ステレオカメラと複数光源による明度情報を用いた小型形状計測装置の開発

使用立体相机和多个光源的亮度信息开发紧凑形状测量设备

基本信息

批准号：
15700162
负责人：
浮田浩行
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,3次元物体の形状情報と色情報を,複数の小型カメラと光源を用いて,従来よりも安価で容易に計測する装置の開発を目的とする.本年度は,昨年度考案した計測装置の改良と,その装置を複数台用いて物体の全周形状を計測する方法について検討した.まず,計測装置の改良として,ここで提案する装置では,対象物体への光の照射方法によって,計測範囲や精度に大きく影響することから,特に効果的な光源の配置について検討した.これまでの計測装置は,直管型小型蛍光灯3本を平行に配置しただけであったが,これ以外の配置として,三角形状,鳥居状およびアスタリスク状の配置等を考え,それぞれについて形状計測精度の比較を行なった.なお,光源の配置を様々に変更した装置を試作することが困難であったので,今回は,実際の光源のパラメータを用いたシミュレーション画像を作成し,それを用いて評価を行なった.その結果,蛍光灯3本をアスタリスク状に配置した場合が,最も形状計測に有効であることが分かった.次に,装置一台では,物体の部分形状しか得られないことから,この装置を複数台,物体の周囲に配置して部分形状を取得し,それらを統合して,その物体の全周形状を取得する方法について検討を行なった.具体的には,まず,各装置の鉛直上向きの方向は,全て平行に配置されているとし,各装置で取得された部分形状について,その上向き方向に垂直な面上での断面形状を求める.次に,隣接する部分形状間で,その断面形状を用いて座標変換パラメータを求め,部分形状の統合を行うという方法である.この方法で全周形状を取得することは可能であったが,特に装置台数が少ない場合は,一部誤差が大きくなる場合もあった.しかし,多数の装置を同時に使用することはコストの面から困難であるため,今後は装置を移動させながら部分形状を取得し,統合を行う手法について検討する必要があると考えられる.

这项研究旨在开发一种可以使用多个小型相机和光源来衡量三维对象的形状和颜色信息的设备，并且比以前更便宜，更容易。今年，我们研究了去年设计的测量设备的改进，以及一种使用多个设备测量对象的整个圆周的方法。首先，作为对测量设备的改进，此处提出的设备提出了对测量范围和准确性的巨大影响，具体取决于将光照射到对象上的方法，因此我们特别考虑光源的排列。以前的测量设备仅由平行于平行的三个小型管荧光灯组成，但考虑了其他布置，包括三角形，三角形和星号形的排列，以及每种形状测量精度的比较。由于很难在光源的布置上制作具有各种变化的设备，因此在这种情况下，使用实际光源的参数创建了模拟图像，并使用它们进行了评估。结果，三个荧光灯是星号。发现该形状对于测量形状最有效。接下来，由于一种设备只能获得对象的部分形状，因此我们研究了一种在对象周围排列多个设备以获得部分形状的方法，并将它们集成在一起以获取对象的整个周长。具体而言，首先，假定每个设备的垂直向上方向均平行于每个设备获得的部分形状，并且确定了垂直于向上方向的平面上的横截面形状。接下来，该方法涉及在相邻部分形状之间找到坐标转换参数并整合部分形状。可以使用此方法获得整个周长形状，但在尤其是，如果设备的数量很小，则部分错误可能很大。但是，由于在成本的背景下很难同时使用许多设备，因此人们认为必须考虑一种在移动设备时获得部分形状并集成它们的方法。