发明名称 三维模拟装置、方法及电脑可读取之记录媒体以及三维形状资料记录装置、方法及电脑可读取之记录媒体
摘要 可减低对象物形状的限制及色彩的限制的三维物体形状之模拟。用廓影法(对对象物形状有限制)求出对象物体的概略形状,同时用光切断法(对对象物颜色有限制)等求出对象物体的详细形状。利用此等双方之资讯、调查概略形状资讯与详细形状资讯间的一贯性,未满足一贯性的部分(欠缺详细形状资讯的处所、及在概略形状的外部有详细形状处所存在的处所)系以概略形状作为最后物体资讯,其以外系以详细形状作为最后物体资讯。由此,可进行减低对象物形状的限制及色彩的限制的三维形状之模拟。
申请公布号 TWI226022 申请公布日期 2005.01.01
申请号 TW090108760 申请日期 2001.04.12
申请人 三洋电机股份有限公司 发明人 松本幸则
分类号 G06T7/00 主分类号 G06T7/00
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;何秋远 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射装置,对三维物体照射图案光;影像输入装置,输入三维物体的影像;概略形状计算装置,从所输入的影像,计算概略形状;详细形状计算装置,从所输入的影像,计算详细形状;以及三维形状资料生成装置,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。2.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射装置,对三维物体照射图案光;影像输入装置,输入三维物体的影像;概略形状输入装置,读取三维物体的概略形状;详细形状计算装置,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成装置,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。3.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:影像读取装置,用来读取对三维物体照射图案光所得三维物体的影像;概略形状计算装置,从所输入的影像计算概略形状;详细形状计算装置,从所输入的影像计算详细形状;维形状资料生成装置,依据所计算的概略形状及详细形状,生成三维物体的三维形状资料。4.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:影像读取装置,用来读取对三维物体照射图案光所得三维物体的影像;概略形状输入装置,读取三维物体的概略形状;详细形状计算装置,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成装置,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。5.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中在三维形状资料生成装置,系将所计算的详细形状中,只对存在于概略形状内部者资讯,作为物体的三维形状资料,其以外,系将概略形状表面作为物体的三维形状资料者。6.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中在三维形状资料生成装置,系依据概略形状,求出物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。7.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中详细形状计算装置,系从所输入的影像求出多数的物体表面位置之候补者。8.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中详细形状计算装置,系对概略形状内部的一部分设定物体表面的不可能存在领域,以不可能存在领域以外的概略形状之内部领域作为物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。9.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中在三维形状资料生成装置,系依据物体表面的可能存在领域,从多数的物体表面位置候补决定一个最后物体表面位置候补,并依在此用来生成三维物体的三维形状资料者。10.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中在概略形状计算装置所计算的概略形状,系依据从影像输入装置所得的物体影像所求的廓影资讯来计算者。11.一种三维形状资料记录装置,系记录三维物体的三维形状资料,其特征为包含:三维形状资料生成装置,对三维物体生成三维形状资料;三维形状资料可靠性附加装置,对各个三维形状资料,附加资料可靠性评价値;以及三维形状资料记录装置,将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体。12.一种三维形状资料记录装置,系记录三维物体的三维形状资料,其特征为包含:三维形状资料生成装置,对三维物体生成三维形状资料;三维形状资料可靠性附加装置,对各个三维形状资料,附加资料可靠性评价値;以及三维形状资料记录装置,将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体。13.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射步骤,对三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;概略形状计算步骤,从所输入的影像计算概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,生成三维物体的三维形状资料。