(57)【要約】      （修正有）【課題】移動、セッティング及びキャリブレーションを繰り返す必要のない３次元形状計測を行う。【解決手段】  カメラ１１ａ、１１ｂと、トータルステーション（ＴＳ）１３ａ、１３ｂを備えた計測装置１ａ，１ｂと、コントローラ３とを備え、コントローラ３は、基準点Ａ，ＢをＴＳ１３ａ、１３ｂで計測したデータを取得し、カメラ１ａ、１ｂの撮影位置を決定するキャリブレーションを行い、カメラ１１ａ、１１ｂが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得し、取得した画像データ及びカメラ１１ａ、１１ｂの撮影位置に基づいて対象物の３次元データを生成し、生成された３次元データと基準データとを比較して、比較結果に応じた出力をする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラと、
前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）と、
２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータに基づいて、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーション手段と、
前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得する手段と、
前記取得した画像データおよび前記キャリブレーション手段により決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成する手段と、
前記撮影対象物に関する基準データを記憶する記憶部と、
前記生成された３次元データと前記記憶部に記憶された基準データとを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じた出力を行う手段と、を備える対象物の３次元形状検証システム。
【請求項２】
前記比較手段による比較の結果、前記生成された３次元データが前記基準データに対して所定の要件を満たさない場合、前記キャリブレーション手段が再キャリブレーションを行い、
再キャリブレーション後に撮影された画像データに基づいて生成された前記対象物の３次元データと前記基準データとを、前記比較手段が再度比較したときも、前記所定の要件を満たさない場合は、前記出力手段が所定の警報を示す情報を出力することを特徴とする請求項１記載の対象物の３次元形状検証システム。
【請求項３】
前記キャリブレーション手段は、前記再キャリブレーションを行うときは、前記２以上の基準点間の相対的な位置関係が前回キャリブレーションのときから変位しているか否かの判定を行うことを特徴とする請求項２記載の対象物の３次元形状検証システム。
【請求項４】
前記生成手段により生成された３次元データを、次回以降の撮影により生成される３次元データに対する基準データとして利用するために、前記記憶部に格納する手段をさらに備える請求項１〜３のいずれかに記載の対象物の３次元形状検証システム。
【請求項５】
前記撮影対象物は工業製品であり、
前記基準データは前記工業製品の特徴点に関する製品データであり、
前記比較手段は、前記３次元データに基づいて前記対象物である工業製品の前記特徴点を抽出して、前記製品データと比較することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対象物の３次元形状検証システム。
【請求項６】
複数のカメラと、前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）を備えた計測装置と接続される対象物の３次元形状検証装置であって、
２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータを取得し、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーション手段と、
前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得する手段と、
前記取得した画像データおよび前記キャリブレーション手段により決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成する手段と、
前記撮影対象物に関する基準データを記憶する記憶部と、
前記生成された３次元データと前記記憶部に記憶された基準データとを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じた出力を行う手段と、を備える対象物の３次元形状検証装置。
【請求項７】
複数のカメラと、前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）を備えた計測装置を用いて対象物の３次元形状を検証する方法であって、
２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータを取得し、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーションステップと、
