JPH11166818A - Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring device - Google Patents
Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring deviceInfo
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- JPH11166818A JPH11166818A JP9349952A JP34995297A JPH11166818A JP H11166818 A JPH11166818 A JP H11166818A JP 9349952 A JP9349952 A JP 9349952A JP 34995297 A JP34995297 A JP 34995297A JP H11166818 A JPH11166818 A JP H11166818A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 校正の精度向上を課題とする。
【解決手段】 測定対象物に対してパターン光を照射す
る照射機構110と、測定対象物を撮像するカメラ12
0と、撮像画像から三次元画像データを算出する算出手
段130とを備える三次元形状計測装置100の校正方
法において、一平面21上に既知の配置で複数の指標2
2を付したゲージ2を、既知の移動量で複数回移動さ
せ、この移動ごとにゲージ2の一平面21に照射光を照
射し撮像して、各指標21により示される三次元座標系
上の位置座標とこれら位置座標に対応する撮像画像の二
次元座標系上の位置座標とからカメラパラメータを求め
ると共に、この三次元座標系上の位置座標とこれら位置
座標の位置を照射する一次元座標系上の位置座標とから
プロジェクタパラメータを求める。
(57) [Summary] [Problem] To improve the accuracy of calibration. SOLUTION: An irradiation mechanism 110 for irradiating pattern light to a measurement target, and a camera 12 for imaging the measurement target.
0, and a calibration method of the three-dimensional shape measuring apparatus 100 including three calculation means 130 for calculating three-dimensional image data from the captured image.
2 is moved a plurality of times with a known movement amount, and each time the movement is performed, one plane 21 of the gauge 2 is irradiated with irradiation light to take an image, and the image is taken on a three-dimensional coordinate system indicated by each index 21. Camera parameters are obtained from the position coordinates and the position coordinates on the two-dimensional coordinate system of the captured image corresponding to the position coordinates, and the position coordinates on the three-dimensional coordinate system and the one-dimensional coordinate system for illuminating the position of these position coordinates The projector parameters are determined from the upper position coordinates.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元形状計測装
置の校正方法及び校正装置に係り、特に、製品の立体形
状検査,寸法測定,組立用位置決め等の一般にロボット
・ビジョンと呼ばれる分野又は四輪車,二輪車等のクレ
イモデルの形状のCADへの取り込み装置に利用される
三次元形状計測装置の校正方法及び校正装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calibration method and a calibration apparatus for a three-dimensional shape measuring device, and more particularly to a field or a robot vision generally called a robot vision for inspecting a three-dimensional shape of a product, measuring dimensions, positioning for assembly, and the like. The present invention relates to a calibration method and a calibration device for a three-dimensional shape measurement device used for a device for taking in the shape of a clay model of a wheeled vehicle, a motorcycle, or the like into a CAD.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的な三次元形状の計測方法を図4に
基づいて説明する。図4に示す時系列空間コード化法で
は、測定対象物を含む空間をカメラにより撮像し、位
相,ピッチの異なるいくつかの照射光のストライプパタ
ーンを投影して空間をコード化し、分割された各測定空
間の投光角度を求め、カメラの撮像画像の位置座標との
関係により三次元位置の計測を行う。2. Description of the Related Art A general three-dimensional shape measuring method will be described with reference to FIG. In the time-series space coding method shown in FIG. 4, the space including the object to be measured is imaged by a camera, and stripe patterns of several irradiation lights having different phases and pitches are projected to code the space. The projection angle of the measurement space is obtained, and the three-dimensional position is measured based on the relationship with the position coordinates of the image captured by the camera.
【0003】例えば、空間を256本に空間をコード化
する場合、順番に2n(n=0,1,2,3…)本に空
間を分割するストライプパターンを照射し、撮像する
(図4(C))。256=28のため、八回の撮像が行
われる。このとき、撮像画像を256の位置座標に仕切
り、各撮像ごとに、各座標位置において、明領域に1,
暗領域に0を記録する。これにより、各座標位置に八桁
の二進数からなる空間コードが完成する。この空間コー
ドによりストライプパターンの投光角度が分かり、当該
位置座標と投光角度との関係からカメラと各位置座標に
対応する空間までの距離が算出され、三次元計測が行わ
れる(例えば、「三次元画像計測,井口征士,佐藤宏
介,1992,昭晃堂」)。For example, when coding a space into 256 spaces, a stripe pattern that divides the space into 2 n (n = 0, 1, 2, 3,...) Lines is sequentially illuminated and imaged (FIG. 4). (C)). For 256 = 2 8, 8th imaging is performed. At this time, the captured image is partitioned into 256 position coordinates, and at each coordinate position, 1
Record 0 in the dark area. Thus, a space code consisting of an eight-digit binary number is completed at each coordinate position. The light projection angle of the stripe pattern is known from the space code, the distance between the camera and the space corresponding to each position coordinate is calculated from the relationship between the position coordinates and the light projection angle, and three-dimensional measurement is performed (for example, “ Three-dimensional image measurement, Seiji Iguchi, Kosuke Sato, 1992, Shokodo ”).
【0004】この三次元計測法では、いずれも、測定対
象物に対してストライプパターンの照射光を当てるプロ
ジェクタと撮像を行うカメラとを備えており、カメラ座
標系,プロジェクタ座標系及び求めるべき測定対象物の
物体座標系の三つが相互に関連して存在する。測定にあ
たっては、カメラ座標系とプロジェクタ座標系の二つが
特定され、これらに基づいて物体座標系が算出される。Each of the three-dimensional measurement methods includes a projector that irradiates the object to be measured with light of a stripe pattern and a camera that performs image capturing. A camera coordinate system, a projector coordinate system, and a measurement object to be determined are provided. Three of the object's object coordinate systems exist in relation to each other. In the measurement, a camera coordinate system and a projector coordinate system are specified, and an object coordinate system is calculated based on these.
【0005】一般に、カメラにはCCDカメラが用いら
れることが多く、撮像画面は平面状のCCD撮像センサ
により検出される。このためカメラ座標系は、Xc−Yc
の二次元座標系によって得られる。物体座標系とこのカ
メラ座標系との関係を同次座標系表現で表すと、次式
(1)のように表される。ここで、物体座標系をカメラ
座標系に変換する行列Cをカメラパラメータという。In general, a CCD camera is often used as a camera, and an image screen is detected by a planar CCD image sensor. Therefore, the camera coordinate system is expressed as X c −Y c
Is obtained by the two-dimensional coordinate system of When the relationship between the object coordinate system and the camera coordinate system is represented by a homogeneous coordinate system expression, it is represented by the following equation (1). Here, the matrix C for converting the object coordinate system into the camera coordinate system is called a camera parameter.
