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Dokumentenidentifikation DE60124604T2 13.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001139062
Titel Stereobildmessvorrichtung
Anmelder Kabushiki Kaisha Topcon, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Otani, Hitoshi, Itabasi-ku, Tokyo, 174, JP;
Ito, Tadayuki, Itabasi-ku, Tokyo, 174, JP;
Kochi, Nobuo, Itabasi-ku, Tokyo, 174, JP
Vertreter Patentanwälte Isenbruck Bösl Hörschler Wichmann Huhn, 68165 Mannheim
DE-Aktenzeichen 60124604
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.03.2001
EP-Aktenzeichen 013027891
EP-Offenlegungsdatum 04.10.2001
EP date of grant 22.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse G01C 11/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04N 13/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G06T 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung, und insbesondere eine Vorrichtung zur Messung eines dreidimensionalen Bildes ausgehend von einem Stereobild. In der Beschreibung bedeutet „Offline-Messung" die Durchführung einer Bild-Fotoaufnahme, beispielsweise an einem Mess-Einsatzort, und das Durchführen anderer Arbeitsschritte als die Fotoaufnahme an einem anderen Berechnungs- und Analyseort. „Online-Messung" bedeutet hingegen die Durchführung von Bildmessungen und ferner die Anzeige eines dreidimensionalen Bildes, beispielsweise an einem Mess-Einsatzort.

Bei der digitalen Fotogrammetrie nach dem Stand der Technik wurden die dreidimensionale Messung und Analyse ausgehend von einem vorliegenden digitalen Bild in der folgenden Weise ausgeführt. Zunächst wird ein Orientierungsschritt durchgeführt, der auf einigen aufgeprägten Kontrollpunkten basiert, um eine stereoskopische Ansicht vorzusehen. Daraufhin wird ausgehend von einer Vielzahl vorliegender Bilder ein Stereo-Abgleich ausgeführt, um eine dreidimensionale Koordinate zu berechnen, und somit ein dreidimensionales Bild zu analysieren. Während des Stereo-Abgleichs wird insbesondere ein von grob zu fein verlaufendes Bild korrelations-Bearbeitungsverfahren oder ähnliches verwendet, um die dreidimensionalen Daten mit Sicherheit zu erlangen. Hierbei wird gemäß dem von grob zu fein verlaufenden Bild korrelations-Bearbeitungsverfahren die Korrelationsverarbeitung in Stufen graduell beginnend bei einem Bild mit geringer Auflösung bis zu einem Bild mit hoher Auflösung ausgeführt, anstatt die Korrelationsverarbeitung von Anfang an unter Bildern mit hoher Auflösung auszuführen. Dieses Verfahren verringert die Anzahl lokaler Fehler, wodurch die Verlässlichkeit erhöht wird (vergleiche Image Analysis Handbook, S. 709, welches unter der Aufsicht von M. Takagi und Y. Shimoda erstellt wurde). Die dreidimensionale Messung wurde ferner ausgeführt, indem ein Überwachungsinstrument verwendet wurde, beispielsweise eine Totalstation, ein GPS oder ähnliches.

Um ferner ein relativ großes Objekt in Form eines dreidimensionalen Bildes auf die übliche Weise zu messen, wurden die Messpunkte mittels eines Überwachungsinstruments, beispielsweise einer Totalstation, gescannt, oder die Messpunkte wurden vermehrt, indem das GPS bewegt wurde, wodurch das dreidimensionale Bild mittels einer Menge einer Anzahl kleiner Oberflächen angezeigt wurde, die von den Messpunkten umgeben sind. Ferner stand ein weiteres Verfahren zur Verfügung, nach dem eine dreidimensionale Messung ausgeführt wurde, indem eine Bild-Korrelationsverarbeitung (Stereo-Abgleich) oder ähnliches ausgehend von einem fotografierten Stereobild ausgeführt wurde, woraufhin ein dreidimensionales Bild als eine Zusammenstellung einer Anzahl von Oberflächenformen angezeigt wurde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Jedoch muss bei einer solchen üblichen Methode die Bild-Korrelationsverarbeitung für jedes Bild mit verschiedenen Auflösungen gleichermaßen durchgeführt werden, wodurch ein großer Zeitbedarf für die arithmetische Verarbeitung des Verfahrens erforderlich ist. In dem üblichen Fall muss der Schritt des Wiederholens der Bild-Korrelationsverarbeitung ausgeführt werden, wenn ein Messfehler auftritt, indem der Ort des Messfehlers wiederholt von einem Bediener spezifiziert wird, wodurch viel Arbeitsaufwand und Zeit zur Messung und Korrektur erforderlich sind. Ferner kann bei üblichen Systemen der Fall eintreten, dass nicht genug Zeit zur Messung durch die Totalstation bzw. Zusammenführungseinrichtung oder ähnliches an dem tatsächlichen Ort verbleibt, die Messung unmöglich ist, nur Fotografien des Ortes gemacht werden können, und ähnliches, wenn die dreidimensionale Messung und Analyse an einem Unglücksort einer Naturkatastrophe, an einem Ort, an dem Notfallversorgung notwendig ist, oder ähnliches, erforderlich sind.

Insbesondere hinsichtlich des Falls der Verwendung der Totalstation bzw. Zusammenführungseinrichtung (TS) wird im Stand der Technik ein Verfahren vorgeschlagen, um dreidimensionale Daten durch automatisches Scannen der Messpunkte unter Verwendung einer automatisch verfolgenden Totalstation bzw. Zusammenführungseinrichtung (reflektorlose TS) zu erhalten. Diese reflektorlose TS ist eine Totalstation, die keine Reflektoren wie Prismen oder ähnliches benötigt. Jedoch erfordert dieses Verfahren einen großen zeitlichen Aufwand für die Messung, da die Messung ausgeführt wird, während die TS von einem Motor angetrieben wird. Beispielsweise unter der Annahme, dass die Messung eines Punkts eine Sekunde dauert, sind für die Messung von lediglich 200 × 200 Punkten 11 Stunden notwendig. Weitere Probleme umfassen die Undurchführbarkeit der Messung durch das Ausbleiben der Rückkehr eines Entfernungslichts, eine stärkere Verringerung mit zunehmendem Abstand eines Entfernungsstrahls, und so weiter.

