-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Bereich der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Durchführung dreidimensionaler Messungen unter Einsatz
einer Mehrzahl an Kameras, welche unter Festlegung der Lagebeziehung
und der Richtungen der optischen Achse derart angeordnet sind, dass
die Gesichtsfelder der Kameras innerhalb eines vorbestimmten Bereichs überlappen.
-
2. Beschreibung des Stands
der Technik
-
Bei
dieser Art der Verarbeitung dreidimensionaler Messungen werden im
Allgemeinen zwei Kameras eingesetzt, wobei für Merkmalspunkte,
welche den durch beide Kameras erzeugten Bildern gemeinsam scheinen,
auf der Grundlage eines Triangulationsprinzips eine dreidimensionale
Koordinate berechnet wird. Um den Merkmalspunkt zu spezifizieren,
welcher ein Messziel darstellt, wird eines der Bilder als Bezugs-
oder Referenzbild festgelegt, ein repräsentativer Punkt,
welcher in dem Messobjekt enthalten ist, von dem Referenzbild extrahiert,
und eine Verarbeitung (beispielsweise ein Musterabgleich) durchgeführt,
um den entsprechenden Punkt in dem anderen Bild zu suchen, wobei
ein Bild innerhalb eines Bereichs mit einer vorbestimmten Größe,
welcher den repräsentativen Punkt enthält, verwendet wird.
Bei der Berechnung der dreidimensionalen Koordinate wird die Berechnung
unter Verwen dung von zuvor durch Kalibrierung eingestellten Parametern durchgeführt.
-
Bei
der entsprechenden Punktsuchverarbeitung wird, um die Suche effizient
und akkurat durchzuführen, meist ein Verfahren angewendet,
in dem, basierend auf einer Koordinate des repräsentativen Punkts
in dem Referenzbild oder einer Lagebeziehung zwischen den Kameras,
eine epipolare Linie auf einem Suchzielbild spezifiziert wird und
ein Bereich, welcher dem Bereich entspricht, der den Merkmalspunkt
enthält, entlang der epipolaren Linie abgesucht wird (siehe
beispielsweise
Japanische
Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2004-234423 ).
-
Bei
der Verarbeitung der dreidimensionalen Messung ist es notwendig,
dass die relative Lagebeziehung und die Richtungen der optischen
Achse der Kameras mit Bezug auf den Messzielbereich festgelegt sind.
Jedoch kommt es vor, dass eine Position oder Einstellung der Kamera
aus irgendeinem Grund verändert wird. In solchen Fällen
wird, da der Punkt, der dem Merkmalspunkt auf der Referenzbildseite entspricht,
aus der richtigen Position verschoben wird, das Berechnungsergebnis
der dreidimensionalen Koordinate ebenso unkorrekt.
-
Wenn
das Ergebnis der dreidimensionalen Messung aufgrund der Veränderung
der Position oder Einstellung der Kamera ungenau wird, kommt es
möglicherweise zu einem folgeschweren Schaden in dem Fall,
in dem ein exaktes Messergebnis erforderlich ist.
-
Wenn
beispielsweise eine Roboterhand durch die dreidimensionale Messung
in einer Produktionslinie einer Industrieanlage positioniert wird,
wird bei fortschreitender Verarbeitung ohne Kenntnisnahme des inkorrekten
Messergebnisses möglicherweise ein Defektteil erzeugt,
oder es kommt zu einem Verarbeitungsfehler. In dem Fall, in dem
eine Überprüfung durch die dreidimensionale Messung
vorgenommen wird, wird das Defektteil übersehen und ausgeliefert,
oder es besteht ein Risiko, dass eine erhöhte Anzahl an
Produkten als Defektteile bestimmt werden, obwohl sie nicht defekt
sind.
-
Im
Hinblick auf das oben beschriebene Problem ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen dreidimensionaler
Messungen bereitzustellen, mittels welcher ein Anwender schnell
das fehlerhafte Ergebnis der dreidimensionalen Messung erkennen und
darauf reagieren kann, da sich die Beziehung zwischen den Kameras
von der des anfänglich eingestellten Zustands unterscheidet.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dreidimensionalen
Messung sind eine Mehrzahl an Kameras unter Festlegung einer Lagebeziehung
und der Richtungen der optischen Achse derart angeordnet, dass die
Gesichtsfelder der Kameras innerhalb eines vorbestimmten Bereichs überlappen,
wobei insbesondere eine Kamera aus der Mehrzahl an Kameras als Referenzkamera
festgelegt wird, und die dreidimensionale Messung an einem Messobjekt durch
einen ersten Schritt, einen zweiten Schritt, einen dritten Schritt
und einen vierten Schritt vorbestimmte Male durchgeführt
wird, wobei in dem ersten Schritt das Messobjekt, welches in einen
Bereich eintritt, in dem sich die Gesichtsfelder der Mehrzahl an Kameras überlappen,
von den Kameras aufgenommen wird, im zweiten Schritt ein repräsentativer Punkt
des Messobjekts von einem durch die Referenzkamera erzeugten Referenzbild
extrahiert wird, im dritten Schritt ein Punkt, welcher dem repräsentativen
Punkt auf der Referenzbildseite entspricht, in einem durch eine
Kamera, ausgenommen der Referenzkamera, erzeugten Bild gesucht wird,
und im vierten Schritt unter Verwendung der Koordinate jedes Punkts,
der durch die Suche im dritten Schritt korreliert wurde, eine dreidimensionale
Koordinate, welche einer Koordinate entspricht, erhalten wird.
-
In
dem dritten Schritt ist es wünschenswert, die Suche entlang
der epipolaren Linie durchzuführen, um die Suche effizient
durchzuführen. In derartigen Fällen ist es notwendig,
dass das Suchziel einen Bereich abdeckt, der sich in einiger Entfernung
von der epipolaren Linie befindet, für den Fall, dass der entsprechende
Punkt von der epipolaren Linie verschoben ist.
-
Wenn
sich die Beziehung zwischen den Kameras von der Beziehung unterscheidet,
die vor der Messung durch Kalibrierung spezifiziert wurde, da eine
Position oder Einstellung der Kamera verändert ist, wird
der dem repräsentativen Punkt, der aus dem Referenzbild
extrahiert wurde, entsprechende Punkt des anderen Bilds auf Grundlage
der durch die Kalibrierung spezifizierten Beziehung zwischen den
Kameras an einer Position im Abstand von der epipolaren Linie lokalisiert.