前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得するステップと、
前記取得した画像データおよび前記キャリブレーションにより決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成するステップと、
前記生成された３次元データと前記撮影対象物に関する基準データとを比較するステップと、
前記比較結果に応じた出力を行うステップと、を行う方法。
【請求項８】
複数のカメラと、前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）を備えた計測装置を用いた対象物の３次元形状の検証のためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに実行されると、
２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータを取得し、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーションステップと、
前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得するステップと、
前記取得した画像データおよび前記キャリブレーションにより決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成するステップと、
前記生成された３次元データと前記撮影対象物に関する基準データとを比較するステップと、
前記比較結果に応じた出力を行うステップと、が行われるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元計測技術に関し、特にカメラ一体型トータルステーションを用いた３次元計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元形状の計測装置として、カメラ一体型トータルステーションが知られている（例えば、特許文献１）。このカメラ一体型トータルステーションを用いれば、撮影対象物の３次元形状を容易に計測可能である。
【特許文献１】特開２００５−９１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、１台のカメラ一体型トータルステーションを用いて計測を行っているので、カメラ一体型トータルステーションの移動、セッティング及びキャリブレーションを繰り返し行う必要があった。これは、複数の計測領域からなる広い現場を移動しながら測量する場合は、それほど問題とならないが、一カ所にとどまって比較的狭い領域の計測をする場合には、移動、セッティング及びキャリブレーションを繰り返さなければならず、面倒であった。
【０００４】
また、一カ所にとどまって計測を繰り返す場合、計測の対象物自体が入れ替わったり、対象物の３次元形状が変化したりする場合もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、カメラ一体型のトータルステーションを用いて、対象物の３次元形状の監視あるいは検査を行うことである。
【０００６】
本発明の別の目的は、カメラ一体型のトータルステーションを用いて、時間の経過による対象物の３次元形状の変化を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施態様に従う対象物の３次元形状検証システムは、複数のカメラと、前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）と、２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータに基づいて、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーション手段と、前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得する手段と、前記取得した画像データおよび前記キャリブレーション手段により決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成する手段と、前記撮影対象物に関する基準データを記憶する記憶部と、前記生成された３次元データと前記記憶部に記憶された基準データとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じた出力を行う手段と、を備える。
【０００８】
ここで、実質的に同時とは、厳密に同時である場合の他、近接した一定の時間内であることをいう。
【０００９】
好適な実施形態では、前記比較手段による比較の結果、前記生成された３次元データが前記基準データに対して所定の要件を満たさない場合、前記キャリブレーション手段が再キャリブレーションを行い、再キャリブレーション後に撮影された画像データに基づいて生成された前記対象物の３次元データと前記基準データとを、前記比較手段が再度比較したときも、前記所定の要件を満たさない場合は、前記出力手段が所定の警報を示す情報を出力するようにしてもよい。
