JPH09138870A - Image processing apparatus and method - Google Patents
Image processing apparatus and methodInfo
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- JPH09138870A JPH09138870A JP7296727A JP29672795A JPH09138870A JP H09138870 A JPH09138870 A JP H09138870A JP 7296727 A JP7296727 A JP 7296727A JP 29672795 A JP29672795 A JP 29672795A JP H09138870 A JPH09138870 A JP H09138870A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 3次元物体の複数の表面形状上の幾何学的な
特徴の対応を求めずに、複数の表面形状を位置合わせを
することができる画像処理装置及び方法を提供する。
【解決手段】 3次元物体の2つの表面形状が重複する
空間領域に切断面を設定し、その切断面により各々の表
面形状に断面形状を作成し、作成された断面形状上の対
応点を、各々の断面形状から探索し、探索された複数の
対応点間の距離の2乗の和が最小となるように、2つの
表面形状のうち、一方の表面形状を回転し、平行移動す
ることによって、位置合わせを行う。
(57) Abstract: An image processing apparatus and method capable of aligning a plurality of surface shapes without finding correspondence between geometrical features on the surface shapes of a three-dimensional object. To do. SOLUTION: A cutting plane is set in a spatial region where two surface shapes of a three-dimensional object overlap, a cross-sectional shape is created for each surface shape by the cutting plane, and corresponding points on the created cross-sectional shape are By searching from each cross-sectional shape and rotating and translating one of the two surface shapes so that the sum of squares of the distances between the corresponding points found is minimized. , Align the position.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置及び
方法、特に、3次元物体の表面形状の位置合わせに関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and method, and more particularly to aligning the surface shape of a three-dimensional object.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、距離測定装置で距離画像を撮影す
るなどして、3次元物体の表面形状を獲得する方法があ
った。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a method of acquiring the surface shape of a three-dimensional object by taking a distance image with a distance measuring device.
【0003】そして、同一の物体に関して獲得した複数
の表面形状を任意の視線方向から見た投影画像を身なが
ら、マウスやキーボードなどのデバイスを用いて表面形
状を手動で位置合わせする方法があった。Then, there is a method of manually aligning the surface shapes by using a device such as a mouse or a keyboard while wearing a projected image of a plurality of surface shapes obtained with respect to the same object viewed from an arbitrary line-of-sight direction. .
【0004】また、同一の物体に関して獲得した複数の
表面形状上で対応するエッジなどの幾何学的特徴を探索
し、それらの位置関係からの各々の表面形状の持つ座標
系の変換関係を算出することにより位置合わせする手法
があった。Further, geometrical features such as corresponding edges are searched for on a plurality of surface shapes obtained for the same object, and the conversion relationship of the coordinate system of each surface shape is calculated from their positional relationship. There was a method of aligning by this.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、複数の表面形状上で形状が類似している部分を目
測で探すことが困難である場合、位置合わせを正確に行
うことができないという問題があった。例えば、人物の
彫像などのような自然物体は従来技術を用いて位置合わ
せすることが困難である。However, according to the above-mentioned prior art, when it is difficult to visually find a portion having a similar shape on a plurality of surface shapes, it is impossible to perform the alignment accurately. There was a problem. For example, natural objects such as person statues are difficult to align using conventional techniques.
【0006】また、上記従来技術では、幾何学的特徴の
対応を求めることが困難な場合、正確に位置合わせを行
なうことが困難であるという問題があった。例えば、人
物の彫像などのような自然物体は従来技術を用いて位置
合わせすることが困難である。Further, the above-mentioned prior art has a problem that it is difficult to perform accurate alignment when it is difficult to find correspondence of geometric features. For example, natural objects such as person statues are difficult to align using conventional techniques.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る画像処理装置においては、3次元物
体の複数の表面形状が重複する空間領域に切断面を設定
する設定手段と、前記設定手段により設定された切断面
により、前記複数の表面形状の各々に断面形状を作成す
る作成手段と、前記作成手段により作成された複数の断
面形状の各々で対応する点を、該各々の断面形状から探
索する探索手段と、前記探索手段により探索された複数
の対応点間の距離によって決定される関数の値を計算す
る第1の計算手段と、前記複数の表面形状のうち、少な
くとも1つの表面形状の位置を調整する調整手段と、前
記第1の計算手段により計算された関数の値が最小とな
るような、前記調整手段による調整量を計算する第2の
計算手段と、前記第2の計算手段により計算された調整
量に基づいて、前記調整手段を制御する制御手段とを設
けた。In order to solve the above problems, in an image processing apparatus according to the present invention, a setting means for setting a cutting plane in a spatial region where a plurality of surface shapes of a three-dimensional object overlap each other. , Creating means for creating a cross-sectional shape on each of the plurality of surface shapes by the cutting surface set by the setting means, and points corresponding to each of the plurality of cross-sectional shapes created by the creating means, Of the plurality of surface shapes, at least one of a plurality of surface shapes, a first calculating means for calculating a value of a function determined by a distance between the plurality of corresponding points searched by the searching means, Adjusting means for adjusting the position of one surface shape; second calculating means for calculating the adjustment amount by the adjusting means such that the value of the function calculated by the first calculating means is minimized; Based on the adjustment amount computed by the second computing means, provided with control means for controlling said adjusting means.
【0008】また好ましくは、前記調整手段が、前記複
数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を回転
する。Further preferably, the adjusting means rotates at least one surface shape among the plurality of surface shapes.
【0009】また好ましくは、前記調整手段が、前記複
数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を移動
する。Further preferably, the adjusting means moves at least one surface shape among the plurality of surface shapes.
【0010】また好ましくは、前記調整手段が、前記複
数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を平行
移動する。Further preferably, the adjusting means translates at least one surface shape among the plurality of surface shapes.
【0011】また好ましくは、前記調整手段が、前記複
数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を回転
し、かつ平行移動する。Preferably, the adjusting means rotates and translates at least one surface shape of the plurality of surface shapes.
【0012】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
複数の異なる方向から計測することによって獲得された
ものである。Also preferably, the plurality of surface shapes are
It was obtained by measuring from multiple different directions.
【0013】また好ましくは、前記第1の計算手段が、
前記探索手段により探索された複数の対応点間の距離の
2乗の和の値を計算する。Further preferably, the first calculation means is
A value of a sum of squares of distances between the corresponding points searched by the searching means is calculated.
【0014】また好ましくは、前記設定手段が、x軸、
y軸、z軸のそれぞれに垂直な複数の切断面を設定す
る。Also preferably, the setting means is an x-axis,
A plurality of cutting planes perpendicular to the y-axis and the z-axis are set.
【0015】また好ましくは、前記調整手段が、前記少
なくとも1つの表面形状の、x座標、y座標、z座標の
それぞれにおける位置を調整する。Further preferably, the adjusting means adjusts the position of the at least one surface shape in each of the x coordinate, the y coordinate and the z coordinate.
【0016】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
共通の座標系を持つ。Further preferably, the plurality of surface shapes are
Have a common coordinate system.
