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METHOD OF MEASURING DIMENSION AND SHAPE USING DIGITAL CAMERA

Patent code P03A003537
File No. WASEDA-204
Posted date Mar 25, 2004
Application number P1999-311232
Publication number P2001-133225A
Patent number P3668653
Date of filing Nov 1, 1999
Date of publication of application May 18, 2001
Date of registration Apr 15, 2005
Inventor
  • (In Japanese)畑 浩二
  • (In Japanese)大内 一
  • (In Japanese)橋本 周司
Applicant
  • (In Japanese)株式会社大林組
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title METHOD OF MEASURING DIMENSION AND SHAPE USING DIGITAL CAMERA
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately measure a shape and a dimension.
SOLUTION: At the time of measuring an object W to be measured, an image is picked up by a digital camera such as a CCD camera and measurement points 1-6 are extracted from an obtained picked-up image. When the measurement points 1-6 are extracted from the size of the pixel pij of the picked-up image, the coordinate values (x1~x6,y1~y6) of the respective measurement points 1-6 are computed. Since an aberration is included in a lens system on a reproducing picked-up image, distortion aberration correction is executed to the coordinate values (x1~x6,y1~y6) of the respective measurement points 1-6. The distortion correction is executed by performing approximation by a preset multi-dimensional polynomial correction formula.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、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に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP1999311232thum.jpg
State of application right Registered
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