[發(fā)明專利]圓柱狀物體的直徑測定裝置及測定方法、測定程序

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280052369.6
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103890541A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 增田智紀(jì)
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G06T1/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于從2個視點(diǎn)拍攝得到的視差圖像而對圓柱狀物體的直徑進(jìn)行測定的測定裝置及測定方法、測定程序。

背景技術(shù)

如果從隔開一定間隔的2個視點(diǎn)分別拍攝對象物體的視點(diǎn)圖像，并能夠在各個視點(diǎn)圖像中確認(rèn)出對象物體上的特定點(diǎn)，則能夠?qū)⑸鲜鲆朁c(diǎn)圖像作為視差圖像使用，基于三角測量原理計(jì)算從拍攝位置至對象物體為止的距離。

另外，同樣地，能夠通過從2個視點(diǎn)拍攝圓柱狀物體而獲得2張視點(diǎn)圖像，將這2張視點(diǎn)圖像作為視差圖像使用，從而測定圓柱狀物體的直徑。在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，根據(jù)視差圖像而虛擬地確定與圓柱狀物體的中心軸正交的平面，并且，向相當(dāng)于該平面與物體的圓柱面相交叉所形成交線的圓，在前述平面內(nèi)作出一對切線，求出各切點(diǎn)的坐標(biāo)及一對切線的交點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而通過考慮2個視點(diǎn)間的間隔或從拍攝位置至圓柱狀物體為止的距離等，從而計(jì)算圓柱狀物體的直徑。

另外，如專利文獻(xiàn)2公開所示，也能夠使用主動方式，即，在向圓柱狀物體上的3個點(diǎn)照射光束的狀態(tài)下，從2個視點(diǎn)拍攝視點(diǎn)圖像。該方式的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠?qū)⑼队霸趫A柱狀物體上的光束的光點(diǎn)與視差圖像一起使用，即使在圓柱狀物體朝向里側(cè)方向傾斜的情況下也能夠良好地進(jìn)行測定。

專利文獻(xiàn)1:日本特開平7－139918號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本特開2010－243273號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，在各視點(diǎn)圖像中，向圓柱狀物體的輪廓線圖像化而成的各個圓周面上作出切線，在將這些切線算式化的階段中容易產(chǎn)生誤差。而且，在圓柱狀物體朝向圖像里側(cè)方向傾斜而拍攝的情況下，在設(shè)定與圓柱的中心軸正交的平面時(shí)也容易包含誤差。另外，關(guān)于專利文獻(xiàn)2的方法，必須將光束照射在對象物體的多個部位，存在裝置大型化且初始設(shè)定和調(diào)整耗費(fèi)工時(shí)等的難點(diǎn)。

本發(fā)明的目的在于提供一種即使作為測定對象的圓柱狀物體的姿態(tài)不恒定，也能夠簡單地基于拍攝到的視差圖像而高精度地測定圓柱狀物體的直徑的測定裝置及測定方法。

本發(fā)明的圓柱狀物體的直徑測定裝置具有：視差圖像存儲部、視差圖像顯示部、輪廓線檢測部、測定點(diǎn)指定部、對應(yīng)點(diǎn)導(dǎo)出部、測定點(diǎn)更新部、以及直徑計(jì)算部。視差圖像存儲部將分別從第1視點(diǎn)和第2視點(diǎn)對圓柱狀物體進(jìn)行拍攝而獲得的第1視點(diǎn)圖像和第2視點(diǎn)圖像作為視差圖像存儲。視差圖像顯示部對第1視點(diǎn)圖像和第2視點(diǎn)圖像進(jìn)行顯示。輪廓線檢測部對在第1視點(diǎn)圖像中與物體的中心軸平行的第1輪廓線和第2輪廓線進(jìn)行檢測。測定點(diǎn)指定部分別在檢測到的第1及第2輪廓線的線上指定第1測定點(diǎn)和第2測定點(diǎn)。對應(yīng)點(diǎn)導(dǎo)出部在第2視點(diǎn)圖像中導(dǎo)出與第1及第2測定點(diǎn)對應(yīng)的第1對應(yīng)點(diǎn)和第2對應(yīng)點(diǎn)。測定點(diǎn)更新部將第1測定點(diǎn)固定，使第2測定點(diǎn)在第2輪廓線上進(jìn)行掃描，針對對應(yīng)于掃描位置而被更新的每個第2測定點(diǎn)，對第2對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行更新。直徑計(jì)算部針對第1對應(yīng)點(diǎn)和通過測定點(diǎn)更新部更新后的每個第2對應(yīng)點(diǎn)，計(jì)算物體的直徑，將計(jì)算出的直徑中的最小值確定為圓柱狀物體的直徑。為了提高測定精度，優(yōu)選將第1及第2測定點(diǎn)中的攝影距離較近的一方設(shè)定為第1測定點(diǎn)。

優(yōu)選測定點(diǎn)更新部具有下述功能，即，在第2測定點(diǎn)的掃描時(shí)，第2測定點(diǎn)超過針對第1視點(diǎn)圖像而預(yù)先設(shè)定的第1測定框的情況下，或者第2對應(yīng)點(diǎn)超過針對第2視點(diǎn)圖像而預(yù)先設(shè)定的第2測定框的情況下，以使第2測定點(diǎn)和第2對應(yīng)點(diǎn)分別落在第1測定框和第2測定框的內(nèi)側(cè)的方式，將第2測定點(diǎn)固定在第1視差圖像的第2輪廓線上，一邊使第1測定點(diǎn)在第1輪廓線上進(jìn)行掃描，一邊對第1測定點(diǎn)進(jìn)行更新，并且，在第2視差圖像中依次對第1對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行更新。

優(yōu)選對應(yīng)點(diǎn)導(dǎo)出部具有下述功能，即，在由測定點(diǎn)指定部在第1視點(diǎn)圖像的第1及第2輪廓線的線上指定了第1及第2測定點(diǎn)時(shí)，對應(yīng)點(diǎn)導(dǎo)出部通過立體匹配處理而在第2視點(diǎn)圖像中導(dǎo)出分別與第1及第2測定點(diǎn)對應(yīng)的第1及第2對應(yīng)點(diǎn)，并且，在將第1及第2對應(yīng)點(diǎn)連結(jié)的線段的各延長方向上設(shè)定的一定寬度的直線檢測區(qū)域內(nèi)，搜索與第1及第2輪廓線對應(yīng)的、第2視點(diǎn)圖像中的第1對應(yīng)輪廓線和第2對應(yīng)輪廓線，在檢測到的第1及第2對應(yīng)輪廓線上對第1及第2對應(yīng)點(diǎn)的位置進(jìn)行更新。