14.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射步骤,对三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;概略形状输入步骤,读取三维物体的概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,生成三维物体的三维形状资料。15.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:影像读取步骤,读取由于对三维物体照射图案光获取得的三维物体的影像;概略形状计算步骤,从所输入的影像计算概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。16.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:影像读取步骤,读取由于对三维物体照射图案光所取得的三维物体的影像;概略形状输入步骤,读取三维物体的概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。17.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在三维形状资料生成步骤,系将所计算的详细资料中,只对存在于概略形状的内部者的资讯作为三维形状资料,其以外,系以概略形状表面作为物体的三维形状资料者。18.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在三维形状资料生成步骤,系依据概略形状,求出物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。19.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中详细形状计算步骤,系从所输入的影像由求出多数的物体表面位置之候补者。20.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中详细形状计算步骤,系对概略形状内部的一部分设定物体表面的不可能存在领域,以不可能存在领域以外的概略形状内部领域作为物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。21.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在三维形状资料生成步骤,系依据物体表面的可能存在领域,从多数物体表面位置候补决定一个最后物体表面位置候补,依据此用来生成三维物体的三维形状资料者。22.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在概略形状计算步骤所计算的概略形状,系依据从影像输入步骤所得的物体影像求出之廓影资讯所计算者。23.一种三维形状资料记录方法,系记录三维物体的三维形状资料,其特征为包含:三维形状资料生成步骤,对三维物体,生成三维物体;三维形状资料可靠性附加步骤,对各个三维形状资料,附加资料可靠性评价値;以及三维形状资料记录步骤将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体者。24.一种三维形状资料记录方法,系记录三维物体的三维形状资料,其特征为包含:三维形状资料读取步骤,读取三维物体的三维形状资料;三维形状资料可靠性附加步骤,对各个三维形状资料,附加资料可靠性评价値;以及三维形状资料记录步骤将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体者。25.一种记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,系记录有用以使电脑生成三维物体的三维形状资料,其特征为该程式包含:照射步骤,该程式系控制连接于电脑的图案光照射部,对三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;概略形状计算步骤,从所输入的影像,计算概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像来计算详细形状;及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。26.一种记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,系记录有用以使电脑生成三维物体的三维形状资料,其特征为该程式包含:照射步骤,可控制连接于电脑的图案光照射部,使其对上述三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;概略形状输入步骤,读取三维物体的概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。27.一种记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,系记录有用以使电脑生成三维物体的三维形状资料,其特征为该程式包含:影像读取步骤,由于将图案光照射三维物体所取得的三维物体的影像;概略形状计算步骤,从所输入的影像计算概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。28.一种记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,系记录有用以使电脑生成三维物体的三维形状资料,其特征为该程式包含:影像读取步骤,由于将图案光照射三维物体所得三维物体之影像;概略形状输入步骤,读取三维物体的概略形状;详细形状计算步骤,从所输入的影像计算详细形状;以及三维形状资料生成步骤,依据所计算的概略形状及详细形状,用来生成三维物体的三维形状资料。29.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中在三维形状资料生成步骤,系所计算的详细形状中,对存在于概略形状之内部者将资讯作为物体的三维形状资料,而其他的系以概略形状表面作为物体的三维形状资料者。30.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中在三维形状资料生成步骤,系依据概略形状,求出物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。31.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中详细形状计算步骤,系从所输入的影像求出多数的物体表面位置之候补者。32.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中详细形状计算步骤,系对概略形状的内部之一部分设定物体表面的不可能存在领域,以不可能存在领域以外的概略形状之内部领域作为物体表面的可能存在领域,并依据所计算的概略形状及详细形状以及表面可能存在领域,用来生成三维物体的三维形状资料者。33.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中在三维形状资料生成步骤,系依据物体表面的可能存在领域,从多数物体表面位置候补决定一个最后物体表面位置候补,依据此来生成三维物体的三维形状资料者。34.如申请专利范围第25项之记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,其中在概略形状计算步骤所要计算的概略形状,系依影像输入步骤所得自物体影像所求出的廓影资讯所计算者。35.一种记录三维形状资料记录程式之电脑可读取之记录媒体,系用以对电脑记录三维物体的三维形状资料于媒体,其特征为包含:三维形状资料生成步骤,对三维物体生成三维形状资料;三维形状资料可靠性附加步骤,对各个三维形状资料附加资料可靠性评价値;三维形状资料记录步骤,将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体者。36.一种记录三维形状资料记录程式之电脑可读取之记录媒体,系用以对电脑,记录三维物体的三维形状资料于媒体,其特征为包含:三维形状资料读取步骤,用来读取三维物体的三维形状资料;三维形状资料可靠性附加步骤,对各个三维形状资料,附加资料可靠性评价値;三维形状资料记录步骤,将附加有可靠性评价値的三维形状资料记录于媒体。37.一种记录三维形状资料之电脑可读取之记录媒体,系记录有三维物体的三维形状资料之媒体,其特征为:该三维形状资料系由顶点座标资料部和将顶点座标连接而构成之多边形资料部所构成,使表示顶点座标各自位置精度之可靠性评价値与该顶点座标资料部各自对应而作为数値或符号加以记录。38.一种记录三维形状资料之电脑可读取之记录媒体,系记录有三维物体的三维形状资料之媒体,其特征为:该三维形状资料系至少由表示该三维物体的表面之点资料所构成,且使该点资料各自之可靠性评价値资讯对应于该各个点资料而加以保持。39.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射装置,对三维物体照射图案光;影像输入装置,输入三维物体的影像;以及三维形状计算装置,从所输入的影像计算三维物体的三维形状;在该三维形状计算装置,于该所输入的影像,抽出图案照射领域及图案境界领域,并依据此等领域用来计算三维物体的三维形状者。40.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中在详细形状计算装置,于所输入的影像,抽出图案照射领域及图案境界领域,并依据此等领域,用来计算三维物体的详细形状者。41.如申请专利范围第39项之三维模拟装置,其中图案系多数的二进制图案者。42.如申请专利范围第39项之三维模拟装置,其中影像输入装置系至少从两个地点进行输入者。43.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射装置,对三维物体照射图案光;影像输入装置,输入三维物体的影像;三维形状计算装置,从所输入的影像计算三维物体的三维形状;该影像输入装置至少从两个地点进行输入,在三维形状计算装置,于所输入的影像,抽出色彩或浓度作变化的处所;在所输入的影像间,由于获得色彩或浓度变化的处所相互之对应关系,用以计算三维物体的三维形状者。44.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中影像输入装置系从不同位置的至少两个地点进行输入;在详细形状计算装置,系于从输入的影像抽出色彩或浓度作变化的处所,在所输入的影像间,由于获得色彩或浓度作变化的处所互相对应关系,以计算三维物体的三维形状者。45.如申请专利范围第3项之三维模拟装置,其中影像读取装置系从不同位置的至少两个地点进行输入,在详细形状计算装置,系于所输入的影像抽出色彩或浓度作变化的处所,在所输入的影像间,由获得色彩或浓度变化的处所互相之对应关系,用来计算三维物体的三维形状者。46.如申请专利范围第43项之三维模拟装置,其中所照射的图案光系多色图案光在邻接图案间,将其色彩在HSV空间记录之际,其色相至少相差90度以上,或亮度差0.3以上者。47.如申请专利范围第43项之三维模拟装置,其中色彩或浓度变化处所相互的对应关系,从所输入的影像,求出色彩或浓度变化的处所之属性,依据此属性获得者。48.如申请专利范围第47项之三维模拟装置,其中色彩或浓度变化的处所之属性,于所输入的影像系为色彩或浓度变化处所的左右或上下之色彩资讯者。49.如申请专利范围第47项之三维模拟装置,其中欲求其属性之际,对所输入的影像施予平均化处理者。50.如申请专利范围第49项之三维模拟装置,其中平均化处理,系对所输入的影像进行领域分割处理,并以所分割的领域单元进行者。