JP-2026076948-A - レーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム

Abstract

【課題】レーザー計測と写真計測を、計測途中で人手を介することなく自動的に行え、実寸かつ欠損がない点群を効率的に取得することができるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムを提供すること。 【解決手段】ガラステーブル２に対する第１のカメラ４－１の撮影方向を第１撮影角度θ１、ガラステーブル２に対する第２のカメラ４－２の撮影方向を第２撮影角度θ２とすると、第１撮影角度θ１を第２撮影角度θ２よりも大きくし、第１のカメラ４－１を第２のカメラ４－２よりもガラステーブル２に対して離れた位置に配置し、制御装置６では、対象物載置範囲１０によって、アーム５の撮影アーム軌跡と、アーム５の計測アーム軌跡とを決定し、撮影アーム軌跡によってアーム５を動作させてカメラ４による撮影を最初に行い、撮影終了後に、計測アーム軌跡によってアーム５を動作させてレーザー装置３による計測を行う。 【選択図】 図１

Inventors

• 今野 晃市
• 村上 隼人
• 游 梦博
• 古舘 守通
• 藤原 歩
• 盧 忻
• 横山 真
• 千葉 史

Assignees

• 国立大学法人岩手大学
• 株式会社ラング

Dates

Publication Date

20260512

Application Date

20250703

Priority Date

20241024

Claims (5)

1. 計測対象物を載置するガラステーブルと、 前記計測対象物からレーザー計測点群を取得するレーザー装置と、 写真計測点群を得るための前記計測対象物を撮影する複数のカメラと、 前記レーザー装置と前記カメラを取り付けるアームと、 前記レーザー装置、前記カメラ、及び前記アームの動作を制御する制御装置と を備え、 前記アームによって、前記レーザー装置及び前記カメラを前記ガラステーブルの表面側に配置し、 前記ガラステーブルに対する第１の前記カメラの撮影方向を第１撮影角度とし、前記ガラステーブルに対する第２の前記カメラの撮影方向を第２撮影角度とすると、前記第１撮影角度を前記第２撮影角度よりも大きくし、 第１の前記カメラを第２の前記カメラよりも前記ガラステーブルに対して離れた位置に配置し、 前記制御装置では、 載置される前記計測対象物の対象物載置範囲によって、前記カメラによる撮影を行う前記アームの撮影アーム軌跡と、前記レーザー装置による計測を行う前記アームの計測アーム軌跡とを決定し、 前記撮影アーム軌跡によって前記アームを動作させて前記カメラによる前記撮影を最初に行い、 前記カメラによる前記撮影が終了した後に、前記計測アーム軌跡によって前記アームを動作させて前記レーザー装置による前記計測を行う ことを特徴とするレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム。
2. 前記アームが前記計測アーム軌跡による前記動作中に、前記計測対象物を撮影した写真データを用いて前記写真計測点群を作成する ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム。
3. 前記アームに取り付けた状態でのそれぞれの前記カメラに対して、 特定座標を対象として有効撮影範囲をあらかじめ設定し、 前記有効撮影範囲に前記対象物載置範囲が入る前記アームの移動範囲を算出し、 算出した前記アームの前記移動範囲において、前記カメラによる撮影を行い、 算出した前記アームの前記移動範囲外では、前記カメラによる撮影を行わない ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム。
4. 前記有効撮影範囲を、前記カメラによって撮影できる撮影範囲から周辺部を除いた中央部に設定する ことを特徴とする請求項３に記載のレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム。
5. 前記ガラステーブルには、複数の前記計測対象物を載置し、 複数の前記計測対象物を含む範囲を、前記対象物載置範囲とし、 前記写真計測点群を作成した後に、前記写真計測点群の高さデータを用いて、前記ガラステーブルにおける前記計測対象物が存在しない空間をノイズとして除去する ことを特徴とする請求項２に記載のレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システム。

