[发明专利]三维形状数据及纹理信息生成系统、方法及拍摄控制方法

说明书

三维形状数据及纹理信息生成装置(4)通过在照相机(1)的焦点对准了被拍摄体上的包含测距对象点的部分区域的状态下，使测距传感器(2)计测从照相机(1)的位置到测距对象点的距离，利用驱动装置(3)驱动被拍摄体和照相机(1)的至少任一者，以使得一边将计测到的距离或根据计测到的距离计算出的距离保持在景深的范围内，一边依次变更部分区域，并使照相机(1)拍摄被拍摄体的各部分区域，从而取得每一个上述部分区域的图像，并基于取得的图像来生成上述被拍摄体的三维形状数据及纹理信息。

技术领域

本发明涉及取得被拍摄体的三维形状及纹理信息的系统等技术领域。

背景技术

以往，提出了各种取得被拍摄体的三维形状的工具，但是，那些工具全部被限定于在一定的条件下的功能。以往，作业者为了满足该条件而调整拍摄环境或方法，但是，因为无法进行位置或朝向的高精度的控制，所以产生了在所取得的数据的耦合处理等中计算时间变长、或者对位的结果精度低等问题。另外，难以从已数字化后的数据中除去起因于拍摄条件的模糊、噪声等，导致数据整理工序的长大化。另外，在表现了被拍摄体的三维形状和形状表面的图案这两者的被拍摄体的数字数据中，大多情况下，与形状信息相比，表现表面的图案的纹理信息为高清晰度的数据，要求拍摄更精细的图像。

另一方面，在专利文献1中公开了在可搬运的可搬式三维形状计测装置中能够迅速地得到高精度的三维形状数据的可搬式三维形状计测装置。在该可搬式三维形状计测装置中，在被竖立设置于基部的关节臂的前端部，作为形状传感器，安装可检测三维形状的三维形状传感器，将三维形状传感器朝向计测对象物的计测区域并调整三维位置及姿势而以非接触状态面对，在三维形状传感器的静止状态下，从形状传感器通过面扫描而输出计测对象物的三维形状数据。在专利文献2中示出了从多个图像生成三维形状数据的方法。当使用该方法时，因为能够通过计算来求出拍摄图像的照相机的位置和朝向，所以能够生成精度不取决于照相机的位置和朝向的三维形状。在专利文献3中，使用单一的照相机，通过改变照明条件并进行拍摄，从而生成被拍摄体的三维形状和纹理信息。通过使用单一的照相机，从而避免了镜头的变形所导致的三维形状和纹理的错位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－148926号公报

专利文献2：日本特开2001－338279号公报

专利文献3：日本特开2014－55810号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

但是，例如专利文献1所公开的三维形状传感器的有效地发挥功能的距离范围是固定的，无法取得距离范围外的数据，或者报错。因此，作业者需要将三维形状传感器向不会发出报错的位置移动。虽然如果能够相对于三维形状精确地决定三维形状传感器的位置，则能够实现所取得的三维形状的精度提高，但是，无法实现提高由关节臂的关节角、外部的标识等决定的位置、朝向的精度。另一方面，因为用基于专利文献2的方法生成的三维形状取决于照相机的分辨率，所以为了生成高清晰度的三维形状数据及纹理信息，需要使用高分辨率的照相机并进行近拍。在此情况下，因为对焦的范围极端地变窄，所以为了使得图像不会模糊而会兼用自动对焦机构，但是，因为这会导致定义了图像拍摄部件的光学系统的拍摄系统模型发生变化，会导致高清晰度的三维形状数据及纹理信息的生成中的精度下降，所以未能实用。另外，在用基于专利文献3的方法来对纹理信息与三维形状的位置进行匹配的情况下，存在如下问题：从拍摄了纹理图像的方向看时为正确的纹理，但是，在从其它方向看时纹理未设定在正确的位置。这起因于三维形状的信息与纹理的颜色信息是独立的信息，因此，只要三维形状的生成方法与纹理的生成方法是不同的方法，问题就不会得到解决。

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制因被拍摄体的拍摄条件而引起的模糊、噪声的发生，并能够得到高清晰度的三维形状数据及纹理信息的三维形状数据及纹理信息生成系统、方法及拍摄控制方法。