【００１０】
好適な実施形態では、前記キャリブレーション手段は、前記再キャリブレーションを行うときは、前記２以上の基準点間の相対的な位置関係が前回キャリブレーションのときから変位しているか否かの判定を行うようにしてもよい。
【００１１】
好適な実施形態では、前記生成手段により生成された３次元データを、次回以降の撮影により生成される３次元データに対する基準データとして利用するために、前記記憶部に格納する手段をさらに備えていてもよい。
【００１２】
好適な実施形態では、前記撮影対象物は工業製品であり、前記基準データは前記工業製品の特徴点に関する製品データであってもよい。この場合、前記比較手段は、前記３次元データに基づいて前記対象物である工業製品の前記特徴点を抽出して、前記製品データと比較する。
【００１３】
本発明の一実施態様に従う３次元形状検証装置は、複数のカメラと、前記複数のカメラの各々とそれぞれ所定の位置関係を持って備えられる複数のトータルステーション（以下、ＴＳという）を備えた計測装置と接続される対象物の３次元形状検証装置である。そして、２以上の基準点を各ＴＳで計測したデータを取得し、各カメラの撮影位置を決定するキャリブレーション手段と、前記複数のカメラが実質的に同時に所定の対象物を撮影した画像データをそれぞれ取得する手段と、前記取得した画像データおよび前記キャリブレーション手段により決定された各カメラの撮影位置に基づいて、前記対象物の３次元データを生成する手段と、前記撮影対象物に関する基準データを記憶する記憶部と、前記生成された３次元データと前記記憶部に記憶された基準データとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じた出力を行う手段と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る３次元形状の計測システムについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る３次元形状の計測システムの全体構成を示す図である。
【００１６】
本システムは、２台以上の計測装置１（１ａ、１ｂ）と、入力装置５及び表示装置７に接続されたコントローラ３とを備え、撮影対象物９の３次元形状を計測する。図１では、計測装置１が２台の場合を示しているが、３台以上で構成することもできる。また、本実施形態では、時間の経過により撮影対象物９の３次元形状が変化した場合に、その変化を検出するようになっている。
【００１７】
各計測装置１は、同一の構成を有している。そこで、まず、計測装置１の構成について説明する。
【００１８】
計測装置１は、例えば、モータ駆動式のカメラ一体型のトータルステーションを用いることができる。すなわち、計測装置１は、デジタルスチルカメラ（以下、「カメラ」という）１１（１１ａ，１１ｂ）と、トータルステーション（以下、「ＴＳ」という）１３（１３ａ，１３ｂ）と、カメラ１１及びＴＳ１３の向きを変えるためのモータ１５（１５ａ，１５ｂ）と、支持フレーム１７（１７ａ，１７ｂ）とを備えている。
【００１９】
ＴＳ１３は、測量対象点までの距離、及び水平角＝０且つ鉛直角＝０となる所定の基本方向に対する水平角及び鉛直角で表される方向を計測する計測装置である。ＴＳ１３は、計測した距離、及び方向を示すデータ（以下、「ＴＳデータ」という）を出力する。
【００２０】
カメラ１１は、ＴＳ１３に対して一定の位置関係をもって固定されている。従って、カメラ１１及びＴＳ１３は、一体となって支持フレーム１７に対して方向を変更するようになっている。このため、カメラ１１の撮影方向を変更すると、ＴＳ１３が出力するＴＳデータにより、カメラの撮影位置および基本方向に対する撮影方向を求めることができる。
【００２１】
カメラ１１及びＴＳ１３の方向の変更は、モータ１５を駆動することにより行われる。モータ１５は、後述するようにコントローラ３によって駆動される。なお、計測装置１にモータ１５が搭載されていない場合は、作業者が手動でカメラ１１及びＴＳ１３の方向を変更させてもよい。
【００２２】
コントローラ３は、各計測装置１ａ，１ｂのカメラ１１ａ、１１ｂが撮影した画像のデータと、ＴＳ１３ａ、１３ｂによる計測結果であるＴＳデータを取得して、これらに基づいて所定の画像処理を行って、撮影対象物９の３次元形状の計測し、その形状変化を検出する。
【００２３】
本システムで撮影対象物９の３次元形状の計測、及びその形状変化を検出するには、まず、撮影対象物９が見える任意の位置に計測装置１ａ、１ｂをそれぞれ設置する。計測装置１ａ、１ｂが設置された位置が、それぞれ撮影位置となる。さらに、この撮影位置から見える２以上の基準点Ａ，Ｂを予め定めておく。
【００２４】
図２は、コントローラ３の詳細な機能構成を示す図である。
【００２５】
コントローラ３は、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明するコントローラ３内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００２６】