Um das GPS wie im Falle des Stands der Technik zu bewegen, ist ein hohes Maß an Arbeitsaufwand und Zeit aufgrund der Messung einer Messpunktkoordinate erforderlich, während eine Plattform zum Laden des GPS bewegt wird. Die Notwendigkeit, das GPS auf einen zu messenden Punkt zu bewegen, führt ferner dazu, dass es unmöglich ist, Messungen an einem gefährlichen Ort durchzuführen.

Im Fall des GPS umfassten die Probleme hinsichtlich der Messung, die durch Fotografieren ausgehend von einem Stereobild ausgeführt werden, die Notwendigkeit, einen Kontrollpunkt (Orientierungspunkt) auf dem zu messenden Objekt vorzusehen, die Unmöglichkeit, ohne Orientierung zu ermitteln, ob das fotografierte Stereobild gemessen wird oder nicht, eine längere Berechnungszeit für den Stereo-Abgleich (Bild-Korrelationsverarbeitung), die Unmöglichkeit, konturlose Orte zu messen, und so weiter. Insbesondere wurde zur Gewährleistung der Ausführung der Bild-Korrelationsverarbeitung ein Verfahren verwendet, das Grob-zu-fein-Bildkorrelation genannt wird. Gemäß diesem Verfahren wird die Korrelationsverarbeitung in Stufen beginnend bei Bildern mit geringer Auflösung hin zu einem Bild mit hoher Auflösung graduell ausgeführt, anstatt die Korrelationsverarbeitung von Anfang an unter Bilder mit hoher Auflösung durchzuführen. Somit wird die Anzahl lokaler Fehler verringert und die Zuverlässigkeit verbessert (vergleiche Image Analysis Handbook, S. 709, erstellt unter der Aufsicht von M. Takagi und Y. Shimoda). Im Falle dieses Verfahrens muss jedoch eine Bildkorrelationsverarbeitung gleichermaßen für jedes Bild mit einer anderen Auflösung ausgeführt werden, wodurch in hohem Maße Zeit für eine arithmetische Berechnung beansprucht wird.

Ferner ist der Fall einer Messung, die mit einer Stereokamera ausgeführt wird, welche eine feste Grundlinie aufweist, dadurch vorteilhaft, dass kein Kontrollpunkt notwendig ist. Jedoch ergaben sich durch die Erweiterung des Messbereichs inhärente Probleme, die die Beschränkung des Blickwinkels (Messbereich) und die Notwendigkeit eines Verbindungspunkts (Kontrollpunkt) zur Bildkorrektur umfassen.

Weitere Beispiele für den Stand der Technik sind in den europäischen Patentanmeldungen EP 0880010 und EP 0964223 sowie in dem Patent US 6,041,140 offenbart. Die Druckschrift EP 0880010 beschreibt, wie ein Suchbereich zur Stereobild-Korrelation basierend auf vier Kontrollpunkten eingestellt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der oben genannten Probleme ausgeführt, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Messvorrichtung vorzusehen, die eine hochgradig verlässliche dreidimensionale Messung für ein Stereobild mit hoher Geschwindigkeit ausführen kann, und jegliche nicht durchgeführte Messung, Messfehler oder ähnliches leicht korrigiert. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Messvorrichtung vorzusehen, die eine hochgradig verlässliche dreidimensionale Messung und Analyse mit Hochgeschwindigkeit ausführen kann, indem nur einige Kontrollpunkte gemessen werden, und ein Stereobild fotografiert wird, auch an einem Einsatzort, an dem eine Notfallhilfe aufgrund einer Naturkatastrophe oder ähnliches erforderlich ist, oder wenn schnelle Vor-Ort-Messung notwendig ist oder wenn die Messung schwierig ist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine hohe Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Analyseverarbeitung durch das Erreichen einer effizienten Ausführung der Bildkorrelationsverarbeitung zu erreichen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine kontaktlose dreidimensionale Hochgeschwindigkeitsmessung gleichermaßen an einem Ort auszuführen, an dem üblicherweise nicht gemessen werden kann, beispielsweise ein Ort, dessen Zugang zu gefährlich ist, oder ähnliches.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, insbesondere im Fall der Online-Messung eine deutlich höhere Geschwindigkeit, Effizienz und hohe Verlässlichkeit der gesamten Messungen im Vergleich zu dem Fall zu erreichen, gemäß dem durch jedes einzelne Verfahren eine einzelne Messung ausgeführt wird.

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, insbesondere in dem Fall der Offline-Messung, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung vorgesehen, welche umfasst: eine Einstelleinheit zum Einstellen, in einem Stereobild mit mindestens drei oder mehr Messpunkten, deren Funktionsdaten vorliegen, zumindest eines Teils der Messpunkte als Unterteilungspunkte, eine arithmetische Verarbeitungseinheit zum Ausführen von Korrelationsverarbeitung für Bilder der Suchbereiche, die in dem Stereobild einander entsprechen, basierend auf dem Suchbereich, der von der Einstelleinheit eingestellt wurde; und eine Messeinheit zum Messen einer Koordinate eines Punkts auf einer vorgegebenen Position, ausgehend von einem Ergebnis der Korrelation, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit ausgeführt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit annimmt, dass die aus den vorliegenden Unterteilungspunkten ausgewählten drei Unterteilungspunkte ein Unterteilungsdreieck bilden, und einen Suchbereich basierend auf zumindest einem der Unterteilungsdreiecke einstellt.

Um die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß zu lösen, wird insbesondere im Fall der Online-Messung eine Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung vorgesehen, welche umfasst: eine Einstelleinheit zum Einstellen, in einem Stereobild mit mindestens drei oder mehr Messpunkten, deren Positionsdaten vorliegen, zumindest eines Teils der Messpunkte als Unterteilungspunkten, und zum darauf folgenden Einstellen eines Suchbereichs, der auf zumindest drei Unterteilungspunkte basiert, die aus einer Vielzahl der eingestellten Unterteilungspunkte ausgewählt sind; eine arithmetische Verarbeitungseinheit zum Ausführen von Korrelationsverarbeitung für Bilder von Suchbereichen, die einander auf dem Stereobild entsprechen, basierend auf dem Suchbereich, der von der Einstelleinheit eingestellt ist; und eine Messeinheit zum Messen einer Koordinate eines Punkts bei einer vorbestimmten Position basierend auf einem Ergebnis der Korrelation, welche von der arithmetischen Verarbeitungseinheit ausgeführt wurde, wobei die arithmetische Verarbeitungseinheit Information über einen Messbereich vorbereitet, der gemäß dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung einen neuen Messpunkt erfordert.

Hauptsächlich im Fall der Online-Messung weist die Erfindung zur Lösung der oben genannten Aufgabe die folgenden beispielhaften Merkmale auf. Durch Ausführen des unten beschriebenen Verfahrens ist es möglich, Messungen mit höherer Geschwindigkeit und mit höherer Verlässlichkeit auszuführen, als im Stand der Technik.

  • 1. Fotografieren eines Stereobilds in einem zu messenden Bereich.
  • 2. Messen von sechs oder mehr Kontroll-(Orientierungs-)-Punkten in einem Bereich, der von beiden Stereobildern umfasst wird, mittels einer reflektorlosen TS.
  • 3. Messen (orientieren) von Kontroll-(Orientierungs-)-Punkten, die von der TS in dem Stereobild gemessen wurden.
  • 4. Festlegen eines Bereichs, der basierend auf den Messpunkten einer Bildkorrelationsverarbeitung unterworfen wird.
  • 5. Ausführen einer Bildkorrelationsverarbeitung für einen Bereich.
  • 6. Anzeigen eines Bildes auf einer Anzeige, die basierend auf dreidimensionalen Koordinaten ausgebildet ist, die sich aus einem Korrelationskoeffizienten oder aus dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung von Schritt 5 ergeben.

    Ferner, hauptsächlich im Fall der Online-Messung, weist die Erfindung die folgenden Merkmale auf. Das Hinzufügen dieser Verarbeitungsschritte ermöglicht das Ausführen einer Messung bei deutlich höherer Geschwindigkeit und mit deutlich höherer Verlässlichkeit. Wenn die Verlässlichkeit der Messungen als nicht ausreichend erachtet wird, können die folgenden Verfahrensschritte 7 bis 10 wiederholt werden, bis eine zufriedenstellende Verlässlichkeit erreicht wird.
  • 7. Ausführen zusätzlicher Messungen für einen Bereich mit einem kleinen Korrelationskoeffizienten, oder einer Stelle, an der ein Bild basierend auf Messdaten geformt wird, das nicht zufriedenstellend ist.
  • 8. Neufestlegen eines Bereichs, der basierend auf einem Messpunkt der Bildkorrelationsverarbeitung unterworfen wird.
  • 9. Ausführen der Bildkorrelationsverarbeitung für einen Bereich.
  • 10. Anzeigen eines Bildes, das aus dem Ergebnis der Korrelation gebildet ist, auf einer Anzeige.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung hauptsächlich im Fall der Online-Messung für einen Bereich, der nicht mit einer reflektorlosen TS gemessen werden kann, und gleichermaßen nicht durch Bildkorrelationsverarbeitungen gemessen werden kann, eine Berechnung ausgeführt werden, indem ein Erhebungswert aus der Information in den Messbereich der reflektorlosen TS interpoliert wird. Die Vorteile einer solchen Verarbeitung sind die folgenden:

  • – Da der dreidimensionale Messwert der reflektorlosen TS als ein Anfangswert zum Stereo-Abgleich eingestellt werden kann, kann auf die Grob-zu-fein-Bildkorrelationsverarbeitung verzichtet werden, wodurch es möglich ist, die Berechnungszeit zu verringern.
  • – Die Kombinationsmessung unter Verwendung eines Stereobilds und der reflektorlosen TS ermöglicht eine deutliche Beschleunigung der Gesamtzeit der Messung gegenüber einzelnen Messungen unter Verwendung einer TS und eines Stereobilds.
  • – Ein Ort, an dem eine Bildmessung schwierig ist (beispielsweise ein konturloser), kann von der reflektorlosen TS gemessen werden, oder, umgekehrt, ein Ort, an dem kein Licht für die reflektorlose TS zurückkehrt, kann mittels eines Bildes gemessen werden. Somit können beide schwierig zu messenden Orte interpoliert werden.
  • – Für einen Bereich mit schlechter Bildkorrelation wird durch die Messung der reflektorlosen TS eine Interpolation ausgeführt, und ferner kann durch Einstellen seines Messwerts als Anfangswert der Messbereich feiner und genauer vorgesehen werden, wodurch die Verlässlichkeit erhöht wird.
  • – Da eine Vor-Ort-Messung möglich ist, und Messung ausgeführt werden kann, während ein Fehlerbereich verifiziert wird, kann die Verlässlichkeit der Messung verbessert werden, wodurch Fehler eliminiert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die 1 ist ein Blockdiagramm einer gesamten Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die 2 ist ein Flussdiagramm eines Vor-Ort-Einsatzes.

Die 3 ist eine Ansicht, die ein Stereobild darstellt.

Die 4 ist ein Flussdiagramm der Vorverarbeitung.

Die 5 ist ein Flussdiagramm einer Offline-Messung.

