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JP2741984B2 - 3D shape measuring device - Google Patents
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JP2741984B2 - 3D shape measuring device - Google Patents

3D shape measuring device

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JP2741984B2
JP2741984B2 JP4067550A JP6755092A JP2741984B2 JP 2741984 B2 JP2741984 B2 JP 2741984B2 JP 4067550 A JP4067550 A JP 4067550A JP 6755092 A JP6755092 A JP 6755092A JP 2741984 B2 JP2741984 B2 JP 2741984B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、連続ステレオ画像(E
pipolar−Plane Image:EPI)を
基に、被測定物体の三次元形状を測定する装置に係り、
特に特徴点抽出の処理を行なうことなく複数の視差原画
の対応点を一度に決定でき、ハードウェア化による高速
な処理を行なって被測定物体の三次元形状を測定し得る
ようにした三次元形状測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a continuous stereo image (E).
The present invention relates to an apparatus for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured, based on pipolar-plane image (EPI).
In particular, three-dimensional shapes that can determine the corresponding points of multiple parallax original images at once without performing feature point extraction processing, and that can perform high-speed processing by hardware to measure the three-dimensional shape of the measured object It relates to a measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、三次元画像測定は、対象とする
物体の立体形状やその三次元位置を非接触で測定するこ
とを目的としている。そして、最近では、このような三
次元画像測定は、幅広い分野で求められてきており、そ
こで要求される性能もさまざまである。
2. Description of the Related Art In general, three-dimensional image measurement aims to measure the three-dimensional shape of a target object and its three-dimensional position in a non-contact manner. Recently, such three-dimensional image measurement has been demanded in a wide range of fields, and the performance required therefor is also various.

【0003】すなわち、簡単なものではそれほど精度を
必要としないものから、非常に高い精度を必要とするも
のまで、広い範囲で要求されている。また、目的によっ
て、単に形状や相対的な位置関係のみを測定すればよい
ものと、さらに絶対位置まで必要とするものとの2種類
に分かれる。
[0003] That is, there is a wide range of requirements from simple ones that do not require much accuracy to those that require very high accuracy. Further, according to the purpose, there are two types, one in which only the shape and relative positional relationship are simply measured, and the other in which only the absolute position is required.

【0004】ところで、被測定物体の三次元形状を非接
触で測定する方法としては、受動的な方法(レンズ焦点
法、単眼視、ステレオ法、動画像)と、能動的な方法
(光レーダ法、アクティブステレオ法、照度差ステレオ
法、モアレ法、干渉法)とをあげることができる。そし
て、一般的に、能動的な方法の方が信頼性が高いが、受
動的な方法の方が汎用的であり、形状を測定する物体の
形状大きさ等の制約が少ない。本発明は、この受動的な
三次元形状測定であるステレオ法(連続画像法)に関す
るものである。
[0004] As a method for measuring the three-dimensional shape of an object to be measured in a non-contact manner, a passive method (lens focus method, monocular vision, stereo method, moving image) and an active method (optical radar method) are used. , Active stereo method, photometric stereo method, moiré method, interferometry). In general, the active method has higher reliability, but the passive method is more general-purpose and has less restrictions such as the shape size of the object whose shape is to be measured. The present invention relates to a stereo method (continuous image method) as this passive three-dimensional shape measurement.

【0005】ステレオ法は、三角測量の原理を応用し、
被測定物体を異なる位置から撮影して得られた複数の視
差原画から、被測定物体の形状を測定する方法である。
このステレオ法の最も重要な処理は、ある原画の中に見
えている点が、他の原画のどこに対応しているかを探し
出す処理、いわゆる対応点決定(マッチング)の処理で
ある。そして、この対応点決定の方法としては、画像相
関等さまざまな方法が考えられているが、一般には、対
応点を決定する前に、原画像の特徴点を抽出する処理が
行なわれている。
The stereo method applies the principle of triangulation,
This is a method of measuring the shape of the measured object from a plurality of original parallax images obtained by photographing the measured object from different positions.
The most important process of the stereo method is a process of finding out where a point visible in a certain original image corresponds to another original image, that is, a process of determining corresponding points (matching). Various methods such as image correlation have been considered as a method for determining the corresponding points. Generally, before determining the corresponding points, a process of extracting feature points of the original image is performed.