まず、コントローラ３は、カメラ１１及びＴＳ１３の方向を制御する姿勢制御部３１１と、撮影対象物を複数に分割して撮影するときに、分割撮影領域を設定する分割設定部３１２と、設定された分割撮影領域を示す情報を記憶する分割定義記憶部３１３とを備える。
【００２７】
姿勢制御部３１１は、モータ１５を駆動して、一体となっているカメラ１１及びＴＳ１３の方向を制御する。例えば、姿勢制御部３１１は、後述するように、入力装置５からの入力に基づいてモータ１５を制御したり、分割定義記憶部３１３に記憶されている分割定義情報に従ってカメラ１１が所定の方向へ向くようにモータ１５を制御したりする。
【００２８】
分割設定部３１２は、撮影対象物９を複数に分割して撮影する場合、以下に説明する設定画面を利用して分割撮影領域を設定する。
【００２９】
図３は分割撮影領域を示す図であり、図４は分割撮影領域の設定画面の一例を示す図である。
【００３０】
例えば、図３に示すように、撮影対象物９がカメラ１１の撮影範囲よりも大きくて、１回で全体を撮影でない場合に、複数の分割撮影領域９１〜９６を設定する。そして、後述するように、各分割撮影領域９１〜９６の画像データに基づいて、撮影対象物９の全体の３次元データを得る。
【００３１】
図４に示す設定画面１００は、作業者が、カメラ１ａ、１ｂの画像を参照しながら、分割撮影領域を設定するための画面である。この画面１００が表示装置７に表示されると、入力装置５の操作により、作業者からの指示を受け付ける。
【００３２】
設定画面１００は、カメラ１ａの画像を表示する領域１１０と、カメラ１ｂの画像を表示する領域１２０と、カメラ１１ａ，１１ｂの方向を変化させる方向指示キー１１５，１２５が設けられている。ここで、例えば、領域１１０の画像が後述するステレオ処理を行うときの基準画像、領域１２０の画像が参照画像となる。作業者が入力装置５で方向指示キー１１５，１２５を操作すると、姿勢制御部３１１の制御によりカメラ１ａ、１ｂの方向が変わる。ここで、基準画像となるカメラ１ａの方向を変えると参照画像となるカメラ１ｂの方向が連動して変わるようにしてもよい。分割撮影領域設定ボタン１３０が押されると、そのときのカメラ１１ａ，１１ｂの方向を示すＴＳデータをＴＳ１３ａ、１３ｂから取得し、ここで取得したカメラ１１ａ，１１ｂの方向を示すデータが分割撮影領域定義情報として分割定義記憶部３１３に格納される。
【００３３】
再び図２を参照すると、コントローラ３は、さらに、撮影対象物９の画像処理を行うために、以下の構成を備えている。すなわち、コントローラ３は、計測装置１ａ，１ｂの位置関係を求めるキャリブレーションを行うキャリブレーション処理部３３１と、キャリブレーションにより求めた計測装置１ａ，１ｂの撮影位置を記憶する撮影位置記憶部３３２と、カメラ１１ａ、１１ｂで撮影された画像データを記憶する画像データ記憶部３３３と、カメラ１１ａ，１１ｂが撮影した画像データのステレオ処理を行うステレオ処理部３３４と、ステレオ処理により算出された撮影対象物９の３次元データを記憶する３次元データ記憶部３３５と、計測した３次元データに基づいて撮影対象物９の形状変化を抽出する形状変化検出部３３６と、表示装置７に撮影画像及び３次元画像等を表示するための表示制御部３３７と、警報出力部３４０とを備える。
【００３４】
キャリブレーション処理部３３１は、ＴＳ１３ａ，１３ｂがそれぞれ基準点Ａ，Ｂを計測したときのＴＳデータを取得し、各計測装置１ａ，１ｂが設置されている撮影位置同士の位置関係を求める。そして、それぞれの撮影位置を、この撮影現場における３次元のローカル座標を求め、撮影位置データとして撮影位置記憶部３３２に格納する。
【００３５】
ステレオ処理部３３４は、撮影位置記憶部３３２に記憶されている撮影位置データと、カメラ１１ａ及び１１ｂが実質的に同時に撮影した撮影対象物９の２枚の画像データに基づいてステレオ処理を行う。そして、このステレオ処理により得られた撮影対象物９の距離画像に基づいて、撮影対象物９の３次元データを得て、３次元データ記憶部３３５に格納する。撮影対象物９が分割撮影されている場合は、それぞれ対応する画像データについてステレオ処理を行って、分割撮影された領域ごとに３次元データを得て、これらを結合して撮影対象物９全体の３次元データを得る。
【００３６】
形状変化検出部３３６は、基準となる撮影対象物９の３次元データ（基準データ）と、対象となる撮影対象物９の３次元データ（比較対象データ）とを比較して、撮影対象物９の形状変化を抽出する。例えば、基準データは、比較対象データとは異なる時刻に撮影された撮影対象物９のデータでよい。すなわち、本システムで、定期または不定期に撮影対象物の撮影を繰り返し、今回撮影した画像データに基づく３次元データを比較対象データとし、前回以前に撮影された画像データに基づく３次元データを基準データとしてもよい。基準データは、基準となる時刻に撮影された画像データに基づくものに固定してもよいし、直前に撮影された画像データでもよい。これにより、時間の経過とともに撮影対象物９の形状が変化したときは、これを検出できる。
【００３７】
