(57)【要約】【課題】ラインセンサカメラを利用してステレオ計測を行う際の各ラインセンサカメラの光軸のずれとその調整方向を報知することを可能としたラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法を提供する。【解決手段】ラインセンサのステレオ計測用光軸調整装置を、回転自在に支持され外周面に白色領域１Wと黒色領域１Bとを軸方向および軸周り方向に交互に配色された円柱体からなる円柱ターゲット１と、複数台のラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂから回転する円柱ターゲット１の画像を収録する画像収録部２１、当該画像に基づいて各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める画像処理部２２、および、求めた各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの調整方向を表示する調整方向表示部２３を有する光軸調整判定部２とを備える構成とした。【選択図】図１
2018096727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色された柱体を有する光軸調整用ターゲットと、
複数台のラインセンサカメラにより回転する前記光軸調整用ターゲットを撮像した画像を収録する画像収録手段、前記光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各前記ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める画像処理手段、および求めた各前記ラインセンサカメラの調整方向を表示する調整方向表示手段を有する光軸調整判定部と
を備えることを特徴とするラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項２】
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色されて前記光軸調整用ターゲットとは軸方向および前記ラインセンサカメラの光軸方向に異なる位置に配設された他の柱体を有する他の光軸調整用ターゲットを備え、
前記画像収録手段は、複数の前記ラインセンサカメラそれぞれにより各々回転する前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットを同時に撮像した画像を収録し、
前記画像処理手段は、前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める
ことを特徴とする請求項１記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項３】
前記光軸調整用ターゲットは、同軸上に軸方向に離間して配設された二つの前記柱体から構成され、
前記他の光軸調整用ターゲットは、軸方向の位置が前記光軸調整用ターゲットの二つの前記柱体間にある一つの前記他の柱体から構成される
ことを特徴とする請求項２記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングに基づいて各前記ラインセンサカメラのロール角方向の調整の要否を判定し、ロール角方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の白色領域および黒色領域の傾斜角度から各前記ラインセンサカメラのロール角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて各前記ラインセンサカメラのパン角方向の調整の要否を判定し、パン角方向の調整が必要であると判断した場合に各前記画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅の違いから各前記ラインセンサカメラのパン角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングを相互に比較して前記ラインセンサカメラのチルト角およびＺ軸方向の調整の要否を判定し、チルト角およびＺ軸方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の相互の白黒反転のタイミングに基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅を相互に比較して前記ラインセンサカメラの光軸方向の位置調整の要否を判定し、光軸方向の位置調整が必要であると判断した場合に各画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置。
【請求項８】
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色された柱体を有する光軸調整用ターゲットを回転させつつ複数台のラインセンサカメラによって当該光軸調整用ターゲットを撮像し、
複数台の前記ラインセンサカメラから回転する前記光軸調整用ターゲットの画像を収録し、
当該画像に基づいて各前記ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求め、
求めた各前記ラインセンサカメラの調整方向を表示する
ことを特徴とするラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項９】
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色されて前記光軸調整用ターゲットとは軸方向および前記ラインセンサカメラの光軸方向に異なる位置に配設された他の柱体を有する他の光軸調整用ターゲットを回転させつつ、複数台の前記ラインセンサカメラによって、前記光軸調整用ターゲットと同時に当該他の光軸調整用ターゲットを撮像し、