Die 6 ist eine Ansicht, die die Ausbildung eines Dreiecks basierend auf einem Messpunkt darstellt.

Die 7 ist eine Ansicht, die ein Eingangsbild und ein Schablonenbild darstellt.

Die 8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von 3×3 Pixel zeigt.

Die 9 ist eine Ansicht, die ein Stereoverfahren darstellt.

Die 10(a) und 10(b) zeigen Ansichten, die jeweils das Ergebnis einer Korrelation anzeigen.

Die 11 ist eine Ansicht, die einen weiteren Messpunkt darstellt.

Die 12(a) und 12(b) sind Ansichten, die jeweils eine Dreieck-Rekombination darstellen.

Die 13 ist ein Flussdiagramm einer automatischen Messung von dreidimensionalen Koordinaten für einen repräsentativen Punkt.

Die 14 ist eine Ansicht, die repräsentative Punkte darstellt, die automatisch gemessen werden.

Die 15 ist ein Flussdiagramm einer automatischen Online-Messung.

Die 16 ist ein Flussdiagramm der grafischen Anzeige.

Die 17(a) und 17(b) sind Ansichten, die jeweils grafische Anzeigen wiedergeben.

Die 18 ist eine Ansicht (1), die das Einstellen eines Suchbereichs darstellt.

Die 19 ist eine Ansicht, die einen Suchbereich darstellt.

Die 20 ist eine Ansicht (2), die das Einstellen eines Suchbereichs darstellt.

Die 21(a) und 21(b) sind Ansichten, die jeweils spezifische Größen eines Suchbereichs darstellen.

Die 22(a) und 22(b) sind Ansichten (3), die jeweils das Einstellen eines Suchbereichs darstellen.

Die 23(a) und 23(b) sind Ansichten, die jeweils einen Schwerpunkt eines Dreiecks und einen Datenblock darstellen.

Die 24(a) und 24(b) sind Ansichten, die jeweils eine Größe eines Datenblocks darstellen.

Die 25 ist ein Flussdiagramm einer Online-Messung.

Die 26 ist ein Flussdiagramm einer halbautomatischen Messung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

A: Hardware

Die 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine gesamte Messvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Dieses System umfasst ein Überwachungsinstrument 1, eine Messvorrichtung 2 und eine Kamera 3. Die Messvorrichtung 2 umfasst eine Kontrollpunkt-Sucheinheit 10, eine Suchbereich-Einstelleinheit 20, eine arithmetische Verarbeitungseinheit 30, eine Anzeigeeinheit 40, eine Messeinheit 50 und einen Bus 60. Diese Komponenten, beispielsweise die Kontrollpunkt-Sucheinheit 10, die Suchbereich-Einstelleinheit 20, die arithmetische Verarbeitungseinheit 30, die Anzeigeeinheit 40 und die Messeinheit 50 werden beispielsweise in einen Personalcomputer geladen, und sind über den Bus 60 verbunden.

Das Überwachungsinstrument 1 wird verwendet, um verschiedene Kontrollpunkte am Einsatzort zu messen. Dieses Instrument ist nicht notwendig, wenn die Messung ausgeführt wird, indem ein Stereobild erhalten wird, welches bereits zahlreiche Kontrollpunkte umfasst. Die Kamera 3 wird verwendet, um ein Bild zu erlangen, und es kann eine hinsichtlich der Verwendung ausgewählt werden, beispielsweise eine Digitalkamera, eine Filmkamera, und so weiter. Es ist nicht immer notwendig, die Kamera 3 vorzubereiten. Stattdessen kann ein Bild, welches zahlreiche Kontrollpunkte umfasst, vorher erhalten und analysiert werden.

Die Kontrollpunkt-Sucheinheit 10 korreliert einen Kontrollpunkt, der vorab von dem Überwachungsinstrument 1 gemessen wurde, mit einem Bild. Die Suchbereich-Einstelleinheit 20 stellt basierend auf dem Kontrollpunkt, der von der Kontrollpunkt-Sucheinheit 10 korreliert wurde, einen Suchbereich zur Bildkorrelationsverarbeitung, sowie Referenzdaten und Suchdatenblocks ein. Die arithmetische Verarbeitungseinheit 30 führt für den Suchbereich, der von der Suchbereichs-Einstelleinheit 20 eingestellt wurde, eine Orientierungsberechnung sowie Bildkorrelationsverarbeitung (Stereo-Abgleich) durch. Die Anzeigeeinheit 40 ist ein Stereomonitor zum Vorsehen einer stereoskopischen Ansicht, ein Personalcomputer-Monitor oder ähnliches. Die Verwendung eines solchen Stereomonitors ermöglicht es, spezifischere und genauere dreidimensionale Messungen auszuführen, sowie die Verifikation des Messergebnisses. Die Anzeigeeinheit 40 zeigt in einer grafischen Weise ein fotografiertes Stereobild, einen Korrelationskoeffizientenwert, der sich aus der Korrelationsverarbeitung ergibt, einen Punkt und eine Konturlinie, die basierend auf dreidimensionalen Koordinaten ausgebildet wurde, die sich aus dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung ergibt, eine Vogelperspektive (bird's-eye view), ein digitales Ortho-Bild usw. dar. Das Verfahren zur Verwendung der Anzeigeeinheit 40 um eine grafische Anzeige, Verifikation oder eine weitere Messung auszuführen, kann beispielsweise zur korrekten visuellen Ermittlung des Messergebnisses, eines Objekts mit einer geringeren Korrelationskoeffizienten-Verlässlichkeit und ähnliches verwendet werden. Die grafische Anzeige kann in Echtzeit ausgeführt werden.