-
In
der vorliegenden Erfindung ist die Aufmerksamkeit auf diesen Punkt
gerichtet, wobei, während die Verarbeitung der dreidimensionalen
Messung an einem Messobjekt durchgeführt wird, ein Verschiebungsgrad
an dem entsprechenden Punkt, welcher durch die Suche im dritten
Schritt erhalten wurde, zu einer epipolaren Linie basierend auf
einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Kamera und der Koordinate
des repräsentativen Punkts in dem Referenzbild für
wenigstens einen repräsentativen Punkt berechnet wird,
die Bewertungsinformation, welche die Genauigkeit des Ergebnisses
der dreidimensionalen Messung anzeigt, basierend auf dem berechneten
Verschiebungsgrad festgelegt wird, und die Bewertungsinformation
zusammen mit dem Ergebnis der dreidimensionalen Messung des Messobjekts
geliefert wird.
-
Gemäß dem
Verfahren wird, während die Verarbeitung der dreidimensionalen
Messung an einem Messobjekt durchgeführt wird, die Bewertungsinformation,
welche die Genauigkeit des Messergebnisses anzeigt, erhalten, und
die Bewertungsinformation wird zusammen mit dem Ergebnis der dreidimensionalen
Messung geliefert. Somit wird, wenn die Genauigkeit der dreidimensionalen
Messung aufgrund einer Veränderung der Beziehung zwischen
den Kameras erniedrigt ist, der Anwender davor bewahrt, die Verminderung
der Genauigkeit der dreidimensionalen Messung zu übersehen.
-
Es
ist wünschenswert, die Verarbeitung zum Erhalt des Verschiebungsgrads
an dem entsprechenden Punkt und die Ausgabe der Bewertungsinformation
an allen Messobjekten durchzuführen. Alternativ können
die Verarbeitung zum Erhalt des Verschiebungsgrads an dem entsprechenden
Punkt und die Ausgabe der Bewertungsinformation jederzeit an nicht
weniger als zwei Messobjekten durchgeführt werden.
-
Der
Bestimmungsort der Ausgabe der Bewertungsinformation ist nicht auf
eine Displayvorrichtung und eine externe Vorrichtung beschränkt;
die Bewertungsinformation kann auch an eine Speichervorrichtung
oder an ein Treibergerät für ein entfernbares
Speichermedium weitergegeben werden.
-
Die
Japanische Patentanmeldungsoffenlegung
Nr. 2004-234423 offenbart eine Technik, bei der ein Zuverlässigkeitsgrad
der Verarbeitung der dreidimensionalen Messung erhalten wird, während
die dreidimensionale Messung durchgeführt wird. Jedoch
wird in der
Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung
Nr. 2004-234423 der Zuverlässigkeitsgrad verwendet,
um zu bestimmen, ob ein Punkt, der sich von dem tatsächlichen
entsprechenden Punkt unterscheidet, falsch extrahiert wurde oder
nicht, während der entsprechende Punkt entlang der epipolaren
Linie gesucht wird.
-
Die
Bewertungsinformation der vorliegenden Erfindung wird verwendet,
um einen Zustand zu erkennen, in dem der Parameter, der zur Berechnung der
dreidimensionalen Koordinate notwendig ist, nicht den tatsächlichen
Anordnungen der Kameras entspricht, obwohl der entsprechende Punkt
selbst korrekt ist. Somit unterscheidet sich die Bewertungsinformation
in der vorliegenden Erfindung im Konzept vollstän dig von
dem Zuverlässigkeitsgrad in der
Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung
Nr. 2004-234423 . In der
Japanischen
Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2004-234423 wird, während ein
Abtastfenster entlang der epipolaren Linie in einem überprüfenden
Zielbild abgetastet wird, der Zuverlässigkeitsgrad durch
die Operation berechnet, in der die Summe des absoluten Werts (SAD)
eines Helligkeitsunterschieds mit dem Referenzfenster in jeder Abtastposition
eingesetzt wird; es wird nicht beschrieben, dass der Verschiebungsgrad
zu der epipolaren Linie an dem entsprechenden Punkt erhalten wird.
-
Wenn
die Positionen oder Einstellungen der Referenzkamera und der Kamera,
mit Ausnahme der Referenzkamera, gleichermaßen verändert
werden, wird das Phänomen, dass der dem repräsentativen Punkt
entsprechende Punkt auf der Referenzbildseite von der epipolaren
Linie verschoben wird, nicht verursacht, da die relative Beziehung
zwischen den Kameras nicht verändert wird. Jedoch wird
die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung herabgesetzt, da das
Verhältnis zwischen dem Stereo-Koordinatensystem der Kameras
und dem Raumkoordinatensystem, welches die dreidimensionale Koordinate
spezifiziert, verändert wird.
-
Des
Weiteren werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur dreidimensionalen Messung nicht weniger als drei Kameras eingesetzt,
wobei die Kameras, mit Ausnahme der Referenzkamera, individuell
mit der Referenzkamera kombiniert werden, der zweite, dritte und
vierte Schritt und die Berechnung des Verschiebungsgrads in jeder
Kombination durchgeführt werden, und die Bewertungsinformation
auf der Grundlage des größten Verschiebungsgrads
geliefert wird.
-
Gemäß der
Konfiguration wird, auch wenn eine der Kameras, mit Ausnahme der
Referenzkamera, und die Referenzkamera bewegt werden, während
die Beziehung zwischen den beiden Kameras aufrecht erhalten wird,
der Verschiebungsgrad in Verbindung mit der Kombination der Referenzkamera und
der anderen Kamera, welche korrekt angeordnet ist, größer,
so dass die Abnahme der Genauigkeit der dreidimensionalen Messung
detektiert werden kann.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur dreidimensionalen
Messung umfasst eine Bildeingabe (Input)-Einheit, in die ein Bild
eines Messobjekts, welches in einen Bereich eintritt, in dem die
Gesichtsfelder der Mehrzahl an Kameras überlappen, individuell von
der Mehrzahl an Kameras eingegeben wird, wobei die Mehrzahl an Kameras
derart angeordnet sind, dass eine Lagebeziehung und die Richtungen
der optischen Achse festgelegt sind, so dass die Gesichtsfelder
der Kameras innerhalb eines vorbestimmten Bereichs überlappen;
eine Einheit zur Extraktion eines repräsentativen Punkts,
welche einen repräsentativen Punkt des Messobjekts aus
einem Referenzbild, welches durch eine Referenzkamera erzeugt wird,
extrahiert, wobei insbesondere eine Kamera aus der Mehrzahl an Kameras
als Referenzkamera festgelegt wird; eine Einheit zur Suche eines
entsprechenden Punkts, welche einen Punkt sucht, der dem repräsentativen
Punkt auf der Referenzbildseite in einem von einer Kamera, mit Ausnahme
der Referenzkamera, erzeugten Bild entspricht; eine Einheit zur Berechnung
dreidimensionaler Koordinaten, welche unter Verwendung der Koordinate
jedes Punkts, die durch die Suchverarbeitung der Einheit zur Suche
eines entsprechenden Punkts korreliert wurde, eine dreidimensionale
Koordinate berechnet, die einer Koordinate entspricht; und eine
Ausgabe (Output)-Einheit, welche die Information des Ergebnisses der
dreidimensionalen Messung auf der Grundlage der dreidimensionalen
Koordinaten, die für vorbestimmte repräsentative
Punkte, welche durch die Extraktionseinheit für repräsentative
Punkte extrahiert wurden, liefert.
-
Die
Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung umfasst außerdem
eine Einheit zur Berechnung des Verschiebungsgrads, welche einen
Verschiebungsgrad an dem entsprechenden Punkt, welcher durch die
Suche durch die Einheit zur Suche eines entsprechenden Punkts erhalten
wurde, zu einer epipolaren Linie, basierend auf einer vorbestimmten
Beziehung zwischen der Kamera und der Koordinate des repräsentativen
Punkts in dem Referenzbild, für wenigstens einen repräsentativen
Punkt berechnet, während eine dreidimensionale Messung
an einem Messobjekt vorgenommen wird. Die Ausgabeeinheit legt die
Bewertungsinformation fest, welche die Genauigkeit des Ergebnisses
der dreidimensionalen Messung auf der Grundlage des durch die Verschiebungsgrad-Berechnungseinheit
berechneten Verschiebungsgrad angibt, und liefert die Bewertungsinformation
zusammen mit dem Ergebnis der dreidimensionalen Messung des Messobjekts.
-
Gemäß der
Konfiguration wird eine Basisverarbeitung des Verfahrens zur dreidimensionalen Messung
durchgeführt. Dadurch wird es dem Benutzer ermöglicht,
zu erkennen, dass die Genauigkeit des Ergebnisses der dreidimensionalen
Messung verringert ist, und der Anwender kann schnell auf die Abweichung
reagieren.
-
Ferner
werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
dreidimensionalen Messung Bilder von nicht weniger als drei Kameras
in die Bildeingabeeinheit eingespeist; in der Einheit zur Suche
des entsprechenden Punkts, der Einheit zur Berechnung dreidimensionaler
Koordinaten und der Einheit zur Berechnung des Abweichungsgrads
werden die Kameras, mit Ausnahme der Referenzkamera, individuell
mit der Referenzkamera kombiniert, und die Verarbeitung wird in
jeder Kombination durchgeführt. Zudem erzeugt und liefert
die Ausgabeeinheit die Bewertungsinformation auf der Grundlage eines
maximalen Werts der Verschiebungsgrade, die in den Kombinationen
der Kameras berechnet wurden.
-
Gemäß der
Konfiguration kann, auch wenn die Referenzkamera und eine der Kameras
gleichermaßen bewegt werden, die Bewertungsinformation, welche
anzeigt, dass die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung herabgesetzt
ist, geliefert werden.
-
Des
Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung außerdem eine Meldungseinheit,
welche eine Warnmeldung ausgibt, wenn der Verschiebungsgrad, der
zur Erzeugung der Bewertungsinformation eingesetzt wird, einen vorbestimmten
zulässigen Wert überschreitet, oder wenn ein Zuverlässigkeitsgrad
des Ergebnisses der dreidimensionalen Messung, welcher durch die
Bewertungsinformation angezeigt wird, geringer ist als ein vorbestimmter
Referenzwert. Gemäß der Konfiguration wird es
dem Anwender durch die Warnung ermöglicht zu erkennen,
dass die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung unzulässig wird,
so dass die Verwendung des Messergebnisses, welches geringe Genauigkeit
aufweist, verhindert werden kann.
-
In
dem Verfahren zur dreidimensionalen Messung und der Vorrichtung
zur dreidimensionalen Messung wird die Bewertungsinformation, welche den
Grad der Zuverlässigkeit der Messverarbeitung angibt, gleichzeitig
mit der Ausgabe des Ergebnisses der dreidimensionalen Messung geliefert,
so dass die Verwendung des Ergebnisses der dreidimensionalen Messung,
welches geringe Genauigkeit aufweist, verhindert werden kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm einer Konfiguration einer dreidimensionalen
Messung;
-
2 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines Platzierungsbeispiels zweier
Kameras;
-
3 stellt
eine Ansicht dar, welche erklärt, wie sich eine Veränderung
der Höhe einer Markierung M auf den Bildern A0 und A1,
welche durch die Kameras von 2 erzeugt
werden, widerspiegelt;
-
4 stellt
eine erläuternde Ansicht eines Beispiels dar, in dem eine
Markierung M in Entfernung von einer epipolaren Linie in einem Vergleichsbild
A1 lokalisiert ist;
-
5 zeigt
ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung einer dreidimensionalen Messung;
-
6 zeigt
eine erläuternde Ansicht eines Konzepts eines Verschiebungsgrads;
-
7 zeigt
ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für eine Verarbeitung
einer dreidimensionalen Messung; und
-
8 zeigt
ein Flussdiagramm eines weiteren Beispiels für eine Verarbeitung
einer dreidimensionalen Messung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 zeigt
eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
-
In
einer Produktionslinie einer Anlage liefert die Vorrichtung zur
dreidimensionalen Messung aufeinander folgend Messobjekte der gleichen
Form an einen Bearbeitungszielbereich, um die dreidimensionale Messung
unter Einsatz zweier oder dreier Kameras durchzuführen.
-
Gemäß 1 ist
ein Computer in einer Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 enthalten.
Die Kameras C0, C1 und C2, eine Manipulationseinheit 11 und eine
Displayeinheit 12 sind mit der Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 verbunden.
Da die dritte Kamera C2 gegebenenfalls in der Gesamtheit der Kameras
C0, C1 und C2 enthalten sein kann, ist ein Rahmen der Kamera C2
durch eine unterbrochene Linie angedeutet.
-
Die
Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 umfasst Bildeingabeeinheiten 100, 101 und 102,
welche den Kameras C0, C1 und C2 entsprechen, einen Bildspeicher 103,
eine Einstell-/Verarbeitungseinheit 104, eine Bildverarbeitungseinheit 105,
eine Parameterberechnungseinheit 106, eine Parameterspeichereinheit 107,
eine Einheit zur dreidimensionalen Messung 108, eine Bewertungswert-Berechnungseinheit 109,
eine Bestimmungseinheit 110, eine Ausgabeeinheit 111 und
eine Warnungsausgabeeinheit 112. Die Einheiten, mit Ausnahme
der Bildeingabeeinheiten 100 bis 102, des Bildspeichers 103 und
der Parameterspeichereinheit 107, stellen Funktionen dar,
die in einem Computer durch ein dediziertes Programm eingestellt
wurden. Das dedizierte Programm wird in einer Speichervorrichtung
mit großer Kapazität (nicht gezeigt), wie beispielsweise
einer Festplatte oder Flash-Disk, gespeichert. Der Bildspeicher 103 und die
Parameterspeichereinheit 107 sind ebenso in der Speichervorrichtung
eingestellt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform ist die Kamera C0 derart
angeordnet, dass eine optische Achse in vertikaler Richtung orientiert
ist, um ein Bild eines Messobjekts direkt von oben aufzunehmen, und
die Kameras C1 und C2 sind derart angeordnet, dass sie ein Bild
des Messobjekts von schräg oben aufnehmen. In jeder Kamera
werden eine Verschiebungsposition und die Richtung der optischen
Achse derart eingestellt, dass ein Gesichtsfeld der Kamera den gesamten
Bearbeitungszielbereich, in dem das Messobjekt platziert ist, umfasst.
