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デジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法

国内特許コード P03A003537
整理番号 WASEDA-204
掲載日 2004年3月25日
出願番号 特願平11-311232
公開番号 特開2001-133225
登録番号 特許第3668653号
出願日 平成11年11月1日(1999.11.1)
公開日 平成13年5月18日(2001.5.18)
登録日 平成17年4月15日(2005.4.15)
発明者
  • 畑 浩二
  • 大内 一
  • 橋本 周司
出願人
  • (株)大林組
  • 早稲田大学
発明の名称 デジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法
発明の概要 高精度の形状,寸法計測を可能にすること。被計測対象物Wを計測する際には、CCDカメラなどのデジタルカメラで撮像し、得られた撮像画面から計測点1~6を抽出する。計測点1~6が抽出されると、撮像画面の画素(ピクセル)pijの大きさから、各計測点1~6の座標値(x1~x6,y1~y6)を演算する。再生撮像画面には、レンズ系に収差が含まれているので、各計測点1~6の座標値(x1~x6,y1~y6)に歪曲収差補正を施す。この歪曲補正は、予め設定される多次元の多項補正式で近似することにより実施される。
従来技術、競合技術の概要 CCDなどのデジタルカメラを用いる画像計測は、工業製品の検査,加工管理などに用いられていて、主として、それほど高度の計測精度を要求されない分野に利用されている。ところで、この種の画像計測は、非接触での計測が可能なので、例えば、橋梁などの構造物の経時的な変位計測など、手の届かない部位や、危険な部位での高精度な計測に用することが期待されている。しかしながら、従来のデジタルカメラを用いる画像計測を高度の計測精度が要求される分野に適用するには、以下に説明する技術的な課題があった。
産業上の利用分野 デジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法に関し、特に、この種の計測方法における計測精度を向上させる方法
特許請求の範囲 【請求項1】 被計測対象物をデジタルカメラで撮像し、撮像によって得られた撮像画面データと、前記デジタルカメラの画素の大きさとに基づいて、前記被計測対象物の寸法,形状を計測する方法において、 前記撮像データから計測点を抽出し、 抽出した前記計測点の座標値に、前記デジタルカメラの光軸中心と画素中心との間のズレを、前記デジタルカメラのレンズの歪曲収差とともに補正し、 前記歪曲収差の補正は、間隔値が既知の複数のターゲットマークが表示されたキャリブレーション板を前記デジタルカメラにより撮像し、 撮像された画面上の前記ターゲットマーク間の計測値と前記既知間隔値とに基づいて、予め、5次元多項補正近似式のパラメータを決定し、この5次元多項補正近似式から前記補正座標値を求めるものであり、 得られた前記計測点の補正値に基づいて、前記計測対象物の形状,寸法を計測することを特徴とするデジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法。
【請求項2】 前記計測点は、前記被計測対象物の角部などの偏極点であって、各計測点間の長さを計測することにより、前記計測対象物の形状を計測することを特徴とする請求項1記載のデジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法。
【請求項3】 前記計測対象物に間隔値が既知で、撮像可能な計測基準点を設定し、前記デジタルカメラで前記計測基準点を撮像し、撮像画面上の前記計測基準点間の間隔計測値を求め、前記間隔値と前記間隔計測値との関係に基づいて、撮像の収縮率を演算し、得られた収縮率に基づいて、前記計測点間の長さを実物相当長に変換することを特徴とする請求項2記載のデジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法。
【請求項4】 前記計測点は、前記計測対象物に設置した撮像可能な複数から構成され、不動位置に基準点を設定し、この基準点から各計測点との間の距離を時間を異ならせて計測して、前記計測対象物の経時的な変形量を計測することを特徴とする請求項1記載のデジタルカメラを用いる寸法,形状の計測方法。
産業区分
  • 測定
  • テレビ
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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