【0017】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
各々独自の座標系を持つ。Further preferably, the plurality of surface shapes are
Each has its own coordinate system.
【0018】また好ましくは、前記調整手段が、前記少
なくとも1つの表面形状の位置を調整する際に、該表面
形状の座標を他の表面形状の座標に変換する座標変換マ
トリクスの値を変更することによって、その調整を行
う。Further preferably, the adjusting means, when adjusting the position of the at least one surface shape, changes the value of a coordinate conversion matrix for converting the coordinates of the surface shape into the coordinates of another surface shape. To make that adjustment.
【0019】また、上記の課題を解決するために、本発
明に係る画像処理方法においては、3次元物体の複数の
表面形状が重複する空間領域に切断面を設定する設定工
程と、前記設定工程で設定された切断面により、前記複
数の表面形状の各々に断面形状を作成する作成工程と、
前記作成工程で作成された複数の断面形状の各々で対応
する点を、該各々の断面形状から探索する探索工程と、
前記探索工程で探索された複数の対応点間の距離によっ
て決定される関数の値を計算する第1の計算工程と、前
記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状の
位置を調整する調整工程と、前記第1の計算工程で計算
された関数の値が最小となるような、前記調整工程での
調整量を計算する第2の計算工程と、前記第2の計算工
程で計算された調整量に基づいて、前記調整工程におけ
る調整を制御する制御工程とを設けた。In order to solve the above problems, in the image processing method according to the present invention, a setting step of setting a cutting plane in a spatial region where a plurality of surface shapes of a three-dimensional object overlap, and the setting step. A cutting step of creating a cross-sectional shape for each of the plurality of surface shapes by the cutting surface set in
A search step of searching a point corresponding to each of the plurality of cross-sectional shapes created in the creating step from the respective cross-sectional shapes;
A first calculation step of calculating a value of a function determined by the distances between the corresponding points searched in the searching step; and an adjustment for adjusting the position of at least one surface shape of the plurality of surface shapes. Step, a second calculation step of calculating the adjustment amount in the adjustment step such that the value of the function calculated in the first calculation step is minimized, and a second calculation step calculated in the second calculation step. And a control step of controlling the adjustment in the adjusting step based on the adjustment amount.
【0020】また好ましくは、前記調整工程において、
前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
を回転する。Also preferably, in the adjusting step,
At least one surface shape is rotated among the plurality of surface shapes.
【0021】また好ましくは、前記調整工程において、
前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
を移動する。Further preferably, in the adjusting step,
At least one surface shape of the plurality of surface shapes is moved.
【0022】また好ましくは、前記調整工程において、
前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
を平行移動する。Further preferably, in the adjusting step,
At least one surface shape of the plurality of surface shapes is translated.
【0023】また好ましくは、前記調整工程において、
前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
を回転し、かつ平行移動する。Preferably, in the adjusting step,
Rotating and translating at least one surface shape of the plurality of surface shapes.
【0024】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
複数の異なる方向から計測することによって獲得された
ものである。Preferably, the plurality of surface shapes are
It was obtained by measuring from multiple different directions.
【0025】また好ましくは、前記第1の計算工程にお
いて、前記探索工程で探索された複数の対応点間の距離
の2乗の和の値を計算する。Further preferably, in the first calculating step, a value of a sum of squares of distances between the plurality of corresponding points searched in the searching step is calculated.
【0026】また好ましくは、前記設定工程において、
x軸、y軸、z軸のそれぞれに垂直な複数の切断面を設
定する。Further preferably, in the setting step,
A plurality of cutting planes perpendicular to the x-axis, the y-axis, and the z-axis are set.
【0027】また好ましくは、前記調整工程において、
前記少なくとも1つの表面形状の、x座標、y座標、z
座標のそれぞれにおける位置を調整する。Further preferably, in the adjusting step,
X-coordinate, y-coordinate, z of the at least one surface shape
Adjust the position at each of the coordinates.
【0028】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
共通の座標系を持つ。Further, preferably, the plurality of surface shapes are
Have a common coordinate system.
【0029】また好ましくは、前記複数の表面形状が、
各々独自の座標系を持つ。Preferably, the plurality of surface shapes are
Each has its own coordinate system.
【0030】また好ましくは、前記調整工程において、
前記少なくとも1つの表面形状の位置を調整する際に、
該表面形状の座標を他の表面形状の座標に変換する座標
変換マトリクスの値を変更することによって、その調整
を行う。Further preferably, in the adjusting step,
In adjusting the position of the at least one surface feature,
The adjustment is performed by changing the value of the coordinate conversion matrix that converts the coordinates of the surface shape into the coordinates of another surface shape.
【0031】[0031]
〔実施形態1〕本実施形態1では、3次元物体を距離測
定装置を用いて2つの異なる方向から計測することによ
り獲得した2つの表面形状を位置合わせする手法につい
て述べる。以下では、2つの表面形状を表面形状Aおよ
び表面形状Bと呼ぶ。なお、2つの表面形状は従来技術
の方法などにより大まかな位置合わせが予め施されてい
るとする。[Embodiment 1] In Embodiment 1, a method for aligning two surface shapes obtained by measuring a three-dimensional object from two different directions using a distance measuring device will be described. Hereinafter, the two surface shapes are referred to as surface shape A and surface shape B. It is assumed that the two surface shapes have been roughly aligned in advance by a method of the related art or the like.
【0032】本実施形態1の手法では、2つの表面形状
上で対応する点の組を抽出する。そして、対応点間の距
離の2乗の和が最小となるように表面形状Bを回転およ
び平行移動することにより位置合わせを行なう。ここ
で、対応点は3次元空間中に設置した平面によって表面
形状を切断した断面形状上で探索する。この方法によ
り、対応点を探索する空間が2次元平面内に限定される
ので、幾何学的特徴の抽出を必要としない簡便な方法を
用いて対応点を求めることが可能である。しかし、一組
の断面形状において求めた対応点は同一平面上に存在す
るため、位置合わせのために決定すべき空間の6自由度
(各座標軸方向の平行移動および各座標軸周りの回転)
のうち3自由度しか決定することが出来ない。また、探
索空間を制限したことにより求めた対応点は対象物体上
の同一の点であるとは限らない。したがって、一組の断
面形状だけでは正確な位置合わせは出来ない。そこで、
切断面の向きを変えながら位置合わせの微調整を繰り返
すことにより、自由度の不足を補うとともに漸次位置合
わせの精度を高める。In the method of the first embodiment, a set of corresponding points on two surface shapes is extracted. Then, the surface shape B is rotated and moved in parallel so that the sum of the squares of the distances between the corresponding points is minimized to perform the alignment. Here, the corresponding points are searched for on the cross-sectional shape obtained by cutting the surface shape by the plane set in the three-dimensional space. By this method, the space for searching the corresponding points is limited to the two-dimensional plane, so that it is possible to obtain the corresponding points using a simple method that does not require the extraction of geometrical features. However, since the corresponding points obtained in a set of cross-sectional shapes are on the same plane, 6 degrees of freedom of space to be determined for alignment (translation in each coordinate axis direction and rotation around each coordinate axis)
Of these, only 3 degrees of freedom can be determined. Also, the corresponding points obtained by limiting the search space are not always the same points on the target object. Therefore, accurate alignment cannot be achieved with only one set of cross-sectional shapes. Therefore,
By repeating the fine adjustment of the alignment while changing the direction of the cut surface, the lack of the degree of freedom is compensated and the accuracy of the alignment is gradually increased.
