三维形状数据及纹理信息生成系统、拍摄控制程序、以及三维形状数据及纹理信息生成方法技术方案

三维形状数据及纹理信息生成装置(4)通过在照相机(1)的焦点对准了被拍摄体上的包含测距对象点的部分区域的状态下，使测距传感器(2)计测从照相机(1)的位置到测距对象点的距离，利用驱动装置(3)驱动被拍摄体和照相机(1)的至少任一者，以使得一边将计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更部分区域，并使照相机(1)拍摄被拍摄体的各部分区域，从而取得每一个上述部分区域的图像，并基于取得的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维形状数据及纹理信息生成系统、拍摄控制程序、以及三维形状数据及纹理信息生成方法
本专利技术涉及取得被拍摄体的三维形状及纹理信息的系统等

技术介绍
以往，提出了各种取得被拍摄体的三维形状的工具，但是，那些工具全部被限定于在一定的条件下的功能。以往，作业者为了满足该条件而调整拍摄环境或方法，但是，因为无法进行位置或朝向的高精度的控制，所以产生了在所取得的数据的耦合处理等中计算时间变长、或者对位的结果精度低等问题。另外，难以从已数字化后的数据中除去起因于拍摄条件的模糊、噪声等，导致数据整理工序的长大化。另外，在表现了被拍摄体的三维形状和形状表面的图案这两者的被拍摄体的数字数据中，大多情况下，与形状信息相比，表现表面的图案的纹理信息为高清晰度的数据，要求拍摄更精细的图像。另一方面，在专利文献1中公开了在可搬运的可搬式三维形状计测装置中能够迅速地得到高精度的三维形状数据的可搬式三维形状计测装置。在该可搬式三维形状计测装置中，在被竖立设置于基部的关节臂的前端部，作为形状传感器，安装可检测三维形状的三维形状传感器，将三维形状传感器朝向计测对象物的计测区域并调整三维位置及姿势而以非接触状态面对，在三维形状传感器的静止状态下，从形状传感器通过面扫描而输出计测对象物的三维形状数据。在专利文献2中示出了从多个图像生成三维形状数据的方法。当使用该方法时，因为能够通过计算来求出拍摄图像的照相机的位置和朝向，所以能够生成精度不取决于照相机的位置和朝向的三维形状。在专利文献3中，使用单一的照相机，通过改变照明条件并进行拍摄，从而生成被拍摄体的三维形状和纹理信息。通过使用单一的照相机，从而避免了镜头的变形所导致的三维形状和纹理的错位。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－148926号公报专利文献2：日本特开2001－338279号公报专利文献3：日本特开2014－55810号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]但是，例如专利文献1所公开的三维形状传感器的有效地发挥功能的距离范围是固定的，无法取得距离范围外的数据，或者报错。因此，作业者需要将三维形状传感器向不会发出报错的位置移动。虽然如果能够相对于三维形状精确地决定三维形状传感器的位置，则能够实现所取得的三维形状的精度提高，但是，无法实现提高由关节臂的关节角、外部的标识等决定的位置、朝向的精度。另一方面，因为用基于专利文献2的方法生成的三维形状取决于照相机的分辨率，所以为了生成高清晰度的三维形状数据及纹理信息，需要使用高分辨率的照相机并进行近拍。在此情况下，因为对焦的范围极端地变窄，所以为了使得图像不会模糊而会兼用自动对焦机构，但是，因为这会导致定义了图像拍摄部件的光学系统的拍摄系统模型发生变化，会导致高清晰度的三维形状数据及纹理信息的生成中的精度下降，所以未能实用。另外，在用基于专利文献3的方法来对纹理信息与三维形状的位置进行匹配的情况下，存在如下问题：从拍摄了纹理图像的方向看时为正确的纹理，但是，在从其它方向看时纹理未设定在正确的位置。这起因于三维形状的信息与纹理的颜色信息是独立的信息，因此，只要三维形状的生成方法与纹理的生成方法是不同的方法，问题就不会得到解决。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制因被拍摄体的拍摄条件而引起的模糊、噪声的发生，并能够得到高清晰度的三维形状数据及纹理信息的三维形状数据及纹理信息生成系统、拍摄控制程序、以及三维形状数据及纹理信息生成方法。为了解决上述问题，技术方案1所述的专利技术是一种三维形状数据及纹理信息生成系统，其包括：拍摄部件，其对被拍摄体每一个部分区域地进行拍摄；测距部件，其计测从上述拍摄部件的位置到测距对象点的距离；驱动部件，其驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者；控制部件，其控制上述拍摄部件、上述测距部件、以及上述驱动部件；以及生成部件，其基于由上述拍摄部件拍摄的每一个上述部分区域的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息；三维形状数据及纹理信息生成系统的特征在于，上述控制部件执行以下动作：在使上述拍摄部件的焦点对准了包含上述被拍摄体上的测距对象点的上述部分区域的状态下，使上述测距部件计测从上述拍摄部件的位置到上述测距对象点的距离，利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更上述部分区域，通过使上述拍摄部件拍摄上述被拍摄体的各上述部分区域，从而取得每一个上述部分区域的图像。技术方案2所述的专利技术的特征在于，在技术方案1所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述控制部件利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得一边将上述距离保持在景深的范围内，一边使被变更的上述部分区域和与该被变更的部分区域相邻的部分区域交叠。技术方案3所述的专利技术的特征在于，在技术方案2所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述控制部件利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得构成上述被拍摄体的同一部位被多次拍摄。技术方案4所述的专利技术的特征在于，在技术方案1至3的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述驱动部件包括设置上述被拍摄体的转盘；上述控制部件驱动上述转盘，以使得依次变更上述部分区域。