複数の前記ラインセンサカメラから前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像を収録し、前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める
ことを特徴とする請求項８記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項１０】
前記光軸調整用ターゲットが同軸上に軸方向に離間して配設された二つの前記柱体から構成され、
前記他の光軸調整用ターゲットが、軸方向の位置が前記光軸調整用ターゲットの二つの前記柱体間にある一つの前記他の柱体から構成される
ことを特徴とする請求項９記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項１１】
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングに基づいて各前記ラインセンサカメラのロール角方向の調整の要否を判定し、ロール角方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の白色領域および黒色領域の傾斜角度から各前記ラインセンサカメラのロール角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項１２】
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて各前記ラインセンサカメラのパン角方向の調整の要否を判定し、パン角方向の調整が必要であると判断した場合に各前記画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅の違いから各前記ラインセンサカメラのパン角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項１３】
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングを相互に比較して前記ラインセンサカメラのチルト角およびＺ軸方向の調整の要否を判定し、チルト角およびＺ軸方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の相互の白黒反転のタイミングに基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【請求項１４】
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅を相互に比較して前記ラインセンサカメラの光軸方向の位置調整の要否を判定し、光軸方向の位置調整が必要であると判断した場合に各画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載のラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラインセンサカメラを用いていわゆるステレオ計測を行うことが知られているが、このようにラインセンサカメラを用いてステレオ計測を行う場合、複数台のラインセンサカメラの光軸の方向を一致させる必要がある。ところが、ラインセンサカメラは一次元のセンサであるため、エリアカメラを用いてステレオ計測を行う場合とは異なり、同一箇所を複数台のラインセンサカメラで撮像するように調整するのは非常に困難であった。
【０００３】
一方、ラインセンサカメラの光軸の調整に関連する技術として、従来、以下のような方法が提案されている。
【０００４】
すなわち、下記特許文献１には、４種類の指標によって構成される指標パターンを表示体上に描き、この表示体またはラインセンサカメラを移動させながらラインセンサカメラにより表示体を撮像し、出力信号をモニタしながら表示体とラインセンサカメラとの相対位置を調整することにより、ラインセンサカメラの光軸を調節する技術が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、目盛が設けられたテストチャートを利用して、複数台のラインセンサカメラを一体化して一台の画素数の多いラインセンサカメラとして扱う技術が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献３には、５つ以上の高さ方向の絶対座標が分かるキャリブレーションターゲットをラインセンサカメラにより撮像し、ラインセンサカメラの姿勢、焦点距離および位置を求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２７７２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４４５７号公報
【特許文献３】特許第５５６５２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整のための技術ではないもののラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能である。しかしながら、後述で定義するパン角およびチルト角の調整が考慮されていないといった課題があった。
【０００９】
また、上記特許文献２は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能で、カメラ角度の調整可否を判断することが可能であるものの、この装置構成では、カメラ角度の調整が必要な場合にどの方向に調整したらよいかの判断ができず、実際にカメラを動かさなければ調整する方向がわからないという課題があった。
【００１０】
また、上記特許文献３は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能であるものの、上記特許文献２と同様にカメラ調整方向まで判断できないといった課題があった。
【００１１】