ところで、キャリブレーション実施後に、何らかの理由でカメラ１１の位置がずれてしまう可能性がある。このような場合には、このずれた状態のカメラ１１で撮影した画像データを用いてステレオ処理しても、撮影対象物９の正しい３次元データが得られない。従って、撮影対象物９の形状が変化したときの他、このような位置ずれが生じたときにも、実際には形状変化がなくても、形状変化検出部３３６は形状変化を検出してしまう。そこで、このような誤検出を防止するため、形状変化の検出後に再キャリブレーションを行う。このとき、形状変化検出部３３６は、図示しない再キャリブレーションフラグを有しており、再キャリブレーション開始時にこのフラグを設定する。再キャリブレーションは、キャリブレーション処理部３３１が前回のキャリブレーション時に使用した基準点Ａ，Ｂの位置を記憶しておき、これに基づいて姿勢制御部３１１がカメラの方向を制御して、自動で行うようにしてもよい。
【００３８】
形状変化検出部３３６は、再キャリブレーション後に撮影した画像データに基づいて生成された３次元データを比較対象データとして、再び基準データとの比較を行う。この時点（再キャリブレーションフラグが設定済み）で、再び撮影対象物９の形状変化が検出されれば、真に撮影対象物９の形状が変化したものとして、警報出力部３４０が所定の警報を出力する。
【００３９】
なお、再キャリブレーション時に、キャリブレーション処理部３３１は、基準点Ａ，ＢをＴＳ１３で計測したときに、基準点Ａ，Ｂ間の相対的な位置関係（距離）が変化したか否かを判定する。そして、基準点Ａ，Ｂ間の相対的な位置関係（距離）が変化した場合には、警報出力部３４０が所定の警報を出力する。これは、基準点Ａ，Ｂの一方または双方の位置がずれてしまえば、本システムではこれ以上計測を続行することは不可能となるので、これを検出するためである。
【００４０】
次に、上記のような構成ないしは機能を備える本実施形態に係るシステムでの処理手順について、説明する。
【００４１】
図５は、本システムで撮影対象物９の計測及び形状変化検出処理をするための前処理に関するフローチャートである。
【００４２】
まず、作業者が撮影位置に計測装置１ａ，１ｂを設置した後、ＴＳ１３ａ、１３ｂで基準点Ａ，Ｂを計測したＴＳデータに基づき、キャリブレーション処理部３３１がキャリブレーションを実施する（Ｓ１）。これにより、撮影現場におけるカメラ１１ａ，１１ｂの撮影位置が特定される。次に、図４に示した設定画面１００を用いて、分割設定部３１２が分割撮影領域を設定する（Ｓ２）。これにより定まった分割撮影領域の定義情報として、各分割撮影領域撮影時のカメラ１１ａ、１１ｂの方向をＴＳ１３ａ、１３ｂから取得して、分割定義記憶部３１３に格納する。そして、前処理の最後として、形状変化の有無を判定するための基準データを３次元データ記憶部３３５に格納する（Ｓ３）。つまり、カメラ１１ａ，１１ｂで撮影対象物９を撮影し、この画像データをステレオ処理部３３４でステレオ処理して３次元データを生成する。
【００４３】
図６は、上記前処理が終わった後に行う、撮影対象物の計測及び形状変化検出処理のフローチャートである。この形状変化検出処理は、一定周期で行ってもよいし、不定期（例えば任意のタイミング）に行ってもよい。
【００４４】
まず、姿勢制御部３１１が分割定義記憶部３１３から分割撮影領域の定義情報を取得して、カメラ１１ａ、１１ｂの方向を制御する（Ｓ１１）。そして、カメラ１１ａ及び１１ｂが実質的に同時に撮影対象物９を撮影する（Ｓ１２）。上記撮影を、すべての分割撮影領域について行う（Ｓ３）。
【００４５】
全分割撮影領域の撮影が終了すると、撮影位置情報に基づいて、ステレオ処理部３３４がカメラ１１ａ及び１１ｂの対応する画像データを用いてステレオ処理を行う。このステレオ処理を全分割撮影領域について行い、撮影対象物９全体の３次元データを生成する（Ｓ１４）。
【００４６】
形状変化検出部３３６は、ここで生成された３次元データを、前処理で既に生成されている基準データと比較して、撮影対象物９の形状の変化を検出する（Ｓ１５）。そして、形状変化がない場合は（Ｓ１６：Ｎｏ）、再キャリブレーションが実行されたか否かを示す再キャリブレーションフラグをクリアして、処理を終了する（Ｓ１９）。
【００４７】
一方、撮影対象物９の形状変化が検出された場合は（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、再キャリブレーションフラグが設定されているか否かを判定する（Ｓ１７）。再キャリブレーションフラグが設定済みであれば（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、検出された形状変化は、カメラ１１ａ、１１ｂの位置ずれの影響ではない。つまり、撮影対象物９の形状が変化したものであるので、警報出力部３４０が警報を出力して処理を終了する（Ｓ１８）。
【００４８】
ここで、警報の態様としては、あらゆるものが可能であり、例えば、表示装置７にエラーメッセージを出力したり、所定のメールアドレスへメールを送信したり、所定の電話番号へ電話をかけたりしてもよい。
【００４９】