【0006】すなわち、連続ステレオ画像は、カメラを
連続的に移動させながら、数多くの画像を連続的に積み
上げ、二次元画像化したものである。カメラを直線移動
した場合、図7に示すように、対応点は連続ステレオ画
像上で直線上に位置し、その直線の傾きから、その対応
点の奥行きを求めることができる。そして、従来では、
連続ステレオ画像から三次元情報を得る方法としては、
連続ステレオ画像から特徴点を抽出し、その特徴点のマ
ッチングを行なうことによって、連続ステレオ画像の直
線の傾きを計算して、三次元情報を求める方法が一般的
である。
That is, a continuous stereo image is a two-dimensional image obtained by continuously stacking a large number of images while continuously moving a camera. When the camera is moved linearly, the corresponding point is located on a straight line on the continuous stereo image as shown in FIG. 7, and the depth of the corresponding point can be obtained from the inclination of the straight line. And conventionally,
As a method of obtaining three-dimensional information from a continuous stereo image,
A general method is to extract feature points from a continuous stereo image and perform matching of the feature points to calculate the inclination of a straight line of the continuous stereo image to obtain three-dimensional information.

【0007】しかしながら、このような方法では、適切
な特徴点の抽出が可能な原画でしか三次元情報を得るこ
とができないという問題がある。すなわち、この特徴点
の抽出は、対応点決定を簡単にするために行なわれる処
理であるが、原画の明るさや複雑さ等によって、特徴点
抽出の処理を変える必要があり、汎用性が損なわれてい
る。また、曲面を持つ物体の場合、対応点決定に誤りが
生じる場合が多い。
[0007] However, such a method has a problem that three-dimensional information can be obtained only from an original image from which an appropriate feature point can be extracted. In other words, this feature point extraction is a process performed to simplify the determination of the corresponding points. However, it is necessary to change the feature point extraction process depending on the brightness, complexity, etc. of the original image. ing. In the case of an object having a curved surface, an error often occurs in determining a corresponding point.

【0008】また、原画として3枚以上の視差画像を用
いる場合、対応点決定の処理は、2枚ずつ複数回行な
い、対応点を追跡することによって処理を行なってい
る。このため、処理に非常に時間がかかり、また対応の
誤りが累積されて大きくなる可能性もある。
When three or more parallax images are used as an original image, the process of determining corresponding points is performed a plurality of times, two images at a time, and tracking the corresponding points. For this reason, the processing takes a very long time, and there is a possibility that the corresponding errors are accumulated and become large.

【0009】さらに、従来の処理は、条件判断等の処理
が必要不可欠であり、三次元形状の測定をハードウェア
化するのに適さない。
Further, the conventional processing requires processing such as condition judgment and the like, and is not suitable for hardware measurement of a three-dimensional shape.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
三次元形状測定方法においては、特徴点抽出の処理が必
要であるばかりでなく、対応点決定の誤りが累積され、
さらにはハードウェア化に適さず、処理に非常に時間が
かかるという問題があった。
As described above, in the conventional three-dimensional shape measuring method, not only is it necessary to perform feature point extraction processing, but errors in determining corresponding points are accumulated.
Further, there is a problem that the processing is not suitable for hardware and takes a very long time.