このようなことから本発明は、各ラインセンサカメラの光軸のずれの有無および複数台のラインセンサカメラの相互の光軸のずれの有無を判定し、光軸のずれが存在する場合にその調整方向を報知することを可能としたラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法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】
【００１２】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色された柱体を有する光軸調整用ターゲットと、
複数台のラインセンサカメラにより回転する前記光軸調整用ターゲットを撮像した画像を収録する画像収録手段、前記光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各前記ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める画像処理手段、および求めた各前記ラインセンサカメラの調整方向を表示する調整方向表示手段を有する光軸調整判定部と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するための第２の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色されて前記光軸調整用ターゲットとは軸方向および前記ラインセンサカメラの光軸方向に異なる位置に配設された他の柱体を有する他の光軸調整用ターゲットを備え、
前記画像収録手段は、複数の前記ラインセンサカメラそれぞれにより各々回転する前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットを同時に撮像した画像を収録し、
前記画像処理手段は、前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める
ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の課題を解決するための第３の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
前記光軸調整用ターゲットは、同軸上に軸方向に離間して配設された二つの前記柱体から構成され、
前記他の光軸調整用ターゲットは、軸方向の位置が前記光軸調整用ターゲットの二つの前記柱体間にある一つの前記他の柱体から構成される
ことを特徴とする。
【００１５】
また、上記の課題を解決するための第４の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングに基づいて各前記ラインセンサカメラのロール角方向の調整の要否を判定し、ロール角方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の白色領域および黒色領域の傾斜角度から各前記ラインセンサカメラのロール角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする。
【００１６】
また、上記の課題を解決するための第５の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて各前記ラインセンサカメラのパン角方向の調整の要否を判定し、パン角方向の調整が必要であると判断した場合に各前記画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅の違いから各前記ラインセンサカメラのパン角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする。
【００１７】
また、上記の課題を解決するための第６の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングを相互に比較して前記ラインセンサカメラのチルト角およびＺ軸方向の調整の要否を判定し、チルト角およびＺ軸方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の相互の白黒反転のタイミングに基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする。
【００１８】
また、上記の課題を解決するための第７の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅を相互に比較して前記ラインセンサカメラの光軸方向の位置調整の要否を判定し、光軸方向の位置調整が必要であると判断した場合に各画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記の課題を解決するための第８の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色された柱体を有する光軸調整用ターゲットを回転させつつ複数台のラインセンサカメラによって当該光軸調整用ターゲットを撮像し、
複数台の前記ラインセンサカメラから回転する前記光軸調整用ターゲットの画像を収録し、
当該画像に基づいて各前記ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求め、
求めた各前記ラインセンサカメラの調整方向を表示する
ことを特徴とする。
【００２０】
また、上記の課題を解決するための第９の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
回転自在に支持され外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配色されて前記光軸調整用ターゲットとは軸方向および前記ラインセンサカメラの光軸方向に異なる位置に配設された他の柱体を有する他の光軸調整用ターゲットを回転させつつ、複数台の前記ラインセンサカメラによって、前記光軸調整用ターゲットと同時に当該他の光軸調整用ターゲットを撮像し、