【0033】図1に本実施形態1の3次元形状の位置合
わせ装置を示す。FIG. 1 shows a three-dimensional shape alignment apparatus according to the first embodiment.
【0034】この図1において、105は、処理手順を
記憶するための第1の記憶装置であり、106は、処理
対象のデータ、処理結果データを記憶するための第2の
記憶装置である。In FIG. 1, 105 is a first storage device for storing the processing procedure, and 106 is a second storage device for storing the data to be processed and the processing result data.
【0035】また、107は、第1の記憶装置105に
記憶された処理手順に従って処理を実行するためのCP
Uであり、104は、外部機器とのデータの入出力部で
あり、108はこれら各部を接続するバスである。Reference numeral 107 denotes a CP for executing processing according to the processing procedure stored in the first storage device 105.
U is a unit, 104 is an input / output unit for data with an external device, and 108 is a bus connecting these units.
【0036】また、第1の記憶装置105において、p
1は、3次元の表面形状の位置合わせ処理を行なうプロ
グラムであり、r1は、p1の中で位置合わせの微調整
を行なうルーチンであり、r2は、p1の中で収束率を
算出するルーチンであり、r11は、r1の中で切断面
を設定するルーチンであり、r12は、r1の中で断面
形状を作成するルーチンであり、r13は、r1の中で
断面形状上の対応点を探索するルーチンであり、r14
は、r1の中で表面形状を回転および平行移動するルー
チンである。In the first storage device 105, p
Reference numeral 1 is a program for performing alignment processing of a three-dimensional surface shape, r1 is a routine for fine adjustment of alignment in p1, and r2 is a routine for calculating a convergence rate in p1. Yes, r11 is a routine for setting a cutting plane in r1, r12 is a routine for creating a cross-sectional shape in r1, and r13 is searching for a corresponding point on the cross-sectional shape in r1. Routine, r14
Is a routine that rotates and translates the surface shape in r1.
【0037】また、第2の記憶装置106において、d
1は、処理のため入力された表面形状A上の各点の座標
値データであり、d2は、処理のため入力され、処理の
結果算出された表面形状B上の各点の座標値データであ
り、d3は、処理の結果算出された断面形状Aのデータ
であり、d4は、処理の結果算出された断面形状Bのデ
ータであり、d5は、処理の結果算出された対応点間の
距離データであり、d6は、処理の結果算出された対応
点の座標データである。In the second storage device 106, d
1 is the coordinate value data of each point on the surface shape A input for the processing, and d2 is the coordinate value data of each point on the surface shape B input for the processing and calculated as a result of the processing. Yes, d3 is the data of the sectional shape A calculated as a result of the processing, d4 is the data of the sectional shape B calculated as the result of the processing, and d5 is the distance between the corresponding points calculated as the result of the processing. D6 is the coordinate data of the corresponding points calculated as a result of the processing.
【0038】また、101は、様々なデータを入力する
入力装置であり、102は、第2の記憶装置に記憶され
たデータを表示する表示装置であり、103は、第2の
記憶装置に記憶されたデータを印刷する印刷手段であ
る。Further, 101 is an input device for inputting various data, 102 is a display device for displaying the data stored in the second storage device, and 103 is stored in the second storage device. The printing unit prints the created data.
【0039】次に、図2に本実施形態1の処理全体の流
れを示す。以下、図2を用いて処理の流れを説明する。Next, FIG. 2 shows the flow of the entire processing of the first embodiment. The flow of processing will be described below with reference to FIG.
【0040】まず、ステップS201にて、外部機器と
の入出力部104より表面形状Aのデータおよび表面形
状Bのデータを入力する。表面形状のデータはいずれも
計測対象とした3次元物体表面上の離散的な点群の座標
値より成っている。このような点群を以下ではその表面
形状上のサンプル点と呼ぶ。ここで、表面形状Aおよび
表面形状B上のすべてのサンプル点の座標は共通の座標
系における座標値として表されている。このステップで
入力した表面形状のデータは、第2の記憶装置106の
領域d1およびd2に格納される。次に、ステップS2
02にて位置合わせを微調整する。ステップS202に
ついては後に詳述する。そして、ステップS203で
は、次のステップS204で用いる評価値“収束率”を
算出する。このステップS203における収束率の算出
方法についても、後に詳述する。ステップS204で
は、収束率の値により位置合わせの微調整処理を再度行
うかどうか判断する。収束率がある閾値Th未満の場合
は、位置合わせの微調整処理を終了し、ステップS20
5へ進む。一方、収束率が閾値以上である場合はステッ
プS202に戻る。最後にステップS205では、以上
の処理で位置合わせした表面形状のデータを外部機器と
の入出力部104より出力して処理を終了する。First, in step S201, the data of the surface shape A and the data of the surface shape B are input from the input / output unit 104 with the external device. The surface shape data are all made up of the coordinate values of discrete point groups on the surface of the three-dimensional object which is the object of measurement. Hereinafter, such a point group is referred to as a sample point on the surface shape. Here, the coordinates of all sample points on the surface shape A and the surface shape B are represented as coordinate values in a common coordinate system. The surface shape data input in this step is stored in the areas d1 and d2 of the second storage device 106. Next, step S2
Fine-tune the alignment at 02. Step S202 will be described in detail later. Then, in step S203, the evaluation value "convergence rate" used in the next step S204 is calculated. The method of calculating the convergence rate in step S203 will also be described in detail later. In step S204, it is determined based on the value of the convergence rate whether or not to perform the fine adjustment process for alignment again. If the convergence rate is less than a certain threshold value T h , the fine adjustment process for alignment is terminated, and step S20
Go to 5. On the other hand, if the convergence rate is greater than or equal to the threshold value, the process returns to step S202. Finally, in step S205, the surface shape data aligned by the above processing is output from the input / output unit 104 with the external device, and the processing ends.
【0041】次に図2のステップS202の位置合わせ
の微調整について、図3および図4の流れ図を用いて詳
しく説明する。位置合わせの微調整処理では、図3の流
れ図に示すように、Z軸、Y軸、X軸の各座標軸に垂直
な切断面による位置合わせの微調整を、ステップS30
1、S302、S303で、順次行う。そして、それぞ
れの座標軸に関する位置合わせの微調整処理の流れを図
4に示す。Next, the fine adjustment of the alignment in step S202 of FIG. 2 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. In the fine adjustment processing of alignment, as shown in the flowchart of FIG. 3, fine adjustment of alignment by a cutting plane perpendicular to each coordinate axis of the Z axis, Y axis, and X axis is performed in step S30.
