使用基于事件的传感器进行高速且高精度的光扫描式三维测量。三维测量装置(8)具有：投光部(7)，其一边扫描参照光一边向对象物(W)投光；受光部(3)，其接收由对象物(W)反射的参照光，按像素监视参照光的亮度变化，在亮度变化为预先确定的阈值以上的情况下，将像素的位置、存在亮度变化的时刻以及表示亮度变化的方向的极性作为事件输出；以及三维信息计算部(9)，其选择事件从正极性变化为负极性且包含指定个数的事件的事件组，根据事件组所包含的事件的时刻和产生事件的亮度变化的阈值来计算参照光通过像素的通过时刻，根据通过时刻，通过三角计量来计算对象物(W)的三维信息。通过三角计量来计算对象物(W)的三维信息。通过三角计量来计算对象物(W)的三维信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维测量装置以及三维测量程序
[0001]本专利技术涉及三维测量技术，特别是涉及光扫描式的三维测量装置以及三维测量程序。
技术介绍
[0002]在工业用途中商品化的三维测量装置大多基于使用了构造化照明的三角计量。作为构造化照明，提出了光切断法、相移法、空间编码法等各种光投影法。关于光切断法，一边扫描带状的狭缝光一边向对象物投光，从与投光位置不同的拍摄位置拍摄对象物，通过根据狭缝光的投射角度、狭缝光向拍摄面的入射角度、以及投光位置与拍摄位置之间的基线长度的三角计量来计算到对象物的距离。狭缝光的投射角度例如根据对扫描仪的指令值、在拍摄面上出现的狭缝光的通过时刻来求出，狭缝光的入射角度例如根据拍摄面上的狭缝光的入射位置来求出。光切断法一般认为测距精度良好，但与相移法、空间编码法等相比，一次的测量所需的图像的张数增多，因此，存在花费测量时间这样的问题。
[0003]近年来，提出了根据与一般的基于帧的图像传感器不同的构思的基于事件的图像传感器。基于帧的图像传感器通过开闭快门规定时间进行曝光而以规定周期输出帧图像，与此相对地，基于事件的图像传感器独立且非同步地时时刻刻监视各像素，当检测到预先确定的阈值以上的亮度变化时，将存在亮度变化的像素的位置、存在亮度变化的时刻、以及表示亮度变化的方向的极性(变亮还是变暗)等作为事件输出。基于事件的图像传感器与基于帧的图像传感器相比，动态范围宽，而且仅输出存在亮度变化的像素的信息，因此，具有高速这样的特征。因此，认为通过使用基于事件的图像传感器，能够实现光切断法的高速化。
[0004]光切断法的狭缝光具有一定程度的宽度，具有中心附近最大的亮度分布。在着眼于图像传感器的某个像素的情况下，在具有这样的亮度分布的狭缝光通过该像素时，随着狭缝光的中心接近该像素，亮度上升，若通过结束，则亮度下降。狭缝光通过该像素的时刻是该像素取最大亮度时。但是，事件不具有亮度本身，一般在以前次事件产生时的亮度为基准，亮度变化从此处开始为预先确定的阈值以上时产生，因此，事件的产生定时不一定为最大亮度时。在三维测量的实用上不一定需要是最大亮度的时刻，只要相对于狭缝光的亮度分布捕捉相同的定时即可，但根据背景的明亮度，不知道在狭缝光的亮度分布的第几个边界附近产生事件，产生事件的时间间隔不固定。因此，基于事件的图像传感器无法准确地检测狭缝光通过该像素的时刻，因此，存在即使将基于事件的图像传感器直接应用于光切断法也无法得到充分的测距精度这样的问题。作为与本申请相关的技术，例如后述的文献是公知的。
[0005]在专利文献1中公开了如下的三维输入装置：一边利用狭缝光扫描物体一边利用两个图像传感器同步地拍摄图像，存储针对各个图像传感器的各像素检测出最大亮度的帧编号，根据该帧编号进行像素的对应，根据对应的像素来计算距离。
[0006]在专利文献2中，记载了如下的内容：在对场景进行三维重构的方法中，从第一传
感器针对各像素接收第一连续事件，从第二传感器针对各像素接收第二连续事件，与费用函数的最小化对应地使第一连续事件中的第一事件与第二连续事件中的第二事件匹配。
[0007]在专利文献3中记载了如下的内容：投影多狭缝状的图案光，根据由规定倍率的检测光学系统检测的多狭缝像的信号计算各狭缝像的偏移量，对计算出的多狭缝像的偏移量赋予与该偏移量对应的权重，进行加权平均，由此，计算试样面的高度。另外，还记载了使用2个高度的插值来计算试样面的高度。
[0008]在专利文献4中记载了如下的内容：在某时刻来自对象物的反射光入射到区域传感器的像素的情况下，根据从狭缝光的投射起点到受光透镜的主点位置的基线长度、反射光相对于基准方向的入射角、以及该时刻的偏转角度，应用三角计量来求出到对象物的距离。