技术方案5所述的专利技术是在技术方案1至4的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述拍摄部件及上述测距部件被安装在能够变更距上述测距对象点的距离的滑动体上，上述控制部件驱动上述滑动体，以使得将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内。技术方案6所述的专利技术的特征在于，在技术方案1至3的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述拍摄部件及上述测距部件被安装在机械臂上，该机械臂能够变更上述拍摄部件及上述测距部件相对于上述测距对象点的位置和姿势的至少任一者；上述控制部件驱动上述机械臂，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更上述部分区域。技术方案7所述的专利技术是在技术方案1至6的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统中，上述拍摄部件的镜头是微距镜头。技术方案8所述的专利技术的特征在于，包括：照相机，其对被拍摄体每一次部分区域地进行拍摄，测距传感器，其计测从上述照相机的位置到测距对象点的距离，驱动装置，其驱动上述被拍摄体和上述照相机的至少任一者，以及控制器，其控制上述照相机、上述测距传感器、以及上述驱动装置；上述控制器在上述照相机的焦点对准了上述被拍摄体上的包含测距对象点的上述部分区域的状态下，使上述测距传感器计测从上述照相机的位置到上述测距对象点的距离，利用上述驱动装置来驱动上述被拍摄体和上述照相机的至少任一者，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内一边依次变更上述部分区域，并使上述照相机拍摄上述被拍摄体的各上述部分区域；还包括处理器，其执行基于由上述照相机拍摄到的每一个上述部分区域的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息的生成处理。技术方案9所述的专利技术的特征在于，使三维形状数据及纹理信息生成系统中的控制部件所包含的计算机执行步骤，上述三维形状数据及纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维形状数据及纹理信息生成系统，其包括：拍摄部件，其按每个部分区域地对被拍摄体进行拍摄；测距部件，其计测从上述拍摄部件的位置到测距对象点的距离；驱动部件，其驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者；控制部件，其控制上述拍摄部件、上述测距部件、以及上述驱动部件；以及生成部件，其基于由上述拍摄部件拍摄的每一个上述部分区域的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息；该三维形状数据及纹理信息生成系统的特征在于，上述控制部件执行以下动作：在使上述拍摄部件的焦点对准了包含上述被拍摄体上的测距对象点的上述部分区域的状态下，使上述测距部件计测从上述拍摄部件的位置到上述测距对象点的距离，利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更上述部分区域，通过使上述拍摄部件拍摄上述被拍摄体的各上述部分区域，从而取得每一个上述部分区域的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0344581.一种三维形状数据及纹理信息生成系统，其包括：拍摄部件，其按每个部分区域地对被拍摄体进行拍摄；测距部件，其计测从上述拍摄部件的位置到测距对象点的距离；驱动部件，其驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者；控制部件，其控制上述拍摄部件、上述测距部件、以及上述驱动部件；以及生成部件，其基于由上述拍摄部件拍摄的每一个上述部分区域的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息；该三维形状数据及纹理信息生成系统的特征在于，上述控制部件执行以下动作：在使上述拍摄部件的焦点对准了包含上述被拍摄体上的测距对象点的上述部分区域的状态下，使上述测距部件计测从上述拍摄部件的位置到上述测距对象点的距离，利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更上述部分区域，通过使上述拍摄部件拍摄上述被拍摄体的各上述部分区域，从而取得每一个上述部分区域的图像。2.如权利要求1所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述控制部件利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得一边将上述距离保持在景深的范围内，一边使被变更的上述部分区域和与该被变更的部分区域相邻的部分区域交叠。3.如权利要求2所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述控制部件利用上述驱动部件来驱动上述被拍摄体和上述拍摄部件的至少任一者，以使得构成上述被拍摄体的同一部位被多次拍摄。4.如权利要求1至3的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述驱动部件包括设置上述被拍摄体的转盘；上述控制部件驱动上述转盘，以使得依次变更上述部分区域。5.如权利要求1至4的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述拍摄部件及上述测距部件被安装在能够变更距上述测距对象点的距离的滑动体上；上述控制部件驱动上述滑动体，以使得将上述计测到的距离保持在景深的范围内。6.如权利要求1至3的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述拍摄部件及上述测距部件被安装在机械臂上，该机械臂能够变更上述拍摄部件及上述测距部件相对于上述测距对象点的位置和姿势的至少任一者；上述控制部件驱动上述机械臂，以使得一边将上述计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更上述部分区域。7.如权利要求1至6的任一项所述的三维形状数据及纹理信息生成系统，其特征在于，上述拍摄部件的镜头是微距镜头。...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐波晶，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP