JPH077453B2 - 球面写像による３次元計測の不動点除去方法 - Google Patents
球面写像による３次元計測の不動点除去方法Info
- Publication number
- JPH077453B2 JPH077453B2 JP63151161A JP15116188A JPH077453B2 JP H077453 B2 JPH077453 B2 JP H077453B2 JP 63151161 A JP63151161 A JP 63151161A JP 15116188 A JP15116188 A JP 15116188A JP H077453 B2 JPH077453 B2 JP H077453B2
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- point
- mapping
- spherical
- dimensional measurement
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 球面写像により３次元像の計測を行う３次元計測方法に
係り，特に計測に役立たない不動点の除去を行う３次元
計測の不動点除去方法に関し， 不動点除去処理の高速化を図ることを目的とし， 撮影点を移動させつつ立体像を球面投影および球面写像
して写像点を抽出する過程と，これら抽出された写像点
中の不動点を除去する過程と，不動点除去後の写像点情
報に基づき立体像の３次元計測を行う過程とを含む球面
写像による３次元計測方法において，不動点除去過程
が，撮影点移動方向の球面上への投影点を極とする赤道
および赤道近傍の写像点を除去する過程を前処理として
含むように構成される。
係り，特に計測に役立たない不動点の除去を行う３次元
計測の不動点除去方法に関し， 不動点除去処理の高速化を図ることを目的とし， 撮影点を移動させつつ立体像を球面投影および球面写像
して写像点を抽出する過程と，これら抽出された写像点
中の不動点を除去する過程と，不動点除去後の写像点情
報に基づき立体像の３次元計測を行う過程とを含む球面
写像による３次元計測方法において，不動点除去過程
が，撮影点移動方向の球面上への投影点を極とする赤道
および赤道近傍の写像点を除去する過程を前処理として
含むように構成される。
本発明は，球面写像により３次元像の計測を行う３次元
計測方法に係り，特に計測に役立たない不動点を除去す
る３次元計測の不動点除去方法に関する。
計測方法に係り，特に計測に役立たない不動点を除去す
る３次元計測の不動点除去方法に関する。
例えば原子炉などのように人間が立ち入ることが危険な
場所でロボットに作業を行わせる場合には，その作業の
対象物をロボットマニピュレータで操作するため対象物
までの距離やその姿勢を計測することになるが，かかる
計測演算はリアルタイムで高速に行えることが必要であ
る。
場所でロボットに作業を行わせる場合には，その作業の
対象物をロボットマニピュレータで操作するため対象物
までの距離やその姿勢を計測することになるが，かかる
計測演算はリアルタイムで高速に行えることが必要であ
る。
かかる立体計測を行うものとしては，ロボット側に設け
られたカメラで対象物の球面投影を行い，投影像を写像
処理して種々の３次元情報，例えば線分の有無，その方
向や距離などを抽出する技術が知られており，例えば特
開昭60−218183号公報あるいは特開昭61−25814（特開
昭63−113782号）等に提案されたものがある。
られたカメラで対象物の球面投影を行い，投影像を写像
処理して種々の３次元情報，例えば線分の有無，その方
向や距離などを抽出する技術が知られており，例えば特
開昭60−218183号公報あるいは特開昭61−25814（特開
昭63−113782号）等に提案されたものがある。
球面写像を用いて３次元空間の線分位置を計測する方法
を説明すると，まず第６図に示されるように，線分Ｌを
球面上に球面投影して弧Ｌ′を得，この弧Ｌ′上の各点
を中心として大円（各点を北極とした場合の赤道に相
当）を球面上に描く。この結果，立体像の大円が交差す
る写像点Ｓが得られる。
を説明すると，まず第６図に示されるように，線分Ｌを
球面上に球面投影して弧Ｌ′を得，この弧Ｌ′上の各点
を中心として大円（各点を北極とした場合の赤道に相
当）を球面上に描く。この結果，立体像の大円が交差す
る写像点Ｓが得られる。
次に，第７図に示されるように，カメラの撮影位置を任
意の直線方向Ｖに一定間隔ずつ移動させて，各移動点で
線分を撮影して上述のＳ点をそれぞれ抽出する。これに
より得られた複数の写像点S1,S2,S3を更に球面写像して
各Ｓ点に対応した大円を描くと，これらの大円の交点と
して本発明写像点SS点が求まる。このSS点は線分Ｌの方
向を表す情報となる。
意の直線方向Ｖに一定間隔ずつ移動させて，各移動点で
線分を撮影して上述のＳ点をそれぞれ抽出する。これに
より得られた複数の写像点S1,S2,S3を更に球面写像して
各Ｓ点に対応した大円を描くと，これらの大円の交点と
して本発明写像点SS点が求まる。このSS点は線分Ｌの方
向を表す情報となる。
このようにしてカメラを移動させつつ線分Ｌを撮影して
Ｓ点やSS点等の情報を収集し，これらに基づき線分の方
向や距離等の３次元計測演算を行うものである。なお，
これらの詳細については前掲の公報が参照できるもので
ある。
Ｓ点やSS点等の情報を収集し，これらに基づき線分の方
向や距離等の３次元計測演算を行うものである。なお，
これらの詳細については前掲の公報が参照できるもので