複数の前記ラインセンサカメラから前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像を収録し、前記光軸調整用ターゲットおよび前記他の光軸調整用ターゲットの画像に基づいて各ラインセンサカメラの角度および位置の調整の要否および調整方向を求める
ことを特徴とする。
【００２１】
また、上記の課題を解決するための第１０の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
前記光軸調整用ターゲットが同軸上に軸方向に離間して配設された二つの前記柱体から構成され、
前記他の光軸調整用ターゲットが、軸方向の位置が前記光軸調整用ターゲットの二つの前記柱体間にある一つの前記他の柱体から構成される
ことを特徴とする。
【００２２】
また、上記の課題を解決するための第１１の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングに基づいて各前記ラインセンサカメラのロール角方向の調整の要否を判定し、ロール角方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の白色領域および黒色領域の傾斜角度から各前記ラインセンサカメラのロール角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする。
【００２３】
また、上記の課題を解決するための第１２の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて各前記ラインセンサカメラのパン角方向の調整の要否を判定し、パン角方向の調整が必要であると判断した場合に各前記画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅の違いから各前記ラインセンサカメラのパン角の調整方向および調整角度を求める
ことを特徴とする。
【００２４】
また、上記の課題を解決するための第１３の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
前記画像処理手段は、各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白黒反転のタイミングを相互に比較して前記ラインセンサカメラのチルト角およびＺ軸方向の調整の要否を判定し、チルト角およびＺ軸方向の調整が必要であると判断した場合に前記画像中の相互の白黒反転のタイミングに基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする。
【００２５】
また、上記の課題を解決するための第１４の発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整方法は、
各前記ラインセンサカメラから取得した画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅を相互に比較して前記ラインセンサカメラの光軸方向の位置調整の要否を判定し、光軸方向の位置調整が必要であると判断した場合に各画像中の白色領域および黒色領域の走査線方向の幅に基づいて調整方向を求める
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法によれば、各ラインセンサカメラの各軸のずれとその調整方向を報知して、複数台のラインセンサカメラの光軸を容易に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置の設置例を示す模式図である。
【図２】図１に示すラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）は二台のラインセンサカメラの撮像ラインを示す説明図、図３（ｂ）は一方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例、図３（ｃ）は他方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例である。
【図４】図４（ａ）は他方のラインセンサカメラがパン角方向に傾いている場合の例を示す説明図、図４（ｂ）は一方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例、図４（ｃ）は他方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例である。
【図５】図５（ａ）は二台のラインセンサカメラの撮像ラインを示す説明図、図５（ｂ）は一方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例、図５（ｃ）は他方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例である。
【図６】図６（ａ）は二台のラインセンサカメラのＹ軸方向の位置がずれている例を示す説明図、図６（ｂ）は一方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例、図６（ｃ）は他方のラインセンサカメラによって撮像した円柱ターゲットの画像の例である。
【図７】本発明の実施例２に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置の設置例を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）は二台のラインセンサカメラのＺ軸方向の位置およびチルト角が異なる場合の例を示す説明図、図８（ｂ）は一方のラインセンサカメラによって撮像した第一，第二ターゲットの画像の例、図８（ｃ）は他方のラインセンサカメラによって撮像した第一，第二ターゲットの画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法について説明する。
