在测定对象的周围设置多个由将周期性的格子向测定对象投影的投影仪和拍摄被投影的格子的摄像机构成的单元，通过坐标变换将各单元测量的三维坐标合成。对摄像机的每个像素存储由利用各单元的摄像机拍摄第一格子后的图像求出的相对于第一格子的相位。对摄像机的每个像素存储从各单元的投影仪将第二格子投影到基准面，而利用各单元的摄像机拍摄第二格子时的每个摄像机的坐标系中的基准面的三维坐标。对摄像机的每个像素的相位进行插值，生成在摄像机间相位共通的亚像素，并且求出每个摄像机的坐标系中的各亚像素的三维坐标，在各单元间共通的基准坐标系以相位相同的亚像素的三维坐标在单元间一致的方式，生成合成参数。提高了坐标变换用的合成参数的精度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维测量装置的合成参数的生成装置
本专利技术涉及三维测量，特别是涉及多个测量用的单元间的坐标变换。
技术介绍
专利技术人正在开发通过具备摄像机和投影仪的多个单元来测定人体等测量对象的三维形状的装置。该装置中，将基于每个单元的坐标系的测量数据变换成基于共通的坐标系的数据，并且将每个单元的数据合成来求出对象的三维形状。 关于单元间的坐标变换，专利文献1(日本专利4429135)公开了以下的内容。三维形状的测定通过相位移动法(例如专利文献2:日本专利2903111)来进行。从2台单元的一方通过投影仪投射正弦波状的图案，使图案每隔正弦波的例如1/4波长移动而拍摄例如4次，测定相对于正弦波的各像素的相位，测定对象的三维形状。相位移动法中，若求出相位则求出三维坐标。对由投影仪投影的正弦波状的图案也利用其他单元拍摄，基于对象的形状数据或纹理等提取特征点。并且在利用2个单元拍摄的图像间，匹配特征点，若利用相位建立对应则能够高精度地匹配。但是该方法中难以提取大量的特征点，因此在坐标变换的精度上存在极限。 以下示出相关的在先技术。专利文献3(日本特公平3-58442)提出了如下方法:不使正弦波状的图案移动，固定于对象，而测定三维形状。该方法中，通过来自拍摄的图像的像素的提取，近似地生成与使图案移动后的4张图像对应的图像。 在先技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利4429135 专利文献2:日本专利2903111 专利文献3:日本特公平3-58442
技术实现思路
本专利技术的课题是，在利用不同的单元的摄像机拍摄的图像间，能够将相同位置的点采样多个，由此提高坐标变换用的合成参数的精度。 另外，本专利技术的课题是，能够准确地采样相同位置的点。 本专利技术的合成参数的生成装置，在测定对象的周围设置多个由将周期性的格子向测定对象投影的投影仪和拍摄被投影的格子的摄像机构成的单元，对每个单元测量测定对象表面的三维坐标，通过单元间的坐标变换而将测量后的三维坐标合成，因此，通过利用各单元的摄像机拍摄在规定的基准面显示的第一格子，而生成用于所述坐标变换的合成参数。 本专利技术的合成参数的生成装置包括: 用于对摄像机的每个像素存储由利用各单元的摄像机拍摄所述第一格子后的图像求出的相对于第一格子的相位的单元； 用于对摄像机的每个像素存储从各单元的投影仪将第二格子投影到基准面，而利用各单元的摄像机拍摄第二格子时的、每个摄像机的坐标系中的基准面的三维坐标的单元; 用于对摄像机的每个像素的相位进行插值，生成在摄像机间相位共通的亚像素，并且求出每个摄像机的坐标系中的各亚像素的三维坐标的单元； 用于在各单元间共通的基准坐标系，以相位相同的亚像素的三维坐标在单元间一致的方式，生成将每个摄像机的坐标系向各单元间共通的基准坐标系变换的合成参数的单 J Li ο 本专利技术中，以第一格子为基准的相位一致的点成为相同位置的点的方式，生成合成参数。虽然说是相同位置的点，但在不同的摄像机间存在对应于完全相同的位置的像素的情况少。因此以摄像机间相位一致的方式产生亚像素。亚像素的数能够以例如与像素的数相同的方式产生，因此能够在摄像机间产生多个相位准确地一致的亚像素。因此坐标变换的合成参数的精度增加。 合成参数的生成装置可以是三维测量装置的一部分，也可以是与三维测量装置不同的装置，能够借用在合成参数的生成时三维测量装置具备的功能。例如，对摄像机的每个像素求出相对于第一格子的相位，是三维测量装置的功能的一部分。求出基准面的三维坐标，也是三维测量装置的功能的一部分。基准面例如为平面，但也可以为曲面等。摄像机的像素不是指摄像机的全部的像素就，而是指摄像机图像中的合成参数的生成所用的像素。规定的基准面例如是液晶监视器等的画面、白色的板、或描画了第一格子的板等，以任何含义能够显示第一格子的物体即可。第一格子利用在液晶监视器等的画面显示的格子、或从三维测量装置的投影仪等投影的格子、或在基准面描画的格子等，能够利用摄像机拍摄而求出相位即可。 优选合成参数的生成装置构成为，使第一格子每隔格子的周期的1/3间距以下、优选每隔1/4间距移动，在使第一格子移动的每个位置拍摄第一格子。这样，能够由使第一格子移动后的多个图像求出各像素的相位。 特别优选的是，具备以画面为基准面而显示第一格子的平板显示器。这样，能够准确地显示第一格子而使其移动。 