ある。
上述の方法により抽出された写像点のなかには,3次元計
測演算に不必要な写像点も含まれている。例えば，カメ
ラから遠く離れた位置（例えば室内の背景）にある像の
写像点などであり，このような像はロボット作業には不
必要である。またカメラの移動方向と同じ方向を向く線
分は，カメラを移動させて時系列写像を行ったとして
も，その写像点が球面上において不動であり，このため
これら不動の写像点（以下，不動点と称する）は方向計
測等に寄与しないため，不必要であるといえる。
測演算に不必要な写像点も含まれている。例えば，カメ
ラから遠く離れた位置（例えば室内の背景）にある像の
写像点などであり，このような像はロボット作業には不
必要である。またカメラの移動方向と同じ方向を向く線
分は，カメラを移動させて時系列写像を行ったとして
も，その写像点が球面上において不動であり，このため
これら不動の写像点（以下，不動点と称する）は方向計
測等に寄与しないため，不必要であるといえる。
そこで，これら不動点を３次元計測演算に先立って除去
する処理が行われており，この処理方法として種々の方
法が提案されている。
する処理が行われており，この処理方法として種々の方
法が提案されている。
しかしながら，これらの不動点除去処理は抽出された写
像点それぞれについて行うものであり，その処理時間が
一般に長い。このため，抽出された写像点全てについて
不動点除去処理を行うと，全部の処理を終えるまでの時
間が非常に長くなり，ロボット作業等に要求されるリア
ルタイム処理を実現できない。
像点それぞれについて行うものであり，その処理時間が
一般に長い。このため，抽出された写像点全てについて
不動点除去処理を行うと，全部の処理を終えるまでの時
間が非常に長くなり，ロボット作業等に要求されるリア
ルタイム処理を実現できない。
したがって本発明の目的は，不動点除去処理の高速化を
図ることにある。
図ることにある。
第１図は本発明に係る原理図である。本発明に係る球面
写像による３次元計測の不動点除去方法は，撮影点を移
動させつつ立体像を球面投影および球面写像して写像点
Ｓを抽出する過程（ステップS1）と，これら抽出された
写像点中の不動点を除去する過程（ステップS2）と，不
動点除去後の写像点情報に基づき立体像の３次元計測を
行う過程（ステップS3）とを含む球面写像による３次元
計測方法において，不動点除去過程（ステップS2）が，
撮影点移動方向（Ｖ）の球面上への投影点Voを極とする
赤道ｌおよび赤道近傍の写像点を除去する過程（ステッ
プS4）を前処理として含むように構成される。
写像による３次元計測の不動点除去方法は，撮影点を移
動させつつ立体像を球面投影および球面写像して写像点
Ｓを抽出する過程（ステップS1）と，これら抽出された
写像点中の不動点を除去する過程（ステップS2）と，不
動点除去後の写像点情報に基づき立体像の３次元計測を
行う過程（ステップS3）とを含む球面写像による３次元
計測方法において，不動点除去過程（ステップS2）が，
撮影点移動方向（Ｖ）の球面上への投影点Voを極とする
赤道ｌおよび赤道近傍の写像点を除去する過程（ステッ
プS4）を前処理として含むように構成される。
写像点のなかにはカメラの移動方向が分かれば必ず不動
点であることが分かるものがある。このような写像点に
対しては時間のかかる不動点除去処理行うことなく前処
理として切り捨ててしまってもよいことになる。
点であることが分かるものがある。このような写像点に
対しては時間のかかる不動点除去処理行うことなく前処
理として切り捨ててしまってもよいことになる。
すなわち，第２図に示されるように，カメラの移動方向
をＶとすると，この方向Ｖと平行な向きの線分Ｌは，カ
メラを移動させても，その写像点S1,S2,S3…の位置は不
動である。この写像点は，移動方向Ｖの球面への投影点
Voを極とした赤道上に必ずある。したがってVoを極とし
た赤道上にある写像点は濃度にかかわらず，不動点除去
処理の前処理として除去する。この前処理は単に座標情
報を用いるだけであるので，短時間で行える。この結
果，時間のかかる不動点除去処理を行う写像点の数が減
少し，よって全体としての処理時間も短縮され，処理の
高速化を図れる。
をＶとすると，この方向Ｖと平行な向きの線分Ｌは，カ
メラを移動させても，その写像点S1,S2,S3…の位置は不
動である。この写像点は，移動方向Ｖの球面への投影点
Voを極とした赤道上に必ずある。したがってVoを極とし
た赤道上にある写像点は濃度にかかわらず，不動点除去
処理の前処理として除去する。この前処理は単に座標情
報を用いるだけであるので，短時間で行える。この結
果，時間のかかる不動点除去処理を行う写像点の数が減
少し，よって全体としての処理時間も短縮され，処理の
高速化を図れる。
以下，本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
３図は本発明に係る実施例の流れ図であり，各写像点ご
とに行う不動点除去処理演算に先立つ前処理として行わ
れるものである。
３図は本発明に係る実施例の流れ図であり，各写像点ご
とに行う不動点除去処理演算に先立つ前処理として行わ
れるものである。
いま球面カメラの座標系が第４図に示される如くである
とする。ここで経度をαで表し，緯度をβで表すものと
し，それぞれ０〜1023,0〜608に量子化されているもの
とする。またカメラの移動方向をＶとし,VがＹ軸方向に
平行であるとする。第５図はこの第４図の座標系を平面
に広げた図である。
とする。ここで経度をαで表し，緯度をβで表すものと
