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JPH0668766B2 - Three-dimensional measuring device for line segments using accumulated frame count information - Google Patents
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JPH0668766B2 - Three-dimensional measuring device for line segments using accumulated frame count information - Google Patents

Three-dimensional measuring device for line segments using accumulated frame count information

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JPH0668766B2
JPH0668766B2 JP63254992A JP25499288A JPH0668766B2 JP H0668766 B2 JPH0668766 B2 JP H0668766B2 JP 63254992 A JP63254992 A JP 63254992A JP 25499288 A JP25499288 A JP 25499288A JP H0668766 B2 JPH0668766 B2 JP H0668766B2
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JP
Japan
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line segment
mapping
memory
point
image
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裕介 安川
康 稲本
俊彦 森田
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 立体像を構成する線分の三次元空間における方向等の計
測を行う,累積フレーム回数情報を利用した線分の三次
元計測装置に関し, 計測対象画像中の一部のフレームに現れる金属面の反射
などによっても方向情報の抽出が妨害されないようにす
ることを目的とし, 撮影位置を移動させつつ各フレーム毎に立体像を撮像す
る撮像手段と,撮像手段で得られた画像を球面投影およ
び球面写像して,立体像を構成する線分を表す線分写像
点を抽出する線分抽出手段と,線分抽出手段で抽出され
た線分写像点に基づき写像関数を生成する写像関数生成
手段と,写像関数生成手段で生成された写像関数を記憶
する写像メモリと,写像関数が描かれたフレームの回数
情報を各画素についてカウントするための累積メモリ
と、写像メモリの内容を読み出して写像関数が描かれて
いる画素に対応する累積メモリのカウント数をフレーム
毎に更新する累積メモリ更新手段と,更新された累積メ
モリの内容を用いて所定のしきい値でフィルタ処理して
線分方向情報を抽出するフィルタ手段とを具備してな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] A line segment three-dimensional measuring apparatus using accumulated frame count information for measuring a direction or the like of a line segment forming a three-dimensional image in a three-dimensional space. The aim is to prevent the extraction of direction information from being disturbed by the reflection of the metal surface that appears in some frames, and the imaging means that captures a stereoscopic image for each frame while moving the imaging position. Line segment extraction means for performing spherical projection and spherical mapping of the obtained image to extract line segment mapping points representing line segments forming a stereoscopic image, and mapping based on the line segment mapping points extracted by the line segment extraction means A mapping function generating means for generating a function, a mapping memory for storing the mapping function generated by the mapping function generating means, and an accumulating memory for counting the number of times of the frame in which the mapping function is drawn for each pixel. A cumulative threshold for updating the count value of the cumulative memory corresponding to the pixel for which the mapping function is drawn for each frame by reading the contents of the mapping memory, and a predetermined threshold using the updated cumulative memory contents. Filter means for filtering the segment direction information by filtering with the value.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は立体像を構成する線分の三次元空間における方
向等の計測を行う,累積フレーム回数情報を利用した線
分の三次元計測装置に関する。
The present invention relates to a three-dimensional measuring device for line segments, which uses information on the cumulative number of frames to measure the direction of a line segment in a three-dimensional space that forms a stereoscopic image.

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
対象物をロボットのマニピュレータで操作するために,
対象物までの距離や対象物の姿勢などを計測する必要が
ある。かかる計測は高速にしかも正確に行えることが必
要である。
For example, when operating a robot in a place where human entry is dangerous, such as a nuclear reactor, in order to operate the object of the work with the robot manipulator,
It is necessary to measure the distance to the target and the posture of the target. It is necessary that such measurement can be performed quickly and accurately.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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
処理して種々の三次元像情報,例えば線分の有無,線分
の方向,線分までの距離などを抽出する技術が知られて
おり,例えば,特開昭59−184973号公報,特開昭60−21
8183号公報などに提案されたものがある。
In order to perform such stereoscopic measurement, a camera provided on the robot side performs spherical projection of an object, and the projection image is subjected to mapping processing to obtain various three-dimensional image information such as presence / absence of line segment, direction of line segment, Techniques for extracting the distance to a line segment are known, and are disclosed in, for example, JP-A-59-184973 and JP-A-60-21.
There is a proposal such as the 8183 publication.

球面写像を用いて三次元空間の線分の方向を計測する方
法が第6図および第7図を参照して以下に説明される。
第6図に示されるように,線分Lを球面上に球面投影し
て円弧L′を得る。線分Lの各点P1,P2,P3…が円弧L′
上に投影された点をP1′,P2′,P3′…として,この各点
P1′,P2′,P3′…を中心として写像関数である大円(各
点を北極とした場合の赤道に相当)l1,l2,l3…を球面上
に描く。
A method of measuring the direction of a line segment in a three-dimensional space using a spherical map will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
As shown in FIG. 6, line segment L is spherically projected onto a spherical surface to obtain arc L '. Each point P 1 , P 2 , P 3 ... Of the line segment L is an arc L '
Let the points projected above be P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′ ...
Draw a great circle (corresponding to the equator when each point is the north pole) l 1 , l 2 , l 3 ... on the sphere with P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′… as the center.

この結果,複数の大円l1,l2,l3…が交差する線分写像点
S(以下,S点と称される)が得られる。このS点は直線
線分Lを代表するものであり,直線線分Lが存在してい
ることを示すものである。
As a result, a line segment mapping point S (hereinafter referred to as S point) at which a plurality of great circles l 1 , l 2 , l 3 ... The point S is representative of the straight line segment L, and indicates that the straight line segment L exists.

次にカメラの位置を任意の直線方向に一定間隔ΔCずつ
移動させて,各移動点で線分を撮影して上述のS点を抽
出する。ここで各撮影点でそれぞれ得られる1枚分の画
像を各フレームの画像と称することとする。第7図はこ
の様子を示したものであり,この図ではカメラを移動さ
せる代わりに,カメラを球体の中心に置いて線分Lが
L1,L2,L3…と相対的に移動されたものとして表してい
る。これらの線分L1,L2,L3…に対応してS1,S2,S3…のS
点が抽出されたものとする。
Next, the position of the camera is moved in an arbitrary linear direction by a constant interval ΔC, a line segment is photographed at each moving point, and the point S is extracted. Here, one image obtained at each photographing point will be referred to as an image of each frame. FIG. 7 shows this state. In this figure, instead of moving the camera, the camera is placed at the center of the sphere and the line segment L is
It is shown as being moved relative to L 1 , L 2 , L 3 . Corresponding to these line segments L 1 , L 2 , L 3 ... S of S 1 , S 2 , S 3 ...
It is assumed that points have been extracted.

このようにして得られた複数のS点をさらに球面写像し
て各S点S1,S2,S3…に対応した大円を描くと,これら大
円の交点として方向写像点SS(以下,SS点と称される)
が求まる。球の中心0とこのSS点を結ぶベクトルの方向
が線分Lの方向を表すことになる。
When a plurality of S points obtained in this way are further spherically mapped to draw a great circle corresponding to each S point S 1 , S 2 , S 3 ..., the direction mapping point SS (hereinafter , Called SS point)
Is required. The direction of the vector connecting the center 0 of the sphere and this SS point represents the direction of the line segment L.

このように線分の三次元方位を計測するには,幾つかの
フレームにわたる画像データを使用する。すなわち各フ
レームのS点を極とする大円を描き,全フレーム分描き
終ったあと,大円の収束点としてSS点を求めて三次元方
位を計測する。
In order to measure the three-dimensional azimuth of a line segment in this way, image data over several frames is used. That is, a great circle with the S point of each frame as a pole is drawn, and after drawing for all frames, the SS point is obtained as the convergence point of the great circle and the three-dimensional azimuth is measured.

大円収束点としてのSS点の抽出法としては,S点の濃度を
考慮に入れてピーク点(収束点)を絞りこんでいく手法
が知られている。すなわちS点を極とする大円を描く際
にそのS点の濃度情報も書き入れ,全フレーム分描き終
わったあとで,その濃度の加算値がピークとなっている
ピーク点をSS点として抽出するものである。なお,S点の
濃度とは,線分の長さ,あるいはその明瞭さに伴い値が
増していくものであり,その線分の存在の“確からし
さ”を表すパラメータとなる。
As a method of extracting the SS point as the great circle convergence point, a method of narrowing down the peak point (convergence point) in consideration of the density of the S point is known. That is, when drawing a great circle with the S point as a pole, the density information of the S point is also entered, and after drawing for all frames, the peak point where the added value of the density is a peak is extracted as the SS point. It is a thing. The density at the S point is a value that increases with the length of the line segment or its clarity, and is a parameter that represents the "probability" of the existence of the line segment.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

SS点の抽出にS点の濃度を考慮する従来の方法は,線分
の長さなどが濃度データとして影響を与えるものとな
り,奇麗で明瞭な画像を処理する際には効果的な方法で
ある。
The conventional method that considers the density of the S point in the extraction of the SS point has an effect on the density data such as the length of the line segment, and is an effective method for processing a clean and clear image. .