Die Kamera C0 wird als Referenzkamera festgelegt, und die Kameras
C1 und C2 werden individuell mit der Referenzkamera C0 kombiniert.
Die dreidimensionale Messung wird in jeder Kombination durchgeführt.
-
Die
Bildverarbeitungseinheit 105 extrahiert einen repräsentativen
Punkt (wie beispielsweise einen Kanten-bildenden Punkt oder einen
Massenmittelpunkt eines Bereichs mit einem bestimmten Merkmal) des
Messobjekts für das Bild, welches von der Referenzkamera
C0 eingespeist wird, durch eine Technik, wie beispielsweise Binärisation,
Kantenextraktion oder Musterabgleich ("Pattern-Matching"). Die Bildverar beitungseinheit 105 führt
eine Verarbeitung zum Suchen eines Punkts, welcher einem repräsentativen
Punkt in dem Referenzbild A0 entspricht, für die Bilder
(im Folgenden als "Vergleichsbild" bezeichnet), die von den Kameras
C1 und C2 eingespeist werden, durch.
-
Die
Einstell-/Verarbeitungseinheit 104 akzeptiert eine Manipulation
zum Einstellen spezifischer Inhalte (wie beispielsweise ein Verfahren
zum Extrahieren des repräsentativen Punkts und eine Zielbereichextraktionsverarbeitung),
welche durch die Bildverarbeitungseinheit 105 von der Manipulationseinheit 11 durchgeführt
werden sollte, und die Einstell-/Verarbeitungseinheit 104 stellt
die spezifischen Inhalte in der Bildverarbeitungseinheit 105 ein.
-
Die
Einheit zur dreidimensionalen Messung 108 berechnet unter
Verwendung einer Koordinate des repräsentativen Punkts
in dem Referenzbild A0, welcher durch die Bildverarbeitungseinheit 105 extrahiert
wurde, und von Koordinaten der entsprechenden repräsentativen
Punkte auf den Seiten der Vergleichsbilder A1 und A2 eine dreidimensionale
Koordinate. Das Berechnungsergebnis wird an die Ausgabeeinheit 111 abgegeben
und auf der Display-Einheit 12 oder einer externen Vorrichtung
(nicht gezeigt) angezeigt.
-
In
der Parameterspeichereinheit 107 werden mehrere Parameter,
die während der Verarbeitung der dreidimensionalen Messung
verwendet werden, gespeichert. Die Parameter werden vor der Hauptverarbeitung
durch Kalibrierung spezifiziert, wobei Kalibrierungsarbeit mit mehreren
Merkmalspunkten angewendet wird. Zu Beispielen für die
Parameter zählen ein Parameter, welcher einen Koeffizienten
einer Berechnungsgleichung zum Berechnen der dreidimensionalen Koordinate
bildet, und ein Parameter zur Spezifizierung einer epipolaren Linie.
-
Die
verschiedenen Parameter variieren in Abhängigkeit von einer
Veränderung des Stereo-Koordinatensystems, welches durch
die Kameras gebildet wird, und einer Veränderung der Beziehung
zwischen dem Stereo-Koordinatensystem und einem Raumkoordinatensystem,
welches eine Position in einem tatsächlichen Raum ausdrückt
(einen Abstand zwischen den Ursprüngen des Koordinatensystems und
einem Rotationsverschiebungsgrad des Stereo-Koordinatensystems in
Bezug auf das Raumkoordinatensystem). Demgemäß kann
in einem Fall, in dem eine Position oder Einstellung der Kamera
verändert wird, die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung
nicht gewährleistet werden, wenn nicht die Kalibrierung
durchgeführt wird, um die Parameter erneut zu berechnen.
-
Da
die dreidimensionale Messung durchgeführt wird, während
die Kameras C1 und C2 individuell mit der Referenzkamera C0 kombiniert
werden, ist es in der vorliegenden Ausführungsform notwendig, die
Parameter in jeder Kombination zu berechnen.
-
2 zeigt
ein Platzierungsbeispiel für den Fall, in dem die Kameras
C0 und C1 verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist
eine Gesichtsmarkierung M schematisch als Messobjekt gezeigt. In
der vorliegenden Ausführungsform werden die Messobjekte
aufeinander folgend an einen Bearbeitungszielbereich mit einem vorbestimmten
Raum zur Durchführung der dreidimensionalen Messung abgeliefert. Die
Referenzkamera C0 ist direkt oberhalb des Bearbeitungszielbereichs
angeordnet, so dass die optische Achse der Referenzkamera C0 in
vertikale Richtung orientiert ist, wobei die Referenzkamera C0 ein
Bild (Gesichtsbild von vorne) erzeugt, welches einen Zustand anzeigt,
in dem eine Oberseite des Messobjekts von vorne betrachtet wird.
Andererseits ist die Kamera C1, welche das Vergleichsbild erzeugt,
derart angeordnet, dass das Bild des verarbeitenden Zielbereichs
von schräg oben aufgenommen wird.
-
3 zeigt,
wie sich eine Änderung der Höhe der in 2 dargestellten
Markierung M auf dem durch die Kamera C0 erzeugten Referenzbild A0
und dem durch die Kamera C1 erzeugten Vergleichsbild A1 widerspiegelt.
Der Einfachheit halber sind die Markierungen in den Bildern A0 und
A1 ebenso mit dem Buchstaben M bezeichnet.
-
Unter
der Annahme, dass ein zentraler Punkt C0 der Markierung M in dem
Bild zu dem repräsentativen Punkt eingestellt wird, wird,
da das Referenzbild A0 das Bild der Vorderseite der Markierung M
darstellt, eine Koordinate des repräsentativen Punkts P0 konstant
gehalten, auch wenn die tatsächliche Höhe geändert
wird. Andererseits wird in dem durch die Kamera C1 erzeugten Vergleichsbild
A1, wenn die Höhe der tatsächlichen Markierung
M geändert wird, der repräsentative Punkt P1 in
dem Bild entlang einer bestimmten geraden Linie EP bewegt. Die gerade
Linie EP stellt die epipolare Linie des repräsentativen Punkts
dar.
-
In
dem Fall, in dem die Positionen oder Einstellungen der Kameras C0
und C1 wie im Kalibrierungszustand beibehalten werden, kann die
epipolare Linie EP auf der Grundlage der Koordinate des repräsentativen
Punkts P0 auf der Seite des Referenzbilds A0 und der in der Parameterspeichereinheit 107 gespeicherten
Parameter akkurat erhalten werden.
-
Im
Falle einer Änderung der Position oder Einstellung der
Kamera C1 wird, wenn ein Anwender ein Bild aufnimmt, ohne von der Änderung
der Position oder Einstellung der Kamera C1 Notiz zu nehmen, die
tatsächliche epipolare Linie eine gerade Linie, die sich
von der in 3 dargestellten epipolaren Linie EP
unterscheidet, und die korrekte epipolare Linie EP kann nicht durch
die Speicherparameter spezifiziert werden. Aus diesem Grund wird,
wie in 4 gezeigt, der repräsentative Punkt P1
in dem Vergleichsbild A1 von der epipolaren Linie EP verschoben.
-
Im
Fall einer Änderung der Position oder Einstellung der Kamera
C0 erscheint, da die Kamera C1 nicht bewegt wird, die Markierung
M in dem Vergleichsbild A1 auf der geraden Linie EP, wie in dem Beispiel
von 3. Da jedoch die Position des repräsentativen
Punkts P0 auf der Seite des Referenzbilds A0 durch die Bewegung
der Kamera C0 verän dert wird, unterscheidet sich die durch
die veränderte Koordinate spezifizierte epipolare Linie
von dem Beispiel von 3. Somit wird der repräsentative
Punkt P1 in dem Vergleichsbild A1 ebenso von der epipolaren Linie,
welche durch den repräsentativen Punkt P0 des Referenzbilds
A0 oder die gespeicherten Parameter spezifiziert wird, verschoben.
-
Wenn
die Kamera C0 oder C1 bewegt wird, wodurch die Beziehung zwischen
den Kameras variiert wird, erscheint der repräsentative
Punkt P1 auf der Seite des Vergleichsbilds A1 an einer Position
im Abstand von der epipolaren Linie EP, welche durch den repräsentativen
Punkt P0 des Referenzbilds A0 oder die gespeicherten Parameter spezifiziert
wird. Somit wird, wenn der entsprechende Punkt P1 für den
repräsentativen P0 in dem Referenzbild A0 gesucht wird,
in der vorliegenden Ausführungsform davon ausgegangen,
dass der Suchzielbereich einen Bereich im Abstand von der epipolaren
Linie EP durch einen vorbestimmten Abstand basierend auf der theoretischen
epipolaren Linie EP, die aus der Koordinate des repräsentativen
Punkts P0 oder verschiedenen Parametern erhalten wird, abdeckt.
Andererseits berechnet die Bewertungswert-Berechnungseinheit 109 einen
Bewertungswert, welcher die Bewertung der Genauigkeit der dreidimensionalen Messung
angibt. Der Bewertungswert wird derart eingestellt, dass der Wert
ansteigt, wenn sich die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung
verschlechtert.
-
Die
Ausgabeeinheit 111 liefert den Bewertungswert zusammen
mit dem Ergebnis der dreidimensionalen Messung, und der Bewertungswert
wird in die Bestimmungseinheit 110 eingespeist.
-
Die
Bestimmungseinheit 110 vergleicht den Bewertungswert mit
einem vorbestimmten zulässigen Wert. Wenn ein Bewertungswert
detektiert wird, der über den zulässigen Wert
hinausgeht, wird die Warnungsausgabeeinheit 112 aktiviert.
Die Warnungsausgabeeinheit 112 erzeugt eine Information, die
anzeigt, dass ein Zulässigkeitsniveau des Ergebnisses der
dreidimensionalen Messung signifikant herabgesetzt ist, und die
Warnungsausgabeeinheit 112 liefert die Meldung an die Displayeinheit 112 (im Folgenden
wird die durch die Warnungsausgabeeinheit 12 durchgeführte
Verarbeitung als "Warnungsausgabe" bezeichnet).
-
Obwohl
nicht deutlich in 1 dargestellt, wird die Rückführbarkeitsinformation,
in der bei Durchführung der Verarbeitung das Ergebnis der dreidimensionalen
Messung und der Bewertungswert jedes Messobjekts mit einem Identifikationscode des
Messobjekts oder Datum und Zeit korreliert wird, erzeugt und im
internen Speicher der Steuerverarbeitungseinheit 10 gespeichert.
Auch wenn der Benutzer die Ausgabe des Bewertungswerts oder die
Warnungsausgabe übersieht und die Messverarbeitung durchführt,
obwohl die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung herabgesetzt
ist, kann somit das Messobjekt, bei dem Fehler im Verarbeitungsergebnis
bestehen, durch Überprüfen der Rückverfolgungsinformation
zu einem späteren Zeitpunkt spezifiziert werden Die Verarbeitung
der dreidimensionalen Messung und die Verarbeitung der Bewertungswertberechnung
werden im Folgenden detailliert mit Bezug auf das Flussdiagramm
von 5 beschrieben.
-
In
dem Beispiel von 5 wird angenommen, dass die
dreidimensionale Messung an mehreren Messzielbereichen jedes Messobjekts
vorgenommen wird. Jedoch wird in einigen Fällen nur ein repräsentativer
Punkt gemessen. Das Gleiche gilt für die Beispiele der 7 und 8.
-
In
ST1 ("Schritt" wird mit ST abgekürzt) werden die Kameras
C0 und C1 gleichzeitig als Antwort auf die Abgabe des Messobjekts
an den Bearbeitungszielbereich gesteuert. Somit erzeugt die Kamera
C0 das Referenzbild A0, welches einen Zustand anzeigt, in dem das
Messobjekt von der Vorderseite betrachtet wird, und die Kamera C1
erzeugt das Vergleichsbild A1, welches einen Zustand anzeigt, in dem
das Messobjekt von schräg oben betrachtet wird. Das Referenzbild
A0 und das Ver gleichsbild A1 werden in dem Bildspeicher 103 gespeichert.
-
In
ST2 werden vorbestimmte repräsentative Punkte aus dem Referenzbild
A0 durch zuvor eingestellte Bildverarbeitung extrahiert. Dann wird
die Aufmerksamkeit nacheinander auf die extrahierten repräsentativen
Punkte gerichtet, wobei Teile der Verarbeitung in ST3 bis ST9 durchgeführt
werden.
-
In
ST3 wird für den fokussierten repräsentativen
Punkt die epipolare Linie auf dem Vergleichsbild A1 auf der Grundlage
der Koordinate auf der Seite des Referenzbilds A0 spezifiziert.
In ST4 wird ein bandförmiger Bereich mit vorbestimmter
Breite derart festgelegt, dass die epipolare Linie die Mittellinie
darstellt, und der bandförmige Bereich wird zu dem entsprechenden
Punktsuchbereich festgelegt.
-
In
ST5 wird die Verarbeitung zur Suche eines Punkts, welcher dem fokussierten
repräsentativen Punkt entspricht, in dem Suchbereich durchgeführt. Insbesondere
wird ein lokaler Bereich mit einer vorbestimmten Größe
in dem Referenzbild A0 festgelegt, wobei der fokussierte repräsentative
Punkt zentriert wird, und das Bild innerhalb des lokalen Bereichs
wird als Musterbild ausgeschnitten. Anschließend wird das
Musterbild sequenziell mit einem Inspektionsbereich auf der Seite
des Vergleichsbilds A1 in Übereinstimmung gebracht, während
der Inspektionsbereich gescannt wird, und der Bereich mit der höchsten Ähnlichkeit
zu dem Musterbild wird spezifiziert. Die Koordinate des Mittelpunkts
des spezifizierten Bereichs wird detektiert, und die Koordinate wird
zu der Koordinate des Punkts, welcher dem fokussierten repräsentativen
Punkt entspricht, eingestellt.
-
Somit
wird der Punkt, welcher dem fokussierten repräsentativen
Punkt entspricht, spezifiziert. In ST6 wird unter Verwendung der
Koordinate des repräsentativen Punkts auf der Seite des
Referenzbilds A0 und der Koordinate des entsprechenden Punkts auf
der Seite des Vergleichsbilds A1 die dreidimensionale Koordinate,
welche diesen Koordi naten entspricht, berechnet.
-
In
ST7 wird ein Verschiebungsgrad d von der in ST3 spezifizierten epipolaren
Linie für den entsprechenden Punkt (der P1 in den 3 und 4 entspricht),
welcher durch Suchverarbeitung in ST5 spezifiziert wurde, berechnet.
Wie in 6 dargestellt, wird der Verschiebungsgrad d als
Abstand von der epipolaren Linie EP zu dem repräsentativen
Punkt P1 erhalten.
-
In
ST8 wird der berechnete Verschiebungsgrad d mit einem vorbestimmten
zulässigen Wert D verglichen. Wenn der Verschiebungsgrad
d über den zulässigen Wert D hinausgeht, geht
der Fluss weiter zu ST9, und es wird eine Warnung ausgegeben. Wenn
der Verschiebungsgrad d nicht größer ist als der
zulässige Wert D, wird ST9 übersprungen. Ungeachtet
des Bestimmungsergebnisses in ST8 wird der Wert des Verschiebungsgrads
d provisorisch jedes Mal in einem Arbeitsspeicher gespeichert.
-
Obwohl
der zulässige Wert D standardmäßig eingestellt
wird, kann der zulässige Wert D entsprechend durch vom
Benutzer durchgeführte Manipulation verändert
werden.
-
Wenn
die Verarbeitungsschritte in ST3 bis ST9 an sämtlichen
in ST2 extrahierten repräsentativen Punkten durchgeführt
wurden, wird eine bestätigende Bestimmung in ST10 durchgeführt,
und der Fluss geht zu ST11. In ST11 wird ein maximaler Wert aus
den für die repräsentativen Punkte berechneten Verschiebungsgraden
d extrahiert, und der maximale Wert des Verschiebungsgrads d wird
zu einem Bewertungswert H eingestellt.
-
In
ST12 werden die dreidimensionale Koordinate jedes in ST6 erhaltenen
repräsentativen Punkts und der Bewertungswert H, der in
ST11 festgelegt wurde, ausgegeben. Wie oben beschrieben, wird die
Ausgabe auf drei Arten durchgeführt: auf dem Display, externe
Ausgabe und Speicherung in dem Speicher.
-
In
den oben beschriebenen Verarbeitungsschritten kann der Benutzer
durch den gelieferten Bewertungswert H feststellen, ob die Genauigkeit
der dreidimensionalen Messung erniedrigt ist oder nicht. Der maximale
Wert des Verschiebungsgrad d an den Punkten, die den repräsentativen
Punkten entsprechen, zu der epipolaren Linie wird als Bewertungswert
H ausgegeben, so dass das Ergebnis, in dem die Genauigkeit der dreidimensionalen
Messung bewertet wird, auf strengste Art ausgegeben werden kann.
Wenn der Verschiebungsgrad d, welcher den zulässigen Wert
D übersteigt, berechnet wird, während die Messverarbeitung
durchgeführt wird, wird die Warnung unmittelbar ausgegeben.
Somit kann, wenn eine der Kameras C0 und C1 derart bewegt wird,
dass die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung beträchtlich
verringert wird, der Benutzer unmittelbar die Verringerung der Genauigkeit
der dreidimensionalen Messung erkennen.
-
Im
dem Beispiel von 5 wird der maximale Wert der
Verschiebungsgrade d, der für die Mehrzahl an repräsentativen
Punkten berechnet wurde, als Bewertungswert H ausgegeben. Jedoch
ist die Ausgabeform nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
Beispielsweise kann eine mittlere oder Fluktuationsbreite (Unterschied
zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert) der Verschiebungsgrade
d an der Mehrzahl der repräsentativen Punkte geliefert
werden. Der Verschiebungsgrad d, der in jedem repräsentativen
Punkt berechnet wurde, kann direkt als Bewertungswert ausgegeben
werden, während er mit der dreidimensionalen Koordinate korreliert
wird. Während die dreidimensionalen Koordinaten aufeinander
folgend für die mehreren repräsentativen Punkte
berechnet werden, kann der Verschiebungsgrad d lediglich für
einen bestimmten repräsentativen Punkt erhalten werden,
und der Verschiebungsgrad d kann als Bewertungswert ausgegeben werden.
-
In
dem Beispiel von 5 kann der Bewertungswert, welcher
die Genauigkeit der dreidimensionalen Koordinate anzeigt, leicht
unter Ausnutzung eines Prinzips, in dem die epipolare Linie basierend auf
den registrierten Parametern ungenau wird, wodurch der entsprechende
Punkt des Vergleichsbilds A1 von der epipolaren Linie getrennt wird,
wenn die Beziehung zwischen den Kameras C0 und C1 variiert, erhalten
werden.
-
Wenn
andererseits die Kameras C0 und C1 gleichermaßen bewegt
werden, während die relative Beziehung zwischen den Kameras
C0 und C1 aufrecht erhalten wird (beispielsweise werden die Kameras
C0 und C1 parallel um die gleiche Distanz bewegt, oder die Kameras
C0 und C1 werden um den gleichen Winkel rotiert), wird die epipolare
Linie augenscheinlich normal (anders ausgedrückt, können die
Koordinate des repräsentativen Punkts des Referenzbilds
A0 und der entsprechende Punkt auf der epipolaren Linie EP basierend
auf den registrierten Parametern gefunden werden). Da an diesem
Punkt das Verhältnis zwischen dem Stereo-Koordinatensystem
und dem Raum-Koordinatensystem fehlerhaft wird, drücken
die Koordinaten der repräsentativen Punkte P0 und P1 in
den Bildern A0 und A1 jedoch nicht die Positionen aus, an denen
sie liegen sollten, und die dreidimensionale Koordinate kann nicht
korrekt berechnet werden.