Die Messeinheit 50 führt weitere Messungen aus, wenn das Ergebnis der Korrelationsverarbeitung nicht den Wünschen entspricht. Für weitere Messungen durch die Messeinheit 50 kann ein Verfahren verwendet werden, in dem Korrelationskoeffizienten angezeigt werden, woraufhin weitere Messungen für Abschnitte ausgewählt werden, die eine geringe Korrelation aufweisen. Ein weiteres Verfahren kann verwendet werden, welches einen Punkt und eine Konturlinie basierend auf dreidimensionalen Koordinaten für jeden Punkt, ein Datenrahmenmodell, ein Oberflächenmodell mit einer festen Oberfläche, eine Vogelperspektive, oder ein digitales Ortho-Bild, welches zum Vorsehen eines feststehenden Bilds eingerichtet ist, oder ähnliches auf graphische Weise anzeigt, und daraufhin eine weitere Messung für den fehlerhaften Punkt des angezeigten Bilds ausführt. Hinsichtlich des Verfahrens zum Anzeigen des Korrelationseffizienten auf einem Bildschirm, um eine Bildverifikation oder Korrektur auszuführen, kann eines der folgenden Verfahren zur Verwendungausgewählt werden: Anzeigen des Bereichs eines geringen Korrelationskoeffizienten und Ausführen einer manuellen oder halbautomatischen Messkorrektur basierend auf dem Bildschirm; Verwenden von Korrelationskoeffizienten und Ausführen von automatischen Messungen für einen Bereich, in dem ein spezifischer Schwellwert eingehalten oder unterschritten wird, und so weiter.

B: Offline-Messung

Als nächstes wird die „Offline-Messung" betrachtet, die mit dem Betrieb der Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung der Erfindung einhergeht.

Daraufhin werden manuelle oder halbautomatische Messungen sowie automatische Messungen detailliert beschrieben.

B-1. Tätigkeiten vor Ort

Zunächst werden Tätigkeiten vor Ort bzw. am Einsatzort betrachtet. Die 2 zeigt ein Flussdiagramm der Tätigkeiten vor Ort. Wenn Messungen an einem Einsatzort begonnen werden, werden die Schritte dieses Flussdiagramms als Vor-Ort-Tätigkeiten ausgeführt.

Wenn das Stereobild mit einem darin enthaltenen Kontrollpunkt bereits vorliegt, sind diese Schritte nicht notwendig.

In dem Schritt S10 wird zunächst das Stereobild eines zu messenden Bereichs an dem Einsatzort fotografiert. Die 3 zeigt ein Stereobild. Wie dargestellt ist, werden zwei überlappende Stereobilder (linkes Bild L und rechtes Bild R) fotografiert. Daraufhin werden in Schritt S20 an dem Überwachungsinstrument 1 drei oder mehr Kontroll-(Orientierungs-)-Punkte in einem Bereich fotografiert, der sowohl in dem stereo-fotografierten linken als auch rechten Bild liegt. Die Anzahl an Kontrollpunkten kann 3 oder mehr sein. Wenn jedoch die Anzahl an Kontrollpunkten 6 oder mehr ist, ist die Orientierungsverarbeitung (vergleiche unten Schritt S40) stabiler, wodurch die Verlässlichkeit der später ausgeführten Analyse verbessert wird. Daher werden hier als Beispiel 6 Punkte verwendet. Insbesondere in dem Bereich, in dem das linke und das rechte Bild in der 3 überlappt sind, werden 6 Punkte, d.h. C1 bis C6 eingestellt, um als Kontroll-(Orientierungs-)-Punkte zu dienen, und mit dem Überwachungsinstrument 1 gemessen zu werden. Daraufhin werden Stereobilddaten und ein Kontrollpunkt-Koordinatenwert, der von dem Überwachungsinstrument gemessen wird, an einen Ort übertragen, beispielsweise an ein Büro, in dem die Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung installiert ist. Diese Daten können mittels eines Speichermediums zum Speichern eines Bilds oder über eine Telefonleitung oder ähnliches übertragen werden.

B-2. Vorverarbeitung

4 ist ein Flussdiagramm der Vorverarbeitung. Nach dem Eingeben der Bilddaten und des Kontrollpunkt-Koordinatenwerts in die Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung wird die Vorverarbeitung wie in der Figur dargestellt ausgeführt.

Zunächst wird in dem Schritt S30 das übertragene Stereobild auf der Anzeige der Anzeigeeinheit 40 angezeigt, woraufhin dieses Bild von einem Bediener verifiziert wird. In dem Schritt S40 werden auf den linken und rechten Bildern, welche an der Anzeigeeinheit 40 angezeigt werden, die von dem Überwachungsinstrument 1 gemessenen Kontroll-(Orientierungs-)-Punkte einer Messung (Korrelation) unterworfen. Mit anderen Worten werden in diesem Beispiel die Punkte C1 bis C6, die von dem Überwachungsinstrument 1 gemessen wurden, daraufhin einer Orientierung hinsichtlich der jeweiligen linken und rechten Bilder L und R unterworfen. In dem Schritt S50 wird die Orientierungsverarbeitung basierend auf den in Schritt S40 gemessenen Kontrollpunkten ausgeführt, und ein gerichtetes Bild wird ausgebildet. Mit anderen Worten wird ein stereoskopisch zu betrachtendes (gemessenes) Bild mit eliminierter vertikaler Parallaxe ausgebildet. In dem Schritt S60 wird das stereoskopisch zu betrachtende (gemessene) Stereobild, welches in Schritt S50 ausgebildet wurde, daraufhin auf der Anzeige der Anzeigeeinheit 40 angezeigt.

In dem Schritt S70 führt der Benutzer eine Messung (Ausbildung einer grafischen Darstellung) für einen Ort aus, der speziell gemessen werden soll (in einer grafischen Darstellung ausgebildet sein soll), für eine Randlinie, für einen Ort mit einem Ebenenunterschied oder ähnliches, indem eine Zeigeeinrichtung, beispielsweise eine Maus, verwendet wird, während die Anzeige betrachtet wird. Diese Messtätigkeit (Ausbildung der grafischen Darstellung) wird basierend auf einer stereoskopischen Ansicht ausgeführt, wenn ein Stereomonitor zur Verfügung steht. Alternativ kann das linke und rechte Bild jeweils auf dem Monitor des Personalcomputers angezeigt werden, woraufhin auf die Entsprechungspunkte in sowohl den linken als auch den rechten Bildern gezeigt werden kann (und diese gemessen werden). Andernfalls kann mittels einer halbautomatischen Korrelationsverarbeitung oder ähnlichem ein Ort, der auf dem linken Bild gekennzeichnet ist, einer halbautomatischen Korrelationsverarbeitung in dem rechten Bild unterworfen werden, wodurch ein entsprechender Punkt gesucht und gekennzeichnet werden kann. Die Verwendung einer solchen Verarbeitung kann die Messtätigkeit (Ausbildung einer grafischen Darstellung) deutlich vereinfachen. Diese Messtätigkeiten (Ausbilden einer grafischen Darstellung) muss in dem oben genannten Schritt nicht immer ausgeführt werden. Jedoch ermöglicht eine derartige Ausführung, dass Messungen mit einer höheren Zuverlässigkeit ausgeführt werden und Korrekturtätigkeiten dementsprechend reduziert sind.

B-3. Grundlegender Verlauf des Messverfahrens

Die 5 ist ein Flussdiagramm einer Offline-Messung. Der Prozess wird ausgehend von Schritt S80 bis Schritt S110 automatisch mittels Computerverarbeitung durchgeführt, unabhängig von manuellen oder halbautomatischen Messungen.

In Schritt S80 werden die in dem Schritt S40 oder S70 gemessenen Messpunkte miteinander verbunden, um ein Dreieck auszubilden. Die 6 zeigt die Ausbildung eines solchen Dreiecks basierend auf den Messpunkten. Dieses Beispiel zeigt einen Fall, in dem die Punkte, die aus den Messpunkten C1 bis C6 ausgewählt wurden, miteinander verbunden sind, um ein Dreieck auszubilden. In diesem Fall können die Punkte auch miteinander verbunden sein, um statt eines Dreiecks ein Quadrat auszubilden. Da es jedoch eine dreieckige Form ermöglicht, das Innere einer Fläche deutlich feiner zu unterteilen, als bei einem Quadrat (mittels vier Punkten können im Fall des Dreiecks zwei Ebenen gebildet werden, während im Fall des Quadrats nur eine Ebene ausgebildet wird), kann die Genauigkeit und Verlässlichkeit verbessert werden. Als Verfahren zum Interpolieren einer dreidimensionalen Koordinate mittels solcher Zufallspunkte kann ein dreieckiges ungleichmäßiges Netzwerk (triangulated irregular network, TIN) verwendet werden. Das TIN wird ausgebildet, um ein Gitter zu formen, welches aus einem Dreieck aufgebaut ist. Hinsichtlich Details über TIN vergleiche „Computational Geometry and Geographical Information Processing", Seite 127, von M. Iri und T. Koshizuka; „Voronoi View, Introduction to one basic geometrical data structure", ACM Computing Surveys, Band 23, Seiten 345 bis 405 von Franz Aurenhammer, übersetzt von A. Sugihara, oder ähnliches.

In Schritt S91 detektiert die Kontrollpunkt-Sucheinheit 10 Daten hinsichtlich eines Referenzdatenblocks (Schablone) aus einem der Bilder, beispielsweise aus dem linken Bild. Beispielsweise werden diese Daten als Dreieck betrachtet, das aus 3 Unterteilungspunkten ausgebildet ist, und ein Quadrat, welches das Dreieck umfasst, oder ähnliches. In Schritt S92 wird über die Position oder die Größe der Schablone basierend auf einer Entfernung von jedem der Unterteilungspunkte der Schablone oder ähnliches entschieden. In dem Schritt S93 wird ausgehend von der Schablone des linken Bilds, die auf dem Bild gemessen wurde, über einen Suchbereich zum Ausführen der Bildkorrelationsverarbeitung mittels der Suchbereich-Einstelleinheit 20 entschieden. In dem Schritt S94 wird der Suchbereich, der für das andere Bild, beispielsweise das rechte Bild, entschieden wurde, einem Scanschritt unter Verwendung der Schablone des linken Bildes unterworfen. Das Einstellen der Schablone und das Scannen des Suchbereichs sind im Weiteren beschrieben.

Daraufhin wird in dem Schritt S100 für jeden unterteilten Bereich eine Bildkorrelationsverarbeitung zwischen der Schablone und dem Suchbereich in der arithmetischen Verarbeitungseinheit 30 ausgeführt. Insbesondere wird der entsprechende Punkt des rechten Bilds, der dem linken Bild entspricht, erhalten (oder der entsprechende Punkt des linken Bilds, der dem rechten Bild entspricht), indem ein Punkt mit einer starken Korrelation erhalten wird, und wodurch eine dreidimensionale Koordinate hiervon berechnet wird. Hinsichtlich der Bildkorrelationsverarbeitung (Stereo-Abgleich) kann ein sequenzielles Rest-Testverfahren (SSDA-Verfahren), ein Verfahren mit gegenseitigen Korrelationskoeffizienten oder ähnliches verwendet werden.

Im Weiteren wird das an die automatische Messung angepasste Verfahren mit gegenseitigem Korrelationskoeffizienten erklärt.

(Verfahren basierend auf gegenseitigem Korrelationskoeffizienten, mutual correlation coefficient).

Die 7 zeigt ein Eingangsbild und ein Schablonenbild. Wie dargestellt ist, wird angenommen, dass für das Schablonenbild eine Durchsuchung ausgeführt wurde, indem das Schablonenbild von N1 × N1 Pixel innerhalb eines Suchbereichs (M1 – N1 + 1)2 in dem Eingangsbild von M1 × M1 Pixel bewegt wird, welches größer als das Schablonenbild ist, und indem die links oben liegende Position des Schablonenbilds derart erhalten wird, dass diese einen größten Korrelationseffizienten r hat, der von einem unten angegebenen Ausdruck wiedergegeben wird.