【0006】[0006]
【数1】 (Equation 1)
【0007】一方、プロジェクタは、一次元方向の変位
を求めるため、得られる座標系はXpの一次元のみであ
る。このプロジェクタ座標系と物体座標系との関係を同
次座標系表現で表すと、次式(2)のように表される。
ここで、物体座標系をプロジェクタ座標系に変換する行
列Pをプロジェクタパラメータという。On the other hand, projector, for determining the displacement of the one-dimensional direction, the resulting coordinate system is only one-dimensional X p. When the relationship between the projector coordinate system and the object coordinate system is represented by a homogeneous coordinate system expression, it is represented by the following equation (2).
Here, a matrix P for transforming the object coordinate system into the projector coordinate system is called a projector parameter.
【0008】[0008]
【数2】 (Equation 2)
【0009】これら各パラメータを展開し、連立して整
理することにより、次式(3),(4),(5)の関係
が求められる。By developing these parameters and organizing them simultaneously, the relationships of the following equations (3), (4) and (5) are obtained.
【0010】[0010]
【数3】 (Equation 3)
【0011】従って、行列Qに逆行列が存在すれば、カ
メラ座標系(Xc,Yc)及びプロジェクタ座標系Xpか
ら物体座標系V=(X,Y,Z)を求められる。前述し
た各手法により三次元形状の測定を行う場合には、この
行列Qを求めるために、前述したカメラパラメータ及び
プロジェクタパラメータを予め求める必要がある。Accordingly, if there is an inverse matrix to the matrix Q, the camera coordinate system (X c, Y c) and a projector coordinate system X p object coordinate system from V = (X, Y, Z ) is determined. When the three-dimensional shape is measured by each of the above-described methods, it is necessary to obtain the camera parameters and the projector parameters in advance in order to obtain the matrix Q.
【0012】各パラメータは、カメラとプロジェクタと
の間の距離及び姿勢、カメラのレンズの焦点距離等を計
測することにより算出することも可能であるが、時間と
手間を要し、また精度が劣るという問題がある。そこで
通常は、図5(A)に示すような三次元形状が既知の基
準となる基準立方体Bを計測して各パラメータを特定す
る手法を採っている。この基準立方体Bの各面の境界と
なる各辺に均等に目盛り状の指標部が付されている。Each parameter can be calculated by measuring the distance and attitude between the camera and the projector, the focal length of the lens of the camera, etc., but it requires time and effort, and the accuracy is poor. There is a problem. Therefore, a method of measuring a reference cube B whose three-dimensional shape is a known reference as shown in FIG. 5A and specifying each parameter is usually employed. A scale-like index portion is uniformly attached to each side which is a boundary between the respective surfaces of the reference cube B.
【0013】この手法では、まず、CCDカメラで基準
立方体Bの明暗画像とスリットプロジェクタで空間コー
ド化法によりコード化画像を取り込む。そして、明暗画
像を二値化して指標部を取り出し、各立方体の面内で相
対する指標同士を仮想的に結んで格子状に得られるその
交点を基準点(Xi,Yi,Zi)として抽出する(図3
(B))。In this method, first, a bright / dark image of the reference cube B is captured by a CCD camera and a coded image is captured by a spatial coding method by a slit projector. Then, the index portion is extracted by binarizing the light and dark image, and the indices obtained in a grid by virtually connecting the indices facing each other in the plane of each cube are defined as reference points (X i , Y i , Z i ). (Fig. 3
(B)).
【0014】カメラパラメータを算出する場合には、こ
の物体座標系上の基準点(既知)の位置座標と、撮像画
像上のCCDカメラのイメージセンサ上における画素位
置(カメラ座標系上の位置座標(Xci,Yci))をペア
で記憶する。When calculating the camera parameters, the position coordinates of the reference point (known) on the object coordinate system and the pixel positions on the image sensor of the CCD camera on the captured image (position coordinates on the camera coordinate system) X ci , Y ci )) are stored in pairs.
【0015】この物体座標系上の基準点の位置座標(X
i,Yi,Zi)とカメラ座標系上の位置座標(Xci,Y
ci)との間には、前述の式(3),(4)から求まる次
式(6),(7)の関係が成立する。The position coordinates (X) of the reference point on the object coordinate system
i , Y i , Z i ) and position coordinates (X ci , Y
ci ), the following equations (6) and (7) obtained from the above equations (3) and (4) hold.
【0016】[0016]
【数4】 (Equation 4)
【0017】各式(6),(7)のC11…C21…C34の
合計12の未知数を求めるには、少なくとも同一平面上
にない少なくとも六つ以上の基準点についてカメラ座標
系上の点を検出する必要がある。上式(6),(7)か
ら、n個の基準点を撮像した場合の各基準点ごとに対応
するカメラ座標系上の検出点との関係は、C34=1とし
て、次式(8)のように示される。In order to obtain a total of 12 unknowns of C 11 ... C 21 ... C 34 in the equations (6) and (7), at least six or more reference points that are not on the same plane are defined on the camera coordinate system. Need to detect points. From the above equations (6) and (7), when n reference points are imaged, the relationship between each of the reference points and the corresponding detection point on the camera coordinate system is C 34 = 1, and the following equation (8) ).
【0018】[0018]
【数5】 (Equation 5)
【0019】式(8)の各行列を上式(9)のように表
した場合、行列C=[C11…C21…C33]Tは、最小自
乗法によって上式(10)によって求められる。When each matrix of the equation (8) is represented as the above equation (9), the matrix C = [C 11 ... C 21 ... C 33 ] T is obtained by the above equation (10) by the least square method. Can be
【0020】また、プロジェクタパラメータを算出する
場合には、物体座標系上の基準点(Xi,Yi,Zi)と
これに対応するプロジェクタ座標Xpiをペアで記憶す
る。プロジェクタ座標Xpiは、空間コード化画像のコー
ド値から求められる。これら物体座標系上の点(Xi,
Yi,Zi)とプロジェクタ座標Xpiとの間には、前述の
式(3),(4)から求まる次式(11)の関係が成立
する。Further, when calculating the projector parameter stores a reference point on the object coordinate system (X i, Y i, Z i) a projector coordinate X pi corresponding thereto with a pair. The projector coordinates Xpi are obtained from the code values of the spatially coded image. These points (X i ,
Y i , Z i ) and the projector coordinates X pi satisfy the following equation (11) obtained from the above equations (3) and (4).