-
Somit
wird, auch wenn die Positionen oder Einstellungen der beiden Kameras
gleichermaßen verändert werden, die Genauigkeit
der dreidimensionalen Messung verringert. Da jedoch der entsprechende
Punkt auf dem Vergleichsbild auf der epipolaren Linie lokalisiert
ist, kann die Erniedrigung der Messgenauigkeit nicht durch den Bewertungswert
H, der anhand des Verschiebungsgrads d an dem entsprechenden Punkt
erhalten wurde, erkannt werden.
-
Um
das Problem zu lösen, sind in einem in 7 dargestellten
Beispiel drei Kameras mit der Steuer-/Verarbeitungseinheit 10 verbunden,
wobei die Kameras C1 und C2, welche Bilder von schräg oben
aufnehmen, individuell mit der Referenzkamera C0 kombiniert sind,
und die dreidimensionale Koordinate oder der Bewertungswert in jeder
Kombination berechnet werden.
-
In 7 werden
die Kameras C0, C1 und C2 gleichzeitig als Antwort auf das Zuführen
des Messobjekts zu dem Bearbeitungszielbereich (ST21) gesteuert,
und die Verarbeitung der Extraktion des repräsentativen
Punkts wird an dem durch die Kamera C0 erzeugten Referenzbild A0
durchgeführt (ST22).
-
Während
die Aufmerksamkeit nacheinander auf die repräsentativen
Punkte gerichtet wird, werden die Verarbeitung zur Spezifizierung
der epipolaren Linie (ST23a und ST23b), die Verarbeitung zum Festsetzen
des Suchbereichs basierend auf der epipolaren Linie (ST24a und ST24b),
die Verarbeitung zum Suchen des entsprechenden Punkts (ST25a und ST25b),
die Verarbeitung zur Berechnung der dreidimensionalen Koordinate
(ST26a und ST26b) und die Verarbeitung zur Berechnung des Verschiebungsgrads
an dem entsprechenden Punkt zu der epipolaren Linie (ST27a und ST27b)
gleichzeitig für das durch die Kamera C1 erzeugte Vergleichbild
A1 und das durch die Kamera C2 erzeugte Vergleichsbild A2 durchgeführt.
Die Verarbeitungsschritte entsprechen denen in ST3 bis ST7 von 5,
weshalb eine detaillierte Beschreibung nicht erfolgt.
-
Somit
werden die dreidimensionale Koordinate und der Verschiebungsgrad
individuell für die Vergleichsbilder A1 und A2 berechnet
(der Einfachheit halber wird hierin angenommen, dass d1 ein Verschiebungsgrad
ist, der dem Vergleichsbild A1 entspricht, und d2 ein Verschiebungsgrad
ist, der dem Vergleichsbild A2 entspricht). In ST28 werden die Verschiebungsgrade
d1 und d2 miteinander verglichen, und der größere
Verschiebungsgrad wird zu einem Bewertungswert h eingestellt. In
ST29 wird unter den dreidimensionalen Koordinaten, die in jeder Kombination
der Kameras erhalten wurden, die dreidimensionale Koordinate, die
einer Kombination mit dem kleineren Verschiebungs grad entspricht,
als Messergebnis festgelegt. Wenn der Bewertungswert h den zulässigen
Wert D übersteigt, geht der Fluss von ST30 weiter zu ST31,
und es wird eine Warnung ausgegeben.
-
Wenn
die oben beschriebenen Verarbeitungsschritte an allen repräsentativen
Punkten durchgeführt wurden, wird eine bestätigende
Bestimmung in ST32 durchgeführt, der Fluss geht zu ST33, die
in ST29 festgelegte dreidimensionale Koordinate und der in ST28
festgelegte Bewertungswert h werden kombiniert und in jedem repräsentativen
Punkt ausgegeben.
-
Beispielsweise
werden die Referenzkamera C0 und die Kamera C1 bewegt, während
die relative Beziehung aufrechterhalten wird, und ein kleiner Verschiebungsgrad
wird an dem entsprechenden Punkt auf dem Vergleichsbild A1 erzeugt.
Auch in diesem Fall wird das Phänomen, dass der entsprechende Punkt
von der epipolaren Linie verschoben wird, in dem Vergleichsbild
A2, welches von der normal platzierten verbleibenden Kamera C2 erstellt
wurde, erzeugt.
-
In
dieser Ausführungsform sind die Kameras C1 und C2 individuell
mit der Referenzkamera C0 kombiniert, wobei die dreidimensionale
Koordinate und der Verschiebungsgrad an dem entsprechenden Punkt
in jeder Kombination berechnet werden, und der größere
Verschiebungsgrad als Bewertungswert verwendet wird. Somit kann
Benutzer leicht anhand des Bewertungswerts die Erniedrigung der
Genauigkeit der dreidimensionalen Messung erkennen.
-
Der
Grund dafür, dass die dreidimensionale Koordinate mit dem
kleineren Verschiebungsgrad als das Ergebnis der dreidimensionalen
Messung verwendet wird, wird im Folgenden erklärt. Das
Ergebnis, bei dem einer der Verschiebungsgrade d1 und d2 kleiner
wird, während der andere größer wird,
wird in dem Fall erhalten, in dem die Beziehung zwischen den Kameras
in Verbindung mit einer der Kombinationen verändert wird,
während die Beziehung zwischen den Kameras in Verbin dung
mit der anderen Kombination normal bleibt, zusätzlich zu
dem Fall, in dem die Beziehung zwischen sämtlichen Kameras aufgrund
der Bewegung der Referenzkamera C0 fehlerhaft wird. In derartigen
Fällen wird der Verschiebungsgrad, welcher der normalen
Beziehung entspricht, geringer, so dass die Genauigkeit der dreidimensionalen
Messung durch Übernehmen der dreidimensionalen Koordinate
mit dem geringeren Verschiebungsgrad aufrechterhalten werden kann.