し，それぞれ０〜1023,0〜608に量子化されているもの
とする。またカメラの移動方向をＶとし,VがＹ軸方向に
平行であるとする。第５図はこの第４図の座標系を平面
に広げた図である。
ここで,X軸と方向Ｖを含む平面に平行な線分が存在して
いるものとし，この線分を球面写像したＳ点は，方向Ｖ
の球面上の投影点Voを極とした赤道上に必ずある。この
ためカメラの撮影位置を移動しても，このＳ点は移動し
ない。したがってこのVoを極とした赤道上に載るＳ点は
濃度にかかわらず除去する。この除去処理は，第５図の
平面座標の経度256もしくは768及びその近傍の位置にあ
るＳ点を探索し除去することで簡単に行える。
いるものとし，この線分を球面写像したＳ点は，方向Ｖ
の球面上の投影点Voを極とした赤道上に必ずある。この
ためカメラの撮影位置を移動しても，このＳ点は移動し
ない。したがってこのVoを極とした赤道上に載るＳ点は
濃度にかかわらず除去する。この除去処理は，第５図の
平面座標の経度256もしくは768及びその近傍の位置にあ
るＳ点を探索し除去することで簡単に行える。
処理の手順としては,S点の座標（αs,βｓ）を入力し
（ステップS10），この座標（αs,βｓ）がVoを極とし
た赤道もしくは赤道の近傍あるかを判定する（ステップ
S11）。赤道付近にあればこのＳ点データを取り除く
（ステップS12）。なければそのまま出力して，その後
に不動点除去処理演算を行う。
（ステップS10），この座標（αs,βｓ）がVoを極とし
た赤道もしくは赤道の近傍あるかを判定する（ステップ
S11）。赤道付近にあればこのＳ点データを取り除く
（ステップS12）。なければそのまま出力して，その後
に不動点除去処理演算を行う。
本発明によれば、不必要な不動点を不動点除去処理演算
に先立って取り除いておくことができるから，不動点除
去処理演算に要する時間を全体として短縮することがで
き,3次元計測の高速化を図ることができる。
に先立って取り除いておくことができるから，不動点除
去処理演算に要する時間を全体として短縮することがで
き,3次元計測の高速化を図ることができる。
第１図および第２図は本発明に係る原理説明図， 第３図は本発明に係る実施例の処理手順を示す流れ図， 第４図は球面カメラの座標系の説明図， 第５図は第４図の球面座標を平面に展開した図， 第６図はＳ点の抽出方法を説明する図， 第７図はSS点の抽出方法を説明する図である。 図において， Ｌ……線分、Ｓ……写像… Ｖ……カメラ移動方向 ｌ……Voを極とする赤道
Claims (1)
- 【請求項１】撮影点を移動させつつ立体像を球面投影お
よび球面写像して写像点（Ｓ）を抽出する過程（ステッ
プS1）と， これら抽出された写像点中の不動点を除去する過程（ス
テップS2）と， 不動点除去後の写像点情報に基づき立体像の３次元計測
を行う過程（ステップS3）とを含む球面写像による３次
元計測方法において， 該不動点除去過程（ステップS2）は， 撮影点移動方向（Ｖ）の球面上への投影点を極とする赤
道および赤道近傍の写像点を除去する過程（ステップS
4）を前処理として含むことを特徴とする，球面写像に
よる３次元計測の不動点除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151161A JPH077453B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 球面写像による３次元計測の不動点除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151161A JPH077453B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 球面写像による３次元計測の不動点除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319875A JPH01319875A (ja) | 1989-12-26 |
| JPH077453B2 true JPH077453B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15512670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63151161A Expired - Lifetime JPH077453B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 球面写像による３次元計測の不動点除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077453B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5214234B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2013-06-19 | 株式会社東芝 | 回転駆動される球体の姿勢を決定する装置及び方法 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63151161A patent/JPH077453B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01319875A (ja) | 1989-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |