(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の柄模様によらず、測定精度を向上させる３次元測定装置を提供する。【解決手段】３次元測定装置１は、各視野の少なくとも一部が互いに重複し、各光学中心を結ぶ線が互いに交差する第１乃至第３の撮像部１１ａ〜１１ｃと、各画像に対応する第１乃至第３の画像データを取得する画像取得部と、第１及び第２の画像データから得られる第１の視差情報、第１及び第３の画像データから得られる第２の視差情報、並びに第２及び第３の画像データから得られる第３の視差情報を算出する視差算出部であって、第１乃至第３の視差情報のそれぞれは、画像における複数の所定領域のそれぞれに対応付けられた視差値に関する情報を有する、視差算出部と、第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて視差値に関する情報が有効か無効かを判定する視差判定部と、判定された判定結果に基づいて推定視差情報を生成する視差推定部と、を備える。【選択図】図１
2020139800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各視野の少なくとも一部が互いに重複し、各光学中心を結ぶ線が互いに交差するように配置された第１乃至第３の撮像部と、
前記第１乃至第３の撮像部により撮像された各画像に対応する第１乃至第３の画像データをそれぞれ取得する画像取得部と、
前記第１の画像データ及び前記第２の画像データから得られる第１の視差情報、前記第１の画像データ及び前記第３の画像データから得られる第２の視差情報、並びに前記第２の画像データ及び前記第３の画像データから得られる第３の視差情報を算出する視差算出部であって、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれは、対応する撮像部により撮像された画像における複数の所定領域のそれぞれに対応付けられた視差値に関する情報を有する、視差算出部と、
前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて前記視差値に関する情報が有効であるか無効であるかを判定する視差判定部と、
前記視差判定部により判定された判定結果に基づいて推定視差情報を生成する視差推定部と、を備える、
３次元測定装置。
【請求項２】
前記視差判定部は、前記第１乃至第３の撮像部の少なくとも１つと対象物との間の距離に基づいて有効又は無効を判定する、
請求項１に記載の３次元測定装置。
【請求項３】
前記視差推定部は、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて有効又は無効の比率を算出し、当該比率に基づいて前記第１乃至第３の視差情報の少なくとも１つを選択することにより前記推定視差情報を生成する、
請求項１又は２に記載の３次元測定装置。
【請求項４】
前記視差推定部は、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて有効又は無効の比率を算出し、前記比率が所定の閾値の範囲内を示す視差情報を選択することにより前記推定視差情報を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の３次元測定装置。
【請求項５】
前記視差推定部は、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて設定された重み係数に基づいて前記推定視差情報を生成する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の３次元測定装置。
【請求項６】
前記視差推定部は、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて、有効であると判定された前記所定領域に対応する視差情報を抽出し、前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれの抽出された視差情報を合成して前記推定視差情報を生成する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元測定装置。
【請求項７】
前記第１乃至第３の視差情報のそれぞれは、前記視差値に関する情報が表示された第１乃至第３の視差画像を含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の３次元測定装置。
【請求項８】
前記視差推定部により生成された推定視差情報に基づいて、前記第１乃至第３の撮像部の少なくとも１つと対象物との間の距離を算出する距離算出部をさらに含む、
請求項１から７のいずれか一項に記載の３次元測定装置。
【請求項９】
各視野の少なくとも一部が互いに重複し、各光学中心を結ぶ線が互いに交差するように配置されたＮ個（Ｎは３以上の整数）の撮像部と、
前記Ｎ個の撮像部により撮像された各画像に対応するＮ個の画像データをそれぞれ取得する画像取得部と、
前記Ｎ個の画像データのうち任意の２個の画像データから得られるＮ（Ｎ−１）／２個の視差情報のうち少なくとも３個の視差情報を算出する視差算出部であって、前記少なくとも３個の視差情報のそれぞれは、対応する撮像部により撮像された画像における複数の所定領域のそれぞれに対応付けられた視差値に関する情報を有する、視差算出部と、
前記少なくとも３個の視差情報のそれぞれについて前記視差値に関する情報が有効であるか無効であるかを判定する視差判定部と、
前記視差判定部により判定された判定結果に基づいて推定視差情報を生成する視差推定部と、を備える、
３次元測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラを用いて対象物の３次元情報を取得する技術として、ステレオビジョンが知られている。ステレオビジョンでは、視野が重複するように配置された２つのカメラを用いて、当該２つのカメラにより撮像される画像の見え方の違いに基づいて、三角測量の原理により対象物の３次元情報を得ることができる。
【０００３】
各カメラにより撮像された２つの画像に三角測量の原理を適用するためには、当該２つの画像にマッチング処理を施し、対応点を検出することが必要となる。このようなマッチング処理の手法として、例えば特許文献１には、一方の画像の所定の矩形領域の画素値と他方の画像の所定の矩形領域の画素値を比較し、これらの画素値の差分が最も小さい位置を対応点とするブロックマッチング法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステレオビジョンが対象とする対象物が、例えばチェック柄やボーダー柄のように所定の方向に沿って同様の柄が繰り返し現れる模様を有する場合、上述のブロックマッチング法によると、２つの画像の画素値の差分が小さくなる位置が繰り返し検出され得る。従って、適切な対応点を検出することができず、３次元情報の取得の精度が低下し得る。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、対象物の柄模様によらず、測定精度を向上させることができる３次元測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る３次元測定装置は、各視野の少なくとも一部が互いに重複し、各光学中心を結ぶ線が互いに交差するように配置された第１乃至第３の撮像部と、第１乃至第３の撮像部により撮像された各画像に対応する第１乃至第３の画像データをそれぞれ取得する画像取得部と、第１の画像データ及び第２の画像データから得られる第１の視差情報、第１の画像データ及び第３の画像データから得られる第２の視差情報、並びに第２の画像データ及び第３の画像データから得られる第３の視差情報を算出する視差算出部であって、第１乃至第３の視差情報のそれぞれは、対応する撮像部により撮像された画像における複数の所定領域のそれぞれに対応付けられた視差値に関する情報を有する、視差算出部と、第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて視差値に関する情報が有効であるか無効であるかを判定する視差判定部と、視差判定部により判定された判定結果に基づいて推定視差情報を生成する視差推定部と、を備える。
【０００８】
本発明の一態様に係る３次元測定装置は、各視野の少なくとも一部が互いに重複し、各光学中心を結ぶ線が互いに交差するように配置されたＮ個（Ｎは３以上の整数）の撮像部と、Ｎ個の撮像部により撮像された各画像に対応するＮ個の画像データをそれぞれ取得する画像取得部と、Ｎ個の画像データのうち任意の２個の画像データから得られるＮ（Ｎ−１）／２個の視差情報のうち少なくとも３個の視差情報を算出する視差算出部であって、少なくとも３個の視差情報のそれぞれは、対応する撮像部により撮像された画像における複数の所定領域のそれぞれに対応付けられた視差値に関する情報を有する、視差算出部と、少なくとも３個の視差情報のそれぞれについて視差値に関する情報が有効であるか無効であるかを判定する視差判定部と、視差判定部により判定された判定結果に基づいて推定視差情報を生成する視差推定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対象物の柄模様によらず、測定精度を向上させることができる３次元測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元測定装置の概要を示す斜視図である。
【図２】撮像部１１ａ〜１１ｃの配置の一例を示す図である。
【図３】三角測量の原理に基づく距離の測定方法を説明するための図である。
【図４Ａ】視差を求めるための一手法であるブロックマッチング法を説明するための図である。
【図４Ｂ】視差を求めるための一手法であるブロックマッチング法を説明するための図である。
【図５Ａ】対象物Ｔを撮像した画像におけるウィンドウの走査方向を示す図である。
【図５Ｂ】対象物Ｔを撮像した画像におけるウィンドウの走査方向を示す図である。
【図５Ｃ】対象物Ｔを撮像した画像におけるウィンドウの走査方向を示す図である。
【図６Ａ】図５Ａに示されるウィンドウの走査方向における差分Ｖｓの変動のイメージを示すグラフである。
【図６Ｂ】図５Ｂに示されるウィンドウの走査方向における差分Ｖｓの変動のイメージを示すグラフである。
【図６Ｃ】図５Ｃに示されるウィンドウの走査方向における差分Ｖｓの変動のイメージを示すグラフである。
【図７】制御装置２０の機能ブロック図である。
【図８Ａ】視差判定部１２０により視差の判定結果が表示された視差画像のイメージを示す図である。
【図８Ｂ】視差判定部１２０により視差の判定結果が表示された視差画像のイメージを示す図である。
【図８Ｃ】視差判定部１２０により視差の判定結果が表示された視差画像のイメージを示す図である。
【図９Ａ】視差推定部１３０が推定視差情報を生成する際の視差画像のイメージを示す図である。
【図９Ｂ】視差推定部１３０が推定視差情報を生成する際の視差画像のイメージを示す図である。
【図９Ｃ】視差推定部１３０が推定視差情報を生成する際の視差画像のイメージを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る３次元測定装置による距離測定の処理を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】ある撮像部により撮像された画像の一部を示す図である。
【図１１Ｂ】ある走査方向に沿って視差値を算出した場合における視差画像を示す図である。
【図１２Ａ】ある撮像部により撮像された画像の一部を示す図である。
【図１２Ｂ】ある走査方向に沿って視差値を算出した場合における視差画像を示す図である。
【図１３】３次元測定装置１が対象物の３次元形状に応じて重み係数を変更する態様を説明するための図である。
【図１４】３次元測定装置１が対象物の測定したい方向に応じて重み係数を変更する態様を説明するための図である。
【図１５Ａ】撮像部１１ａ〜１１ｃの他の配置例を示す図である。
【図１５Ｂ】撮像部１１ａ〜１１ｃの他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態］
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。さらに、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではなく、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る３次元測定装置の概要を示す斜視図である。図１に示される３次元測定装置１は、実空間における対象物を撮像することにより、対象物までの距離を測定し、これにより対象物の３次元情報を取得する装置である。３次元情報には、例えば、実空間における対象物の３次元位置や、対象物の３次元形状等が含まれる。３次元測定装置１が測定する対象物Ｔは特に限定されないが、図１ではＴシャツ等の衣類を対象物とした場合が例として示されている。
【００１３】
図１に示されるように、３次元測定装置１は、例えば、実空間における対象物Ｔを撮像する撮像装置１０と、撮像装置１０による撮像を制御する制御装置２０とを備える。
【００１４】
撮像装置１０は、対象物Ｔを撮像し、対象物Ｔを含む画像データを取得するための装置である。具体的に、撮像装置１０は、撮像部１１ａ（第１の撮像部）と、撮像部１１ｂ（第２の撮像部）と、撮像部１１ｃ（第３の撮像部）とを備える。
【００１５】
撮像部１１ａ〜１１ｃは、それぞれ、撮像方向が対象物Ｔの方向（Ｚ軸正方向）を向き、各視野に対象物Ｔが含まれるように配置される。また、撮像部１１ａ〜１１ｃは、それぞれ、互いに所定の距離（例えば、数ｃｍ〜数十ｃｍ程度）離れて、かつ視野の少なくとも一部が互いに重複するように配置される。撮像部１１ａ〜１１ｃの姿勢は特に限定されないが、本明細書においては便宜上、撮像部１１ａ〜１１ｃの各光軸が互いに平行であり、かつ撮像部１１ａ〜１１ｃの各光学中心を結ぶ線（以下、「ベースライン」ともいう。）と各光軸とが互いに直交するものとして説明する。
【００１６】
図１に示されるＸＹＺ座標系を用いると、撮像部１１ａは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の原点において、光軸がＺ軸に沿うように配置されている。撮像部１１ｂは、撮像部１１ａよりＸ軸正方向において、光軸がＺ軸に沿うように配置されている。撮像部１１ｃは、撮像部１１ａよりＹ軸正方向において、光軸がＺ軸に沿うように配置されている。
【００１７】
図２は、撮像部１１ａ〜１１ｃの配置の一例を示す図である。具体的に、図２は、図１に示される撮像部１１ａ〜１１ｃをＺ軸負方向から対象物Ｔの方向に見た場合の位置関係を示している。
【００１８】
図２に示されるように、撮像部１１ａ〜１１ｃは、選択された任意の２つの撮像部のベースラインが互いに交差するように（すなわち、撮像部１１ａ〜１１ｃが一直線上に並ばないように）配置される。具体的に、撮像部１１ａと撮像部１１ｂのベースラインＢ１と撮像部１１ａと撮像部１１ｃのベースラインＢ２の成す角をθ１、撮像部１１ａと撮像部１１ｂのベースラインＢ１と撮像部１１ｂと撮像部１１ｃのベースラインＢ３の成す角をθ２、撮像部１１ｂと撮像部１１ｃのベースラインＢ３と撮像部１１ａと撮像部１１ｃのベースラインＢ２の成す角をθ３とする。本実施形態においては、θ１＝９０度、θ２，θ３＜９０度となるように撮像部１１ａ〜１１ｃが配置されている。なお、上記の構成はベースラインの成す角に関する各撮像部の配置の一例であり、これに限定されない。また、これらの３つの撮像部を特に区別する必要がない場合は、これらの３つの撮像部をまとめて「各撮像部１１」ともいう。
【００１９】
各撮像部１１は、例えばデジタルスチルカメラ等により構成される。デジタルスチルカメラのイメージセンサには、例えば、モノクロ又はカラーのＣＣＤが用いられる。カラーのＣＣＤを用いた場合は、後述するマッチング処理において、対象物Ｔの「色」をマッチング処理のための一要素として用いることができる。
【００２０】
各撮像部１１のレンズは特に限定されないが、例えば単焦点レンズの他、可変焦点レンズが用いられてもよい。単焦点レンズとして広角レンズを用いた場合、各撮像部１１の視野が広がるため、より大きな対象物を撮像することができる。あるいは、可変焦点レンズとしてズームレンズを用いた場合、レンズを交換することなく、後述する制御装置２０の制御に応じて対象物全体を撮像したり、対象物の一部を高倍率で撮像したりすることができる。
【００２１】
なお、対象物Ｔが仮に移動する場合、各撮像部１１は、当該対象物Ｔの移動範囲全域を撮像可能であるように配置されることが好ましい。すなわち、各撮像部１１は、対象物Ｔが各撮像部１１のうち少なくとも２つの撮像部の死角に同時に入らないように、３次元測定装置１の構造物及び対象物Ｔの移動の軌跡等を考慮して配置されることが好ましい。例えば、図１においては、各撮像部１１がＸＹ平面に平行な同一面に配置される例が示されているが、各撮像部１１の対象物Ｔに対するＺ軸方向の位置は、互いに異なっていてもよい。
【００２２】
制御装置２０は、例えばケーブル２１を介して各撮像部１１と通信可能に接続され、各撮像部１１の動作を制御する。制御装置２０は、主として、ＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイスから構成されている。ＲＯＭには、オペレーティングシステム、撮像装置１０を制御するための制御プログラム、及び制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。また、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている制御プログラムをＲＡＭにロードしたり、ＲＯＭから直接実行したりするために設けられている。つまり、ＣＰＵが、制御プログラムを実行することにより、撮像装置１０の制御を行うことが可能となる。ＣＰＵが処理したデータは、入出力インターフェイスを介して撮像装置１０の各撮像部１１へと送信され、ＣＰＵの処理に必要なデータは、撮像装置１０の各撮像部１１から入出力インターフェイスを介して受信される。制御装置２０の具体的な機能構成については後述する。
【００２３】
３次元測定装置１は、各撮像部１１により取得された画像データに基づいて、撮像装置１０から対象物Ｔまでの距離Ｚを測定する。これにより、対象物Ｔの縦方向（Ｘ軸方向）の両端や、横方向（Ｙ軸方向）の両端を検出することができる。また、ここから対象物Ｔの縦方向の長さＬ（対象物ＴがＴシャツであれば、当該Ｔシャツの着丈寸法）や、横方向の長さＷ（対象物ＴがＴシャツであれば、当該Ｔシャツの幅寸法）を測定したり、各端部の３次元位置を特定したりすることができる。なお、３次元測定装置１が測定する距離の起点は特に限定されないが、本明細書では一例として、各撮像部１１の光学中心が配置される平面（図１においてはＺ軸の原点であるＸＹ平面）を起点とするものとする。
【００２４】
本実施形態における距離Ｚの測定方法について説明する前に、２つの撮像部を用いた距離の測定方法（ステレオビジョン）について説明する。
【００２５】
図３は、三角測量の原理に基づく距離の測定方法を説明するための図である。図３には、光軸が互いに平行となるように配置された２つの撮像部３０L，３０Rが、対象点Ｐを撮像する状況が示されている。
【００２６】
撮像部３０Lの焦点距離及び撮像部３０Rの焦点距離をｆ、撮像部３０Lの光学中心ＯLと撮像部３０Rの光学中心ＯRとの間の距離をＱ、撮像部３０Lにより撮像される対象点Ｐの像ＰLの座標をｘL、撮像部３０Rにより撮像される対象点Ｐの像ＰRの座標をｘR、撮像部３０Lと撮像部３０Rのベースラインから対象点Ｐまでの距離をＺとする。なお、座標ｘL，ｘRは、それぞれ、撮像部３０L，３０Rの光学中心ＯL，ＯRを原点とした場合における座標を示す。また、距離Ｚの測定の前に、各撮像部３０L，３０Rのキャリブレーションが完了しており、各撮像部３０L，３０Rの焦点距離ｆ及び距離Ｑは予め分かっているものとする。
【００２７】
まず、三角形の相似により、下記式（１）が成立する。
【数１】
2020139800.tif 000003
【００２８】
上記式（１）より、下記式（２）が成立する。
【数２】
2020139800.tif 000004
【００２９】
上記式（２）より、撮像部３０Lにより撮像された像ＰLの座標ｘLと、撮像部３０Rにより撮像された像ＰRの座標ｘRの差（以下、この差を「視差」ともいう。）が分かれば、距離Ｚを導くことができる。次に、この視差の算出方法の一例について説明する。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂは、視差を求めるための一手法であるブロックマッチング法を説明するための図である。具体的に、図４Ａは、図３に示される撮像部３０Lにより取得された画像ＩLを示し、図４Ｂは、図３に示される撮像部３０Rにより取得された画像ＩRを示すものとする。
【００３１】
画像ＩL及び画像ＩRには、それぞれ、像ＰL，ＰRが写し出されている。像ＰL，ＰRは、いずれも実空間における同一の対象点Ｐを写した像であり、像ＰLと像ＰRは互いに対応する対応点である。ここで、撮像部３０Lと撮像部３０Rは、距離Ｑの間隔を開けて設置されているため、画像ＩLと画像ＩRにおける像ＰLと像ＰRの座標は、視差Ｘ分ずれている。当該視差Ｘを求めるため、以下に説明するブロックマッチング法により対応点のマッチング処理を行う。
【００３２】
まず、一方の画像ＩLを基準画像とし、像ＰLを含む所定の矩形領域（例えば、数ピクセル×数ピクセル程度）であるウィンドウＷLを設定する。そして、他方の画像ＩRにおいてウィンドウＷLと同じサイズの矩形領域のウィンドウＷRを用いて走査し、ウィンドウＷL内の全ピクセルの画素値（例えば、輝度値）と、ウィンドウＷR内の全ピクセルの画素値（例えば、輝度値）との差分が小さい地点を探索する。このとき、視差Ｘは、撮像部３０Lと撮像部３０Rの設置位置に起因するため、ウィンドウＷRの走査方向は、撮像部３０Lと撮像部３０Rのベースラインに沿った方向（図４Ｂ矢印参照）とすればよい。ウィンドウＷLの画素値とウィンドウＷRの画素値との差分Ｖｓは、例えば下記式（３）によって示される。
【数３】
2020139800.tif 000005
【００３３】
なお、上記式（３）において、ｍ，ｎはそれぞれウィンドウＷLの横方向及び縦方向のピクセル数の半分であり、Ｉ1（ｕL，ｖL）は画像ＩLのピクセル座標（ｕL，ｖL）における輝度値であり、Ｉ2（ｕR，ｖR）は画像ＩRのピクセル座標（ｕR，ｖR）における輝度値である。差分Ｖｓが小さいほど、ウィンドウＷLとウィンドウＷRのマッチングレベルが高く、差分Ｖｓが極小値をとる位置が対応点であると推定される。
【００３４】
しかしながら、対象物が、例えばチェック柄やボーダー柄のように、ウィンドウＷRの走査方向に沿って同様の柄が繰り返し現れる模様を有する場合、ウィンドウＷRの走査に伴って差分Ｖｓが繰り返し小さくなる。この場合、ウィンドウＷRの走査方向において差分Ｖｓの値が極小値を取る位置が複数回検出され、適切な対応点を検出することができないことがある。あるいは、対象物の模様や形状に特徴がなく、ウィンドウＷRの走査方向において一様である場合、差分Ｖｓの変動が小さく、これによっても対応点を検出できないことがある。本実施形態では、このような場合であっても、走査方向を選択することにより、対応点の検出精度を向上させることができる。この点について以下に説明する。
【００３５】
図５Ａから図５Ｃは、それぞれ、対象物Ｔを撮像した画像におけるウィンドウの走査方向を示す図である。図５Ａから図５Ｃに示されるように、対象物Ｔは、図面上の縦方向に沿って同様の柄が繰り返し現れる模様を有するものとする。また、図６Ａから図６Ｃは、それぞれ、図５Ａから図５Ｃに示されるウィンドウの走査方向における差分Ｖｓの変動のイメージを示すグラフである。図６Ａから図６Ｃに示されるグラフにおいて、横軸は走査方向に沿ったウィンドウのピクセル位置を示し、縦軸は差分Ｖｓの値を示す。
【００３６】
まず、図２に示される撮像部１１ａと撮像部１１ｂにより取得された各画像にブロックマッチング法を適用する場合、図５Ａに示されるように、ウィンドウＷの走査方向Ｄ１は縦方向となる。この場合、走査方向Ｄ１に沿って同様の柄が繰り返し現れるため、図６Ａに示されるように、差分Ｖｓは周期的に変動する。これにより、極小値と推定される地点（図６Ａ丸囲み部）が複数回検出されることとなり、適切な対応点が検出される精度が低下する。
【００３７】
次に、図２に示される撮像部１１ａと撮像部１１ｃにより取得された各画像にブロックマッチング法を適用する場合、図５Ｂに示されるように、ウィンドウＷの走査方向Ｄ２は横方向となる。この場合、走査方向Ｄ２に沿う模様が一様であるため、図６Ｂに示されるように、差分Ｖｓの変動は小さい。従って、この場合も、適切な対応点が検出される精度が低下する。
【００３８】
次に、図２に示される撮像部１１ｂと撮像部１１ｃにより取得された各画像にブロックマッチング法を適用する場合、図５Ｃに示されるように、ウィンドウＷの走査方向Ｄ３は斜め方向となる。この場合、縦方向及び横方向の双方の模様に基づいて差分Ｖｓが算出されるため、図６Ｃに示されるように、差分Ｖｓから適切な対応点が検出される精度が向上する。
【００３９】
上述のように、本実施形態では、３つの撮像部１１ａ〜１１ｃにより取得された画像データのうち、対応点を検出する精度が高い２つの画像の組み合わせを選ぶことにより、２つの撮像部しか備えない構成に比べて、対応点の検出の精度を向上させることができる。次に、当該２つの画像の組み合わせを選ぶ処理について説明する。
【００４０】
図７は、制御装置２０の機能ブロック図である。制御装置２０は、例えば、画像取得部１００と、視差算出部１１０と、視差判定部１２０と、視差推定部１３０と、距離算出部１４０と、輪郭抽出部１５０とを備えている。
【００４１】
画像取得部１００は、撮像部１１ａ〜１１ｃによる撮像動作を制御して、対象物Ｔの少なくとも一部を含む３つの画像に対応する３つの画像データを所望のタイミングで取得する。当該３つの画像データ（第１乃至第３の画像データ）は、ケーブル２１を介して各撮像部１１から制御装置２０に送られる。
【００４２】
視差算出部１１０は、取得された３つの画像データのうち、任意の２つの画像データの組み合わせから得られる視差情報を算出する。具体的には、視差算出部１１０は、撮像部１１ａにより撮像された第１の画像データと、撮像部１１ｂにより撮像された第２の画像データとの組み合わせから、第１の視差情報を算出する。同様に、視差算出部１１０は、撮像部１１ａにより撮像された第１の画像データと、撮像部１１ｃにより撮像された第３の画像データとの組み合わせから、第２の視差情報を算出する。同様に、視差算出部１１０は、撮像部１１ｂにより撮像された第２の画像データと、撮像部１１ｃにより撮像された第３の画像データとの組み合わせから、第３の視差情報を算出する。視差情報は、対応する撮像部により撮像された画像データの複数の所定領域のそれぞれにおいて算出された視差値が、当該所定領域のそれぞれに対応付けられて格納された視差データを含む。なお、当該所定領域は、１ピクセルであってもよく、あるいは複数のピクセル領域であってもよい。視差算出部１１０は、視差データに基づいて、例えば視差値が「色」により識別された視差画像を生成する。なお、当該視差画像は、いずれかの撮像部により撮像された画像上にマッピングされて表示されてもよい。これにより、３次元測定装置１のユーザが視差値を視認することができる。なお、視差の算出においては、例えば上述のブロックマッチング法を適用してもよく、あるいは視差を算出可能な他の方法を適用してもよい。
【００４３】
視差判定部１２０は、視差算出部１１０において算出された第１乃至第３の視差情報のそれぞれについて、視差値が有効であるか無効であるかを所定領域（例えば１ピクセル）ごとに判定する。有効又は無効の判定は、例えば、視差情報に基づいて算出される撮像装置１０と対象物Ｔとの間の距離Ｚに基づいて、当該距離Ｚが測定範囲内であるか否かにより行う。具体的には、例えば、視差判定部１２０は、距離Ｚが対象物Ｔまでの距離として取り得る値の範囲内である場合、当該視差値が有効であると判定し、距離Ｚが当該取り得る値の範囲外である場合、当該視差値が無効であると判定する。なお、距離Ｚが取り得る値の範囲は、例えば、３次元測定装置１の構造に基づいて予め定められていてもよく、あるいは対象物ＴのＺ軸方向の長さ（奥行）が既知である場合、当該奥行に基づいて導出されてもよい。
【００４４】
図８Ａから図８Ｃは、それぞれ、視差判定部１２０により視差の判定結果が表示された視差画像のイメージを示す図である。具体的に、図８Ａは、撮像部１１ａと撮像部１１ｂの組み合わせから得られる視差画像４０ａを示し、図８Ｂは、撮像部１１ａと撮像部１１ｃの組み合わせから得られる視差画像４０ｂを示し、図８Ｃは、撮像部１１ｂと撮像部１１ｃの組み合わせから得られる視差画像４０ｃを示す。
【００４５】
視差判定部１２０は、視差画像４０ａ（第１の視差画像），４０ｂ（第２の視差画像），４０ｃ（第３の視差画像）のそれぞれにおいて、視差値が有効であると判定されたピクセルには、当該ピクセルに対応する視差値が有効であることを示す情報を対応付け、視差値が無効であると判定されたピクセルには、当該ピクセルに対応する視差値が無効であることを示す情報を対応付ける。これにより、視差画像４０ａ〜４０ｃは、それぞれ、図８Ａから図８Ｃに示されるように、視差値が有効であると判定された有効領域４１ａ〜４１ｃと、無効であると判定された無効領域４２ａ〜４２ｃ（斜線参照）とに分けられる。３つの撮像部のうちいずれの２つの撮像部を選択するかにより、視差画像における有効領域と無効領域の比率は異なることとなる。なお、視差判定部１２０は、判定結果を視差画像として表示する代わりに、視差画像とは異なるファイル等に判定結果を示すデータを格納してもよい。
【００４６】
図７に戻り、視差推定部１３０は、視差判定部１２０により判定された判定結果に基づいて、推定視差情報を生成する。視差推定部１３０による推定視差情報の生成方法について以下に説明する。
【００４７】
図９Ａから図９Ｃは、それぞれ、視差推定部１３０が推定視差情報を生成する際の視差画像のイメージを示す図である。具体的に、図９Ａから図９Ｃは、それぞれ、図８Ａから図８Ｃに示される視差画像４０ａ〜４０ｃに相当する視差画像を示す。
【００４８】
図９Ａに示されるように、視差画像４０ａには、Ｕ×Ｖピクセル（Ｕ，Ｖは自然数、Ｕ＜Ｖ）の矩形状の複数の単位領域５０ａが示されている。これらの単位領域５０ａは、視差算出部１１０による視差の算出において、ウィンドウＷの走査を示す領域である。視差推定部１３０は、この単位領域５０ａ内の走査が完了するごとに、単位領域５０ａに占める無効領域の割合（以下、「無効比率」ともいう。）を算出する。また、視差推定部１３０は、単位領域５０ａをずらしつつ無効比率の算出を繰り返し、これらの単位領域５０ａごとの無効比率を統合して視差画像４０ａの領域全体の無効比率を算出する。他の視差画像４０ｂ，４０ｃにおいても同様に、視差推定部１３０は、単位領域５０ｂ，５０ｃごとに無効比率を求め、視差画像４０ｂ，４０ｃの領域全体の無効比率を算出する。なお、視差推定部１３０は、単位領域ごとに無効比率を算出して統合する代わりに、視差画像における走査が領域全体にわたって完了したのちに、当該領域全体に占める無効比率を一括して算出してもよい。
【００４９】
続いて、視差推定部１３０は、３つの視差画像４０ａ〜４０ｃの無効比率に基づいて、第１乃至第３の視差情報の少なくとも１つを選択することにより推定視差情報を生成する。具体的に、視差推定部１３０は、３つの視差画像４０ａ〜４０ｃにおける無効比率を比較し、無効比率が最も小さい視差画像を選択し、これを推定視差情報とする。これにより、無効領域が比較的狭い（すなわち、有効領域が比較的広い）視差画像が選択されるため、対象物Ｔにおける測定範囲を広く確保することができる。
【００５０】
なお、視差推定部１３０は、１つの視差画像を選択して推定視差情報とする代わりに、複数の視差画像により得られる視差情報を合成して１つの推定視差情報としてもよい。具体的には、例えば、視差推定部１３０は、３つの視差画像４０ａ〜４０ｃそれぞれにおける有効領域に対応する視差情報を抽出し、抽出された視差情報を合成して推定視差情報としてもよい。あるいは、視差推定部１３０は、例えば、無効比率の比較から選択された１つの視差画像を元として、当該１つの視差画像における無効領域を補間するように、当該無効領域に対応する他の視差画像の有効領域の視差情報を合成してもよい。これらにより、いずれか１つの視差情報を選択する場合に比べて視差画像の無効領域が補間されるため、領域全体における有効領域を広げることができる。視差情報の合成を行う場合、撮像部間の距離の比率を考慮する必要がある。その理由は、撮像部間の距離が大きくなると、算出される視差値も大きくなるためである。例えば、図２に示される配置において、θ１＝９０度、θ２＝θ３＝４５度である場合、撮像部１１ａ，１１ｂ間の距離と、撮像部１１ａ，１１ｃ間の距離は等しいが、撮像部１１ｂ，１１ｃ間の距離は、撮像部１１ａ，１１ｂ間及び撮像部１１ａ，１１ｃ間の距離の√２倍になる。従って、これらの視差値を合成する際は、撮像部１１ｂ，１１ｃから得られる視差値を１／√２倍した後に合成する必要がある。
【００５１】
図７に戻り、距離算出部１４０は、視差推定部１３０により生成された推定視差情報に基づいて、撮像装置１０と対象物Ｔとの間の距離Ｚを算出する。距離Ｚは、予め制御装置２０に格納された各撮像部１１の焦点距離や各撮像部１１間の距離のパラメータと、推定視差情報に基づいて、上記式（２）により算出される。
【００５２】
なお、視差推定部１３０により複数の視差情報が選択され、推定視差情報が複数の視差情報を含む場合、距離算出部１４０は当該複数の視差情報からそれぞれ算出される距離の平均値を対象物までの距離Ｚとしてもよい。
【００５３】
輪郭抽出部１５０は、距離算出部１４０により算出された距離Ｚに基づいて、対象物Ｔの輪郭を抽出する。輪郭の抽出は、例えば、所定の方向に沿って走査した場合に距離Ｚが急激に変動した位置（例えば、所定の閾値以上変動した位置）が輪郭であると推定することによって行われる。輪郭抽出部１５０が対象物Ｔの輪郭を抽出することにより、対象物の縦方向の長さＬや横方向の長さＷ等を測定することができる。
【００５４】
図１０は、本発明の一実施形態に係る３次元測定装置による距離測定の処理を示すフローチャートである。なお、図１０に示される処理が開始される前に、各撮像部１１のキャリブレーションが完了しており、実空間における各撮像部１１の位置及び姿勢、並びに焦点距離等が制御装置２０に予め格納されているものとする。
【００５５】
はじめに、画像取得部１００は、対象物Ｔを含むように各撮像部１１により撮像された３つの画像データを取得する（ステップＳ２００）。
【００５６】
続いて、視差算出部１１０は、取得された３つの画像データのうち、任意の２つの画像データの組み合わせから得られる視差に関する視差情報をそれぞれ算出する（ステップＳ２０１）。
【００５７】
続いて、視差判定部１２０は、視差算出部１１０により算出された各視差情報が有効であるか無効であるかを所定領域ごとに判定する（ステップＳ２０２）。
【００５８】
続いて、視差推定部１３０は、視差判定部１２０により判定された判定結果に基づいて各視差情報の無効比率を算出し、無効比率が小さい視差画像を選択することにより推定視差情報を生成する（ステップＳ２０３）。
【００５９】
最後に、距離算出部１４０は、視差推定部１３０により生成された推定視差情報に基づいて、撮像装置１０と対象物Ｔとの間の距離Ｚを算出する（ステップＳ２０４）。当該距離Ｚに基づいて、実空間における対象物の３次元位置や３次元形状等を測定することができる。
【００６０】
次に、図１１Ａから図１２Ｂを参照して、チェック柄を有する衣類を対象物として３次元情報を取得した場合の測定結果について説明する。
【００６１】
図１１Ａは、ある撮像部により撮像された画像の一部を示す図であり、図１１Ｂは、ある走査方向に沿って視差値を算出した場合における視差画像を示す図である。また、図１２Ａは、ある撮像部により撮像された画像の一部を示す図であり、図１２Ｂは、ある走査方向に沿って視差値を算出した場合における視差画像を示す図である。なお、図１１Ｂ及び図１２Ｂに示される視差画像は、それぞれ、図１１Ａ及び図１２Ａに示される画像上にマッピングされており、無効領域が斜線により示されている。また、図１１Ｂ及び図１２Ｂに示される画像の濃淡は、有効領域において算出される各撮像部から対象物までの距離を示している。
【００６２】
具体的に、図１１Ｂは、上述のマッチング処理において、チェック柄の繰り返し方向（すなわち、図５Ａに示される走査方向Ｄ１に相当）に沿ってウィンドウを走査した場合における視差画像を示す。また、図１２Ｂは、上述のマッチング処理において、チェック柄の繰り返し方向と交差する方向（すなわち、図５Ｃに示される走査方向Ｄ３に相当）に沿ってウィンドウを走査した場合における視差画像を示す。なお、３次元測定装置１では、対象物の一姿勢に対して取得された３つの画像のうち任意の２つの画像を組み合わせることが想定されているが、本測定では便宜上、固定された撮像部に対して対象物を回転させることにより、撮像部と対象物の模様の繰り返し方向との相対的な位置関係を変更させている。
【００６３】
まず、模様の繰り返し方向に沿って視差値を算出した場合、図１１Ｂに示されるように、視差画像全体のうちの大部分が無効領域となっていることが分かる。特に、視差画像の中央付近は、衣類によれがなく比較的平坦となっているため、衣類の模様の他に特徴がなく、無効比率が高くなっている。他方、模様の繰り返し方向に交差する方向に沿って視差値を算出した場合、図１２Ｂに示されるように、繰り返し模様を有する衣類であっても大部分の視差値が算出され、無効領域がほぼないことが分かる。すなわち、衣類の模様に応じてウィンドウの走査方向が選択可能（すなわち、撮像部の組み合わせが選択可能）であることの効果が示されている。
【００６４】
上述のとおり、本実施形態は、３つの撮像部１１ａ〜１１ｃを備えることにより、３つの画像のうち任意の２つの画像の組み合わせから得られる視差情報に基づいて距離Ｚが算出される。これにより、対象物Ｔが例えば繰り返し模様を有する場合であっても、当該模様の方向に応じて２つの画像の組み合わせを選択することにより、対応点を検出する精度が向上し、広い範囲の視差情報を取得することができる。従って、本実施形態によると、例えば撮像部を２つのみ備える構成に比べて、対象物の柄模様によらず、測定精度を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態は、３つの撮像部１１ａ〜１１ｃを備えることにより、同時に３つの画像データを取得することができる。従って、例えば１つ又は２つの撮像部を移動させて３か所からの画像を時間差をもって取得する構成に比べて、静止している対象物のみならず動いている対象物の３次元情報を取得することができる。
【００６６】
また、仮に３つの撮像部１１ａ〜１１ｃのうちいずれか１つの撮像部が故障したり、障害物等により視野の一部又は全部が遮蔽されたり、レンズが覆われたりするなどにより、適切な画像が取得できなかった場合、３つの視差画像のうち２つの視差画像の無効比率が極端に高くなることが想定される。ここで、視差推定部１３０は無効比率の比較を行い、無効比率が最も低い視差画像を選択するため、適切に取得されなかった画像は測定から除外されることとなる。従って、このような場合であっても、距離Ｚの測定を継続することができる。
【００６７】
なお、上述の実施形態においては、撮像装置１０が３つの撮像部１１ａ〜１１ｃを備える例が示されているが、撮像部の数は３つに限られず、４つ以上であってもよい。撮像装置が例えば４つの撮像部を備える場合、各撮像部は、例えば各光学中心が矩形状の各角にあるように配置されていてもよい。撮像装置が備える撮像部の数が増えるほど、撮像部の組み合わせの選択肢が増えるため、測定精度の向上が見込まれる。例えば、３次元測定装置がＮ個（Ｎは３以上の整数）の撮像部を備える場合、２つの撮像部の組み合わせを選ぶ選び方は全部でＮ（Ｎ−１）／２通りである。従って、視差算出部１１０は、Ｎ個の画像データに基づいてＮ（Ｎ−１）／２個の視差情報を算出することができる。なお、視差算出部１１０は、必ずしもＮ（Ｎ−１）／２個の全ての視差情報を算出する必要はなく、少なくとも３個の視差情報を算出すれば、距離算出部１４０が上述と同様の方法により距離Ｚを算出することができる。
【００６８】
また、上述の実施形態においては、対象物Ｔに対して各撮像部１１が水平方向（Ｚ軸方向）に位置し、各撮像部１１のレンズが水平方向を向くように配置されているが、これらの装置の位置関係はこれに限られない。例えば、対象物に対して各撮像部が鉛直上方向（Ｘ軸負方向）に位置し、各撮像部のレンズが鉛直下方向を向くように配置されていてもよい。これにより、３次元測定装置１の筐体内で舞うホコリ等がレンズに付着し、積層することが抑制される。
【００６９】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。次に、上述の視差推定部１３０において、３つの視差画像から推定視差情報を生成する際の他の３つの方法について説明する。
【００７０】
１つ目に、視差推定部１３０が、３つの視差画像のうち無効比率が所定の閾値の範囲内（例えば、０〜７０％程度等）を示す視差情報を選択し、当該範囲を超えた視差画像を選択肢から除外する方法である。例えば、３つの視差画像のうちいずれか１つの視差画像の無効比率が閾値を超えた場合、視差推定部１３０は、残りの２つの視差画像の無効比率を比較し、無効比率が低い方の視差画像を推定視差情報としてもよい。なお、３つの視差画像のうちいずれか２つの視差画像の無効比率が所定の閾値を超えたことにより選択肢から除外された場合、視差推定部１３０は、無効比率の比較を行わず、残りの１つの視差画像を推定視差情報としてもよい。
【００７１】
このように、無効比率の閾値を設けることにより、例えば３つの撮像部のうちいずれか１つの撮像部からの画像が適切に取得できなかった場合に、当該画像を距離の算出処理から自動的に除外することができる。従って、このような場合であっても、３次元測定を継続することができる。
【００７２】
なお、３つの撮像部のうちいずれか２つ又は３つの撮像部からの画像が適切に取得できなかった場合、視差情報を算出することができず、距離の測定は不可能となる。この場合、３つの視差画像の無効比率はいずれも閾値を超えると考えられるため、視差推定部１３０は、無効比率の比較を行わず、３次元測定を終了してもよい。
【００７３】
また、視差推定部１３０は、無効比率の比較を行わなかった場合に、当該比較を行わなかったことを示す情報を出力したり、画像の取得においてエラーが生じた場合に、当該エラーを示す情報を出力したりしてもよい。
【００７４】
２つ目に、視差推定部１３０が、各視差情報について設定された重み係数に基づいて推定視差情報を生成する方法である。この場合、視差推定部１３０は、各視差画像の無効比率に重み係数を掛けて、無効比率の比較を行う。例えば、３つの視差画像の無効比率をｘ，ｙ，ｚとすると、視差推定部１３０は、これらに重み係数α，β，γをそれぞれ掛けた値（αｘ，βｙ，γｚ）を比較して、この値が小さい視差画像を選択することとしてもよい。重み係数α，β，γを調整することにより、特定の方向の視差画像が優先的に選択されるように構成することができる。具体的に、重み係数α，β，γは、優先的に選択されるべき視差画像の重み係数が、他の視差画像の重み係数に比べて相対的に小さくなるように設定される。これにより、視差推定部１３０により算出された無効比率ｘ，ｙ，ｚを考慮しつつ、所望の撮像部が優先的に選択されるように構成することができる。
【００７５】
具体的に、重み係数α，β，γは、例えば、対象物の３次元形状に応じて変更されてもよい。図１３は、３次元測定装置１が対象物の３次元形状に応じて重み係数を変更する態様を説明するための図である。図１３に示されるように、対象物Ｔ１が縦方向（Ｘ軸方向）に平行なうね状の凹凸を有する場合を想定する。仮に、当該うねの延在方向と直交する方向（Ｙ軸方向）のベースラインを有する撮像部１１ａと撮像部１１ｃの組み合わせが選択されると、これらの撮像部から取得される画像では遮蔽領域等が異なり、取得される画像データが大きく異なることがある。この場合、適切な視差値が算出される領域が減り、すなわち無効領域が広くなり得る。従って、このような対象物Ｔ１には、うねの延在方向と平行な方向（Ｘ軸方向）のベースラインを有する撮像部１１ａと撮像部１１ｂの組み合わせが選択される方が、広い領域の視差情報を得ることができるため好ましい。このように、視差推定部１３０は、対象物の形状の変化が小さい方向との成す角が最も小さいベースラインを有する２つの撮像部の視差画像が優先的に選択されるように、重み係数α，β，γを設定してもよい。
【００７６】
なお、重み係数の値は、予め対象物の３次元形状が推定される場合、ユーザにより設定されてもよい。例えば対象物が衣類又はタオル類などの布地である場合、重力により、水平方向に比べて鉛直方向に平行なうね状となりやすいと推定される。従って、撮像部１１ａと撮像部１１ｂ、又は、撮像部１１ｂと撮像部１１ｃの組み合わせの視差画像が優先的に選択されるように重み係数が設定されてもよい。または、視差推定部１３０は、各視差画像における無効領域に基づいて、対象物の３次元形状を推定してもよい。例えば、視差画像において特定の方向に沿って無効領域が広がる場合、当該方向に沿ってうね等の凹凸があると推定されるため、ここから対象物の形状の変化が小さい方向を算出してもよい。さらに、視差推定部１３０は、輪郭抽出部１５０により検出された対象物の輪郭に基づいて、対象物の３次元形状を推定してもよい。
【００７７】