【0021】[0021]
【数6】 (Equation 6)
【0022】上式(11)のP11〜P24の合計八つの未
知数を求めるには、少なくとも同一平面上にない少なく
とも八つ以上の基準点とこれに対応するプロジェクタ座
標X piを検出する必要がある。上式(11)から、n個
の基準点とこれに対応するプロジェクタ座標Xpiとの関
係は、P24=1として、次式(12)のように示され
る。P in the above equation (11)11~ Ptwenty fourA total of eight un
In order to find the known number, at least a few not on the same plane
And eight or more reference points and the corresponding projector
Mark X piNeed to be detected. From the above equation (11), n
Reference point and the corresponding projector coordinate XpiRelationship with
The person in charge is Ptwenty four= 1, as shown in the following equation (12).
You.
【0023】[0023]
【数7】 (Equation 7)
【0024】式(12)の各行列を上式(13)のよう
に表した場合、行列P=[P11…P23]Tは、最小自乗
法によって上式(14)によって求められる。When each matrix of the equation (12) is represented as the above equation (13), the matrix P = [P 11 ... P 23 ] T is obtained by the above equation (14) by the least square method.
【0025】このようにして求められたカメラパラメー
タとプロジェクタパラメータとにより、求めるべき測定
対象物の三次元形状の計測が行われる。The three-dimensional shape of the object to be measured is measured based on the camera parameters and the projector parameters thus obtained.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
三次元形状の計測における校正方法には、以下の不都合
が生じていた。However, the conventional calibration method for measuring a three-dimensional shape has the following disadvantages.
【0027】1.高精度三次元加工が施された基準立方
体を必要とし、その作成が容易でないこと。 2.立方体の三面しか測定器の視野に入らないため、立
方体内部の点を基準に取ることができないので空間的に
偏った基準点を用いることになり、校正の精度に限界が
あること。 3.奥行きを持った立方体には明暗画像入力時に、各面
ごとに照明の偏りが生じるため、表面の全指標を画像処
理で正確に抽出することが極めて困難であること。 4.立体表面に設けられた指標を抽出した後、それが立
方体のどの位置に対応するかを識別するための画像処理
を実施することが困難であること。これを軽減するため
指標に線状の形状を与えているが、細線化処理などの複
雑な処理が必要となること。1. Requires a reference cube that has been subjected to high-precision three-dimensional processing, and its creation is not easy. 2. Since only three sides of the cube are in the field of view of the measuring instrument, it is not possible to use the points inside the cube as a reference, so a spatially biased reference point is used, which limits the accuracy of calibration. 3. When a light and dark image is input to a cube having a depth, a bias of illumination is generated for each surface. Therefore, it is extremely difficult to accurately extract all indices of the surface by image processing. 4. After extracting an index provided on a three-dimensional surface, it is difficult to perform image processing for identifying a position of the cube corresponding to the index. Although a linear shape is given to the index to reduce this, complicated processing such as thinning processing is required.
【0028】[0028]
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、基準点の空間の偏り及び撮像時の照明の偏り
を排除して校正し得る三次元形状計測装置の校正方法及
び校正装置を提供することを、その目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a calibration method and a calibration apparatus for a three-dimensional shape measuring apparatus which can solve the inconveniences of the prior art and eliminate and calibrate the spatial deviation of the reference point and the illumination deviation at the time of imaging. The purpose is to provide.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、測定対象物に対して一定の一次元方向について位置
座標を付する照射光を照射する照射機構と、照射光を照
射された測定対象物を撮像するカメラと、このカメラに
よる撮像画像から測定対象物の三次元画像データを算出
する算出手段とを備える三次元形状計測装置の校正方法
であって、算出手段における三次元画像データを作成す
るための、カメラ座標系の位置座標と測定対象物の実際
の物体座標系の位置座標との関連を示すカメラパラメー
タと,照射光により付する位置座標と測定対象物の実際
の物体座標系の位置座標との関連を示すプロジェクタパ
ラメータとを実測により特定する三次元形状計測装置の
校正方法において、平滑な一平面上に既知の配置で複数
の指標を付したゲージを、カメラに正対して配置し、こ
のゲージを一平面に垂直な方向に既知の移動量で移動さ
せ、移動するごとにゲージの一平面をカメラにより撮像
し、各指標により示される三次元座標系上の位置座標と
これら位置座標に対応する撮像画像の二次元座標系上の
位置座標とからカメラパラメータを求め、移動するごと
にゲージの一平面に照射機構により照射光を照射し、各
指標により示される三次元座標系上の位置座標とこれら
位置座標の位置を照射する一次元座標系上の位置座標と
からプロジェクタパラメータを求める手法を採ってい
る。According to the first aspect of the present invention, there is provided an irradiation mechanism for irradiating an object to be measured with irradiation light having position coordinates in a fixed one-dimensional direction, and a measurement apparatus to which the irradiation light is applied. A method for calibrating a three-dimensional shape measuring apparatus, comprising: a camera that images an object; and a calculating unit that calculates three-dimensional image data of the measurement object from an image captured by the camera. Camera parameters indicating the relationship between the position coordinates of the camera coordinate system and the position coordinates of the actual object coordinate system of the object to be created, the position coordinates given by the irradiation light, and the actual object coordinate system of the object to be measured In a method of calibrating a three-dimensional shape measuring apparatus that specifies projector parameters indicating the relationship with the position coordinates by actual measurement, a game in which a plurality of indices are attached in a known arrangement on a smooth plane. Is positioned directly opposite the camera, the gauge is moved by a known amount of movement in a direction perpendicular to one plane, and each time the gauge is moved, one plane of the gauge is imaged by the camera, and the three-dimensional coordinates indicated by each index The camera parameters are obtained from the position coordinates on the system and the position coordinates on the two-dimensional coordinate system of the captured image corresponding to these position coordinates. Is used to obtain projector parameters from the position coordinates on the three-dimensional coordinate system indicated by and the position coordinates on the one-dimensional coordinate system for irradiating the positions of these position coordinates.
【0030】上記構成では、三次元形状計測装置による
測定前において、カメラの撮像範囲内にゲージを配置す
る。このとき、ゲージはその一平面をカメラ側に向けて
配置され、既知の移動量でゲージの位置を複数回変え、
各位置ごとにカメラによる撮像を行う。In the above configuration, before the measurement by the three-dimensional shape measuring device, the gauge is arranged within the imaging range of the camera. At this time, the gauge is arranged with its one plane facing the camera side, changes the position of the gauge multiple times with a known movement amount,
An image is taken by a camera for each position.