优选合成参数的生成装置构成为，由不使第一格子移动而拍摄第一格子后的图像，由改变位置而规则地提取像素后的多个第二图像，求出相对于第一格子的各摄像机的每个像素的相位。于是能够不使格子移动而求出相对于格子的相位。 【附图说明】 图1是实施例的三维测量装置的框图。 图2是表示实施例中的合成参数的生成算法的流程图。 图3是实施例的合成参数生成装置的框图。 图4是表示实施例中的基准面和单元的配置的俯视图。 图5是示意地表示实施例中的合成参数的生成的图。 图6是表示实施例中的相位的计算过程的图，a)表示单元4-1拍摄的格子图像，b)表示单元4-2拍摄的格子图像，c)表示单元4-1中的X方向的相位的图像，d)表示单元4-2中的x方向的相位的图像，e)表示单元4-1中的y方向的相位的图像，f)表示单元4_2中的y方向的相位的图像。 图7是表示变形例中的基准物体和单元的配置的俯视图。 图8是变形例中的基准物体的正视图。 图9是表示第二变形例中的基准面和单元的配置的俯视图。 【具体实施方式】 以下示出用于实施专利技术的最优实施例。 实施例 图1?图9示出三维测量装置2和实施例的合成参数生成装置22。合成参数生成装置22作为三维测量装置2的一部分示出，但也可以为另外的装置。1是用于测定三维形状的对象，例如人体、家具、机械、汽车、建筑物等。以包围对象1的方式配置4台或3台等的单元4，各单元4具备投影仪6和数码摄像机8。单元4的投影仪6将格子投影到对象1，利用摄像机8拍摄。并且利用控制器10控制单元4，并且对摄像机8的图像进行处理，求出对象1的表面的三维坐标的集合。 控制器10的单元控制部12控制来自各单元4的格子的投影(发光)和拍摄，相位解析部14基于来自各摄像机8的数码图像，求出对象的表面的格子的1个间距内的相位Θ (0?2π)。三维坐标计算部16将2π周期的相位变换为格子的距离基准点的相位(2ηπ + θ:η为整数)，根据相位和像素的位置，求出对象的三维坐标(xyz)。这样得到的坐标是基于每个摄像机8的坐标系的坐标，因此通过坐标变换部18变换为适宜的基准坐标系中的三维坐标。若将单元4例如配置4台，则能够利用多个单元拍摄对象1的相同位置，因此也求出多个三维坐标。合成部20以基于像素的位置的可靠性为权重，对多个三维坐标进行平均，输出基准坐标系中的对象1的表面的三维坐标的集合。 图2示出合成参数的生成算法，图3示出合成参数生成装置22的构成。基准面上表示第一格子(步骤1)，对摄像机8的每个像素求出相对于第一格子的相位(步骤2)。从投影仪6将第二格子投影到基准面，利用摄像机8拍摄，通过三维坐标计算部16，求出各像素的三维坐标(步骤3)。由此对摄像机8的每个像素求出相对于第一格子的相位和三维坐标。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于三维测量装置的合成参数的生成装置，用于在测定对象的周围设置多个由将周期性的格子向测定对象投影的投影仪和拍摄被投影的格子的摄像机构成的单元，对每个单元测量测定对象表面的三维坐标，通过单元间的坐标变换而将测量后的三维坐标合成的三维测量装置，通过利用各单元的摄像机拍摄在规定的基准面显示的第一格子，而生成用于所述坐标变换的合成参数，其中，所述合成参数的生成装置包括：用于对摄像机的每个像素存储由利用各单元的摄像机拍摄所述第一格子后的图像求出的相对于第一格子的相位的单元；用于对摄像机的每个像素存储从各单元的投影仪将第二格子投影到基准面，而利用各单元的摄像机拍摄第二格子时的每个摄像机的坐标系中的基准面的三维坐标的单元；用于对摄像机的每个像素的相位进行插值，生成在摄像机间相位共通的亚像素，并且求出每个摄像机的坐标系中的各亚像素的三维坐标的单元；用于在各单元间共通的基准坐标系以相位相同的亚像素的三维坐标在单元间一致的方式，生成将每个摄像机的坐标系向各单元间共通的基准坐标系变换的合成参数的单元。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.13 JP 2012-1335051.一种用于三维测量装置的合成参数的生成装置，用于在测定对象的周围设置多个由将周期性的格子向测定对象投影的投影仪和拍摄被投影的格子的摄像机构成的单元，对每个单元测量测定对象表面的三维坐标，通过单元间的坐标变换而将测量后的三维坐标合成的三维测量装置，通过利用各单元的摄像机拍摄在规定的基准面显示的第一格子，而生成用于所述坐标变换的合成参数，其中， 所述合成参数的生成装置包括: 用于对摄像机的每个像素存储由利用各单元的摄像机拍摄所述第一格子后的图像求出的相对于第一格子的相位的单元； 用于对摄像机的每个像素存储从各单元的投影仪将第二格子投影到基准面，而利用各单元的摄像机拍摄第二格子时的每个摄像机的坐标系中的基准面的三维坐标的单元； 用于对摄像机的每个像素的相位进行插值...
【专利技术属性】
技术研发人员：岩井一能，志茂公亮，
申请(专利权)人：株式会社岛精机制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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