本発明は、ラインセンサカメラを用いてステレオ計測を行う際に必要となるラインセンサカメラの各軸の調整を効率よく行うためのものである。複数のラインセンサカメラを設置し、各カメラから取得したデータを基に、ラインセンサカメラの光軸調整状態を判定する。
本発明は、特に複数台のラインセンサカメラの光軸を調整する光軸調整装置であって、複数のラインセンサカメラにより撮像される光軸調整用ターゲットと、複数のラインセンサカメラの光軸の調整の要否を判断し、光軸の調整が必要な場合に調整方向を表示する光軸調整判定部とを備えることを特徴としている。
【実施例１】
【００２９】
図１から図６を用いて本発明の実施例１に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法の詳細を説明する。
【００３０】
図１に示すように、本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置は、光軸調整用ターゲットとしての円柱ターゲット１と、光軸調整判定部２とを備えて構成され、相互に同期された複数台（本実施例では二台）のラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸の調整方向を求め、これを表示するものである。
【００３１】
円柱ターゲット１は、その外周面にそれぞれ矩形状の白色領域１Wと黒色領域１Bとを軸方向および軸周り方向（円周方向）に交互に配してなる市松模様が施された円柱体であり、図示しない支持体によってその軸周りに回転可能に支持されている。なお、白色領域１Wおよび黒色領域１Bは同一形状であり、白色領域１Wと黒色領域１Bとの境界線は軸方向および軸周り方向に平行となっている。
【００３２】
光軸調整判定部２は、画像収録手段としての画像収録部２１と、画像処理手段としての画像処理部２２と、調整方向表示手段としての調整方向表示部２３とを備えている。画像収録部２１は、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂによって回転する円柱ターゲット１を撮像した画像のデータを収録する。画像処理部２２は、画像収録部２１に収録された画像に基づいて各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸調整の要否の判断および調整が必要であると判断した場合の各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの調整方向を求める。調整方向表示部２３は、画像処理部２２により求めた各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの調整方向を表示する。
【００３３】
以下、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの走査線（撮像ライン）方向をＸ軸方向、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向、Ｘ軸周りの回転角度をチルト角Ａ、Ｙ軸周りの回転角度をロール角Ｂ、Ｚ軸周りの回転角度をパン角Ｃとして説明する。
【００３４】
なお、円柱ターゲット１は、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂとの位置関係が、例えば当該ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂとステレオ計測を実施する対象である被測定物との位置関係と同等となる位置に設置されているものとする。また、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂは、当該ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸を円柱ターゲット１に向けて、走査線方向（Ｘ軸方向）が円柱ターゲット１の軸方向と概ね平行になるように設置されているものとする。
【００３５】
以下、図２を用いて本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置を用いたラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸調整の流れについて説明する。
【００３６】
（ステップＳ１）
本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置を用いてラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸調整を行う場合、まず、円柱ターゲット１を回転させつつラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂにより円柱ターゲット１を撮像する。
【００３７】
（ステップＳ２）
続いて、画像収録部２１によりラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂによって撮像した画像を収録する。
【００３８】
（ステップＳ３）
続いて、画像処理部２２において、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂにより撮像した画像の判定（ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの位置および角度の調整の要否の判定）を行う。以下、図３から図６を用いてステップＳ３で行う判定の詳細を説明する。なお、図３（ａ）および図５（ａ）は、簡単化のため、円柱ターゲット１を平板状として図示している。
【００３９】
〈ロール角方向の調整〉
まず、例えばラインセンサカメラ３Ａのロール角Ｂが正しい角度で設置されている場合（図３（ａ）に実線で示すように、ラインセンサカメラ３Ａの撮像ラインＬ3Aが円柱ターゲット１の軸方向と一致している場合）、図３（ｂ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ａで撮像される画像Ｉ3A中の市松模様は、時間ｔに伴い走査線方向の全ての画素が同時に白から黒または黒から白に反転する。この場合、画像処理部２２ではロール角Ｂ方向の調整は不要であると判定する。