The steps S1, S302, and S303 are sequentially performed. Then, FIG. 4 shows a flow of a fine adjustment process of alignment regarding each coordinate axis.
【0042】まず、ステップS401にて2つの3次元
形状が重複する領域内の複数の箇所に座標軸に垂直な切
断面C1〜Ctを設定する。本実施形態1では、t=3と
した。このステップS401における切断面の設定方法
については後に詳述する。次のステップS402では、
切断面を識別するためのカウンタkを1に初期化する。
ステップS403では、表面形状Aおよび表面形状Bを
切断面Ckで切断した断面形状をそれぞれ作成する。以
下では、表面形状Aから作成した断面形状を断面形状
A、表面形状Bから作成した断面形状を断面形状Bと呼
ぶことにする。このステップで作成された断面形状のデ
ータは、第2の記憶装置106の領域d3およびd4に
格納される。このステップS403については、後に詳
述する。次にステップS404にて断面形状上の対応点
を探索する。このステップで求めた対応点のデータは第
2の記憶装置106の領域d6に格納される。このステ
ップS404についても、後に詳述する。そして、ステ
ップS405では、カウンタkをインクリメントする。
次に、ステップS406では、カウンタkと切断面の数
tの大小を比較し、k>tなら全ての切断面についての
処理が終了したと判断してステップS407へ進む。k
≦tならば、未処理の切断面があると判断してステップ
S403に戻る。ステップS407では、対応点間の距
離によって決定される関数が最小となるように、表面形
状Bを回転および平行移動する。このステップS407
についても、後に詳述する。First, in step S401, cutting planes C 1 to C t perpendicular to the coordinate axes are set at a plurality of locations in the area where the two three-dimensional shapes overlap. In the first embodiment, t = 3. The method of setting the cut surface in step S401 will be described in detail later. In the next step S402,
A counter k for identifying the cut surface is initialized to 1.
In step S403, cross-sectional shapes obtained by cutting the surface shape A and the surface shape B along the cutting plane C k are created. Below, the cross-sectional shape created from the surface shape A will be called cross-sectional shape A, and the cross-sectional shape created from the surface shape B will be called cross-sectional shape B. The cross-sectional shape data created in this step is stored in the areas d3 and d4 of the second storage device 106. This step S403 will be described later in detail. Next, in step S404, corresponding points on the cross-sectional shape are searched. The data of the corresponding points obtained in this step is stored in the area d6 of the second storage device 106. This step S404 will also be described in detail later. Then, in step S405, the counter k is incremented.
Next, in step S406, the counter k is compared with the number t of cut surfaces, and if k> t, it is determined that the processing has been completed for all cut surfaces, and the process proceeds to step S407. k
If ≤t, it is determined that there is an unprocessed cut surface, and the process returns to step S403. In step S407, the surface shape B is rotated and translated so that the function determined by the distance between the corresponding points is minimized. This step S407
The details will also be described later.
【0043】ここで、ステップS401における切断面
の設定処理について詳しく説明する。まず、記号ΦがX
またはYまたはZを表すとし、座標軸を識別するために
用いる。また、表面形状Aおよび表面形状B上のサンプ
ル点のΦ座標の値域が、それぞれHere, the cut surface setting process in step S401 will be described in detail. First, the symbol Φ is X
Alternatively, it represents Y or Z and is used to identify the coordinate axis. Also, the range of Φ coordinates of the sample points on the surface shape A and the surface shape B is
【0044】[0044]
【外1】 で表されるとする。このとき、Φ軸に垂直な切断面によ
る位置合わせの微調整処理において、切断面の方程式は
次のようになる。[Outside 1] Is represented by. At this time, in the fine adjustment processing of the alignment by the cutting plane perpendicular to the Φ axis, the equation of the cutting plane is as follows.
【0045】[0045]
【外2】 ただし、記号φはΦ座標、max(a,b)はaおよび
bのうち最小でない値、min(a,b)はaおよびb
のうち最大でない値を返す関数である。また、λは表面
形状の重複領域における各切断面の位置を決定する数値
であり、本実施例では切断面C1、C2およびC3に対し
てそれぞれ0.2、0.5、0.8とした。[Outside 2] Where the symbol φ is the Φ coordinate, max (a, b) is the smallest value of a and b, and min (a, b) is a and b.
Is a function that returns a non-maximum value. Moreover, lambda is a number that determines the position of each cut surface in the overlapping region of the surface shape, in the present embodiment respectively cut surface C 1, C 2 and C 3 0.2,0.5,0. It was set to 8.
【0046】次に、ステップS403における断面形状
の作成方法の詳細を説明する。断面形状は切断面と表面
形状との交点および、それらを結ぶ辺の集合として表
す。図5にこの断面形状の作成処理の概念図を示す。Next, the details of the method of creating the sectional shape in step S403 will be described. The cross-sectional shape is expressed as an intersection of the cut surface and the surface shape and a set of sides connecting them. FIG. 5 shows a conceptual diagram of this cross-sectional shape creation processing.
【0047】図5において、501はある表面形状、5
02は切断面、503は表面形状501に対応する距離
画像の一部を示したものである。いま距離画像上で最小
の格子を構成する測定点v1、v2、v3およびv4と、こ
れらの点を結ぶ線分v1v2、v2v3、v3v4、v4v1お
よびv2v4を考える。なお、点v1、v2、v3およびv4
に対応する表面形状上の点は、それぞれ点V1、V2、V
3およびV4である。ここで、線分v1v2、v2v3、v3
v4、v4v1およびv2v4を2次元線素と呼び、これら
に対応する線分V1V2、V2V3、V3V4およびV2V4を
3次元線素と呼ぶことにする。断面形状作成処理では、
3次元線素と切断面との交点を求め、切断面と表面形状
との交点とする。In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a certain surface shape, 5
Reference numeral 02 is a cut surface, and 503 is a part of a distance image corresponding to the surface shape 501. The measurement points v 1 , v 2 , v 3 and v 4 that form the smallest grid on the distance image and the line segments v 1 v 2 , v 2 v 3 , v 3 v 4 , v 4 connecting these points. Consider v 1 and v 2 v 4 . Note that points v 1 , v 2 , v 3 and v 4
Points on the surface shape corresponding to are points V 1 , V 2 and V, respectively.
3 and V 4 . Here, line segments v 1 v 2 , v 2 v 3 , v 3
v 4 , v 4 v 1 and v 2 v 4 are called two-dimensional line elements, and the corresponding line segments V 1 V 2 , V 2 V 3 , V 3 V 4 and V 2 V 4 are three-dimensional line elements. I will call it. In the cross-section shape creation process,
The intersection of the three-dimensional line element and the cut surface is obtained, and is set as the intersection of the cut surface and the surface shape.