【0031】ゲージの各指標により示される複数の基準
点は、二次元たる平面上に配置されてなるものである
が、その平面の垂直方向にゲージが移動することによ
り、各基準点が三次元空間上に展開されることになる。
そして、複数の基準点は平面上でその配置が既知の距離
間隔で分布しており、移動量も既知であるため、移動前
後の全ての点について三次元座標系上の位置座標は既知
となる。この三次元座標系を物体座標系とする。The plurality of reference points indicated by the respective indices of the gauge are arranged on a two-dimensional plane. When the gauge moves in the vertical direction of the plane, each of the reference points becomes three-dimensional. It will be deployed in space.
The plurality of reference points are distributed on the plane at known distance intervals and the movement amount is also known, so that the position coordinates on the three-dimensional coordinate system are known for all points before and after the movement. . This three-dimensional coordinate system is referred to as an object coordinate system.
【0032】移動前後の各基準点は全てカメラに撮像さ
れ、各基準点ごとに撮像画面上の二次元座標系(カメラ
座標系とする)の位置座標が付される。これにより、前
述した式(8)に基づき、また、撮像した基準点の数が
多い場合には最小自乗法により、カメラパラメータを求
める。All the reference points before and after the movement are imaged by the camera, and the position coordinates of a two-dimensional coordinate system (referred to as a camera coordinate system) on the imaging screen are attached to each of the reference points. Thus, based on the above-described equation (8), and when the number of captured reference points is large, the camera parameters are obtained by the least square method.
【0033】また、ゲージは、既知の移動量で位置を複
数回変えるごとに照射機構により照射光が照射される。
このとき照射される照射光は、例えば、各位置ごとに空
間コードを得るために複数回照射されるストライプ状の
パターン光や、一定方向に走査されるスリット光のよう
に、一次元方向の位置情報が得られるものであれば良
い。Each time the position of the gauge is changed a plurality of times by a known amount of movement, irradiation light is irradiated by the irradiation mechanism.
The irradiation light applied at this time is, for example, a one-dimensional position such as a striped pattern light irradiated a plurality of times to obtain a space code for each position or a slit light scanned in a certain direction. Any information can be obtained.
【0034】物体座標系の各基準点には、照射光により
得られた各基準点ごとの一次元座標系(プロジェクタ座
標系とする)の位置座標が付される。これにより、前述
した式(12)に基づき、また、撮像した点の数が多い
場合には最小自乗法により、プロジェクタパラメータを
求める。Each reference point in the object coordinate system is provided with position coordinates in a one-dimensional coordinate system (referred to as a projector coordinate system) for each reference point obtained by irradiation light. Thus, the projector parameters are obtained by the least squares method based on the above-described equation (12), and when the number of imaged points is large.
【0035】請求項2記載の発明は、測定対象物に対し
て一定の一次元方向について位置座標を付する照射光を
照射する照射機構と、照射光を照射された測定対象物を
撮像するカメラと、このカメラによる撮像画像から測定
対象物の三次元画像データを算出する算出手段とを備え
る三次元形状計測装置の校正装置において、カメラと正
対し,平滑な一平面上に既知の配置で複数の指標を付し
たゲージと、このゲージをその一平面に垂直な方向に移
動自在に保持する保持手段と、この保持手段に装備さ
れ,ゲージの移動量を調節する調節手段とを備えるとい
う構成を採っている。According to a second aspect of the present invention, there is provided an irradiation mechanism for irradiating irradiation light with position coordinates in a fixed one-dimensional direction to a measurement object, and a camera for imaging the measurement object irradiated with the irradiation light. And a calculating means for calculating three-dimensional image data of the object to be measured from an image picked up by the camera in a calibration device for a three-dimensional shape measuring device. And a holding means for movably holding the gauge in a direction perpendicular to one plane thereof, and an adjusting means provided on the holding means for adjusting the amount of movement of the gauge. I am taking it.
【0036】上述の構成では、ゲージの移動を、調節手
段により保持手段を介して行い、これに対する三次元形
状計測装置の動作は請求項1記載の発明の場合と同様に
行われる。In the above-described structure, the gauge is moved by the adjusting means via the holding means, and the operation of the three-dimensional shape measuring apparatus is performed in the same manner as in the first aspect of the present invention.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1乃至図
4に基づいて説明する。この実施形態は、三次元形状計
測装置100の校正を行うために、この三次元形状計測
装置100と、物体座標形状にサンプルとなる基準点を
展開する校正装置10と、これらの動作制御を行うホス
トコンピュータ200とからなる自動校正システムを示
している(図1)。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, in order to calibrate the three-dimensional shape measuring device 100, the three-dimensional shape measuring device 100, a calibration device 10 for developing a reference point serving as a sample in the object coordinate shape, and operation control thereof are performed. 1 shows an automatic calibration system including a host computer 200 (FIG. 1).
【0038】三次元形状計測装置100は、測定対象物
に対して一定の一次元方向について位置座標を付する照
射光を照射する照射機構としてのプロジェクタ110
と、照射光を照射された測定対象物を撮像するカメラと
してのCCDカメラ120と、このカメラ120による
撮像画像から測定対象物の三次元画像データを算出する
算出手段としての画像処理ボード130とを備えてお
り、時系列空間コード化法により三次元形状計測を行う
ものである。The three-dimensional shape measuring apparatus 100 includes a projector 110 as an irradiation mechanism for irradiating irradiation light with position coordinates in a certain one-dimensional direction to a measurement object.
And a CCD camera 120 as a camera for capturing an image of the measurement object irradiated with the irradiation light, and an image processing board 130 as a calculation unit for calculating three-dimensional image data of the measurement object from an image captured by the camera 120. It has three-dimensional shape measurement by the time-series space coding method.
【0039】プロジェクタ110は、ストライプ状のパ
ターン光をピッチを変えて照射することが可能であり、
ホストコンピュータ200により照射タイミングやパタ
ーン光のピッチの指定等の動作制御が行われる。また、
一次元座標系たるプロジェクタ座標系は、ストライプの
並び方向(パターン光を垂直に横切る方向)に形成され
る。The projector 110 can irradiate stripe-shaped pattern light at different pitches.
Operation control such as designation of irradiation timing and pattern light pitch is performed by the host computer 200. Also,
The projector coordinate system, which is a one-dimensional coordinate system, is formed in the direction in which the stripes are arranged (the direction perpendicular to the pattern light).