Die 8 zeigt ein Beispiel von 3×3 Pixel. In diesem Beispiel wird ein Vergleichsbild 1 mit einem Korrelationswert gleich oder größer als der des Schablonenbilds T des linken Bilds auf der gleichen Linie (epipolare Linie) des rechten Bildes durchsucht. Mit anderen Worten wird der oben genannte Ausdruck in einem entsprechenden Verhältnis zu jedem Bild berechnet. Daraufhin ergibt sich ein Bild mit einem hohen Korrelationswert, indem derartige Bilder um eins oder um eine bestimmte Zahl verschoben werden.

Ii:
Dichtegrad des Vergleichsbilds
Ti:
Dichtegrad des Schablonenbilds
T , I :
Mittelwerte

Gemäß der Erfindung wird beispielsweise der Referenzdatenblock als ein Schablonenbild ausgehend von dem linken Bild eingestellt, die Suche wird ausgeführt unter Verwendung eines Suchdatenblocks in dem Suchbereich des rechten Bilds als eine Einheit, und daraufhin wird ein Suchdatenblock als ein Abschnitt des rechten Bilds durchsucht, welches zu dem Referenzdatenblock (Schablone) des linken Bilds passt. Der passende Abschnitt ist ein Punkt mit einem größten Korrelationskoeffizienten (nahezu 1).

Nachdem die jeweiligen Punkte der linken und rechten Bilder durch die vorangehende Korrelationsverarbeitung erhalten wurden, wird basierend auf dem Prinzip eines Stereoverfahrens ein dreidimensionaler Koordinatenwert für jeden Messpunkt berechnet. Die 9 zeigt ein solches Stereoverfahren.

(Stereoverfahren)

Der Einfachheit halber wird angenommen, dass zwei Kameras verwendet werden, wobei deren optische Achsen parallel zueinander sind, die Entfernungen „a" von den Hauptpunkten der Kameralinsen zu den CCD-Oberflächen gleich sind, und jede CCD senkrecht zu der optischen Achse angeordnet ist.

Als L wird eine Entfernung (Länge der Grundlinie) zwischen den zwei optischen Achsen festgelegt.

Die folgende Beziehung wird zwischen den Koordinaten der Punkte P1 (x1y1) und P2 (x2, y2) auf einem Objekt hergestellt:

Hier wird der Ursprung des gesamten Koordinatensystems (x, y, z) als der Hauptpunkt der Linse der Kamera 1 festgelegt. Wenn ein von der Kamera 1 fotografiertes Bild als linkes Bild festgelegt wird, und ein von der Kamera 2 fotografiertes Bild als rechtes Bild festgelegt wird, wird die Position x2 (Punkt mit der höchsten Ähnlichkeit) bezüglich der Position des linken Bildes x1 durch Bildkorrelationsverarbeitung ermittelt. Dementsprechend ergibt sich z aus dem Ausdruck III. und unter Verwendung dieses Werts ergeben sich x und y aus den Ausdrücken I. und II.

Die Messung wird Bezug nehmend auf das Flussdiagramm erklärt. In dem Schritt S110 wird das sich aus der Korrelation zwischen dem linken und dem rechten Bild ergebende Ergebnis auf der Anzeigeeinheit 40 dargestellt. In diesem Fall wird ein größter Korrelationswert (Punkt der höchsten Ähnlichkeit), der sich als Ergebnis des Durchsuchens des Suchdatenblocks ergab, als Übereinstimmung in dem Datenblock festgelegt, und das Ergebnis der Korrelation wird auf dem Bild angezeigt.

Die 10(a) und 10(b) sind Ansichten, die jeweils das Anzeigen des Korrelationsergebnisses darstellen. Wie beispielsweise in den E1-Bereich der 10(a) und in der 10(b) dargestellt ist, wird ein Bereich oder Punkt hervorgehoben, wenn ein solcher Bereich oder Punkt besteht, der einen geringen Korrelationskoeffizienten aufweist. Für das Anzeigeverfahren können tatsächliche Korrelationskoeffizientenwerte unter Verwendung von verschiedenen Farben oder ähnliches angezeigt werden, oder angezeigt werden, indem mehrere Stufen an Schwellwerten vorgesehen werden. In dem Schritt S120 wird der Prozess beendet, wenn das Ergebnis der Anzeige ausreichend ist.

Als nächstes wird ein zusätzlicher Messablauf beschrieben. In dem Schritt S130 geht der Prozess zu dem Schritt S150 über, wenn das Ergebnis der Anzeige nicht zufrieden stellend ist. In dem Schritt S150 wird für den Bereich des unzureichenden Korrelationsergebnisses der unzureichende Abschnitt zusätzlich in manueller oder halbautomatischer Weise gemessen, oder es werden Messpunkte aus dem Korrelationsergebnis ausgewählt. Da der Zustand hier offline ist, werden bei der zusätzlichen Messung die Daten verwendet, die bereits von dem Überwachungsinstrument 1 gemessen wurden. Beispielsweise wird für ein Punkt in dem Bereich E1 mit einem kleinen Korrelationskoeffizienten, wie in 10(a) dargestellt, eine manuelle oder halbautomatische Spezifikation durchgeführt, unter Verwendung der Zeige-Vorrichtung, beispielsweise einer Maus oder ähnliches, während der Stereomonitor oder der Monitor des Personalcomputers betrachtet wird, und für den spezifizierten Bereich wird eine weitere Messung ausgeführt. In der zusätzlichen Messung kann an Punkten oder an Linien, beispielsweise Randlinien, abhängig von einem Objekt, eine grafische Darstellung ausgebildet werden (Messungen durchgeführt werden). Gemäß einem weiteren Verfahren kann hinsichtlich der Punkte in dem Bereich E1 mit einem geringen Korrelationskoeffizienten, wie in 10(a) dargestellt, wenn ein relativ korrekter Messpunkt mit einem hohen Korrelationskoeffizienten vorliegt, dieser Punkt auf der Anzeige ausgewählt und als zusätzlicher Messpunkt eingestellt werden. Wenn ferner unter diesen von dem Überwachungsinstrument gemessenen Punkten ein Punkt vorliegt, der nicht als Kontrollpunkt verwendet wird, kann ein solcher Punkt als Messpunkt verwendet werden. Beispielsweise zeigt die 11 einen solchen zusätzlichen Messpunkt. In der Zeichnung bezeichnet C7 einen hinzugefügten Messpunkt. Als Ergebnis werden die Flächen E10, E11 und E12 hinzugefügt. Alternativ können beide oben beschriebenen Verfahren verwendet werden. Ferner können die oben genannten Arbeitsschritte für einen Bereich ausgeführt werden, auch wenn für diesen Bereich ein akzeptabler Korrelationskoeffizient vorliegt, wenn das von der Anzeigeeinheit 40 verifizierte Korrelationsergebnis nicht korrekt ist. Eine derartige Vorgehensweise gewährleistet eine genauere Messung.