【0011】本発明は上述のような問題を解決するため
に成されたもので、特徴点抽出の処理を行なうことなく
複数の視差原画の対応点を一度に決定でき、ハードウェ
ア化による高速な処理を行なって被測定物体の三次元形
状を測定することが可能な極めて信頼性の高い三次元形
状測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to determine the corresponding points of a plurality of parallax original images at a time without performing a feature point extraction process. It is an object of the present invention to provide an extremely reliable three-dimensional shape measuring apparatus capable of measuring a three-dimensional shape of an object to be measured by performing processing.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、被測定物体の三次元形状を測定する装
置において、被測定物体を異なる位置から撮影して得ら
れた複数の視差原画から、被測定物体の連続ステレオ画
像を作成する連続ステレオ画像作成手段と、連続ステレ
オ画像作成手段により作成された連続ステレオ画像に対
してフーリエ変換処理を施すフーリエ変換手段と、フー
リエ変換手段によりフーリエ変換処理された画像に対し
て、周波数空間でフィルタにより順次傾きの成分だけを
フィルタリング処理するフィルタリング手段と、フィル
タリング手段によりフィルタリング処理された画像に対
して逆フーリエ変換処理を施し、ある奥行きの部分のみ
の画像を抽出する逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変
換手段により抽出された画像から三次元ボクセルデータ
を再構成する三次元ボクセルデータ再構成手段とを備え
て構成している。
According to the present invention, there is provided an apparatus for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured, comprising a plurality of parallaxes obtained by photographing the object from different positions. A continuous stereo image creating means for creating a continuous stereo image of the measured object from the original image, a Fourier transform means for performing a Fourier transform process on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means, and a Fourier transform means Filtering means for filtering only the sloping component in the frequency space in order on the transformed image, and inverse Fourier transform processing on the filtered image by the filtering means, and only a certain depth portion Inverse Fourier transform means for extracting the image of, and extraction by the inverse Fourier transform means Are composed image and a three-dimensional voxel data reconstruction means for reconstructing a three-dimensional voxel data.

【0013】[0013]

【作用】従って、本発明の三次元形状測定装置において
は、被測定物体を異なる位置から撮影した複数の視差原
画から、被測定物体の連続ステレオ画像が作成され、こ
の連続ステレオ画像がフーリエ変換処理され、周波数空
間でフィルタによって順次傾きの成分だけがフィルタリ
ング処理され、それぞれ逆フーリエ変換処理することに
よって、ある奥行きの部分のみの画像が抽出される。
Therefore, in the three-dimensional shape measuring apparatus of the present invention, a continuous stereo image of the object to be measured is created from a plurality of original parallax images of the object to be measured from different positions, and this continuous stereo image is subjected to Fourier transform processing. Then, only the components of the inclination are sequentially filtered by the filter in the frequency space, and an image of only a certain depth portion is extracted by performing an inverse Fourier transform process.

【0014】そして、原画の様々な高さの連続ステレオ
画像について方向成分に分解し、それぞれの高さ毎に方
向成分に分解された連続ステレオ画像を奥行き方向に積
み重ね、さらにある時間における断面を、それぞれの連
続ステレオ画像を作成した高さ位置に積み重ねることに
よって、三次元ボクセルデータが再構成される。
Then, continuous stereo images of various heights of the original image are decomposed into directional components, and the continuous stereo images decomposed into directional components for each height are stacked in the depth direction. Three-dimensional voxel data is reconstructed by stacking each continuous stereo image at the created height position.

【0015】これにより、原画もしくは連続ステレオ画
像における特徴点抽出の処理を行なう必要がなくなり、
また複数視差原画の対応点決定を一度に行なうことがで
きる。さらに、フーリエ変換と単純なフィルタリングの
処理のみでよいことにより、ハードウェア化による高速
な処理を行なうことができ、またフーリエ変換の処理は
並列化が可能であることにより、一層高速な処理を行な
うことができる。
This eliminates the need to perform feature point extraction processing on an original image or a continuous stereo image.
Further, it is possible to determine the corresponding points of a plurality of parallax original images at once. Furthermore, high-speed processing by hardware can be performed because only Fourier transform and simple filtering processing are required, and higher-speed processing is performed because Fourier transform processing can be parallelized. be able to.

【0016】[0016]

【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the concept of the present invention will be described.

【0017】理想的な連続ステレオ画像(カメラが直線
上を移動し、カメラの光軸が移動方向に対して常に直
角)では、全ての対応点が直線上にのり、その傾きが奥
行きの情報を示している。フーリエ変換は、実空間から
周波数空間へ変換するものである。実空間に直線が存在
する場合、その直線に直交する方向に周波数成分が発生
し、フーリエ変換を行なうと、周波数空間上におけるそ
の直線による分布は、その直線と直交する部分に存在す
る。従って、ある傾きの直線のみを抽出したい場合、周
波数空間で扇形のフィルタをかけ、逆フーリエ変換を行
なうことによって、フィルタと直交する方向の直線のみ
を抽出することができる(図4)。
In an ideal continuous stereo image (where the camera moves on a straight line and the optical axis of the camera is always perpendicular to the direction of movement), all corresponding points are on a straight line, and the inclination indicates information on depth. Is shown. The Fourier transform is for transforming a real space into a frequency space. When a straight line exists in the real space, a frequency component is generated in a direction orthogonal to the straight line, and when Fourier transform is performed, the distribution of the straight line in the frequency space exists in a portion orthogonal to the straight line. Therefore, when it is desired to extract only a straight line having a certain inclination, it is possible to extract only a straight line in a direction orthogonal to the filter by applying a fan-shaped filter in the frequency space and performing an inverse Fourier transform (FIG. 4).