【0048】例えば、図5の場合は、3次元線素V
1V2、V2V4およびV3V4と切断面が交差しており、そ
れぞれの3次元点線素上の点G1、G2およびG3が切断
面と表面形状の交点として抽出される。次に、切断面と
表面形状の交点を結ぶすべての線分のうち、断面形状の
輪郭線となる線分を求める。このために、まず切断面と
表面形状の交点を距離画像上にマッピングした点(以
下、投影点と呼ぶ)を求める。次に投影点を結ぶ線分の
うち投影点以外の箇所で2次元線素と交差しない線分を
求め、これと対応する表面形状上の線分を断面形状の輪
郭線を構成する線分とする。例えば、図5において交点
G1、G2およびG3の投影点g1、g2およびg3を結ぶ線
分のうち、線分g1g2およびg2g3が2次元線素と交差
しないことから、線分G1G2およびG2G3が断面形状の
輪郭線の一部として求められる。以上のような操作を距
離画像上のすべての最小の格子に対して施すことによ
り、断面形状上の点群と断面形状の輪郭線を求めること
ができる。For example, in the case of FIG. 5, the three-dimensional line element V
1 V 2 , V 2 V 4 and V 3 V 4 intersect the cutting plane, and the points G 1 , G 2 and G 3 on the respective three-dimensional dotted line elements are extracted as the intersections of the cutting plane and the surface shape. It Next, of all line segments connecting the intersections of the cut surface and the surface shape, the line segment that is the contour line of the cross-sectional shape is obtained. For this purpose, first, a point (hereinafter referred to as a projection point) obtained by mapping the intersection of the cut surface and the surface shape on the distance image is obtained. Next, of the line segments connecting the projection points, a line segment that does not intersect with the two-dimensional line element at a position other than the projection point is obtained, and the line segment on the surface shape corresponding to this is used as the line segment that constitutes the contour line of the cross-sectional shape To do. For example, in FIG. 5, among the line segments connecting the projected points g 1 , g 2 and g 3 of the intersection points G 1 , G 2 and G 3 , the line segments g 1 g 2 and g 2 g 3 intersect the two-dimensional line element. Therefore, the line segments G 1 G 2 and G 2 G 3 are obtained as a part of the contour line of the cross-sectional shape. By performing the above operation on all the minimum grids on the distance image, the point cloud on the cross-sectional shape and the contour line of the cross-sectional shape can be obtained.
【0049】次に、ステップS404における一組の断
面形状に関して対応点を抽出する処理について、図6を
用いて詳細に説明する。まず、図6において、断面形状
Bのそれぞれの辺に対して、その辺の二等分点を求め
る。ここで、第i番目の辺の二等分点を点Piと表す。
次に、点Piを通り、第i番目の辺に垂直な直線と断面
形状Aの交点のうち、点Piに最も近いものを求め点Pi
の対応点Qiとする。このように、本実施形態1の方法
では幾何学的特徴を抽出せずに断面形状上の対応点を求
めている。Next, the process of extracting corresponding points in the set of sectional shapes in step S404 will be described in detail with reference to FIG. First, in FIG. 6, for each side of the cross-sectional shape B, the bisector of that side is obtained. Here, the bisecting point on the i-th side is represented as a point P i .
Then, through the point P i, the i-th among the intersection of the perpendicular lines and the cross-sectional shape A to the side, point obtains the closest to the point P i P i
Corresponding point Q i . As described above, in the method of the first embodiment, the corresponding points on the cross-sectional shape are obtained without extracting the geometrical feature.
【0050】次に、図7の流れ図を用いてステップS4
07の処理について詳しく説明する。まず、ステップS
701では、対応点の位置関係より切断面に垂直な座標
軸周りの回転量と切断面に平行な座標平面上における移
動量を求める。このステップS701については、後に
詳述する。Next, referring to the flowchart of FIG. 7, step S4
The processing of 07 will be described in detail. First, step S
At 701, the amount of rotation about the coordinate axis perpendicular to the cutting plane and the amount of movement on the coordinate plane parallel to the cutting plane are obtained from the positional relationship of the corresponding points. This step S701 will be described in detail later.
【0051】次に、ステップS701で求めた回転量お
よび平行移動量に基づき、表面形状B上の各サンプル点
の座標を変更する。まず、ステップS702にてサンプ
ル点を識別するためのカウンタiを1に初期化する。次
にステップS703で、表面形状B上の第i番目のサン
プル点の座標を変換し、座標データを第2の記憶装置1
06の領域d2に蓄積する。このステップS703につ
いても、後に詳述する。Next, the coordinates of each sample point on the surface shape B are changed based on the rotation amount and the parallel movement amount obtained in step S701. First, in step S702, a counter i for identifying sample points is initialized to 1. Next, in step S703, the coordinates of the i-th sample point on the surface shape B are converted, and the coordinate data is stored in the second storage device 1.
The data is accumulated in the area d2 of 06. This step S703 will also be described later in detail.
【0052】次にステップS704では、カウンタiを
インクリメントする。そして、ステップS705におい
て、カウンタiが表面形状B上のサンプル点の個数N以
下であれば、座標変換を施していないサンプル点が存在
すると判断してステップS703に戻り、i>Nの場合
は、すべてのサンプル点について座標変換処理が終了し
たとして表面形状Bの回転・平行移動処理を終了する。Next, in step S704, the counter i is incremented. Then, in step S705, if the counter i is equal to or less than the number N of sample points on the surface shape B, it is determined that there are sample points for which coordinate conversion has not been performed, the process returns to step S703, and if i> N, The rotation / parallel movement processing of the surface shape B is ended assuming that the coordinate conversion processing has been completed for all the sample points.
【0053】ここで、ステップS701における回転量
及び平行移動量の算出処理について詳しく説明する。Here, the calculation processing of the rotation amount and the parallel movement amount in step S701 will be described in detail.
【0054】まず、X軸に垂直な切断面による位置合わ
せの微調整処理においては、X軸周りの回転量、Y軸方
向およびZ軸方向の平行移動量を求める。また、Y軸に
垂直な切断面による位置合わせの微調整処理において
は、Y軸周りの回転量、X軸方向およびZ軸方向の平行
移動量を求める。また、Z軸に垂直な切断面による位置
合わせの微調整処理においてはZ軸周りの回転量、X軸
方向およびY軸方向の平行移動量を求める。いま、対応
点探索処理を切断面C1〜Ctに対して施すことにより、
m個の対応点の組(P1,Q1)、(P2,Q2)、・・
・、(Pm,Qm)が求められたとする。切断面に垂直な
座標軸周りの回転および切断面に平行な座標平面内での
平行移動により点P1、P2、・・・、Pmがそれぞれ点
P′1、P′2、・・・、P′mに移動したとするとき、
点P′iと点Qiの距離の2乗を全ての対応点に関して足
しあわせた値Eが最小となるように、回転量および平行
移動量を求める。First, in the fine adjustment processing of the alignment by the cutting plane perpendicular to the X axis, the rotation amount around the X axis and the parallel movement amounts in the Y axis direction and the Z axis direction are obtained. In addition, in the fine adjustment processing of the alignment by the cut surface perpendicular to the Y axis, the rotation amount around the Y axis and the parallel movement amounts in the X axis direction and the Z axis direction are obtained. Further, in the fine adjustment processing of the alignment by the cut surface perpendicular to the Z axis, the rotation amount around the Z axis and the parallel movement amounts in the X axis direction and the Y axis direction are obtained. Now, by performing the corresponding point search process on the cut planes C 1 to C t ,
A set of m corresponding points (P 1 , Q 1 ), (P 2 , Q 2 ), ...