【0040】CCDカメラ120は、内部に備えた図示
しないCCD撮像センサによって撮像を行う。このCC
D撮像センサは、平面状に配置された無数の画素からな
り、各画素は受光した光の輝度に応じて輝度信号を出力
する。二次元座標系たるカメラ座標系は、このCCD撮
像センサの平面に対応して形成され、各画素の位置が座
標系の位置座標に対応する。The CCD camera 120 picks up an image using a CCD image sensor (not shown) provided therein. This CC
The D imaging sensor is composed of countless pixels arranged in a plane, and each pixel outputs a luminance signal according to the luminance of the received light. A camera coordinate system, which is a two-dimensional coordinate system, is formed corresponding to the plane of the CCD image sensor, and the position of each pixel corresponds to the position coordinates of the coordinate system.
【0041】画像処理ボード130は、プロジェクタ1
10とCCDカメラ120の同期を図り、また、CCD
カメラ120の出力に基づいて三次元形状データを算出
する。The image processing board 130 includes the projector 1
10 and the CCD camera 120 are synchronized.
The three-dimensional shape data is calculated based on the output of the camera 120.
【0042】次に、三次元形状計測装置の校正装置10
について説明する。この校正装置10は、平滑な一平面
21上に既知の配置で複数の指標22を付した校正用二
次元ゲージ2と、このゲージ2をその一平面21に垂直
な方向に移動自在に保持する保持手段としての一軸数値
制御テーブル3と、この一軸数値制御テーブル3に装備
され,校正用二次元ゲージ2の移動量を調節する調節手
段としての一軸数値制御コントローラ4とを備えてい
る。Next, the calibration device 10 of the three-dimensional shape measuring device
Will be described. The calibration device 10 holds a calibration two-dimensional gauge 2 having a plurality of indices 22 in a known arrangement on a smooth plane 21 and holds the gauge 2 movably in a direction perpendicular to the plane 21. A uniaxial numerical control table 3 as holding means and a uniaxial numerical control controller 4 provided in the uniaxial numerical control table 3 and adjusting the moving amount of the calibration two-dimensional gauge 2 are provided.
【0043】校正用二次元ゲージ2は、図1に示すよう
に、正方形の一平面21を有し、この一平面21がCC
Dカメラ120及びプロジェクタ110に正対するよう
に一軸数値制御テーブル3に保持されている(CCDカ
メラ120の対物レンズの光軸と一平面21の法線とが
平行)。即ち、これにより、一平面21に対してプロジ
ェクタ110からパターン光の照射が行われ、CCDカ
メラ120は一平面21における明暗画像の撮像がで
き、ホストコンピュータ200では、後述する三次元座
標データを画像処理ボード130を介して得ることがで
きる。As shown in FIG. 1, the calibration two-dimensional gauge 2 has a plane 21 having a square shape.
It is held in the uniaxial numerical control table 3 so as to face the D camera 120 and the projector 110 (the optical axis of the objective lens of the CCD camera 120 is parallel to the normal of the plane 21). That is, thereby, the pattern light is radiated from the projector 110 to the one plane 21, the CCD camera 120 can capture a bright and dark image on the one plane 21, and the host computer 200 converts the three-dimensional coordinate data described later into an image. It can be obtained via the processing board 130.
【0044】三次元座標系である物体座標系は、校正用
二次元ゲージ2を基準にして設定される。即ち、図1の
位置(この位置を現位置とする)にある校正用二次元ゲ
ージ2において、図2(A)に示すように、座標系のX
軸は一平面21の左上方の角を原点として水平右方向に
設定され、座標系のY軸は一平面21の同じ角を原点と
して垂直下方向に設定されている。また、座標系のZ軸
は、図2(B)に示すように、一平面21の同じ角を原
点として当該一平面21の法線方向に沿ってCCDカメ
ラ120と反対側に向けて設定されている。The object coordinate system, which is a three-dimensional coordinate system, is set with reference to the calibration two-dimensional gauge 2. That is, in the calibration two-dimensional gauge 2 at the position shown in FIG. 1 (this position is the current position), as shown in FIG.
The axis is set in the horizontal right direction with the origin at the upper left corner of the plane 21, and the Y axis of the coordinate system is set vertically downward with the same angle in the plane 21 as the origin. As shown in FIG. 2B, the Z axis of the coordinate system is set to the opposite side of the CCD camera 120 along the normal direction of the plane 21 with the same angle of the plane 21 as the origin. ing.
【0045】さらに、校正用二次元ゲージ2の一平面2
1上は白色に彩られ、その上に基準点23を決定する黒
点である指標22が付されている。指標22は、図2
(A)の如く、X軸,Y軸と各辺を平行とした正方形の
四辺上に五つずつ等ピッチpで配列されている。互いに
対向する辺上にある各指標は、それぞれが他方の辺上に
ある指標と対応しており、図2(A)の点線で示すよう
に、対応する二つの指標は、X軸又はY軸に平行な直線
で結ばれる。この対応する指標を結ぶ各直線の交点が基
準点23となる。これら基準点23は、一平面21上に
升目状に5×5=25個が展開される。各指標21は、
前述した物体座標系において、いずれも既知の位置座標
上に位置しており、これに伴い、各基準点23の位置座
標も既知となる。Further, one plane 2 of the calibration two-dimensional gauge 2
The upper part 1 is colored white, and an index 22 which is a black point for determining the reference point 23 is attached thereon. The index 22 is shown in FIG.
As shown in (A), five are arranged at equal pitch p on four sides of a square with each side parallel to the X-axis and Y-axis. The indices on the sides facing each other correspond to the indices on the other side, respectively. As shown by the dotted line in FIG. Are connected by a straight line parallel to. The intersection of each straight line connecting the corresponding indices is the reference point 23. As for these reference points 23, 5 × 5 = 25 points are developed in a grid shape on one plane 21. Each index 21 is
In the object coordinate system described above, all are located on known position coordinates, and accordingly, the position coordinates of each reference point 23 are also known.
【0046】一軸数値制御テーブル3は、校正用二次元
ゲージ2の保持部材31と、これと係合しZ軸方向に保
持部材31を送るボールネジ32と、ボールネジ32を
一軸数値制御コントローラ4による数値制御のもとで駆
動するステッピングモータ33とを備えている。The one-axis numerical control table 3 includes a holding member 31 of the calibration two-dimensional gauge 2, a ball screw 32 engaged with the two-dimensional gauge 2 to feed the holding member 31 in the Z-axis direction, and a ball screw 32 which is numerically controlled by the one-axis numerical controller 4. And a stepping motor 33 driven under control.