[0009]在专利文献5中记载了如下的内容：在利用光切断法进行三维测量时使用帧编号(摄像时刻)作为狭缝光的照射角度信息。
[0010]在专利文献6中记载了如下的内容：在扫描点状光(
スポット
光)、的三维测量装置中使用各像素中的亮度变化的上升或下降定时。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本特开2000
‑
088539号公报
[0014]专利文献2：日本特表2018
‑
516395号公报
[0015]专利文献3：日本专利第3542478号公报
[0016]专利文献4：日本特开2002
‑
090681号公报
[0017]专利文献5：日本特开2006
‑
333493号公报
[0018]专利文献6：日本特开2003
‑
329419号公报
技术实现思路
[0019]专利技术要解决的课题
[0020]本专利技术鉴于现有的问题点，其目的在于提供一种使用基于事件的传感器高速且高精度的光扫描式三维测量技术。
[0021]用于解决课题的手段
[0022]本公开的一方式提供一种三维测量装置，具有：投光部，其一边扫描参照光一边向对象物投光；受光部，其接收由对象物反射的参照光，按像素监视参照光的亮度变化，在亮度变化为预先确定的阈值以上的情况下，将像素的位置、存在亮度变化的时刻以及表示亮度变化的方向的极性作为事件输出；以及三维信息计算部，其选择事件从正极性变化为负极性且包含指定个数的事件的事件组，根据事件组所包含的事件的时刻和事件产生的亮度变化的阈值来计算参照光通过像素的通过时刻，根据通过时刻通过三角计量来计算对象物的三维信息。
[0023]本公开的其他方式提供一种三维测量程序，使计算机执行以下步骤：一边扫描参照光一边向对象物投光的步骤；接收由对象物反射的参照光，按像素监视参照光的亮度变化，在亮度变化为预先确定的阈值以上的情况下，将像素的位置、存在亮度变化的时刻以及表示亮度变化的方向的极性作为事件输出的步骤；选择事件从正极性变化为负极性且包含
指定个数的事件的事件组的步骤；根据事件组所包含的事件的时刻和事件产生的亮度变化的阈值来计算参照光通过像素的通过时刻的步骤；以及根据通过时刻通过三角计量来计算到对象物的距离的步骤。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本公开的一方式，即使是事件的产生定时不固定的基于事件的传感器，也能够更准确地计算参照光通过像素的通过时刻。通过选择指定个数的事件，也能够缓和各个事件的时刻具有的误差的影响。另一方面，通过使用基于事件的传感器，与基于帧的传感器相比，能够高速地实施三维测量。进而，能够提供使用基于事件的传感器高速且高精度的光扫描式三维测量技术。
附图说明
[0026]图1是表示立体法的测量原理的立体照相机的俯视图。
[0027]图2是表示光切断法的测量原理的光切断系统的俯视图。
[0028]图3是一实施方式的三维测量装置的框图。
[0029]图4是表示因参照光的通过而产生的事件组的一例的亮度变化的曲线图。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维测量装置，其特征在于，具有：投光部，其一边扫描参照光一边向对象物投光；受光部，其接收由所述对象物反射的所述参照光，按像素监视所述参照光的亮度变化，在所述亮度变化为预先确定的阈值以上的情况下，将所述像素的位置、存在所述亮度变化的时刻以及表示亮度变化的方向的极性作为事件输出；以及三维信息计算部，其选择所述事件从正极性变化为负极性且包含指定个数的所述事件的事件组，根据所述事件组所包含的所述事件的所述时刻和产生所述事件的所述亮度变化的所述阈值来计算所述参照光通过所述像素的通过时刻，根据所述通过时刻，通过三角计量来计算所述对象物的三维信息。2.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，所述三维信息计算部选择包含至少三个所述事件的所述事件组。3.根据权利要求1或2所述的三维测量装置，其特征在于，所述三维信息计算部选择在指定时间内所述事件从所述正极性变化为所述负极性且包含所述指定个数的所述事件的所述事件组。4.根据权利要求1～3中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：藁科文和，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：
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