いっぽう,画像に金属面等が写っていて,これが鏡面反
射等によって光線を強く反射していると,線分が非常に
強い濃度で抽出されてしまう。このような画像は多数の
フレーム中の一部のフレームの画面でしか現れないもの
であるが,その濃度が非常に大きいため,計測の対象と
したくない虚偽の像となって真に計測したい実画像の輪
郭線等の抽出を混乱させ妨害する。
On the other hand, if a metal surface or the like is reflected in the image and the light ray is strongly reflected by specular reflection or the like, the line segment is extracted with a very strong density. Such an image appears only on the screen of a part of a large number of frames, but its density is so large that it becomes a false image that is not to be measured and the image that is actually measured is desired. It confuses and interferes with the extraction of image contours.

したがって本発明の目的は,計測対象画像中の一部のフ
レームに現れる金属面の反射などによっても方向情報の
抽出が妨害されないようにすることにある。
Therefore, an object of the present invention is to prevent the extraction of the directional information from being disturbed even by the reflection of the metal surface appearing in a part of the frames in the measurement target image.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

第1図は本発明に係る原理ブロック図である。本発明に
係る三次元計測装置は、撮影位置を移動させつつ各フレ
ーム毎に立体像を撮像する撮像手段11と、該撮像手段11
で得られた画像を球面投影及び球面写像して、該立体像
を構成する線分を表す線分写像点Sを抽出する線分抽出
手段12と、該線分抽出手段12で抽出された線分写像点S
に基づき写像関数を生成する写像関数生成手段13と、前
記各フレーム毎に、前記球面を複数に分割した画素に対
応したメモリ領域を有するメモリであって、該写像関数
生成手段13で生成された写像関数の有無を各フレーム毎
及び画素毎に記憶する写像メモリ14と、前記球面を複数
に分割した画素毎に、写像関数が存在するフレーム数の
情報を書き込む領域を有するメモリ15と、該写像メモリ
14の内容をフレーム単位で読み出し、前記写像関数有り
の画素に対応する前記メモリ15の前記フレーム数の情報
をインクリメントして更新するメモリ更新手段16と、更
新されたメモリ15の内容から、前記フレームの総数より
小さな値をしきい値とし、該しきい値より大きな値を選
択するフィルタ処理をして線分方向情報を抽出するフィ
ルタ手段17とを具備してなる。
FIG. 1 is a principle block diagram according to the present invention. The three-dimensional measuring apparatus according to the present invention includes an imaging unit 11 that captures a stereoscopic image for each frame while moving the imaging position, and the imaging unit 11
A line segment extracting means 12 for extracting a line segment mapping point S representing a line segment forming the stereoscopic image by spherical projection and spherical mapping of the image obtained in (3), and a line extracted by the line segment extracting means 12 Mapping point S
A mapping function generating means 13 for generating a mapping function based on, and a memory having a memory area corresponding to each of the pixels into which the spherical surface is divided into a plurality of pixels, the mapping function generating means 13 being generated by the mapping function generating means 13. A mapping memory 14 that stores the presence or absence of a mapping function for each frame and each pixel, a memory 15 having an area for writing information of the number of frames in which the mapping function exists for each pixel obtained by dividing the spherical surface into a plurality of pixels, and the mapping memory
The contents of 14 are read out in frame units, the memory updating means 16 for incrementing and updating the information of the number of frames of the memory 15 corresponding to the pixels with the mapping function, and the contents of the updated memory 15 And a filter means 17 for extracting line segment direction information by performing a filtering process for selecting a value larger than the threshold value and a value larger than the threshold value.

〔作用〕[Action]

撮像手段11で各フレーム毎に立体像を撮像して画像を
得,線分抽出手段12でこの画像から線分写像点Sを抽出
する。そして写像関数生成手段13でこの抽出された写像
点Sに基づき写像関数を生成し,これを写像メモリ14に
フレーム毎に書き入れる。
An image pickup means 11 picks up a stereoscopic image for each frame to obtain an image, and a line segment extraction means 12 extracts a line segment mapping point S from this image. Then, the mapping function generating means 13 generates a mapping function based on the extracted mapping point S, and writes this in the mapping memory 14 for each frame.

累積メモリ更新手段16はこの写像メモリ14の内容をフレ
ーム単位に読み出し,或るフレームについて,写像関数
が描かれている画素に対応する累積メモリ15の画素の内
容をインクリメントして更新する。この操作を全てのフ
レームにわたって行う。
The cumulative memory updating means 16 reads the contents of the mapping memory 14 frame by frame, and for a certain frame, increments and updates the contents of the pixels of the cumulative memory 15 corresponding to the pixels for which the mapping function is drawn. This operation is performed over all frames.

この結果,累積メモリ15の内容は,或る画素について複
数のフレームにわたり写像関数が描かれていると,その
写像関数の描かれているフレームの数だけカウント値が
アップすることになる。
As a result, if the mapping function is drawn for a certain pixel over a plurality of frames, the count value of the contents of the cumulative memory 15 is increased by the number of frames in which the mapping function is drawn.

累積メモリ15の更新が終了すると,フィルタ手段17は累
積メモリ15の内容を所定のしきい値でしきい値処理する
ことによってフィルタをかける。すなわち所定のしきい
値として,あるフレーム数を設定し,このフレーム数に
達しない累積メモリ15の内容を削除する。これにより累
積メモリ15の内容としては,設定されたしきい値のフレ
ーム数よりも多くの回数にわたり写像関数が現れた画素
だけが残る。このフィルタ処理された結果に基づいて線
分の方向写像点SSを抽出するようにすれば,フレーム数
をパラメータとした観点から方向情報を抽出することが
できる。
When the update of the cumulative memory 15 is completed, the filter means 17 filters the contents of the cumulative memory 15 by thresholding the contents with a predetermined threshold value. That is, a certain number of frames is set as a predetermined threshold value, and the contents of the cumulative memory 15 that do not reach this number of frames are deleted. As a result, as the contents of the cumulative memory 15, only the pixels in which the mapping function appears more times than the set threshold number of frames remain. If the direction mapping point SS of the line segment is extracted based on the result of this filter processing, the direction information can be extracted from the viewpoint of using the number of frames as a parameter.

金属面の反射等の虚偽の像は,たくさんのフレームにわ
たって写っていることは少なく,一方,濃度が低い線分
でもたくさんのフレームにわたって写っているものは抽
出したいので,上述のようにフレーム数でフィルタにか
けることは非常に有効である。
False images such as reflections on a metal surface are rarely seen over many frames. On the other hand, we want to extract line segments with low density that are seen over many frames. Filtering is very effective.

これにより金属面の反射等のような一部のフレームにの
み現れる虚偽の画像による影響を除去しつつ実画像の計
測を的確に行えるようになる。
As a result, it is possible to accurately measure the actual image while removing the influence of the false image that appears only in some frames, such as the reflection on the metal surface.

〔実施例〕〔Example〕

以下,図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例としての三次元計測装置の全
体構成を示すブロック図である。第2図において,本実
施例装置は,大略的には,カメラ機器1,輪郭抽出ユニッ
ト2,ホスト計算機3,線分抽出ユニット4,三次元方位計測
ユニット(マッチングプロセッサ)5等を含み構成され
る。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of a three-dimensional measuring apparatus as an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the apparatus of the present embodiment is roughly configured to include a camera device 1, a contour extracting unit 2, a host computer 3, a line segment extracting unit 4, a three-dimensional azimuth measuring unit (matching processor) 5, and the like. It

カメラ機器1は任意の直線方向に所定間隔ずつ移動しつ
つ各撮影位置で撮影対象物を撮影して,それによりその
撮影対象物の複数のフレームの画像を得ることができる
ように構成されている。撮影位置の数としては例えば10
位置程度が選ばれる。
The camera device 1 is configured so as to take an image of an object to be photographed at each photographing position while moving at predetermined intervals in an arbitrary linear direction, and thereby obtain images of a plurality of frames of the object to be photographed. . The number of shooting positions is, for example, 10
Positional degree is selected.