【0018】そこで、本発明では、図5に示すように、
連続ステレオ画像をフーリエ変換処理し、周波数空間で
扇形のフィルタによって順次傾きの成分だけをフィルタ
リング処理し、それぞれ逆フーリエ変換処理することに
よって、ある奥行きの部分のみの画像を抽出することが
できる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG.
By performing a Fourier transform process on a continuous stereo image, filtering only a gradient component in order by a fan-shaped filter in the frequency space, and performing an inverse Fourier transform process, an image of only a certain depth portion can be extracted.

【0019】そして、図6に示すように、原画の様々な
高さの連続ステレオ画像について3通りの方向成分に分
解し、それぞれの高さ毎に方向成分に分解された連続ス
テレオ画像を奥行き方向に積み重ね、さらにある時間に
おける断面を、それぞれの連続ステレオ画像を作成した
高さ位置に積み重ねることによって、三次元空間を再構
成することができる。なお、ここでは説明の都合上、3
通りの方向成分に分解したが、もっと多くの方向成分に
分解することもできる。
Then, as shown in FIG. 6, the continuous stereo images of various heights of the original image are decomposed into three directional components, and the continuous stereo images decomposed into directional components at each height are separated in the depth direction. The three-dimensional space can be reconstructed by stacking the cross sections at a certain time and further stacking the cross sections at a certain time at the height position where each continuous stereo image is created. Here, for convenience of explanation, 3
Although it was decomposed into directional components, it can be decomposed into more directional components.

【0020】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention based on the above concept will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明による三次元形状測定装置
の全体構成例を示すブロック図である。すなわち、本実
施例の三次元形状測定装置は、図1に示すように、一定
の間隔をおいて配設された複数台(図では4台)のカメ
ラ11,12,13,14と、連続ステレオ画像作成手
段2と、フーリエ変換手段3と、フィルタリング手段4
と、逆フーリエ変換手段5と、三次元ボクセルデータ再
構成手段6とから構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the three-dimensional shape measuring apparatus of the present embodiment is connected to a plurality of (four in the figure) cameras 11, 12, 13, and 14 arranged at regular intervals. Stereo image creating means 2, Fourier transform means 3, filtering means 4
, Inverse Fourier transform means 5, and three-dimensional voxel data reconstructing means 6.

【0022】ここで、カメラ11,12,13,14
は、被測定物体7をそれぞれ異なる位置から撮影して複
数枚(図では4枚)の視差原画を得るものである。
Here, the cameras 11, 12, 13, 14
Is to capture a plurality of (four in the figure) parallax original images by photographing the measured object 7 from different positions.

【0023】また、連続ステレオ画像作成手段2は、カ
メラ11,12,13,14により得られた4枚の視差
原画から、被測定物体7の連続ステレオ画像を作成する
ものである。
The continuous stereo image creating means 2 creates a continuous stereo image of the measured object 7 from four original parallax images obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14.

【0024】さらに、フーリエ変換手段3は、連続ステ
レオ画像作成手段2により作成された連続ステレオ画像
に対して、フーリエ変換処理を施すものである。
Further, the Fourier transform means 3 performs a Fourier transform process on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means 2.

【0025】一方、フィルタリング手段4は、フーリエ
変換手段3によりフーリエ変換処理された画像に対し
て、周波数空間で扇形のフィルタにより順次傾きの成分
だけをフィルタリング処理するものである。
On the other hand, the filtering means 4 is for filtering only the gradient component of the image which has been subjected to the Fourier transform processing by the Fourier transform means 3 by a fan-shaped filter in the frequency space.

【0026】また、逆フーリエ変換手段5は、フィルタ
リング手段4によりフィルタリング処理された画像に対
して逆フーリエ変換処理を施し、ある奥行きの部分のみ
の画像を抽出するものである。
The inverse Fourier transform unit 5 performs an inverse Fourier transform process on the image subjected to the filtering process by the filtering unit 4 to extract an image of only a certain depth portion.

