様である。
特徴点抽出部３〜１は３次元のエツジ抽出フィルタなど
であり１時空間画像蓄積部１−２に蓄積された時空間画
像を読み出し、エツジ部には正の画素値をそれ以外の画
素には０の画素値を出力することで、該時空間画像を二
値の時空間特徴点画像に変換して時空間特徴点画像蓄積
部３−２に蓄積する。負領域生成部３−３は該時空間特
徴点画像蓄積部３−２に蓄積された時空間特徴点画像を
読み出し、上記（３）弐に示す変換Ｆを該時空間特徴点
画像に対して行って時空間トンネル画像を生成し１時空
間トンネル画像蓄積部３−４に蓄積する。
であり１時空間画像蓄積部１−２に蓄積された時空間画
像を読み出し、エツジ部には正の画素値をそれ以外の画
素には０の画素値を出力することで、該時空間画像を二
値の時空間特徴点画像に変換して時空間特徴点画像蓄積
部３−２に蓄積する。負領域生成部３−３は該時空間特
徴点画像蓄積部３−２に蓄積された時空間特徴点画像を
読み出し、上記（３）弐に示す変換Ｆを該時空間特徴点
画像に対して行って時空間トンネル画像を生成し１時空
間トンネル画像蓄積部３−４に蓄積する。
該時空間トンネル画像蓄積部３−４は該時空間トンネル
画像蓄積部に蓄積された該時空間トンネル画像を構成す
る第一の画像（すなわち撮影位置情報ＰｃＯに対応する
画像）を読み出して１画像蓄積部４−１に蓄積する。非
零画素検出部４−２は該画像蓄積部４−１に蓄積された
画像を走査し画素値がＯでない画素を見つけると、該画
素値と該画素の座標値とを直線発生部４−３に出力する
。
画像蓄積部に蓄積された該時空間トンネル画像を構成す
る第一の画像（すなわち撮影位置情報ＰｃＯに対応する
画像）を読み出して１画像蓄積部４−１に蓄積する。非
零画素検出部４−２は該画像蓄積部４−１に蓄積された
画像を走査し画素値がＯでない画素を見つけると、該画
素値と該画素の座標値とを直線発生部４−３に出力する
。
該直線発生部４−３は該画素値と該座標値とを入力され
ると、撮影位置蓄積部２−２から第一の画像に対応する
撮影位置情報を読み出し、カメラのレンズ中心と該画像
上の該画素の座標値を通る直線情報を発生し、該直線情
報と該画素値とを体素累算処理部５に出力する。該体素
累算処理部５は該直線情報と該画素値とを入力されると
、該直線情報が示すところの直線が通過する休業を順次
体業蓄積部６から読み出し、該休業の値に該画素値を加
算した値を該体業蓄積部６の該休業に出力する。体素累
算処理部５が上記の処理を該時空間トンネル画像蓄積部
３−４に蓄積されたすべての画像について順次実行する
と、ピーク値検出部７は体業蓄積部６からピーク値を持
っ休業をしきい値処理などによって抽出し、該休業の座
標値を出力部８に出力する。
ると、撮影位置蓄積部２−２から第一の画像に対応する
撮影位置情報を読み出し、カメラのレンズ中心と該画像
上の該画素の座標値を通る直線情報を発生し、該直線情
報と該画素値とを体素累算処理部５に出力する。該体素
累算処理部５は該直線情報と該画素値とを入力されると
、該直線情報が示すところの直線が通過する休業を順次
体業蓄積部６から読み出し、該休業の値に該画素値を加
算した値を該体業蓄積部６の該休業に出力する。体素累
算処理部５が上記の処理を該時空間トンネル画像蓄積部
３−４に蓄積されたすべての画像について順次実行する
と、ピーク値検出部７は体業蓄積部６からピーク値を持
っ休業をしきい値処理などによって抽出し、該休業の座
標値を出力部８に出力する。
この様な構成になっているから、カメラが等速直線運動
以外の任意の運動を行っても被写体上の特徴点までの距
離を求めることが出来、しかも。
以外の任意の運動を行っても被写体上の特徴点までの距
離を求めることが出来、しかも。
誤対応点に相当する休業の累積値を負領域生成部によっ
て生成された負の領域によって抑制することで、誤対応
点の発生を防ぐことが可能である。
て生成された負の領域によって抑制することで、誤対応
点の発生を防ぐことが可能である。
本発明によれば、カメラ運動が既知であることを条件に
、それが任意の運動であっても、被写体の形状を誤対応
点を発生することなく計測することができる。
、それが任意の運動であっても、被写体の形状を誤対応
点を発生することなく計測することができる。
第１図は本発明の原理構成図、第２図は時空間画像中の
曲線を説明する図、第３図は変換された時空間画像中の
パイプを説明する図、第４図は実施例構成、第５図は時
空間画像蓄積部と撮影位置蓄積部との格納状況を説明す
る図、第６図はエピポーラ画像を説明する図、第７図な
いし第１０図は夫々説明図である。 図中、１は画像入力処理部、２は撮影位置入力処理部、
３は負領域生成処理部、４は直線発生処理部、５は体素
累算処理部、７はピーク値検出部５８は出力部を表す。
曲線を説明する図、第３図は変換された時空間画像中の
パイプを説明する図、第４図は実施例構成、第５図は時
空間画像蓄積部と撮影位置蓄積部との格納状況を説明す
る図、第６図はエピポーラ画像を説明する図、第７図な
いし第１０図は夫々説明図である。 図中、１は画像入力処理部、２は撮影位置入力処理部、
３は負領域生成処理部、４は直線発生処理部、５は体素
累算処理部、７はピーク値検出部５８は出力部を表す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 カメラを任意に運動させながら被写体を撮影した画像列
を入力し時空間画像として蓄積する画像入力処理部と、 該画像列の撮影位置情報を入力する撮影位置入力処理部
と、 画像入力処理部に入力された時空間画像から特徴点を抽
出し、該特徴点には正の値を、該特徴点に隣接する特徴
点以外の画素には負の値を、それ以外の画素には０の値
を出力することで、時空間画像を時空間トンネル画像に
変換する負領域生成処理部と、 該負領域生成処理部で出力された時空間トンネル画像を
構成する各画像の０でない画素値を持つ画素の座標値と
、該撮影位置入力部に入力された該画像に対応する撮影
位置情報とから、該画素と撮影時のカメラレンズ中心と
を通る直線情報および該画素の画素値を出力する直線発
生処理部と、被写体が存在する空間を仮想的に微少な体
素に分割し、３次元配列とした体素蓄積部と、 直線発生処理部が発生した直線情報が通過する体素蓄積
部内の全ての体素の値に該画素値を加算する体素累算処
理部と、 体素蓄積部からピーク値を持つ体素を抽出し、その座標
情報を出力部に出力するピーク値検出部とから構成され
、 カメラを任意に運動させながら撮影した画像列から、被
写体の３次元形状を、誤対応点を発生させることなく求
めることを特徴とする３次元形状計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174797A JP2938520B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | ３次元形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174797A JP2938520B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | ３次元形状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462676A true JPH0462676A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2938520B2 JP2938520B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=15984838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2174797A Expired - Fee Related JP2938520B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | ３次元形状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938520B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10124681A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Ricoh Co Ltd | 携帯型情報処理装置及び情報処理方法 |
-
1990
- 1990-07-02 JP JP2174797A patent/JP2938520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10124681A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Ricoh Co Ltd | 携帯型情報処理装置及び情報処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2938520B2 (ja) | 1999-08-23 |
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