カメラ機器1で撮影された画像は輪郭抽出ユニット2に
入力される。輪郭抽出ユニット2は撮影画像中の撮影対
象物の輪郭を公知の方法で抽出し,それを線分抽出ユニ
ット4に与える。
The image captured by the camera device 1 is input to the contour extraction unit 2. The contour extraction unit 2 extracts the contour of the object to be photographed in the photographed image by a known method and supplies it to the line segment extraction unit 4.

ホスト計算機3はマルチバス30,CPU31,コマンドインタ
フェース32,データインタフェース33,DMAコントローラ3
4,コマンドインタフェース35等を含み構成され,各ユニ
ットの動作制御を行う。
The host computer 3 is a multi-bus 30, CPU 31, command interface 32, data interface 33, DMA controller 3
4. It is configured to include the command interface 35, etc., and controls the operation of each unit.

線分抽出ユニット2は内部バス40,コントローラボード4
1,前段インタフェース42,輪郭抽出ユニットインタフェ
ース43,バッファメモリボード44,WCS制御ボード45,77枚
の写像ボード46(#0)〜46(#76),バスモニタボー
ド47,データモニタボード48,後段インタフェース49等を
含み構成されており,輪郭抽出ユニット2から受け渡さ
れた輪郭データに基づき,撮影対象物の輪郭を構成して
いる直線線分を表すS点,公知の方法でフレーム毎に抽
出し,このS点データを三次元方位計測ユニット5に与
える。
Line segment extraction unit 2 has internal bus 40, controller board 4
1, front stage interface 42, contour extraction unit interface 43, buffer memory board 44, WCS control board 45, 77 mapping boards 46 (# 0) to 46 (# 76), bus monitor board 47, data monitor board 48, rear stage The interface 49 and the like are included, and based on the contour data transferred from the contour extraction unit 2, an S point that represents a straight line segment that constitutes the contour of the object to be photographed, and is extracted for each frame by a known method. Then, the S point data is given to the three-dimensional azimuth measuring unit 5.

三次元方位計測ユニット5は内部バス50,コントローラ
ボード51,前段インタフェース52,バッファメモリボード
53,WCS制御ボード54,77枚の写像ボード55(#0)〜55
(#76),バスモニタボード56,データモニタボード57,
後段インタフェース58等を含み構成されている。
The three-dimensional azimuth measuring unit 5 includes an internal bus 50, a controller board 51, a front interface 52, and a buffer memory board.
53, WCS control board 54, 77 mapping boards 55 (# 0) ~ 55
(# 76), bus monitor board 56, data monitor board 57,
It is configured to include the latter-stage interface 58 and the like.

この三次元方位計測ユニット5は,77枚の写像ボード55
(#0)〜55(#76)により並列演算を実行する並列演
算計算機であり,コントローラボード51はホスト計算機
3からコマンドを受信し解釈して三次元方位計測ユニッ
ト5上の他のボードに実行指令を発する機能を有する。
インタフェース52,58はS点等のデータの送受信を行う
ボードである。WCS制御ボード54は写像ボード55(#
0)〜55(#76)のマイクロプグラムを更新するための
ものである。またバッファメモリ53はデータを一時的に
格納しておくボード,データモニタボード57はデータを
表示させて監視するためのボードである。
This three-dimensional azimuth measuring unit 5 includes 77 mapping boards 55.
(# 0) to 55 (# 76) is a parallel computing computer that executes parallel computing. The controller board 51 receives commands from the host computer 3, interprets them, and executes them on other boards on the three-dimensional azimuth measuring unit 5. It has the function of issuing commands.
The interfaces 52 and 58 are boards for transmitting and receiving data such as S points. The WCS control board 54 has a mapping board 55 (#
0) to 55 (# 76) for updating micro programs. The buffer memory 53 is a board for temporarily storing data, and the data monitor board 57 is a board for displaying and monitoring the data.