【００４０】
これに対し、例えばラインセンサカメラ３Ｂのロール角Ｂが正しい角度からずれて設置されている場合（図３（ａ）に破線で示すように、ラインセンサカメラ３Ｂの撮像ラインＬ3Bが円柱ターゲット１の軸方向に対してＹ軸周りで異なる角度となっている場合）、図３（ｃ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ｂで撮像される画像Ｉ3B中の市松模様は走査線方向および時間軸に対して傾いた状態となるため、時間ｔに伴い、走査線方向に隣接する画素が走査線方向に沿って順に白から黒または黒から白に反転する。この場合、画像処理部２２では、ロール角Ｂ方向の調整が必要であると判定し、市松模様の傾斜角度θからラインセンサカメラ３Ｂの調整方向（回転方向および回転角度）を求める。
【００４１】
〈パン角方向の調整〉
また、例えば図１に示すラインセンサカメラ３Ａのパン角Ｃが正しい角度で設置されている場合（ラインセンサカメラ３Ａの撮像ラインＬ3Aが円柱ターゲット１の軸方向と一致している場合）、図４（ｂ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ａで撮像される画像Ｉ3A中の市松模様の走査線方向の幅は全て同じ幅となる。この場合、画像処理部２２では、パン角Ｃ方向の調整は不要であると判定する。
【００４２】
これに対し、図４（ａ）に示すように、例えばラインセンサカメラ３Ｂのパン角Ｃが正しい角度からずれて設置されている場合（ラインセンサカメラ３Ｂの撮像ラインＬ3Bと円柱ターゲット１の軸方向がＺ軸周りで異なる角度となっている場合）、図４（ｃ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ｂで撮像される画像Ｉ3B中の市松模様は走査線方向の幅が走査線方向に沿って徐々に変化する。この場合、画像処理部２２では、パン角Ｃ方向の調整が必要であると判定し、市松模様の走査線方向の幅の変化からラインセンサカメラ３Ｂの調整方向（回転方向および回転角度）を求める。
より具体的には、ラインセンサカメラ３Ｂからの撮像距離が近い方は市松模様が大きく、ラインセンサカメラ３Ｂからの撮像距離が遠い方は市松模様が小さく映る現象を利用してラインセンサカメラ３Ｂの傾斜方向および調整方向を求める。
ただし、パン角Ｃについてはユーザが任意で付けている場合があり、必ずしもこの調整を行う必要があるわけではない。
【００４３】
〈チルト角方向およびＺ軸方向の調整〉
また、例えばラインセンサカメラ３Ａの撮像ラインＬ3Aとラインセンサカメラ３Ｂの撮像ラインＬ3BがＺ軸方向で同一の位置にある場合、ラインセンサカメラ３Ａで撮像される画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像される画像Ｉ3Bは、時間ｔに伴う白黒の反転のタイミングが相互に一致する。この場合、画像処理部２２では、チルト角Ａ方向およびＺ軸方向の調整は不要であると判定する。
【００４４】
これに対し、図５（ａ）に示すように、例えば実線で示すラインセンサカメラ３Ａの撮像ラインＬ3Aと破線で示すラインセンサカメラ３Ｂの撮像ラインＬ3BがＺ軸方向でずれている場合、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ａで撮像される画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像される画像Ｉ3Bは、時間ｔに伴う白黒の反転のタイミングが図５にΔｔで示すように相互にずれてしまう。この場合、画像処理部２２では、チルト角Ａ方向またはＺ軸方向の調整が必要であると判定し、時間ｔに伴う白黒の反転のタイミングのずれΔｔから調整方向（回転方向および回転角度、又は移動方向および移動距離）を求める。
【００４５】
〈Ｙ軸方向の調整〉
また、例えばラインセンサカメラ３Ａから円柱ターゲット１までの距離と、ラインセンサカメラ３Ｂから円柱ターゲット１までの距離とが等しい場合、ラインセンサカメラ３Ａで撮像した画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像した画像Ｉ3Bとでは市松模様の走査線方向の幅が相互に等しくなる。この場合、画像処理部２２では、Ｙ軸方向の調整は不要であると判定する。
【００４６】
これに対し、図６（ａ）に示すように、例えばラインセンサカメラ３Ａから円柱ターゲット１までの距離と、ラインセンサカメラ３Ｂから円柱ターゲット１までの距離とが異なる場合、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ａで撮像した画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像した画像Ｉ3Bとでは市松模様の走査線方向の幅が相互に異なる。この場合、画像処理部２２では、Ｙ軸方向の調整が必要であると判定し、画像Ｉ3A，Ｉ3B中の市松模様の走査線方向の幅の違いからラインセンサカメラ３Ａまたはラインセンサカメラ３Ｂの調整方向（移動方向および移動距離）を求める。
より具体的には、円柱ターゲット１から遠い位置にあるラインセンサカメラ（図６に示す例ではラインセンサカメラ３Ａ）で撮像した画像（図６に示す例では画像Ｉ3A）中の市松模様の走査線方向の幅に比べて、円柱ターゲット１に近い位置にあるラインセンサカメラ（図６に示す例ではラインセンサカメラ３Ｂ）で撮像した画像（図６に示す例では画像Ｉ3B）中の市松模様の走査線方向の幅が大きく写る現象を利用して、ラインセンサカメラ３Ａまたはラインセンサカメラ３Ｂの調整方向を求める。
【００４７】
（ステップＳ４）
続いて、画像処理部２２において、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂのうち少なくとも一方の調整が必要であるか否かを判定し、調整が必要である場合（ＹＥＳ）はステップＳ５に移行し、調整が不要である場合（ＮＯ）は処理を終了する。
【００４８】
（ステップＳ５）
ステップＳ３で求めた調整方向を調整方向表示部２３に表示し、処理を終了する。
【００４９】
以上に説明したように、本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法によれば、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの各軸のずれとその調整方向を報知することができ、ユーザは調整方向表示部２３に表示された方向を確認しながらラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸調整を行うことができるため、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸を容易に一致させることができる。
【００５０】
なお、図１では、円周方向に各四か所ずつ白色領域１Wおよび黒色領域１Bが配色された円柱ターゲット１の例を示したが、白色領域１Wおよび黒色領域１Bの数は図１に示したものに限らず、円柱体の大きさに応じて少なくとも円周方向に白色領域１Wおよび黒色領域１Bが各一箇所配色されるようにすればよい。
ここで、白色領域１Ｗおよび黒色領域１Ｂの形状を全て同一とした場合、白色領域１Ｗおよび黒色領域１Ｂの大きさによっては、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂが例えば周方向にちょうど１周期ずれた市松模様の位置を撮像すると、チルト角およびＺ軸方向のずれを検出し難くなるおそれがある。したがって、白色領域１Ｗおよび黒色領域１Ｂの形状を全て同一とする場合、前述したような問題を回避してチルト角およびＺ軸方向のずれを確実に検出するために、白色領域１Ｗおよび黒色領域１Ｂが円柱体の円周方向に各一箇所または各二箇所配色されるように市松模様を施す、またはラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂが例えば周方向にちょうど１周期ずれた市松模様の位置を撮像している場合に目視でもラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂが相互に異なる角度となっていることを認知することができる程度に白色領域１Ｗおよび黒色領域１Ｂの大きさを設定する、などとすればより好適である。
また、図１では白色領域１Wおよび黒色領域１Bの形状を全て同一とする例を示したが、白色領域１Wおよび黒色領域１Bの形状は図１に示したものに限らず、周方向の長さが異なっていてもよい。ただし、上述したパン角方向の調整およびＹ軸方向の調整を容易に行うため、少なくとも軸方向の幅は一定とすることが望ましい。
【００５１】
また、本実施例では光軸調整用ターゲットとして、円柱体から構成される円柱ターゲット１を用いる例を示したが、光軸調整用ターゲットとしては円柱体に限らず、多角柱体の外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配したものであっても構わない。
【実施例２】
【００５２】
図７から図９を用いて本発明の実施例２に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法の詳細を説明する。
【００５３】
本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法は、図１等に示し実施例１で説明した円柱ターゲット１に代えて、図７に示すＸ軸方向（ターゲットの軸方向）およびＹ軸方向（ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸方向）に異なる位置に配置された光軸調整用ターゲットとしての第一ターゲット４Ａおよび他の光軸調整用ターゲットとしての第二ターゲット４Ｂを用いるものである。
【００５４】
第一ターゲット４Ａは、同軸上に軸方向に離間して配置された二つの円柱ターゲット４Ａ−１，４Ａ−２を備えている。円柱ターゲット４Ａ−１，４Ａ−２は、外周面にそれぞれ矩形状の白色領域４Wと黒色領域４Bとを軸方向および軸周り方向（円周方向）に交互に配してなる市松模様を施された円柱体であり、図示しない支持体によって同軸周りで一体的に回転可能に支持されている。
【００５５】
当該第一ターゲット４Ａは、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂとの位置関係が、例えば当該ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂとステレオ計測を実施する対象である被測定物との位置関係と同等となる位置に設置されているものとする。ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂは、当該ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸を第一ターゲット４Ａに向けて、走査線方向（Ｘ軸方向）が第一ターゲット４Ａの軸方向と概ね平行になるように設置されているものとする。
【００５６】
第二ターゲット４Ｂは、外周面に白色領域４Wと黒色領域４Bとを軸方向および周方向に交互に配してなる市松模様を施された一つの円柱体であり、その軸方向が第一ターゲット４Ａの軸方向と平行に設置され、図示しない支持体によってその軸周りに回転可能に支持されている。当該第二ターゲット４Ｂは、第一ターゲット４Ａよりもラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂから遠い位置であってかつラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂによって撮像したときに円柱ターゲット４Ａ−１と円柱ターゲット４Ａ−２との間から撮像されるように配置されている。