., (P m , Q m ) is obtained. The point P 1 by rotation and translation in a parallel coordinate plane to the cutting plane about the vertical coordinate axis in the cut surface, P 2, ···, point P m, respectively P '1, P' 2, ··· , P ′ m ,
As added combined value E for all corresponding points the square of the distance of the point P 'i and the point Q i is minimized, and determines a rotation amount and translation amount.
【0055】ここで、対応点の座標は切断面に垂直な方
向の座標を無視して2次元座標で表すことにする。例え
ば、X軸に垂直な切断面による位置合わせの微調整処理
においては、対応点の座標をY座標およびZ座標系で表
す。いま、点Piおよび点Qiの座標をそれぞれ(ui,
vi)および(Ui,Vi)とし、求める回転量・平行移
動量をθおよび(tu,tv)とする。さらに、cw=c
osθ、sw=sinθとすると、cwおよびswはそれ
ぞれ次の式のようになる。Here, the coordinates of the corresponding points are represented by two-dimensional coordinates, ignoring the coordinates in the direction perpendicular to the cut surface. For example, in the fine adjustment processing of the alignment by the cutting plane perpendicular to the X axis, the coordinates of the corresponding points are represented by the Y coordinate and the Z coordinate system. Now, let the coordinates of the points P i and Q i be (u i ,
v i ) and (U i , V i ), and θ and (t u , t v ) are the amounts of rotation and parallel movement to be obtained. Furthermore, c w = c
If os θ and s w = sin θ, then c w and s w are respectively given by the following equations.
【0056】[0056]
【外3】 ここで、[Outside 3] here,
【0057】[0057]
【外4】 である。また、tuおよびtvは次の式で与えられる。[Outside 4] It is. Further, t u and t v are given by the following equations.
【0058】[0058]
【外5】 [Outside 5]
【0059】次に、ステップS703におけるサンプル
点の座標変換処理について詳しく説明する。表面形状B
上の第i番目のサンプル点の更新前の座標を(xi B,y
i B,zi B)とすると、更新後の座標(Xi B,Yi B,
Zi B)は次の式から求めることができる。Next, the coordinate conversion processing of the sample points in step S703 will be described in detail. Surface shape B
The coordinates of the i-th sample point above before being updated are (x i B , y
i B , z i B ), the updated coordinates (X i B , Y i B ,
Z i B ) can be obtained from the following equation.
【0060】[0060]
【外6】 ただし、φは前述のようにXまたはYまたはZを表し、
マトリクス[Outside 6] However, φ represents X or Y or Z as described above,
Matrix
【0061】[0061]
【外7】 はφ軸に垂直な切断面による位置合わせの微調整におい
て用いる。マトリクスMX、MYおよびMZはそれぞれ式
9、式10および式11で表される。[Outside 7] Is used for fine adjustment of alignment by a cutting plane perpendicular to the φ axis. The matrices M X , M Y, and M Z are represented by Formula 9, Formula 10, and Formula 11, respectively.
【0062】[0062]
【外8】 [Outside 8]
【0063】次に、ステップS203における収束率の
算出方法について説明する。いま、ステップS202に
おける第i回目の位置合わせの微調整処理で抽出した対
応点間の距離の2乗の和をDiと表すと、第k回目の位
置合わせの微調整処理を行なった後の収束率Rkは次の
式で表される。Next, the method of calculating the convergence rate in step S203 will be described. Now, if the sum of the squares of the distances between the corresponding points extracted in the i-th fine adjustment process for alignment in step S202 is represented as D i, it means that the fine adjustment process for the k-th alignment is performed. The convergence rate R k is expressed by the following equation.
【0064】[0064]
【外9】 ただし、D0は十分大きい数とする。[Outside 9] However, D 0 is a sufficiently large number.
【0065】そして最後に、本実施形態の適用結果の例
を図8に示す。図8は2つの表面形状をある視線方向か
ら見た投影画像を表示したものである。図8で、(a)
は位置合わせを行なう前の投影画像、(b)は位置合わ
せ完了後の投影画像である。Finally, FIG. 8 shows an example of the application result of this embodiment. FIG. 8 shows a projected image of two surface shapes viewed from a certain viewing direction. In FIG. 8, (a)
Is a projected image before alignment, and (b) is a projected image after completion of alignment.
【0066】なお、以上で述べた位置合わせを処理対象
の表面形状をかえながら複数回行なうことにより、表面
形状が2つより多い場合も対応できることはいうまでも
ない。Needless to say, the above-described alignment can be performed by changing the surface shape of the object to be processed a plurality of times, even when the number of surface shapes is more than two.
【0067】〔実施形態2〕実施形態1では、2つの表
面形状が共通の座標系を持つとしており、位置合わせの
微調整処理の度に表面形状Bの各サンプル点の座標を更
新している。これに対して、本実施形態2では2つの表
面形状が各々独自の座標系を持つとし、表面形状Bの座
標を表面形状Aの座標に変換する座標変換マトリクスを
求める。このとき、表面形状Bの各サンプル点の座標を
更新せずに座標変換マトリクスを更新する。以下、表面
形状Aの持つ座標系を座標系A、表面形状Bの持つ座標
系を座標系Bと呼ぶ。[Second Embodiment] In the first embodiment, the two surface shapes have a common coordinate system, and the coordinates of each sample point of the surface shape B are updated each time a fine adjustment process for alignment is performed. . On the other hand, in the second embodiment, it is assumed that the two surface shapes each have their own coordinate system, and the coordinate conversion matrix for converting the coordinates of the surface shape B into the coordinates of the surface shape A is obtained. At this time, the coordinate conversion matrix is updated without updating the coordinates of each sample point of the surface shape B. Hereinafter, the coordinate system of the surface shape A is called a coordinate system A, and the coordinate system of the surface shape B is called a coordinate system B.
【0068】本実施形態2における処理の全体の流れを
図9に示す。ステップS901、S903およびS90
4はそれぞれ実施形態1のステップS201、S203
およびS204と同様である。また、ステップS905
では、座標変換マトリクスの各要素の値を出力する。The overall flow of processing in the second embodiment is shown in FIG. Steps S901, S903 and S90
4 are steps S201 and S203 of the first embodiment, respectively.
And S204. Also, step S905
Then, the value of each element of the coordinate conversion matrix is output.
【0069】また、ステップS902の処理では座標系
Aの各座標軸に垂直な切断面による座標変換マトリクス
の修正を順次行なう。Further, in the process of step S902, the coordinate conversion matrix is sequentially corrected by the cutting plane perpendicular to each coordinate axis of the coordinate system A.