写像ボード55(#0)〜55(#76)の詳細な構成例が第
3図に示される。第3図において,61〜64は通信インタ
フェース部,65は大円ROM,66は輝度ROM,67はコマンドラ
ッチ,68は補助コードラッチ,69,70は隣接インタフェー
ス,71はアドレス演算器,72はデータ演算器,73は写像面R
AMである。
A detailed configuration example of the mapping boards 55 (# 0) to 55 (# 76) is shown in FIG. In FIG. 3, 61 to 64 are communication interface units, 65 is a great circle ROM, 66 is a luminance ROM, 67 is a command latch, 68 is an auxiliary code latch, 69 and 70 are adjacent interfaces, 71 is an address calculator, and 72 is an address calculator. Data calculator, 73 is mapping plane R
AM.

写像ボード55(#0)〜55(#76)は写像面を8面持
つ。各面はバンクB1〜B8と称される。バンクの指定はRA
Mのアドレスを用いて行われる。
The mapping boards 55 (# 0) to 55 (# 76) have eight mapping surfaces. Each side is referred to as the bank B 1 ~B 8. Bank designation is RA
This is done using the address of M.

この写像ボード上には2個の演算器71,72が搭載されて
おり,アドレス演算器71は写像RAM73のアドレスを計算
する演算器である。データ演算器72は写像面RAM73のデ
ータポートに接続されており,データを加工する。
Two arithmetic units 71 and 72 are mounted on this mapping board, and the address arithmetic unit 71 is an arithmetic unit for calculating the address of the mapping RAM 73. The data calculator 72 is connected to the data port of the mapping plane RAM 73 and processes data.

輝度ROM66は写像関数として濃淡データを用いるときの
ルックアップテーブルである。コマンドラッチ67はコン
トローラボード51を発する実行指令を保持するレジスタ
である。補助コードラッチ68はコントローラボード51が
発する実行指令のうち補助コードを保持するレジスタで
ある。隣接インタフェース69,70は隣合うボード間でデ
ータを転送するための通信回路である。
The luminance ROM 66 is a look-up table when the grayscale data is used as the mapping function. The command latch 67 is a register that holds an execution command issued from the controller board 51. The auxiliary code latch 68 is a register that holds the auxiliary code in the execution command issued by the controller board 51. Adjacent interfaces 69 and 70 are communication circuits for transferring data between adjacent boards.

本実施例装置の動作が図面を参照しつつ以下に説明され
る。
The operation of the apparatus of this embodiment will be described below with reference to the drawings.

本実施例装置による処理の全体的な流れが第4図に示さ
れ,この第4図における線分方向計測処理手順が第5図
に示される。
The overall flow of processing by the apparatus of this embodiment is shown in FIG. 4, and the line segment direction measurement processing procedure in FIG. 4 is shown in FIG.

まず全体的な動作が第4図を参照して説明される。カメ
ラ機器1で撮影位置(ここでは10位置)を順次に移動さ
せつつ対象物を撮影して10フレーム分の画像データIM0
〜IM9が得られる。これらの画像データIM0〜IM9は輪郭
抽出ユニット2でそれぞれ処理されて(ステップS),
その結果,10フレーム分の輪郭データPD0〜PD9が得られ
る。
First, the overall operation will be described with reference to FIG. The camera device 1 photographs the object while sequentially moving the photographing position (here, 10 positions), and the image data IM 0 for 10 frames
~ IM 9 is obtained. These image data IM 0 to IM 9 are processed by the contour extraction unit 2 (step S),
As a result, contour data PD 0 to PD 9 for 10 frames are obtained.

これらの輪郭データPD0〜PD9はさらに線分抽出ユニット
4で処理されて各フレームのS点データSD0〜SD9が合計
で10面得られる。これら10フレーム分のS点データSD0
〜SD9はさらに三次元方位計測ユニット5に入力され,
ここで後述する第5図の手順に従った線分方向計測処理
が行われ,それにより10フレームのS点データSD0〜SD9
が統合されて,線分の方向を示すSS点情報からなるSS点
データSSDが得られる。
These contour data PD 0 to PD 9 are further processed by the line segment extraction unit 4 to obtain 10 points of S point data SD 0 to SD 9 of each frame in total. S point data SD 0 for these 10 frames
~ SD 9 is further input to the 3D bearing measurement unit 5,
Here, the line segment direction measurement processing is performed according to the procedure of FIG. 5 described later, and as a result, S point data SD 0 to SD 9 of 10 frames are obtained.
Are integrated to obtain SS point data SSD consisting of SS point information indicating the direction of the line segment.