51.如申请专利范围第1项之三维模拟装置,其中更具有使照射装置和影像输入装置移动的移动装置者。52.如申请专利范围第51项之三维模拟装置,其中移动装置系依据所得的概略形状使照射装置和影像输入装置移动者。53.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:至少两个三维形状输入装置,可获得三维物体的三维形状;以及移动装置,使三维形状输入装置移动;其中各三维形状输入装置的三维输入精度系各个为不同者。54.如申请专利范围第53项之三维模拟装置,其中移动装置,系依据由比三维输入精度更低的三维形状输入装置获得的三维形状资讯,用来移动比三维输入精度更高的三维形状输入装置者。55.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射步骤,对三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;三维形状计算步骤,从所输入的影像计算三维物体的三维形状;在该三维形状计算步骤,于所输入的影像,抽出图案照射领域及图案境界领域,并依据此等领域用来计算三维物体的三维形状者。56.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在详细形状计算步骤,系于所输入的影像中,抽出图案照射领域及图案境界领域,并依据此等领域用来计算三维物体的详细形状者。57.如申请专利范围第55项之三维模拟方法,其中图案系多数的二进制图案者。58.如申请专利范围第55项之三维模拟方法,其中在影像输入步骤系至少从两个地点进行输入者。59.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:照射步骤,对三维物体照射图案光;影像输入步骤,输入三维物体的影像;三维形状计算步骤,从所输入的影像计算三维物体的三维形状;在该影像输入步骤,系至少从两个地点进行输入;在三维形状计算步骤,系从所输入的影像中抽出色彩或浓度会变化的处所,在所输入的影像间,由获得色彩或浓度变化的处所相互之对应关系,用来计算三维物体的三维形状者。60.如申请专利范围第13项之三维模拟方法,其中在影像输入步骤,系至少从不同位置的两个地点进行输入影像;在详细形状计算步骤,系从所输入的影像抽出色彩或浓度变化的处所,在所输入的影像间,由获得色彩或浓度变化的处所相互之对应关系,用来计算三维物体的三维形状者。61.如申请专利范围第59项之三维模拟方法,其中所照射的图案光系多色图案光,在邻接图案间,将其色彩在HSV空间中所记时色相至少相差90度以上,或亮度相差0.3以上者。62.如申请专利范围第59项之三维模拟方法,其中色彩或浓度变化的处所相互之对应关系,系从所输入的影像求色彩或浓度变化的处所之属性,并依据此属性来获得者。63.如申请专利范围第62项之三维模拟方法,其中色彩或浓度变化的处所之属性,系于所输入的影像为色彩或浓度变化处所的左右或上下之色彩资讯者。64.如申请专利范围第62项之三维模拟方法,其中求属性之际,对所输入的影像施加平均化处理者。65.如申请专利范围第64项之三维模拟方法,其中平均化处理,系对所输入的影像进行领域分割处理,并以所分割的领域单位进行者。66.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:可取得三维物体的三维形状之至少两个三维形状输入步骤;及,使三维形状输入部移动之移动步骤,各三维形状输入步骤所持有的三维输入精度系各个为不同者。67.一种三维模拟装置,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:取得三维物体的概略形状资讯之第1三维形状计测装置;取得三维物体的详细形状资讯之第2三维形状计测装置;以及依据所取得的概略形状资讯及详细形状资讯,生成三维物体的三维形状资料之三维形状资料生成装置者。68.如申请专利范围第67项之三维模拟装置,系具有可控制第2三维形状计测装置的位置之控制装置;控制装置,系依据第1三维形状计测装置所取得的概略形状资讯来控制者。69.一种三维模拟方法,系生成三维物体的三维形状资料,其特征为包含:取得三维物体的概略形状资讯之第1三维形状计测步骤;取得三维物体的详细形状资讯之第2三维形状计测步骤;以及依据所取得的概略形状资讯及详细形状资讯,生成三维物体的三维计测资料生成步骤者。70.一种记录三维模拟程式之电脑可读取之记录媒体,系用以对电脑记录生成三维物体的三维形状资料的程式之媒体,其特征为该程式包含:取得三维物体的详细形状资讯之第1三维形状计测步骤;取得三维物体的详细形状资讯之第2三维形状计测步骤;以及依据所取得的详细形状资讯及详细形状资讯,生成三维物体的三维形状资料之三维计测资料生成步骤者。图式简单说明:第1图有关本发明一实施例之构成图。第2图本发明一实施例之流程图。第3图透视比的说明图。第4图校准(算出外部参数)的说明图。第5图赫克(Hough)变换的原理说明图。第6图用赫克变换的决定参数之说明图。第7图用廓影法的概略形状计算流程图。第8图用廓影法的形状再构成之说明图。第9图7种类(A-G)之二进制图案例。第10图用二进制图案的空间代码化法之原理图。第11图概略深度图、详细深度图及最后深度图的说明图。第12图本发明的另一实施例之流程图。第13图多数的表面候补与基于概略形状的表面可能存在领域之说明图。第14图持有可靠性资讯的三维形状资料之一例。第15图雷射光照射部的基本构成说明图。第16图由两个摄影机输入图案照射影像的一例图。第17图二进制图案的代码配路错误例之说明图。第18图另一二进制图案例之说明图。第19图6种类的代码化领域之分配说明图。第20图彩色代码图案之一例图。第21图使用A、B及C的三个摄影机所取得的、对应特征点候补的深度値之模式图。
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