【0070】次に、それぞれの座標軸に関する位置合わ
せの微調整処理の流れを図10に示す。ステップS10
01およびS1004は実施形態1のステップS401
およびS404と同様であるが、座標はすべて座標系A
における値である。また、ステップS1002、S10
05およびS1006は、それぞれ実施形態1のステッ
プS402、S405およびS406と同様である。ス
テップ_S1003にて断面形状Bを作成する際には、
座標変換マトリクスの逆変換と座標系Aで設定された切
断面の方程式から座標系Bにおける切断面の方程式を求
めて断面形状上の点を抽出する。ここで抽出した点の座
標は座標系Bで表されているので、座標変換マトリクス
により座標系Aでの座標に変換し、ステップS1004
における対応点の探索で用いる。Next, FIG. 10 shows the flow of the fine adjustment processing for the alignment with respect to each coordinate axis. Step S10
01 and S1004 are step S401 of the first embodiment.
And S404, but all coordinates are coordinate system A
Is the value at. Further, steps S1002 and S10
05 and S1006 are the same as steps S402, S405 and S406 of the first embodiment, respectively. When creating the cross-sectional shape B in step_S1003,
From the inverse transformation of the coordinate transformation matrix and the equation of the cutting plane set in the coordinate system A, the equation of the cutting plane in the coordinate system B is obtained and the points on the cross-sectional shape are extracted. Since the coordinates of the points extracted here are represented by the coordinate system B, the coordinates are converted into the coordinates in the coordinate system A by the coordinate conversion matrix, and step S1004.
It is used in the search for corresponding points in.
【0071】ここで、ステップS1007を行なう前の
座標変換マトリクスをMPとすると、ステップS100
7では、実施例1のステップS701と同様の処理によ
り求めた回転量および平行移動量から微調整マトリクスHere, assuming that the coordinate conversion matrix before performing step S1007 is M P , step S100
7, the fine adjustment matrix is obtained from the rotation amount and the parallel movement amount obtained by the same processing as step S701 of the first embodiment.
【0072】[0072]
【外10】 を求め、座標変換マトリクスを[Outside 10] To obtain the coordinate transformation matrix
【0073】[0073]
【外11】 に更新する。ただし、マトリクス[Outside 11] To update. However, the matrix
【0074】[0074]
【外12】 は式9、式10および式11で表される。また、座標変
換マトリクスの初期値は単位マトリクスである。[Outside 12] Is expressed by Equation 9, Equation 10, and Equation 11. The initial value of the coordinate conversion matrix is the unit matrix.
【0075】本実施形態2では表面形状B上のサンプル
点すべてについて座標変換を行なう必要がないため、実
施形態1に比べ計算時間が削減される。In the second embodiment, since it is not necessary to perform coordinate conversion for all the sample points on the surface shape B, the calculation time is reduced as compared with the first embodiment.
【0076】〔実施形態3〕実施形態1及び実施形態2
の方法は、物体表面上の離散的な点群より構成される3
次元物体の表面形状のみでなく、三角形パッチモデルな
どの3次元形状モデルの位置合わせの微調整にも適用す
ることができる。この場合、断面形状上の点はパッチの
辺と切断面の交点として抽出する。[Third Embodiment] First and Second Embodiments
Method consists of a set of discrete points on the surface of the object.
It can be applied not only to the surface shape of a three-dimensional object, but also to fine adjustment of alignment of a three-dimensional shape model such as a triangular patch model. In this case, the points on the cross-sectional shape are extracted as the intersections of the sides of the patch and the cut surface.
【0077】[0077]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
表面形状上の幾何学的特徴の対応を求めずに、複数の表
面形状を位置合わせすることが可能となる。As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to align a plurality of surface shapes without finding correspondence between geometrical features on the surface shapes.
【図1】実施形態1の3次元形状の位置合わせ装置のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a three-dimensional shape alignment device according to a first embodiment.
【図2】実施形態1の3次元形状の位置合わせ手法の全
体の流れ図である。FIG. 2 is an overall flowchart of a three-dimensional shape alignment method according to the first embodiment.
【図3】位置合わせの微調整処理の流れ図である。FIG. 3 is a flowchart of a fine adjustment process for alignment.
【図4】各座標軸に関する位置合わせの微調整処理の流
れ図である。FIG. 4 is a flow chart of a fine adjustment process of alignment regarding each coordinate axis.
【図5】断面形状の作成処理の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of cross-section shape creation processing.
【図6】対応点探索の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of corresponding point search.
【図7】表面形状の回転・平行移動処理の流れ図であ
る。FIG. 7 is a flowchart of surface shape rotation / parallel movement processing.
【図8】実施形態1の適用結果の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an application result of the first embodiment.
【図9】実施形態2の3次元形状の位置合わせ手法の全
体の流れ図である。FIG. 9 is an overall flowchart of a three-dimensional shape alignment method according to the second embodiment.
【図10】実施形態2の各座標軸に関する座標変換マト
リクスの更新処理の流れ図である。FIG. 10 is a flowchart of a coordinate conversion matrix update process for each coordinate axis according to the second embodiment.
105 処理手順を記憶するための第1の記憶装置 106 処理対象のデータ、処理結果データを記憶する
ための第2の記憶装置 107 CPU 104 外部機器とのデータの入出力部 101 入力装置 102 表示装置 103 印刷装置 108 バス105 First storage device for storing processing procedure 106 Second storage device for storing processing target data and processing result data 107 CPU 104 Input / output unit of data with external device 101 Input device 102 Display device 103 printing device 108 bus
Claims (24)
空間領域に切断面を設定する設定手段と、 前記設定手段により設定された切断面により、前記複数
の表面形状の各々に断面形状を作成する作成手段と、 前記作成手段により作成された複数の断面形状の各々で
対応する点を、該各々の断面形状から探索する探索手段
と、 前記探索手段により探索された複数の対応点間の距離に
よって決定される関数の値を計算する第1の計算手段
と、 前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
の位置を調整する調整手段と、 前記第1の計算手段により計算された関数の値が最小と
なるような、前記調整手段による調整量を計算する第2
の計算手段と、 前記第2の計算手段により計算された調整量に基づい
て、前記調整手段を制御する制御手段とを具備したこと
を特徴とする画像処理装置。1. A cross-sectional shape is set for each of the plurality of surface shapes by a setting unit that sets a cutting surface in a spatial region where a plurality of surface shapes of a three-dimensional object overlap, and a cutting surface set by the setting unit. Between a creating means for creating, a searching means for searching for a point corresponding to each of the plurality of cross-sectional shapes created by the creating means from the respective cross-sectional shapes, and a plurality of corresponding points searched by the searching means First calculation means for calculating the value of the function determined by the distance, adjustment means for adjusting the position of at least one surface shape of the plurality of surface shapes, and calculation by the first calculation means A second calculation of the adjustment amount by the adjustment means so that the value of the function is minimized.
An image processing apparatus, comprising: a calculation unit of 1) and a control unit that controls the adjustment unit based on the adjustment amount calculated by the second calculation unit.
うち、少なくとも1つの表面形状を回転することを特徴
とする請求項1記載の画像処理装置。2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit rotates at least one surface shape of the plurality of surface shapes.