線分方向計測処理手順が第5図を参照しつつ以下に説明
される。まず本実施例では,写像関数を書き込むための
写像プレーンSPと,写像関数の2値累積のための1面の
累積プレーンIPとが用意される。
The line segment direction measurement processing procedure will be described below with reference to FIG. First, in the present embodiment, a mapping plane SP for writing a mapping function and a one-plane accumulation plane IP for binary accumulation of the mapping function are prepared.

まず累積プレーンIPと写像プレーンSPとの内容をクリア
する(ステップS12,13)。つぎにS点データSD0〜SD9
第1番目のフレームの内容,すなわちS点データSD0
内容を読み出し,読み出されたS点を極とする大円を生
成して,この大円を写像プレーンSPに書き込む(ステッ
プS14)。この操作をS点データSD0中の全てのS点につ
いて行う(ステップS14,S15)。
First, the contents of the cumulative plane IP and the mapping plane SP are cleared (steps S12, 13). Next, the contents of the first frame of the S point data SD 0 to SD 9 , that is, the contents of the S point data SD 0 are read, a great circle with the read S point as a pole is generated, and this great circle is generated. Is written in the mapping plane SP (step S14). This operation is performed for all S points in the S point data SD 0 (steps S14, S15).

SデータSD0の全てのS点について写像プレーンSPへの
大円の書込みが終了したならば,次に写像プレーンSPの
内容を全画素についてスキャンし,大円が存在していた
ならば,その画素に対応する累積プレーンIPの画素の内
容を一つインクリメントする(ステップS16)。
When the writing of the great circle to the mapping plane SP for all S points of the S data SD 0 is completed, then the contents of the mapping plane SP are scanned for all pixels, and if the great circle is present, the The content of the pixel of the cumulative plane IP corresponding to the pixel is incremented by 1 (step S16).

かかる操作を1フレーム目のS点データSD0について終
了したならば,今度は2フレーム目のS点データSD1
ついて上述と同じ操作を繰りし,更にその操作を最後の
フレームS点データSD9まで繰り返す(ステップS13〜S1
7)。
When this operation is completed for the S point data SD 0 of the first frame, the same operation as described above is repeated for the S point data SD 1 of the second frame, and the operation is repeated for the last frame S point data SD 9 Repeat until (Steps S13 to S1
7).

この結果,累積プレーンIPのそれぞれの画素の内容は,
その画素について大円が存在したフレームの数だけその
値がカウントアップされたものになる。
As a result, the contents of each pixel of the cumulative plane IP are
The value is counted up by the number of frames in which a great circle exists for the pixel.

この累積プレーンIPの内容をフレーム数によるフレーム
数フィルタとして用いてSS点を抽出する(ステップS1
8)。すなわちフレーム数によるしきい値として例えば
「5」を設定し,濃度を考慮した写像結果の画素のう
ち,「5」以上の値の累積プレーンIPの画素だけを残し
てこれをSS点とし,他の画素の累積値は消去してしま
う。これにより金属面の反射等による虚偽像として一部
のフレームだけに限れる濃度の高いS点の影響は除去さ
れる。
The SS points are extracted by using the contents of this cumulative plane IP as a frame number filter by the number of frames (step S1
8). That is, for example, "5" is set as the threshold value depending on the number of frames, and among the pixels of the mapping result in which the density is taken into consideration, only the pixels of the cumulative plane IP having a value of "5" or more are left and set as the SS point. The cumulative value of the pixel of is erased. As a result, the influence of the high-density S point, which is limited to only some frames, as a false image due to reflection on the metal surface is eliminated.

この結果,得られたSS点SS点データSSDに保存する。こ
れにより線分の方向を表す情報を抽出することができ
る。
As a result, the obtained SS points are stored in the SS point data SSD. This makes it possible to extract the information indicating the direction of the line segment.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば,計測対象画像中の一部のフレームに現
れる金属面の反射などの虚偽の像によって線分方向の抽
出が妨害されることがなくなり,方向情報を的確に抽出
することができるようになる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the extraction of a line segment direction is not obstructed by the false image, such as the reflection of the metal surface which appears in some frames in the measurement target image, and the direction information can be extracted accurately. Like