【0047】一軸数値制御コントローラ4は、ホストコ
ンピュータ200からのZ方向の送り量の数値入力を受
けて、これに対応する駆動量でステッピングモータ33
を駆動制御し、校正用二次元ゲージ2をZ方向について
任意の位置に位置決めすることができる。通常、校正の
際に一軸数値制御テーブル3は、校正用二次元ゲージ2
の送り方向をCCDカメラ120の対物レンズの光軸と
平行にして置かれ、当該校正用二次元ゲージ2を、Z方
向について、基準点23のピッチpと等しい送り量で現
位置から四回送る。The single-axis numerical controller 4 receives a numerical input of the feed amount in the Z direction from the host computer 200, and drives the stepping motor 33 with a corresponding drive amount.
And the calibration two-dimensional gauge 2 can be positioned at an arbitrary position in the Z direction. Usually, at the time of calibration, the one-axis numerical control table 3 stores the two-dimensional gauge 2 for calibration.
Is set parallel to the optical axis of the objective lens of the CCD camera 120, and the calibration two-dimensional gauge 2 is fed four times from the current position in the Z direction with a feed amount equal to the pitch p of the reference point 23. .
【0048】ホストコンピュータ200は、三次元形状
計測装置100及び校正装置10の動作制御を行うと共
に測定情報の演算を行う。図3に示す三次元形状計測装
置の自動校正システムの動作は、全て、このホストコン
ピュータ200に予め入力されたプログラムによって行
われるものである。The host computer 200 controls the operation of the three-dimensional shape measuring device 100 and the calibrating device 10 and calculates the measurement information. All the operations of the automatic calibration system of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 3 are performed by a program previously input to the host computer 200.
【0049】図3は、本実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。以下、これに基づいて本実施形態の三次
元形状計測に先だって行われる三次元形状計測装置10
0の校正動作を説明する。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. Hereinafter, the three-dimensional shape measuring apparatus 10 which is performed based on this before the three-dimensional shape measurement of the present embodiment will be described.
The calibration operation of 0 will be described.
【0050】ホストコンピュータ200に記憶される変
数ステップを0に初期化する(工程S1)。The variable step stored in the host computer 200 is initialized to 0 (step S1).
【0051】そして、三次元形状計測装置100のプロ
ジェクタ110から出力されるレーザ光を連続的に投影
し、校正用二次元ゲージ2の一平面上に付された各指標
の画像をCCDカメラ120によって取り込み明暗画像
を得る。これにより、ホストコンピュータ200は、そ
の記憶領域に二次源座標系たるカメラ座標系Xc−Ycを
設定する(工程S2)。Then, the laser beam output from the projector 110 of the three-dimensional shape measuring apparatus 100 is continuously projected, and the image of each index provided on one plane of the calibration two-dimensional gauge 2 is read by the CCD camera 120. Obtain a captured light / dark image. Thus, the host computer 200 sets the secondary source coordinate system serving the camera coordinate system X c -Y c in the storage area (step S2).
【0052】次に、プロジェクタ110からグレイコー
ドパターン(ストライプ上のパターン光)を順次照射し
て空間コード化画像をCCDカメラ120により撮像す
る。ホストコンピュータ200は、取り込まれた画像か
ら空間コードを得て、これにより記憶領域に一次元座標
系たるプロジェクタ座標系Xpを設定する(工程S
3)。Next, a gray code pattern (pattern light on a stripe) is sequentially emitted from the projector 110, and a spatially coded image is captured by the CCD camera 120. The host computer 200 obtains the spatial code from the captured image, thereby setting the projector coordinate system X p serving one-dimensional coordinate system in a storage area (step S
3).
【0053】撮像した明暗画像を二値化し、円形たる各
指標22の重心画素(中心)を求める(工程S4)。The captured light-dark image is binarized, and the center-of-gravity pixel (center) of each circular index 22 is obtained (step S4).
【0054】ホストコンピュータ200では、正対する
各々の指標22同士を結んだ直線の仮想交点を校正用の
実座標基準点23として計算により求める(工程S
5)。In the host computer 200, a virtual intersection of a straight line connecting the respective indices 22 facing each other is obtained by calculation as a real coordinate reference point 23 for calibration (step S).
5).
【0055】そして、ホストコンピュータの記憶領域に
おいて、各基準点23のカメラ座標系上の位置座標(X
c−Yc)とプロジェクタ座標形状の位置座標Xpをそれ
ぞれ対応させてデータとして記憶する(工程S6)。Then, in the storage area of the host computer, the position coordinates (X
c− Y c ) and the position coordinates X p of the projector coordinate shape are stored as data in association with each other (step S6).
【0056】ホストコンピュータ200では、ステップ
をインクリメントして(工程S7)、校正用二次元ゲー
ジ2をピッチpの距離だけZ方向に移動させる(工程S
8)。In the host computer 200, the steps are incremented (step S7), and the calibration two-dimensional gauge 2 is moved in the Z direction by a distance of the pitch p (step S7).
8).
【0057】校正用二次元ゲージ2の撮像が五回行われ
たか、即ち、Z軸方向の移動が四回行われたかを確認し
(工程S9)、もし目標回数を達していなければ工程S
2から工程S8の動作を繰り返す。また、達していれ
ば、記憶された上記データを基に、前述した式(8)〜
(14)を用いて、カメラパラメータとプロジェクタパ
ラメータを求めてシステムパラメータを計算する(工程
S10)。そして、これにより校正が終了する。It is confirmed whether or not the imaging of the two-dimensional calibration gauge 2 has been performed five times, that is, whether or not the movement in the Z-axis direction has been performed four times (step S9).
The operation from step 2 to step S8 is repeated. If it has reached, the above-described equations (8) to (8) are used based on the stored data.
Using (14), camera parameters and projector parameters are obtained and system parameters are calculated (step S10). Then, the calibration is completed.
【0058】以上のように、本実施形態では、平滑な一
平面21のみに指標22を付してなる校正用二次元ゲー
ジ2を使用するため、従来使用されていたような高精度
三次元加工が施された基準立方体を不要とし、その作成
が作業労力を軽減することが可能である。As described above, in the present embodiment, since the calibration two-dimensional gauge 2 in which the index 22 is attached to only one smooth plane 21 is used, the high-precision three-dimensional processing as conventionally used is used. It is possible to eliminate the need for the reference cube to which the marking is applied, and to reduce the labor required for the creation of the reference cube.
【0059】また、従来の基準立方体は、カメラと正対
する三面しか撮像できなかったが、本実施形態では、基
準点23が存在する校正用二次元ゲージ2を法線方向に
移動させることにより、実質的に、立体表面の全ての点
のみならず内部の点までを撮像可能とするため、空間的
に偏りのない基準点を用いることができ、校正の精度の
向上を図ることが可能である。In the conventional reference cube, only three faces facing the camera can be imaged. In this embodiment, the calibration two-dimensional gauge 2 having the reference point 23 is moved in the normal direction. Since it is possible to image substantially not only all points on the three-dimensional surface but also points inside the three-dimensional surface, it is possible to use a reference point that is not spatially biased, and to improve the accuracy of calibration. .
【0060】さらに、従来の基準立方体では撮像する各
面ごとに照明の偏りが生じていたが、本実施形態では、
カメラ120に対して常に校正用二次元ゲージ2の一平
面21を同じ向きに維持するため、一平面21上の全指
標22を画像処理で正確に抽出することが容易となり、
したがって基準点23を既知の位置通りに認識すること
ができ、校正の精度をさらに向上させることが可能であ
る。Further, in the conventional reference cube, the bias of illumination is generated for each surface to be imaged, but in this embodiment,
Since the one plane 21 of the calibration two-dimensional gauge 2 is always maintained in the same direction with respect to the camera 120, it is easy to accurately extract all the indices 22 on the one plane 21 by image processing.
Therefore, the reference point 23 can be recognized as a known position, and the accuracy of calibration can be further improved.
【0061】また、従来の基準立方体では、撮像後,立
体表面に設けられた指標を抽出した後、それが立方体の
どの面のどの位置に対応するかを識別するための画像処
理を実施することが困難であったが、本実施形態は、一
平面上に全ての指標が付されていること,校正用二次元
ゲージ2の移動量の認識は容易であること等の理由か
ら、複雑な画像処理を不要とし、処理に要するホストコ
ンピュータ200のメモリの軽減,処理時間の迅速化を
図ることが可能である。In the conventional reference cube, after imaging, an index provided on the three-dimensional surface is extracted, and then image processing for identifying which surface of the cube corresponds to which position is performed. However, in the present embodiment, a complicated image is used because all indices are attached on one plane, and the amount of movement of the calibration two-dimensional gauge 2 is easily recognized. The processing is unnecessary, and the memory of the host computer 200 required for the processing can be reduced and the processing time can be shortened.
【0062】なお、本実施形態では、三次元形状計測装
置の校正装置10にホストコンピュータ200を併設
し、これにより各部の動作制御,データの記録及びデー
タの処理を行っているが、三次元形状計測装置の校正装
置10にホストコンピュータ200の各機能を行う動作
制御部を設けても良い。In this embodiment, the host computer 200 is provided in addition to the calibrating device 10 of the three-dimensional shape measuring device to control the operation of each part, record data, and process data. The calibration device 10 of the measurement device may be provided with an operation control unit that performs each function of the host computer 200.
【0063】また、本実施形態では、空間コード化法に
基づいて三次元形状の計測を行う三次元形状計測装置1
00に対する校正作業を行う例を示したが、三次元形状
計測装置の校正装置10は、これに限定されるものでは
なく、例えば、一つのスリット光の走査により三次元形
状の計測を行う計測装置や他の手法に基づく計測装置に
対しても有効である。In this embodiment, a three-dimensional shape measuring apparatus 1 for measuring a three-dimensional shape based on a spatial coding method is used.
Although an example in which the calibration work is performed on 00 is shown, the calibration device 10 of the three-dimensional shape measurement device is not limited to this. For example, a measurement device that performs three-dimensional shape measurement by scanning one slit light It is also effective for measuring devices based on and other methods.
【0064】また、校正用二次元ゲージ2の一平面21
上に付された指標の数及び配置は、既知であれば、特に
限定するものではない。同様にして、Z軸方向への送り
量及び送り回数も既知であれば特に限定されるものでは
ない。なお、指標の数及び送り回数は、演算処理時間と
の関係で許容される範囲で、増加させることが望まし
い。One plane 21 of the calibration two-dimensional gauge 2
The number and arrangement of the indices given above are not particularly limited as long as they are known. Similarly, the feed amount and feed count in the Z-axis direction are not particularly limited as long as they are known. It is desirable that the number of indexes and the number of times of feeding be increased within a range allowed in relation to the operation processing time.
【0065】[0065]
【発明の効果】本願発明は、平滑な一平面のみに指標を
付してなるゲージを使用するため、従来使用されていた
ような高精度三次元加工が施された基準立方体を不要と
し、その作成が作業労力を軽減することが可能である。According to the present invention, since a gauge having an index on only one smooth plane is used, a reference cube which has been subjected to high-precision three-dimensional processing, which has been conventionally used, is not required. Creation can reduce work effort.
【0066】また、従来の基準立方体は、カメラと正対
する三面しか撮像できなかったが、本願発明では、基準
点が存在する校正用二次元ゲージを法線方向に移動させ
ることにより、実質的に、立体表面の全ての点のみなら
ず内部の点までを撮像可能とするため、空間的に偏りの
ない基準点を用いることができ、校正の精度の向上を図
ることが可能である。In the conventional reference cube, only three faces facing the camera can be imaged. However, in the present invention, the calibration two-dimensional gauge in which the reference point exists is moved in the normal direction, thereby substantially. In addition, since it is possible to image not only all points on the three-dimensional surface but also points inside the three-dimensional surface, it is possible to use a reference point which is not spatially biased, and to improve the accuracy of calibration.
【0067】さらに、従来の基準立方体では撮像する各
面ごとに照明の偏りが生じていたが、本実施形態では、
カメラに対して常にゲージの一平面を同じ向きに維持す
るため、一平面上の全指標を画像処理で正確に抽出する
ことが容易となり、したがって基準点を既知の位置通り
に認識することができ、校正の精度をさらに向上させる
ことが可能である。Further, in the conventional reference cube, the bias of illumination is generated for each surface to be imaged, but in the present embodiment,
Since one plane of the gauge is always kept in the same direction with respect to the camera, it is easy to accurately extract all indices on one plane by image processing, so that the reference point can be recognized as a known position. The accuracy of the calibration can be further improved.
【0068】また、従来の基準立方体では、撮像後,立
体表面に設けられた指標を抽出した後、それが立方体の
どの面のどの位置に対応するかを識別するための画像処
理を実施することが困難であったが、本願発明は、一平
面上に全ての指標が付されていること,ゲージの移動量
の認識は容易であること等の理由から、複雑な画像処理
を不要とし、例えば、演算処理をコンピュータ等により
行う場合に、その使用メモリの軽減,処理時間の迅速化
を図ることが可能である。In the conventional reference cube, after imaging, an index provided on the three-dimensional surface is extracted, and then image processing for identifying which surface of the cube corresponds to which position is performed. However, the present invention eliminates the need for complicated image processing because all indices are attached on one plane and the amount of movement of the gauge is easy to recognize. When the arithmetic processing is performed by a computer or the like, it is possible to reduce the memory used and speed up the processing time.