-
Wenn
beispielsweise lediglich die Kamera C1 unter den Kameras C0 bis
C2 bewegt wird, wird die Genauigkeit der dreidimensionalen Messung
in Verbindung mit der Kombination der Kameras C0 und C1 erniedrigt,
wobei der Verschiebungsgrad d1 erhöht wird, da die Beziehung
zwischen den Kameras C0 und C1 verändert wird. Andererseits
sind die Kameras C0 und C2 korrekt angeordnet, das Ergebnis der
dreidimensionalen Messung in Verbindung mit der Kombination der
Kameras C0 und C2 ist korrekt, und der Verschiebungsgrad d2 ist
ebenso vermindert. In derartigen Fällen wird gemäß den
Verarbeitungsschritten von 7 der Verschiebungsgrad
d1 in Verbindung mit der Kombination der Kameras C0 und C1, deren
Beziehung fehlerhaft wird, als Bewertungswert h ausgegeben, und
die korrekte dreidimensionale Koordinate in Verbindung mit der Kombination
der Kameras C0 und C2 wird ebenso ausgegeben und als Ergebnis der
dreidimensionalen Messung festgelegt. Somit kommt es, auch wenn
das gelieferte Ergebnis der dreidimensionalen Messung verwendet
wird, zu keinem Fehler.
-
In
dem Fall jedoch, in dem einer der Verschiebungsgrade d1 und d2 nahe
Null ist, während der andere einen hohen Wert aufweist,
kann eine Bestimmung, ob die Kameras in Verbindung mit der Kombination,
welche den kleineren Verschiebungsgrad aufweist, korrekt angeordnet
sind oder nicht, nicht nur auf der Grundlage dieses Phänomens
vorgenommen werden. In dieser Ausführungsform wird der
größere Wert der Verschiebungsgrade d1 und d2 stets
als Bewertungswert h verwendet, und die Warnung wird ausgegeben,
wenn der Bewertungswert h den zulässigen Wert D übersteigt.
Somit kann, auch wenn die Kameraanordnung mit dem kleineren Verschiebungsgrad
fehlerhaft wird, verhindert werden, dass die Abweichung übersehen
wird.
-
8 zeigt
ein weiteres Beispiel für einen Fall, in dem die dreidimensionale
Messung unter Verwendung der Kameras C0, C1 und C2 durchgeführt wird.
In dem Beispiel von 8 werden ähnlich wie in
dem Beispiel von 7 die Kameras C1 und C2 individuell
mit der Referenzkamera C0 kombiniert, und die Verarbeitung der Berechnung
der dreidimensionalen Koordinate wird in jeder Kombination durchgeführt.
Jedoch unterscheidet sich das Verfahren zur Bewertung der Genauigkeit
der dreidimensionalen Messung von der Bewertung aus dem Beispiel
von 7.
-
Gemäß 8 werden
Kameras C0, C1 und C2 gleichzeitig in ST41 gesteuert, und der repräsentative
Punkt wird auf dem durch die Kamera C0 in ST42 erzeugten Referenzbild
A0 extrahiert. Die beiden Verarbeitungsschritte in St41 und ST42
sind identisch zu denen in ST21 und 22 von 7.
-
Anschließend
werden, während die Aufmerksamkeit nacheinander auf die
repräsentativen Punkte gerichtet wird, die Verarbeitung
zur Spezifizierung der epipolaren Linie (ST42a und ST43b), die Verarbeitung
zum Einstellen des Suchbereichs (ST44a und ST44b), die Verarbeitung
zum Suchen des entsprechenden Punkts (ST45a und ST45b) und die Verarbeitung
zur Berechnung der dreidimensionalen Koordinate (ST46a und ST46b)
in jedem Vergleichsbild durchgeführt. Da diese Verarbeitungsschritte
ebenso denen des Beispiels von 7 entsprechen,
wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
-
Nach
Beendigung der Verarbeitung zur Berechnung der dreidimensionalen
Koordinate geht der Fluss zu ST47, wo eine Distanz L zwischen der
dreidimensionalen Koordinate, die von der Einstellung der Bilder
A0 und A1 erhalten wurde, und der dreidimensionalen Koordinate,
die von der Einstellung der Bilder A0 und A2 erhalten wurde, berechnet
wird. In ST48 wird die Distanz L mit einem vorbestimmten zulässigen
Wert LX verglichen.
-
Wenn
die Distanz L größer ist als der vorbestimmte
zulässige Wert LX, geht der Fluss weiter zu ST51, wo eine
Warnungsausgabe erfolgt, und die nachfolgende Messung wird gestrichen.
-
Wenn
die Distanz L für jeden repräsentativen Punkt
nicht größer ist als der vorbestimmte zulässige Wert
LX, wird die bestätigende Bestimmung schließlich
in ST49 vorgenommen, der Fluss geht zu ST50, und der maximale Wert
der Distanzen L wird zu einem Bewertungswert H1 eingestellt. In
ST51 werden die dreidimensionale Koordinate jedes repräsentativen
Punkts und der Bewertungswert H1 ausgegeben, und die Verarbeitung
wird beendet.
-
Wenn
die Kameras C0, C1 und C2 normal angeordnet sind, werden die dreidimensionalen
Koordinaten, die aus den Kombinationen der Kameras erhalten werden,
fehlerlos miteinander in Übereinstimmung gebracht. In dem
Beispiel von 8 wird die Aufmerksamkeit auf
diesen Punkt gerichtet, und die Verarbeitung wird gestrichen, wenn
in der dreidimensionalen Koordinate, die in jeder Kombination der
Kameras erhalten wird, eine Differenz erzeugt wird, die über
den zulässigen Wert LX hinausgeht, so dass die Verwendung
des Messergebnisses mit geringer Genauigkeit verhindert werden kann.
-
In
den Beispielen wird die dreidimensionale Koordinate jedes repräsentativen
Punkts direkt als Ergebnis der dreidimensionalen Messung ausgegeben.
Jedoch ist die Ausgabeform nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispielsweise kann, wenn der Kanten-bildende Punkt des Messobjekts
als repräsentativer Punkt extrahiert wird, eine Massenmittelpunkts-Position
des Objekts unter Verwendung der dreidimensionalen Koordinate jedes
repräsentativen Punkts erhalten werden, und die Mas senmittelpunkts-Position
kann als Ergebnis der dreidimensionalen Messung angegeben werden.
In dem Fall, in dem die Vorrichtung zum Zweck einer Überprüfung verwendet
wird, werden die dreidimensionale Koordinate oder das Berechnungsergebnis,
in dem die dreidimensionale Koordinate verwendet wird, mit einem vorbestimmten
Wert in Übereinstimmung gebracht, und es kann eine Information
bezüglich des Übereinstimmungsergebnisses ausgegeben
werden.
-
In
den Beispielen werden die Teile der numerischen Information H, h
und H1 als Bewertungsinformation ausgegeben, welche die Genauigkeit
der dreidimensionalen Messung angibt. Alternativ kann die Messgenauigkeit
auf mehreren Niveaus ausgedrückt werden. In derartigen
Fällen kann das Niveau, welches die Messgenauigkeit angibt,
auf der Grundlage des letztendlich festgelegten Bewertungswerts oder
des in jeder Messung berechneten Bewertungswerts erhalten werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-234423 [0003, 0015, 0015, 0016, 0016]