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METHOD FOR MEASURING VOLUME AND PROGRAM FOR MEASURING VOLUME

Patent code P07A013051
Posted date Jan 25, 2008
Application number P2002-046610
Publication number P2003-247805A
Patent number P3803750
Date of filing Feb 22, 2002
Date of publication of application Sep 5, 2003
Date of registration May 19, 2006
Inventor
  • (In Japanese)内田 康之
  • (In Japanese)大崎 馨
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
Title METHOD FOR MEASURING VOLUME AND PROGRAM FOR MEASURING VOLUME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an improvement in a working efficiency of an excavating work in a civil engineering work or the like by measuring a space volume and an acceleration and a low cost of a volume measuring process.
SOLUTION: Since a stereo-vision, a laser range finder or the like radially measures a distance from an origin to an object in a three-dimensional space in an array based on a predetermined rule in response to a device, it is easy to define an spreading angle with respect to each measuring point. A method for easily calculating a volume up to the surface of an article by an integration by defining an area occupied by adjacent pints without gap without superposing in the space, and calculating as a part of a sphere based on a radius and spreading angle in response to the distance.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来は、図10(a)に示すように、計測値から得られた座標(x,y,z)をxy平面に投影して隣接する座標との間で領域を区切って底面とし、これが高さzを持つ角柱であるとして全ての座標について体積を積算する手法や、同図(b)に示すように、隣接する座標を相互に結んで対象物の表面を覆うように三角形を構成し、それらを投影した角柱を作り体積を積算する手法などがある。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、センサ視点から放射状に投射して投射対象までの距離を計測する3次元計測センサを用いて体積を計測する体積計測方法、及び、センサ視点から投射対象に対し放射状に投射する3次元計測センサから得られる投射画像に基づいて計測される前記投射対象の3次元データを用いて、コンピュータに体積を計測させる体積計測プログラムに関するものである。
特に、建設機械や産業用ロボットの様な作業用アームがある場合には作業計画のプランニングや作業遂行量等の計測に、また、無人の移動車両に搭載した場合には、障害物までの空間の体積と自分の体積を比較することで自律航行するための指令値の導出に有用である。なお、本明細書において、体積とは、計測対象等の物体の体積の他に、投射領域等の空間の体積(容積)を含むものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 センサ視点から投射対象に対し放射状に投射して得られる投射画像から前記投射対象の3次元データを計測する3次元計測センサを用いて体積を計測する体積計測方法であって、
前記3次元計測センサから得られた前記3次元データに基づいて、前記センサ視点から前記投射画像内の注目画素を投影した前記投影対象上の微小投影面までの投射距離及び前記微小投影面の微小投影面積を導出するデータ導出ステップと、
前記センサ視点を頂点とし前記投射距離を高さとし前記微小投影面を底面とする微小錐体の要素体積を計測する要素体積計測ステップと、
前記要素体積を総ての微小投影面にまで積分して、前記センサ視点から前記投射対象までの投射領域の総体積を計測する総体積計測ステップと、
を具備することを特徴とする体積計測方法。
【請求項2】
 前記投射領域内に計測対象を設けずに計測した前記投射領域の総体積と、前記投射領域内に前記計測対象を設けて同一センサ視点から同一方向に投射して計測した投射領域の総体積と、を比較して、前記計測対象の体積を計測する比較計測ステップを具備することを特徴とする請求項1記載の体積計測方法。
【請求項3】
 過去に計測した前記投射領域の総体積と、同一センサ視点から同一方向に投射して計測した現在の投射領域の総体積と、を比較して、その体積変化量を計測する比較計測ステップを具備することを特徴とする請求項1記載の体積計測方法。
【請求項4】
 センサ視点から投射対象に対し放射状に投射する3次元計測センサから得られる投射画像に基づいて計測される前記投射対象の3次元データを用いて、コンピュータに体積を計測させる体積計測プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記3次元計測センサから得られた前記3次元データに基づいて、前記センサ視点から前記投射画像内の注目画素を投影した前記投影対象上の微小投影面までの投射距離及び前記微小投影面の微小投影面積を導出するデータ導出手段、
前記センサ視点を頂点とし前記投射距離を高さとし前記微小投影面を底面とする微小錐体の要素体積を計測する要素体積計測手段、
前記要素体積を総ての微小投影面にまで積分して、前記センサ視点から前記投射対象までの投射領域の総体積を計測する総体積計測手段、
として機能させることを特徴とする体積計測プログラム。
【請求項5】
 前記コンピュータを、更に、
前記投射領域内に計測対象を設けずに計測した前記投射領域の総体積と、前記投射領域内に前記計測対象を設けて同一センサ視点から同一方向に投射して計測した投射領域の総体積と、を比較して、前記計測対象の体積を計測する比較計測手段として機能させることを特徴とする請求項4記載の体積計測プログラム。
【請求項6】
 前記コンピュータを、更に、
過去に計測した前記投射領域の総体積と、同一センサ視点から同一方向に投射して計測した現在の投射領域の総体積と、を比較して、その体積変化量を計測する比較計測手段として機能させることを特徴とする請求項4記載の体積計測プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002046610thum.jpg
State of application right Registered
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