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公開番号2025146483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024047299
出願日2024-03-22
発明の名称線状物の3次元計測方法
出願人倉敷紡績株式会社
代理人個人
主分類G01B 11/245 20060101AFI20250926BHJP(測定;試験)
要約【課題】ステレオカメラを用いた線状物の3次元計測方法において、同色の線状物が複数ある場合でも高速なマッチング処理を可能とし、2つの画像上で着目点が一対一で対応しているか否かを効率よく判定可能とする。
【解決手段】第1カメラ11および第2カメラ12を備えるステレオカメラ10で複数の線状物20を撮像して第1画像Lおよび第2画像Rを取得する撮像工程と、前記第1画像上で1本の前記線状物を着目線状物として該着目線状物の端点を着目端点として選択し、前記第1画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に他の前記線状物の端点が存在するか、または前記第2画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に2以上の前記線状物の端点が存在する場合に、前記線状物の撮像をやり直す再撮像工程が必要であると判定する判定工程とを有する線状物の3次元計測方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１カメラおよび第２カメラを備えるステレオカメラで複数の線状物を撮像して第１画像および第２画像を取得する撮像工程と、
前記第１画像上で１本の前記線状物を着目線状物として該着目線状物の端点を着目端点として選択し、前記第１画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に他の前記線状物の端点が存在するか、または前記第２画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に２以上の前記線状物の端点が存在する場合に、前記線状物の撮像をやり直す再撮像工程が必要であると判定する判定工程と、
を有する線状物の３次元計測方法。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
複数の前記線状物が同色である、
請求項１に記載の線状物の３次元計測方法。
【請求項３】
前記判定工程において前記再撮像工程が必要と判定された場合に、前記第１カメラの光軸と前記第２カメラの光軸を含む平面に垂直な面内で基線が回転するように前記ステレオカメラを回転させる回転工程を実施した後に、前記再撮像工程を実施する、
請求項１に記載の線状物の３次元計測方法。
【請求項４】
前記回転工程は、前記ステレオカメラの基線が該基線上の点を中心に回転するように前記ステレオカメラを回転させる工程である、
請求項３に記載の線状物の３次元計測方法。
【請求項５】
前記回転工程は、前記ステレオカメラの基線が該基線上にない点を中心に弧を描いて回転するように前記ステレオカメラを回転させる工程である、
請求項３に記載の線状物の３次元計測方法。
【請求項６】
前記判定工程において前記再撮像工程が不要と判定された場合に、前記着目端点の３次元座標を算出し、前記着目端点から出発して前記着目線状物上の点の３次元座標を順次算出することにより、前記着目線状物の３次元形状を算出する工程をさらに有する、
請求項１に記載の線状物の３次元計測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル等の線状物に対して、ステレオ方式で形状を計測する３次元計測方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
２台のカメラの視差を利用して３次元位置を計測する方法としてステレオ方式の３次元計測方法が従来利用されている。これは、計測しようとする着目点について、視点の異なる２つの画像に写る着目点と２台のカメラの位置関係から、３角測量の原理によって３次元位置を算出する方法である。このステレオ方式では、２つの画像上で対応する点を見つけるマッチング処理が最も情報処理の負荷が重く、コストがかかるプロセスである。そのため、マッチング処理の改良を目的として、種々の方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ステレオカメラによる線状物の３次元計測において、高速なマッチング処理を実現するために、まず色の違いを利用して線状物を画像上で抽出して、第１画像における第１線像上の着目点と、第２画像における第２線像とエピポーラ線の交点とを対応させてマッチング処理を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／０１７３６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された方法は、カラー画像を取得可能なステレオカメラを必要とするし、同色の線状物が複数ある場合には２つの画像上での対応点を一意に決定できない確率が上がり、マッチング処理高速化の効果が限定的であった。
【０００６】
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、ステレオカメラがモノクロ画像を取得するものである場合や、同色の線状物が複数ある場合でも高速にマッチング処理を行うことができる線状物の３次元計測方法を提供することを目的とする。また、対応点を一意に決定できない場合は再度撮像を行う必要があるので、２つの画像上で着目点のマッチングが可能か否かを効率よく判定する方法を提供することを併せて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の線状物の３次元計測方法は、第１カメラおよび第２カメラを備えるステレオカメラで複数の線状物を撮像して第１画像および第２画像を取得する撮像工程と、前記第１画像上で１本の前記線状物を着目線状物として該着目線状物の端点を着目端点として選択し、前記第１画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に他の前記線状物の端点が存在するか、または前記第２画像上で前記着目端点に対応するエピポーラ線上に２以上の前記線状物の端点が存在する場合に、前記線状物の撮像をやり直す再撮像工程が必要であると判定する判定工程とを有する。
【０００８】
この方法によれば、線状物の端点を着目点とすることで、第１画像上の線状物の形状のみに基づいて容易に着目端点を選択できる。そして、第２画像上で線状物の先端とエピポーラ線との接点を求めて着目端点の対応点とすることで高速なマッチング処理が可能となる。また、エピポーラ線上の端点の数を確認することで再撮像の要否が容易に判定できる。
【０００９】
好ましくは、上記線状物の３次元計測方法の計測対象である複数の前記線状物が同色である。本発明の方法は、そのような線状物を対象とする場合に、特に大きな効果が得られる。
【００１０】
好ましくは、上記いずれかの線状物の３次元計測方法において、前記判定工程において前記再撮像工程が必要と判定された場合に、前記第１カメラの光軸と前記第２カメラの光軸を含む平面に垂直な面内で基線が回転するように前記ステレオカメラを回転させる回転工程を実施した後に、前記再撮像工程を実施する。なお両光軸が含まれる平面には必ず基線も含まれる。この方法により、ステレオカメラが所定の位置に設置されている場合でも、当初同じエピポーラ線上にあった端点同士の位置関係を再撮像後の画像上で変化させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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