【0069】本発明は以上のように構成され機能するの
で、これによると、従来にない優れた三次元形状計測装
置の校正方法及び装置を提供することができる。Since the present invention is constructed and functions as described above, according to the present invention, it is possible to provide an unprecedented superior method and apparatus for calibrating a three-dimensional shape measuring apparatus.
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1に開示した校正用二次元ゲージを示し、図
2(A)は正面図を示し、図2(B)は側面図を示す。FIG. 2 shows the calibration two-dimensional gauge disclosed in FIG. 1, FIG. 2 (A) shows a front view, and FIG. 2 (B) shows a side view.
【図3】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
【図4】空間コード化法による三次元形状計測の方法を
示し、図4(A)は計測方法のブロック図であり、図4
(B)は図4(A)の構成を上方からみた図であり、図
4(C)はパターン光と空間コードの対応を説明する図
である。FIG. 4A shows a method of measuring a three-dimensional shape by a spatial coding method, and FIG. 4A is a block diagram of the measuring method;
FIG. 4B is a diagram of the configuration of FIG. 4A viewed from above, and FIG. 4C is a diagram for explaining the correspondence between the pattern light and the space code.
【図5】図5(A)は従来の三次元形状計測装置の校正
に使用されていた基準立方体を示す斜視図であり、図5
(B)はその表面に形成される仮想基準点を示す説明図
である。FIG. 5A is a perspective view showing a reference cube used for calibration of a conventional three-dimensional shape measuring apparatus, and FIG.
(B) is an explanatory view showing virtual reference points formed on the surface.
2 校正用二次元ゲージ 3 一軸数値制御テーブル(保持手段) 4 一軸数値制御コントローラ(調整手段) 10 三次元形状計測装置の校正装置 21 一平面 22 指標 100 三次元形状計測装置 110 プロジェクタ(照射機構) 120 CCDカメラ(カメラ) 130 画像処理ボード(算出手段) 2 Two-dimensional gauge for calibration 3 One-axis numerical control table (holding means) 4 One-axis numerical controller (adjusting means) 10 Calibration device for three-dimensional shape measuring device 21 One-plane 22 index 100 Three-dimensional shape measuring device 110 Projector (irradiation mechanism) 120 CCD camera (camera) 130 Image processing board (calculation means)
Claims (2)
ついて位置座標を付するための照射光を照射する照射機
構と、前記照射光を照射された測定対象物を撮像するカ
メラと、このカメラによる撮像画像から測定対象物の三
次元画像データを算出する算出手段とを備える三次元形
状計測装置であって、 前記算出手段における三次元画像データを作成するため
の、カメラ座標系の位置座標と前記測定対象物の実際の
物体座標系の位置座標との関連を示すカメラパラメータ
と,前記照射光により付する位置座標と前記測定対象物
の実際の物体座標系の位置座標との関連を示すプロジェ
クタパラメータとを実測により特定する三次元形状計測
装置の校正方法において、 平滑な一平面上に既知の配置で複数の指標を付したゲー
ジを、前記カメラに正対して配置し、 このゲージを前記一平面と垂直な方向に既知の移動量で
複数回移動させ、 この移動ごとに前記ゲージの一平面に前記照射機構によ
り照射光を照射すると共に当該一平面を前記カメラによ
り撮像し、 前記各指標により示される三次元座標系上の位置座標と
これら位置座標に対応する前記撮像画像の二次元座標系
上の位置座標とから前記カメラパラメータを求めると共
に、 前記各指標により示される三次元座標系上の位置座標と
これら位置座標の位置を照射する一次元座標系上の位置
座標とから前記プロジェクタパラメータを求めることを
特徴とする三次元形状計測装置の校正方法。1. An irradiation mechanism for irradiating irradiation light for assigning position coordinates to a measurement object in a fixed one-dimensional direction, a camera for imaging the measurement object irradiated with the irradiation light, Calculating means for calculating three-dimensional image data of the object to be measured from an image picked up by a camera, wherein the calculating means generates three-dimensional image data, and the position coordinates of a camera coordinate system. And a camera parameter indicating the relationship between the measurement object and the actual position coordinate of the object coordinate system, and indicating the relationship between the position coordinate given by the irradiation light and the actual position coordinate of the measurement object in the object coordinate system. In a calibration method for a three-dimensional shape measuring device that specifies projector parameters by actual measurement, a gauge provided with a plurality of indices in a known arrangement on a smooth plane is directly opposed to the camera. The gauge is moved a plurality of times in a direction perpendicular to the one plane with a known movement amount, and each time this movement is performed, one plane of the gauge is irradiated with irradiation light by the irradiation mechanism and the one plane is An image is taken by a camera, and the camera parameters are obtained from the position coordinates on the three-dimensional coordinate system indicated by the indices and the position coordinates on the two-dimensional coordinate system of the captured image corresponding to these position coordinates, and A calibration method for a three-dimensional shape measuring apparatus, characterized in that the projector parameters are obtained from position coordinates on a three-dimensional coordinate system represented by (1) and position coordinates on a one-dimensional coordinate system for irradiating the positions of these position coordinates.
ついて位置座標を付するための照射光を照射する照射機
構と、前記照射光を照射された測定対象物を撮像するカ
メラと、このカメラによる撮像画像から測定対象物の三
次元画像データを算出する算出手段とを備える三次元形
状計測装置の校正装置において、 前記カメラと正対し,平滑な一平面上に既知の配置で複
数の指標を付したゲージと、 このゲージをその一平面と垂直な方向に移動自在に保持
する保持手段と、 この保持手段に装備され,前記ゲージの移動量を調節す
る調節手段とを備えることを特徴とする三次元形状計測
装置の校正装置。2. An irradiation mechanism for irradiating irradiation light for assigning position coordinates to a measurement object in a fixed one-dimensional direction, a camera for imaging the measurement object irradiated with the irradiation light, A calibration device for a three-dimensional shape measurement device, comprising: a calculation unit configured to calculate three-dimensional image data of a measurement target from an image captured by a camera. , A holding means for movably holding the gauge in a direction perpendicular to a plane thereof, and an adjusting means provided on the holding means for adjusting a moving amount of the gauge. Calibration device for three-dimensional shape measurement equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9349952A JPH11166818A (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9349952A JPH11166818A (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166818A true JPH11166818A (en) | 1999-06-22 |
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ID=18407220
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9349952A Withdrawn JPH11166818A (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring device |
Country Status (1)
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