また、ステップＳ１７で再キャリブレーションフラグがセットされていない場合は（Ｓ１７：Ｎｏ）、このフラグを設定して、キャリブレーション処理部３３１へ指示して再キャリブレーションを実行させる（Ｓ２１）。この再キャリブレーションにより、キャリブレーション処理部３３１が基準点Ａ、Ｂ間の相対距離の変化を検出すると、基準点の位置ずれとして、ステップＳ１８へ遷移する（Ｓ２２：Ｙｅｓ）。基準点の位置ずれが検出されなければ（Ｓ２２：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻って処理を続行する。
【００５０】
これにより、撮影対象物９の３次元形状の変化を検出することができる。なお、本実施形態の撮影対象物９の好適な例の一つとして、切り立った崖などの地形が挙げられる。本システムで崖の形状を継続的に計測して、その形状変化を検出することにより、崖崩れそのもの、あるいはその前兆となる微妙な崖の形状変化を検出可能である。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に関する以下の説明では、第１の実施形態と異なる構成を中心に説明し、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略することがある。
【００５２】
本実施形態のシステムでは、撮影対象物が所定の形状であるか否かを検査し、所定の形状でないものを検出するようになっている。従って、本実施形態のシステムに好適な撮影対象物は、例えば工業製品である。つまり、本システムにより、工業製品が所定の規格通りにできあがっているか否かを容易に検査できる。
【００５３】
本システムの全体構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００５４】
図６に本実施形態に係るコントローラ３０の機能構成を示す。
【００５５】
コントローラ３０も、第１の実施形態のコントローラ３と同様に、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００５６】
コントローラ３０は、撮影対象物９である製品の規格を示す製品データの記憶部３４２と、この製品データと本システムが計測した撮影対象物９の３次元データとを比較し、撮影対象物９である製品が規格通りになっているか否かを判定する製品検査部３４１とを備える。
【００５７】
製品データ記憶部３４２に記憶される製品データは、製品の外見上の特徴を示すデータである。例えば、製品全体の寸法、所定の特徴点間の位置関係などでよい。さらに具体的には、外見上わかる突起、孔などの特徴点同士の位置関係（たとえば距離）であってもよい。
【００５８】
製品検査部３４１は、３次元データ記憶部３３５に格納されている３次元データを解析し、上述の製品データと比較するための情報を抽出する。例えば、製品検査部３４１は、撮影対象物９の寸法を算出したり、所定の突起、孔などの特徴点の位置関係を抽出したりする。そして、３次元データから抽出した特徴情報と製品データとを比較して、一致するか否かを判定する。
【００５９】
一致しない場合は、第１の実施形態と同様に再キャリブレーションを行ったのち、改めて比較することにより、カメラ１１の位置ずれによる影響を取り除くことができる。
【００６０】
本システムでは、カメラ１１の撮影範囲に置かれる撮影対象物を次々と取り替えて処理することにより、連続的に製品検査を行うことができる。このとき、撮影対象物の抽出されるべき特徴点がカメラ１１に対して向けられた状態で設置される必要がある。しかしながら、設置されるときの位置は、カメラ１１で撮影可能な領域内であればよいし、向きは特徴点が撮影可能であればよく、それらの厳密性は要求されない。
【００６１】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【００６２】
例えば、カメラ一体型のトータルステーションを３台以上用いてもよいし、キャリブレーションのための基準点を３点以上設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る３次元形状の計測システムの全体構成を示す図である。
【図２】コントローラ３の詳細な機能構成を示す図である。
【図３】撮影対象物を分割して撮影するときの分割撮影領域を示す図である。
【図４】分割撮影領域の設定画面の一例を示す図である。
【図５】撮影対象物の計測及び形状変化検出の前処理に関するフローチャートである。
【図６】撮影対象物の計測及び形状変化検出処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るコントローラ３０の機能構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ａ，１ｂ…計測装置、３、３０…コントローラ、５…入力装置、７    表示装置、９…撮影対象物、１１ａ，１１ｂ…カメラ、１５ａ，１５ｂ…モータ、１７ａ，１７ｂ…支持フレーム、１００…分割領域設定画面、３１１    姿勢制御部、３３１…キャリブレーション処理部、３３４…ステレオ処理部、３３５…３次元データ記憶部、３３６…形状変化検出部。
【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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