うち、少なくとも1つの表面形状を移動することを特徴
とする請求項1記載の画像処理装置。3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit moves at least one surface shape of the plurality of surface shapes.
うち、少なくとも1つの表面形状を平行移動することを
特徴とする請求項1記載の画像処理装置。4. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit translates at least one surface shape of the plurality of surface shapes in parallel.
うち、少なくとも1つの表面形状を回転し、かつ平行移
動することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit rotates and translates at least one surface shape of the plurality of surface shapes.
向から計測することによって獲得されたものであること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。6. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of surface shapes are obtained by measuring from a plurality of different directions.
より探索された複数の対応点間の距離の2乗の和の値を
計算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装
置。7. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first calculation means calculates a value of a sum of squares of distances between a plurality of corresponding points searched by the search means. .
れぞれに垂直な複数の切断面を設定することを特徴とす
る請求項1記載の画像処理装置。8. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the setting unit sets a plurality of cutting planes perpendicular to the x-axis, the y-axis, and the z-axis.
表面形状の、x座標、y座標、z座標のそれぞれにおけ
る位置を調整することを特徴とする請求項1記載の画像
処理装置。9. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit adjusts the position of each of the at least one surface shape at each of the x coordinate, the y coordinate, and the z coordinate.
を持つことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。10. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of surface shapes have a common coordinate system.
標系を持つことを特徴とする請求項1記載の画像処理装
置。11. The image processing apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of surface shapes has its own coordinate system.
の表面形状の位置を調整する際に、該表面形状の座標を
他の表面形状の座標に変換する座標変換マトリクスの値
を変更することによって、その調整を行うことを特徴と
する請求項11記載の画像処理装置。12. The adjusting means, when adjusting the position of the at least one surface shape, changes the value of a coordinate conversion matrix for converting the coordinates of the surface shape into the coordinates of another surface shape, The image processing apparatus according to claim 11, wherein the adjustment is performed.
る空間領域に切断面を設定する設定工程と、 前記設定工程で設定された切断面により、前記複数の表
面形状の各々に断面形状を作成する作成工程と、 前記作成工程で作成された複数の断面形状の各々で対応
する点を、該各々の断面形状から探索する探索工程と、 前記探索工程で探索された複数の対応点間の距離によっ
て決定される関数の値を計算する第1の計算工程と、 前記複数の表面形状のうち、少なくとも1つの表面形状
の位置を調整する調整工程と、 前記第1の計算工程で計算された関数の値が最小となる
ような、前記調整工程での調整量を計算する第2の計算
工程と、 前記第2の計算工程で計算された調整量に基づいて、前
記調整工程における調整を制御する制御工程とを具備し
たことを特徴とする画像処理方法。13. A setting step of setting a cutting plane in a spatial region where a plurality of surface shapes of a three-dimensional object overlap, and a cross-sectional shape for each of the plurality of surface shapes by the cutting plane set in the setting step Between a creating step to create, a searching step of searching a point corresponding to each of the plurality of cross-sectional shapes created in the creating step from the respective cross-sectional shapes, and a plurality of corresponding points searched in the searching step. A first calculating step of calculating a value of a function determined by a distance; an adjusting step of adjusting the position of at least one surface shape of the plurality of surface shapes; and a calculating step of the first calculating step. A second calculation step for calculating the adjustment amount in the adjustment step such that the value of the function is minimized, and the adjustment in the adjustment step is controlled based on the adjustment amount calculated in the second calculation step. Control process An image processing method characterized by being provided.
面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を回転するこ
とを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。14. The image processing method according to claim 13, wherein in the adjusting step, at least one surface shape among the plurality of surface shapes is rotated.
面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を移動するこ
とを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。15. The image processing method according to claim 13, wherein in the adjusting step, at least one surface shape among the plurality of surface shapes is moved.
面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を平行移動す
ることを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。16. The image processing method according to claim 13, wherein in the adjusting step, at least one surface shape of the plurality of surface shapes is translated.
面形状のうち、少なくとも1つの表面形状を回転し、か
つ平行移動することを特徴とする請求項13記載の画像
処理方法。17. The image processing method according to claim 13, wherein in the adjusting step, at least one surface shape among the plurality of surface shapes is rotated and translated.
方向から計測すること によって獲得されたものである
ことを特徴とする請求項13記載の画像処理方法。18. The image processing method according to claim 13, wherein the plurality of surface shapes are obtained by measuring from a plurality of different directions.
索工程で探索された複数の対応点間の距離の2乗の和の
値を計算することを特徴とする請求項13記載の画像処
理方法。19. The image processing method according to claim 13, wherein in the first calculating step, a value of a sum of squares of distances between the plurality of corresponding points searched in the searching step is calculated. .
z軸のそれぞれに垂直な複数の切断面を設定することを
特徴とする請求項13記載の画像処理方法。20. In the setting step, an x-axis, a y-axis,
14. The image processing method according to claim 13, wherein a plurality of cutting planes perpendicular to the z-axis are set.
も1つの表面形状の、x座標、y座標、z座標のそれぞ
れにおける位置を調整することを特徴とする請求項13
記載の画像処理方法。21. The adjusting step adjusts the position of each of the at least one surface shape in each of the x coordinate, the y coordinate, and the z coordinate.
The image processing method described in the above.
を持つことを特徴とする請求項13記載の画像処理方
法。22. The image processing method according to claim 13, wherein the plurality of surface shapes have a common coordinate system.
標系を持つことを特徴とする請求項13記載の画像処理
方法。23. The image processing method according to claim 13, wherein each of the plurality of surface shapes has its own coordinate system.
も1つの表面形状の位置を調整する際に、該表面形状の
座標を他の表面形状の座標に変換する座標変換マトリク
スの値を変更することによって、その調整を行うことを
特徴とする請求項23記載の画像処理方法。24. In the adjusting step, when adjusting the position of the at least one surface shape, by changing the value of a coordinate conversion matrix for converting the coordinates of the surface shape into the coordinates of another surface shape, The image processing method according to claim 23, wherein the adjustment is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296727A JPH09138870A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Image processing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296727A JPH09138870A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Image processing apparatus and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138870A true JPH09138870A (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=17837320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296727A Withdrawn JPH09138870A (en) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | Image processing apparatus and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09138870A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009104515A (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Fujitsu Ltd | Difference enhancement program, difference enhancement processing method, and difference enhancement processing apparatus |
| JP2011018346A (en) * | 2002-07-10 | 2011-01-27 | Harman Becker Automotive Systems Gmbh | System for texturizing electronic representation of object |
| JP2017217215A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 公立大学法人広島市立大学 | 3D shape measuring apparatus and 3D shape measuring method |
| JP2018106643A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | セコム株式会社 | Spatial model processor |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP7296727A patent/JPH09138870A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8311320B2 (en) | 2007-10-25 | 2012-11-13 | Fujitsu Limited | Computer readable recording medium storing difference emphasizing program, difference emphasizing method, and difference emphasizing apparatus |
| JP2017217215A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 公立大学法人広島市立大学 | 3D shape measuring apparatus and 3D shape measuring method |
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