また、重み係数α，β，γは、例えば、対象物の測定したい方向に応じて変更されてもよい。図１４は、３次元測定装置１が対象物の測定したい方向に応じて重み係数を変更する態様を説明するための図である。図１４では、撮像部１１ａの視野Ｒａと撮像部１１ｃの視野Ｒｃが示されている。例えば、撮像部１１ａと撮像部１１ｃの組み合わせが選択された場合、視野Ｒａと視野Ｒｃとが重なった領域（図１４斜線参照）からは視差値を算出することができるが、重ならない領域からは視差値を算出することができない。従って、距離Ｚの測定範囲Ｉｍは、２つの撮像部のベースライン方向（図１４ではＹ軸方向）においては元の視野範囲より狭くなり、ベースライン方向と直交する方向（図１４ではＸ軸方向）においては最大で元の視野範囲と等しくなる。従って、対象物の測定したい方向と交差する（例えば、直交する）ベースラインを有する撮像部の組み合わせが選択されることが好ましい。
【００７８】
例えば、図１に示されるＴシャツを例にすると、当該Ｔシャツの縦方向の長さＬを測定したい場合、当該長さ方向と直交する方向にベースラインを有する撮像部１１ａと撮像部１１ｃが優先的に選択されることが好ましい。他方、当該Ｔシャツの横方向の長さＷを測定したい場合、当該横方向と直交する方向にベースラインを有する撮像部１１ａと撮像部１１ｂが優先的に選択されることが好ましい。これにより、測定したい方向にベースラインを有する撮像部の組み合わせが選択された場合に比べて、測定範囲を広げることができる。
【００７９】
３つ目に、上述の実施形態における視差推定部１３０は、各視差画像の領域全体を対象として無効比率を算出していたが、領域全体を対象とする代わりに、対象物や測定目的に応じて無効比率を算出する対象領域を変更してもよい。例えば、対象物がＴシャツであり、当該Ｔシャツの輪郭を検出したい場合、視差画像では当該輪郭を含む領域の視差値が有効であればよい。従って、例えば対象物の輪郭が視差画像の周囲領域に写ることが既知である場合、視差画像の外縁から内側に向かって所定の割合の領域を無効比率の対象領域として設定してもよい。これにより、視差画像の領域全体を対象領域とする構成に比べて、３次元測定に必要な領域の測定精度を向上させることができる。また、画像領域全体について無効比率を算出する必要がないため、計算工程が減少する。
【００８０】
なお、上述の各方法のいずれか一部又は全部は、それぞれ組み合わせて構成されていてもよい。
【００８１】
［変形例］
図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、撮像部１１ａ〜１１ｃの他の配置例を示す図である。具体的に図１５Ａ及び図１５Ｂは、図２に示される図と同様に、各撮像部１１をＺ軸負方向から対象物Ｔの方向に見た場合の各々の位置関係を示している。
【００８２】
各撮像部１１の配置は、各ベースラインＢ１〜Ｂ３が互いに交差していればよく、特に限定されない。例えば、図１５Ａに示されるように、各撮像部１１は、θ１＝９０度、θ２＞θ３を満たすように配置されていてもよく、図１５Ｂに示されるように、θ１，θ２，θ３＜９０度を満たすように配置されていてもよい。あるいは、図示はされないが、各撮像部１１は、θ１＝θ２＝θ３＝６０度を満たすように配置されていてもよい。
【００８３】
このような構成であっても、上述の３次元測定装置１と同様の効果を得ることができる。なお、上述のマッチング処理におけるウィンドウの探索方向は、３つの撮像部の配置に応じて、撮像部のベースラインに沿うように設定される。
【００８４】
なお、上述の実施形態においては、各撮像部１１が３次元測定装置１において固定設置される態様について説明したが、各撮像部は、３次元測定装置内部で可動自在に設置されていてもよい。例えば、各撮像部は、対象物を保持する保持装置（図示せず）に搭載され、当該保持装置の移動に伴って実空間上を移動しつつ対象物の撮像を行ってもよい。
【００８５】
なお、３次元測定装置１の振動等により、撮像装置１０の撮像位置がずれてしまうことがある。この場合、ずれ前の撮像装置１０の位置を前提として画像処理が行われると、実際の位置との間にずれが生じ、測定精度が低下することになる。このような場合（例えば、画像データに対象物Ｔが写っているにもかかわらず所定回数以上３次元情報の取得に失敗した場合）、制御装置２０は、撮像装置１０の位置にズレが生じていると判断し、３次元測定装置１における撮像装置１０のキャリブレーションを行うようにしてもよい。
【００８６】
また、本明細書においては省略されているが、３次元測定装置１は、対象物Ｔに異なる角度又は異なる明るさ等で光を照射する照明装置を備えていてもよい。この場合、特に対象物が衣類等の変形性薄物である場合に、異なる照明条件において撮像された画像データを比較することにより、対象物のシワにみえるものが実際にシワなのか、あるいは対象物固有の形状なのかを判別しやすくなる。
【００８７】
［適用例］
上述の３次元測定装置１の適用例は特に限定されないが、３次元測定装置１は、例えば、衣類等の変形性薄物を自動的に認識して折り畳む処理装置に適用することができる。このような処理装置は、具体的には、例えば、対象物を搬入する受入搬送装置と、対象物を保持する保持装置と、対象物を載置する載置装置と、上述のとおり対象物の３次元情報を取得する撮像装置と、対象物を挟持する挟持装置と、対象物を搬出する搬送装置と、これらの装置の制御を統括する制御装置とを備える。このような処理装置において、３次元測定装置１は、搬入された衣類を認識し、かつ折り畳む際に必要となる衣類の３次元情報（例えば、衣類の端点の位置、及び各方向の長さ等）を取得するために用いられる。なお、処理装置が対象とする対象物は、衣類及びタオル類などの布地に限られず、フィルム、紙及びシートなどに代表される変形性薄物を含んでいてもよい。
【００８８】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８９】
１…３次元測定装置、１０…撮像装置、１１ａ〜１１ｃ…撮像部、２０…制御装置、２１…ケーブル、３０L，３０R…撮像部、４０ａ〜４０ｃ…視差画像、４１ａ〜４１ｃ…有効領域、４２ａ〜４２ｃ…無効領域、５０ａ〜５０ｃ…単位領域、１００…画像取得部、１１０…視差算出部、１２０…視差判定部、１３０…視差推定部、１４０…距離算出部、１５０…輪郭抽出部
【図１】
2020139800.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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