【0027】さらに、三次元ボクセルデータ再構成手段
6は、逆フーリエ変換手段5により抽出された画像から
三次元ボクセルデータを再構成するものである。
Further, the three-dimensional voxel data reconstructing means 6 reconstructs three-dimensional voxel data from the image extracted by the inverse Fourier transform means 5.

【0028】次に、以上のように構成した本実施例の三
次元形状測定装置の作用について、図2および図3を用
いて説明する。なお、図2はフーリエ変換を利用して処
理する場合の一例を示すフロー図、また図3はフーリエ
変換を利用して並列処理する場合の一例を示すフロー図
である。
Next, the operation of the three-dimensional shape measuring apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of processing using Fourier transform, and FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of parallel processing using Fourier transform.

【0029】図1において、まず、カメラ11,12,
13,14により、被測定物体7をそれぞれ異なる位置
から撮影し、4枚の視差原画が得られる。
In FIG. 1, first, cameras 11, 12,
13 and 14, the object 7 to be measured is photographed from different positions, and four original parallax images are obtained.

【0030】次に、連続ステレオ画像作成手段2では、
このカメラ11,12,13,14で得た4枚の視差原
画から、被測定物体7の連続ステレオ画像が作成され
る。
Next, in the continuous stereo image creating means 2,
From the four parallax original images obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14, a continuous stereo image of the measured object 7 is created.

【0031】次に、フーリエ変換手段3では、連続ステ
レオ画像作成手段2で作成した連続ステレオ画像にフー
リエ変換処理が施され、実空間から周波数空間へ変換さ
れる。
Next, in the Fourier transform means 3, Fourier transform processing is performed on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means 2, and the real space is converted into the frequency space.

【0032】次に、フィルタリング手段4では、フーリ
エ変換手段3でフーリエ変換処理した画像が、周波数空
間で扇形のフィルタにより順次傾きの成分だけがフィル
タリング処理される。
Next, in the filtering means 4, the image subjected to the Fourier transform processing by the Fourier transform means 3 is subjected to the filtering processing only for the component of the inclination in order by the fan-shaped filter in the frequency space.

【0033】次に、逆フーリエ変換手段5では、フィル
タリング手段4でフィルタリング処理した画像がそれぞ
れ逆フーリエ変換処理され、ある奥行きの部分のみの画
像が抽出される。
Next, in the inverse Fourier transform means 5, the images subjected to the filtering processing by the filtering means 4 are respectively subjected to inverse Fourier transform processing, and an image of only a certain depth portion is extracted.

【0034】最後に、三次元ボクセルデータ再構成手段
6では、逆フーリエ変換手段5で抽出した画像から、三
次元ボクセルデータが再構成される。すなわち、原画の
様々な高さの連続ステレオ画像について方向成分に分解
され、それぞれの高さ毎に方向成分に分解された連続ス
テレオ画像が奥行き方向に積み重ねられ、さらにある時
間における断面が、それぞれの連続ステレオ画像を作成
した高さ位置に積み重ねられることにより、三次元ボク
セルデータが再構成される。
Finally, the three-dimensional voxel data reconstructing means 6 reconstructs three-dimensional voxel data from the image extracted by the inverse Fourier transform means 5. That is, continuous stereo images of various heights of the original image are decomposed into directional components, continuous stereo images decomposed into directional components for each height are stacked in the depth direction, and further, a cross section at a certain time is The three-dimensional voxel data is reconstructed by being stacked at the height position where the continuous stereo images are created.