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

第1図は本発明に係る原理ブロック図, 第2図は本発明の実施例装置を示すブロック図, 第3図は第2図における写像ボードの詳細なブロック
図, 第4図は実施例装置による全体的な処理を示す図, 第5図は第4図における線分方向計測処理を示す流れ
図, 第6図は従来のS点の抽出方法の説明図,および, 第7図は従来のSS点の抽出方法の説明図である。 図において, 1……カメラ機器 2……輪郭抽出ユニット 3……ホスト計算機 4……線分抽出ユニット 5……三次元方位計測ユニット 30……マルチバス 31……中央処理装置(CPU) 32,35……コマンドインタフェース 33……データインタフェース 34……DMAコントローラ 41……コントローラボード 42,52……前段インタフェース 43……輪郭抽出ユニットインタフェース 44……バッファメモリボード 45,54……WCS制御ボード 46,55……写像ボード 47,56……バスモニタボード 48,57……データモニタボード 49,58……後段インタフェース
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a detailed block diagram of a mapping board in FIG. 2, and FIG. Fig. 5 shows the overall processing by Fig. 5, Fig. 5 is a flow chart showing the line segment direction measurement processing in Fig. 4, Fig. 6 is an explanatory view of a conventional S point extraction method, and Fig. 7 is a conventional SS. It is explanatory drawing of the extraction method of a point. In the figure, 1 ... Camera device 2 ... Contour extraction unit 3 ... Host computer 4 ... Line segment extraction unit 5 ... Three-dimensional azimuth measurement unit 30 ... Multi-bus 31 ... Central processing unit (CPU) 32, 35 …… Command interface 33 …… Data interface 34 …… DMA controller 41 …… Controller board 42, 52 …… Front stage interface 43 …… Contour extraction unit interface 44 …… Buffer memory board 45, 54 …… WCS control board 46, 55 …… Mapping board 47,56 …… Bus monitor board 48,57 …… Data monitor board 49,58 …… Post-stage interface

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮影位置を移動させつつ各フレーム毎に立
体像を撮像する撮像手段(11)と、該撮像手段(11)で
得られた画像を球面投影及び球面写像して、該立体像を
構成する線分を表す線分写像点(S)を抽出する線分抽
出手段(12)と、 該線分抽出手段(12)で抽出された線分写像点(S)に
基づき写像関数を生成する写像関数生成手段(13)と、 前記各フレーム毎に、前記球面を複数に分割した画素に
対応したメモリ領域を有するメモリであって、該写像関
数生成手段(13)で生成された写像関数の有無を各フレ
ーム毎及び画素毎に記憶する写像メモリ(14)と、 前記球面を複数に分割した画素毎に、写像関数が存在す
るフレーム数の情報を書き込む領域を有するメモリ(1
5)と、 該写像メモリ(14)の内容をフレーム単位で読み出し、
前記写像関数有りの画素に対応する前記メモリ(15)の
前記フレーム数の情報をインクリメントして更新するメ
モリ更新手段(16)と、 更新されたメモリ(15)の内容から、前記フレームの総
数より小さな値をしきい値とし、該しきい値より大きな
値を選択するフィルタ処理をして線分方向情報を抽出す
るフィルタ手段(17)と を具備してなる三次元計測装置。
1. An image pickup means (11) for picking up a stereoscopic image for each frame while moving a photographing position, and a spherical projection and spherical image projection of the image obtained by the image pickup means (11) to obtain the stereoscopic image. And a line segment extraction means (12) for extracting a line segment mapping point (S) that represents a line segment constituting the line segment, and a mapping function based on the line segment mapping point (S) extracted by the line segment extraction means (12). A mapping function generating means (13) for generating, and a memory having a memory area corresponding to a pixel obtained by dividing the sphere into a plurality of pixels for each frame, and the mapping function generating means (13) generating the mapping function. A mapping memory (14) that stores the presence or absence of a function for each frame and each pixel, and a memory that has an area for writing information on the number of frames in which the mapping function exists for each pixel obtained by dividing the spherical surface into a plurality of pixels (1
5) and the contents of the mapping memory (14) are read out in frame units,
Memory updating means (16) for incrementing and updating the information on the number of frames of the memory (15) corresponding to the pixels with the mapping function, and from the content of the updated memory (15), A three-dimensional measuring apparatus comprising: a small value as a threshold value, and a filtering means (17) for performing a filtering process for selecting a value larger than the threshold value and extracting line segment direction information.
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