Description

本発明は、レーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムに関する。 ３次元計測装置で対象物を計測した点群は、対象物の表面形状の記録だけでなく、形状類似度評価や形状モデリングなど様々な用途で使用されている。 特許文献１は、多数の対象物を自動で一括測定可能な多方向大量同時計測システムを提案している。可動部分であるアームには、４台のレーザー距離センサが取り付けられており、対象物の周囲３６０°をカバーしている。そして、ガラステーブル上に多数の対象物を並べることで、対象物の裏表を一括で測定する。 対象物の表面点群を取得する方法には、レーザー計測と写真計測がある。レーザー計測は実寸で計測できるが、レーザーが物体の表面に到達しない場合、点群が欠損する。また、対象物の黒色の箇所は、レーザーを吸収してしまうため欠損が発生しやすい。加えて、レーザーで対象物を計測しても対象物の色情報が点群に反映されない。一方、写真計測は対象物を実寸では計測できないが、形状表面に欠損は生じにくい。そして、写真に基づいて点群を作成するので、色情報も取得できる。しかし、対象物の白色の箇所は写真の白飛びが起こる可能性があるため、欠損が発生しやすい。 特許第５３１６９９２号公報 本発明の一実施例におけるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムの構成図アームに取り付けた状態でのそれぞれのカメラに対して、特定座標を対象として有効撮影範囲をあらかじめ設定する方法を示す図有効撮影範囲の四隅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとマーカーとが重なるときのアームの位置座標を示すグラフ第２のカメラでの撮影ポイントの説明図本発明の一実施例におけるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムのフロー図ガラステーブルの表面側及び裏面側にカメラを配置した計測システムを示す写真写真計測用マーカーによるノイズ除去を説明する図Ｓ２５における点群合成手順の概要図本発明の検証を示す説明図本発明の検証を示す説明図 本発明の第１の実施の形態によるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムは、アームによって、レーザー装置及びカメラをガラステーブルの表面側に配置し、ガラステーブルに対する第１のカメラの撮影方向を第１撮影角度とし、ガラステーブルに対する第２のカメラの撮影方向を第２撮影角度とすると、第１撮影角度を第２撮影角度よりも大きくし、第１のカメラを第２のカメラよりもガラステーブルに対して離れた位置に配置し、制御装置では、載置される計測対象物の対象物載置範囲によって、カメラによる撮影を行うアームの撮影アーム軌跡と、レーザー装置による計測を行うアームの計測アーム軌跡とを決定し、撮影アーム軌跡によってアームを動作させてカメラによる撮影を最初に行い、カメラによる撮影が終了した後に、計測アーム軌跡によってアームを動作させてレーザー装置による計測を行うものである。 本実施の形態によれば、レーザー装置及びカメラをガラステーブルの表面側に配置することで、ガラステーブルに載置した計測対象物から、写真計測点群を得るための写真と、レーザー計測点群とを得ることができる。 また、本実施の形態によれば、第１のカメラの第１撮影角度を第２のカメラの第２撮影角度よりも大きくし、第１のカメラを第２のカメラよりもガラステーブルに対して離れた位置に配置することで、計測対象物の上面を撮影した画像と側面を撮影した画像の両方から形状表面全体をカバーした画像を取得することで、画像から生成する点群の欠損が少なくなるように撮影を行える。 また、本実施の形態によれば、カメラによる撮影が終了した後に、計測アーム軌跡によってレーザー装置による計測を行うことで、レーザー装置による計測中に、写真データを用いた写真計測点群を作成することができ、計測点群作成までのトータル時間を短縮することができる。 本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムにおいて、アームが計測アーム軌跡による動作中に、計測対象物を撮影した写真データを用いて写真計測点群を作成するものである。 レーザー装置による計測、及び写真計測点群の作成には時間を要するが、本実施の形態によれば、レーザー装置による計測中に、写真データを用いた写真計測点群を作成することで、計測点群作成までのトータル時間を短縮することができる。 本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態によるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムにおいて、アームに取り付けた状態でのそれぞれのカメラに対して、特定座標を対象として有効撮影範囲をあらかじめ設定し、有効撮影範囲に対象物載置範囲が入るアームの移動範囲を算出し、算出したアームの移動範囲において、カメラによる撮影を行い、算出したアームの移動範囲外では、カメラによる撮影を行わないものである。 本実施の形態によれば、計測対象物の写りが十分でない写真による点群作成時の品質低下を防止し、信頼性の高い写真計測点群を作成することができる。 本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態によるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムにおいて、有効撮影範囲を、カメラによって撮影できる撮影範囲から周辺部を除いた中央部に設定するものである。 本実施の形態によれば、有効撮影範囲を中央部に設定することで、周辺部におけるひずみやピントぼけの可能性のある画像を除去でき、信頼性の高い写真計測点群を作成することができる。 本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態によるレーザー計測点群及び写真計測点群を用いる計測システムにおいて、ガラステーブルには、複数の計測対象物を載置し、複数の計測対象物を含む範囲を、対象物載置範囲とし、写真計測点群を作成した後に、写真計測点群の高さデータを用いて、ガラステーブルにおける計測対象物が存在しない空間をノイズとして除去するものである。 本実施の形態によれば、それぞれの計測対象物における写真計測点群の作成を容易にすることができる。 本発明によれば、レーザー計測と写真計測を、計測途中で人手を介することなく自動的に行え、実寸かつ欠損がない点群を効率的に取得することができる。