【００５７】
白色領域４Wと黒色領域４Bとは同一形状であり、白色領域１Wと黒色領域１Bとの境界線は軸方向および軸周り方向に平行となっている。
【００５８】
画像収録部２１は、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂそれぞれによって各々回転する第一ターゲット４Ａおよび第二ターゲット４Ｂを同時に撮像した画像を収録する。
【００５９】
画像処理部２２は、実施例１とは、チルト角およびＺ軸方向の調整の要否についての判定の方法が異なる。以下、図８を用いて図２に示し上述したステップＳ３で行う判定について説明する。
【００６０】
〈チルト角方向およびＺ軸方向の調整〉
例えば、ラインセンサカメラ３Ａとラインセンサカメラ３Ｂのチルト角Ａ方向およびＺ軸方向の位置が一致している場合、ラインセンサカメラ３Ａで撮像される画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像される画像Ｉ3Bとは、円柱ターゲット４Ａ−１を撮像した領域同士、第二ターゲット４Ｂを撮像した領域同士、円柱ターゲット４Ａ−２を撮像した領域同士が、時間ｔに伴い同時に白から黒または黒から白に反転する。この場合、画像処理部２２では、チルト角Ａ方向およびＺ軸方向の調整は不要であると判定する。
【００６１】
これに対し、例えばラインセンサカメラ３Ａとラインセンサカメラ３Ｂのチルト角Ａ方向とＺ軸方向の位置のうち少なくともいずれか一方（図８（ａ）に示す例ではチルト角Ａ）がずれている場合、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、ラインセンサカメラ３Ａで撮像された画像Ｉ3Aとラインセンサカメラ３Ｂで撮像された画像Ｉ3Bとで、例えば円柱ターゲット４Ａ−１を撮像した領域ａA，ａB同士、円柱ターゲット４Ａ−２を撮像した領域ｃA，ｃB同士の白黒の反転のタイミングが相互に一致していたとしても、第二ターゲット４Ｂを撮像した領域ｂA，ｂB同士の白黒の反転のタイミングが相互に異なるなど、時間ｔに伴う白黒の反転のタイミングが相互にずれてしまう領域が現れる。この場合、画像処理部２２では、チルト角Ａ方向およびＺ軸方向の調整が必要であると判定し、調整方向（回転方向および回転角度、並びに移動方向および移動距離）を求める。
【００６２】
その他の判定の方法については上述した実施例１と同様であり、以下、重複する説明は省略する。
【００６３】
調整方向表示部２３は、画像処理部２２により求めた各ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの調整方向を表示する。
【００６４】
このように構成される本実施例に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法によれば、実施例１に係るラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法による効果に加え、ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの相互の光軸のチルト角Ａ方向およびＺ軸方向のずれを検出し、これを報知することができる。
【００６５】
なお、上述した実施例１同様、光軸調整用ターゲット，他の光軸調整用ターゲットは図７に示した第一ターゲット４Ａ，第二ターゲット４Ｂに限定されるものではなく、白色領域４Wおよび黒色領域４Bの数は円柱の大きさに応じて少なくとも円周方向に白色領域４Wおよび黒色領域４Bが各一箇所配色されるようにすればよく、白色領域４Wおよび黒色領域４Bの形状は周方向の長さが異なっていてもよい。
【００６６】
また、本実施例では二つの円柱ターゲット４Ａ−１，４Ａ−２を備える第一ターゲット４Ａと、一つの円柱体からなる第二ターゲット４Ｂとを用いる例を示したが、本発明は、ラインセンサカメラ３Ａ，３ＢがそれぞれＸ軸方向（光軸調整用ターゲットの軸方向）およびＹ軸方向（ラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂの光軸方向）に異なる位置に配置された二以上の円柱ターゲットを同時に撮像することができればよく、例えば第一ターゲット４Ａに代えて図１に示した円柱ターゲット１を適用し、この円柱ターゲット１に対して第二ターゲット４Ｂを軸方向の異なる位置に設置し、円柱ターゲット１と第二ターゲット４Ｂとをラインセンサカメラ３Ａ，３Ｂによってそれぞれ同時に撮像することができればよい。
【００６７】
また、上述した実施例では第一ターゲット４Ａ，第二ターゲット４Ｂとして円柱体を用いる例を示したが、第一ターゲット４Ａ，第二ターゲット４Ｂは円柱体に限定されるものではなく、多角柱体の外周面にそれぞれ矩形状の白色領域と黒色領域とを軸方向および軸周り方向に交互に配したものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整装置および光軸調整方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…円柱ターゲット、１W…白色領域、１B…黒色領域、２…光軸調整判定部、２１…画像収録部、２２…画像処理部、２３…調整方向表示部、３Ａ，３Ｂ…ラインセンサカメラ、４Ａ…第一ターゲット、４Ａ−１，４Ａ−２…円柱ターゲット、４Ｂ…第二ターゲット、４W…白色領域、４B…黒色領域、Ａ…チルト角、Ｂ…ロール角、Ｃ…パン角、Ｉ3A，Ｉ3B…画像、Ｌ3A，Ｌ3B…撮像ライン、ａA，ａB…円柱ターゲットを撮像した領域、ｂA，ｂB…第二ターゲットを撮像した領域、ｃA，ｃB…円柱ターゲットを撮像した領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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