【0035】上述したように、本実施例の三次元形状測
定装置は、被測定物体7をそれぞれ異なる位置から撮影
して4枚の視差原画を得るカメラ11,12,13,1
4と、カメラ11,12,13,14により得られた4
枚の視差原画から、被測定物体7の連続ステレオ画像を
作成する連続ステレオ画像作成手段2と、連続ステレオ
画像作成手段2により作成された連続ステレオ画像に対
して、フーリエ変換処理を施すフーリエ変換手段3と、
フーリエ変換手段3によりフーリエ変換処理された画像
に対して、周波数空間で扇形のフィルタにより順次傾き
の成分だけをフィルタリング処理するフィルタリング手
段4と、フィルタリング手段4によりフィルタリング処
理された画像に対して逆フーリエ変換処理を施し、ある
奥行きの部分のみの画像を抽出する逆フーリエ変換手段
5と、逆フーリエ変換手段5により抽出された画像から
三次元ボクセルデータを再構成する三次元ボクセルデー
タ再構成手段6とから構成したものである。
As described above, the three-dimensional shape measuring apparatus according to the present embodiment captures the object 7 to be measured from different positions and obtains four original parallax images.
4 and 4 obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14.
A continuous stereo image creating means 2 for creating a continuous stereo image of the measured object 7 from the original parallax images, and a Fourier transform means for performing a Fourier transform process on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means 2 3 and
Filtering means 4 for filtering only the components of the slopes sequentially with a fan-shaped filter in the frequency space on the image subjected to the Fourier transform processing by the Fourier transforming means 3, and inverse Fourier filtering on the image filtered by the filtering means 4. An inverse Fourier transform unit 5 for performing a conversion process and extracting an image of only a certain depth portion; a three-dimensional voxel data reconstructing unit 6 for reconstructing three-dimensional voxel data from the image extracted by the inverse Fourier transform unit 5 It consists of.

【0036】従って、従来のように、原画もしくは連続
ステレオ画像における特徴点抽出の処理を行なう必要が
なくなる。
Therefore, it is not necessary to perform the process of extracting feature points in an original image or a continuous stereo image as in the related art.

【0037】また、複数視差原画の対応点決定を一度に
行なうことが可能となる。
Further, it is possible to determine the corresponding points of a plurality of parallax original images at once.

【0038】さらに、フーリエ変換と単純なフィルタリ
ングの処理のみで測定が行なえるため、ハードウェア化
による高速な処理が可能となる。
Further, since the measurement can be performed only by the Fourier transform and the simple filtering processing, high-speed processing by hardware is possible.

【0039】さらにまた、フーリエ変換の処理は並列化
が可能であるため、より一層高速な処理を行なうことが
可能となる。
Furthermore, since the Fourier transform process can be parallelized, it is possible to perform a higher-speed process.

【0040】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても実施できるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented as follows.

【0041】上記実施例では、4台のカメラ11,1
2,13,14を設置して、被測定物体7の4枚の視差
原画を得る場合について説明したが、これに限らず1台
のカメラを設置し、このカメラを一定の間隔(ピッチ)
で直線上を移動させながら被測定物体7を撮影して3枚
の視差原画を得るようにしてもよい。
In the above embodiment, four cameras 11, 1
The case where two, 13, and 14 are installed to obtain four parallax original images of the measured object 7 has been described. However, the present invention is not limited to this, and one camera is installed, and the cameras are arranged at a constant interval (pitch).
Alternatively, three parallax original images may be obtained by photographing the measured object 7 while moving on a straight line.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
測定物体の三次元形状を測定する装置において、被測定
物体を異なる位置から撮影して得られた複数の視差原画
から、被測定物体の連続ステレオ画像を作成する連続ス
テレオ画像作成手段と、連続ステレオ画像作成手段によ
り作成された連続ステレオ画像に対してフーリエ変換処
理を施すフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段により
フーリエ変換処理された画像に対して、周波数空間でフ
ィルタにより順次傾きの成分だけをフィルタリング処理
するフィルタリング手段と、フィルタリング手段により
フィルタリング処理された画像に対して逆フーリエ変換
処理を施し、ある奥行きの部分のみの画像を抽出する逆
フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換手段により抽出さ
れた画像から三次元ボクセルデータを再構成する三次元
ボクセルデータ再構成手段とを備えて構成したので、特
徴点抽出の処理を行なうことなく複数の視差原画の対応
点を一度に決定でき、ハードウェア化による高速な処理
を行なって被測定物体の三次元形状を測定することが可
能な極めて信頼性の高い三次元形状測定装置が提供でき
る。
As described above, according to the present invention, in a device for measuring a three-dimensional shape of a measured object, a plurality of original parallax images obtained by photographing the measured object from different positions are measured. A continuous stereo image creating means for creating a continuous stereo image of the object, a Fourier transform means for performing a Fourier transform process on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means, and an image subjected to Fourier transform processing by the Fourier transform means In contrast, a filtering means for sequentially filtering only the components of the inclination by a filter in the frequency space, and an inverse Fourier transform processing on the image filtered by the filtering means are performed to extract an image of only a certain depth portion. An inverse Fourier transform means, and a cubic image from the image extracted by the inverse Fourier transform means. 3D voxel data reconstruction means for reconstructing voxel data, so that corresponding points of multiple parallax originals can be determined at once without performing feature point extraction processing. And a very reliable three-dimensional shape measuring apparatus capable of measuring the three-dimensional shape of the object to be measured by performing the above-described steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による三次元形状測定装置の一実施例を
示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention.

【図2】同実施例における作用を説明するためのフロー
図。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment.

【図3】同実施例における作用を説明するためのフロー
図。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment.

【図4】本発明の考え方を説明するための概要図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the concept of the present invention.

【図5】本発明の考え方を説明するための概要図。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the concept of the present invention.

【図6】本発明の考え方を説明するための概要図。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the concept of the present invention.

【図7】ステレオ法における撮影位置と原画との関係を
説明するための概要図。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a relationship between a shooting position and an original image in a stereo method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,13,14…カメラ、2…連続ステレオ画
像作成手段、3…フーリエ変換手段、4…フィルタリン
グ手段、5…逆フーリエ変換手段、6…三次元ボクセル
データ再構成手段、7…被測定物体。
11, 12, 13, 14 ... camera, 2 ... continuous stereo image creating means, 3 ... Fourier transform means, 4 ... filtering means, 5 ... inverse Fourier transform means, 6 ... 3D voxel data reconstruction means, 7 ... measured object.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 進 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (72)発明者 本田 捷夫 神奈川県横浜市緑区北八朔町1913−12 (72)発明者 山口 雅浩 東京都世田谷区鎌田4−1−31−502 (72)発明者 大山 永昭 神奈川県川崎市川崎区観音2−3−9 (56)参考文献 特開 平2−257011(JP,A) 特開 平2−206294(JP,A) 特開 平2−100589(JP,A) 特開 昭59−183326(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Susumu Takahashi 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inventor Katsuo Honda 1913-12 72) Inventor Masahiro Yamaguchi 4-1-1-502, Kamata, Setagaya-ku, Tokyo (72) Inventor Nagaaki Oyama 2-3-9 Kannon, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa (56) References JP-A-2-257011 (JP) JP-A-2-206294 (JP, A) JP-A-2-100589 (JP, A) JP-A-59-183326 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定物体の三次元形状を測定する装置
において、 前記被測定物体を異なる位置から撮影して得られた複数
の視差原画から、前記被測定物体の連続ステレオ画像を
作成する連続ステレオ画像作成手段と、 前記連続ステレオ画像作成手段により作成された連続ス
テレオ画像に対してフーリエ変換処理を施すフーリエ変
換手段と、 前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換処理された画
像に対して、周波数空間でフィルタにより順次傾きの成
分だけをフィルタリング処理するフィルタリング手段
と、 前記フィルタリング手段によりフィルタリング処理され
た画像に対して逆フーリエ変換処理を施し、ある奥行き
の部分のみの画像を抽出する逆フーリエ変換手段と、 前記逆フーリエ変換手段により抽出された画像から三次
元ボクセルデータを再構成する三次元ボクセルデータ再
構成手段と、 を備えて成ることを特徴とする三次元形状測定装置。
1. An apparatus for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured, wherein a continuous stereo image of the object to be measured is created from a plurality of original parallax images obtained by photographing the object to be measured from different positions. Stereo image creating means, Fourier transform means for performing Fourier transform processing on the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means, and an image subjected to Fourier transform processing by the Fourier transform means, in a frequency space. A filtering unit that sequentially filters only components of the inclination by a filter, and an inverse Fourier transform unit that performs an inverse Fourier transform process on the image filtered by the filtering unit and extracts an image of only a certain depth portion, From the image extracted by the inverse Fourier transform means, a three-dimensional box Three-dimensional shape measuring apparatus characterized in that it comprises a three-dimensional voxel data reconstruction means for reconstructing the data.
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