Daraufhin schreitet das Verfahren mit Schritt S80 fort. In dem Schritt S80 werden die Messpunkte, die zusätzlich gemessen wurden, hinzugefügt, um ein Dreieck auszubilden. 11 zeigt die Hinzufügung eines solchen Messpunkts. Insbesondere wird die Neuverbindung der Messpunkte ausgeführt, indem der in 11 dargestellte zusätzliche Punkt C7 verwendet wird. In diesem Fall kann ein detaillierteres Dreieck für den zusätzlichen Punkt ausgebildet werden, wie dargestellt ist, oder es können Dreiecke unabhängig von den vorangehenden Verbindungspunkten vollkommen neu ausgebildet werden.

In dem Schritt S150 werden die Dreiecke neu kombiniert, wenn keine zusätzliche Messung ausgeführt wird, oder keine auszuwählenden Punkte vorliegen. Die 12(a) und 12(b) sind Ansichten, die jeweils die Neukombination von Dreiecken darstellen. Wenn beispielsweise die Dreiecke ausgebildet sind, wie die in 12(a) dargestellten Dreiecke, dann können die Dreiecke wie im Fall von 12(b) neu kombiniert werden. Wenn ferner die in dem Schritt S150 linear gemessenen Punkte zusätzlich ausgewählt sind, dann kann eine feinere Dreiecksform mit diesen Punkten ausgebildet werden, wodurch sowohl die Verlässlichkeit als auch die Dichte verbessert wird.

Daraufhin wird wie im oben genannten Fall die einzelne Verarbeitung jedes Schritts nach dem Schritt S91 ausgeführt, und daraufhin wird in dem Schritt S100 eine Bildkorrelationsverarbeitung für einen neuen Bereich ausgeführt. Wenn in diesem Fall ein detailliertes Dreieck ausgebildet ist, werden nur neu hinzugefügte Dreiecksflächen der Bildkorrelationsverarbeitung unterworfen. In dem Schritt S110 wird das Ergebnis der Korrelation auf der Anzeigeeinheit dargestellt. In dem Schritt S120 wird der Prozess beendet, wenn das Ergebnis zufrieden stellend ist. In dem Schritt S130 führt der Prozess erneut zusätzliche Messungen durch, wenn das angezeigte Ergebnis nicht zufrieden stellend ist. In dem Schritt S150 wird eine zusätzliche Messung für eine weitere Fläche ausgeführt, die zusätzlich gemessen werden soll, während der Monitor betrachtet wird. Der darauf folgende Prozess gleicht dem oben genannten Schritt S80 und wird danach wiederholt, bis sich ein zufrieden stellendes Ergebnis ergibt.

Unter der Annahme, dass keine Verbesserung eintritt, auch durch jegliche zusätzliche Messungen, oder wenn keine zusätzliche Messung ausgeführt werden, dann wird das Verfahren mit dem Schritt S140 fortgeführt. In dem Schritt S140 wird beispielsweise, wenn Ergebnisse nie zufrieden stellend sind, die von einem beliebigen Mittel für den Bereich E10 der 11 ausgeführt werden, ein Erhebungswert basierend auf der Ebenengleichung des Bereichs E10 interpoliert, der sich aus den Messpunkten C1, C2 und C7 zusammensetzt. Um beispielsweise in dem Bereich E10 C8 zu erhalten, wenn die Koordinaten C8 (x8, y8, z8) sind, dann wird der Erhebungswert z8 von C8 in der folgenden Weise berechnet: z8 = –(ax8 + by8 + d)/c(6) (Die Koeffizienten a, b, c und d werden aus den dreidimensionalen Koordinaten von C1, C2 und C7 berechnet.)

B-4. Automatische Messung

Als nächstes wird die automatische Messung beschrieben. Die 13 ist ein Flussdiagramm einer automatischen Messung, die für einen repräsentativen Punkt auf einer dreidimensionalen Koordinate ausgeführt wird. Die 14 stellt einen repräsentativen Punkt dar, der automatisch gemessen werden soll. Um eine Vor-Ort-Messung auszuführen, wird das Verfahren ausgeführt, das dem von 2 gleicht, wobei dessen Vorverarbeitung demjenigen ähnelt, das in dem Flussdiagramm von 4 dargestellt ist. In 4 kann der Schritt S70 ausgeführt werden oder nicht. Nach der Vorverarbeitung von Schritt S150 oder, alternativ, während der Verarbeitung des Schritts S150 wird die Messung begonnen.

In dem Schritt S200 ist der überschneidende Abschnitt der fotografierten linken und rechten Bilder ein Suchbereich, wobei der überschneidende Abschnitt in 14 dargestellt ist, und dieser Bereich in mehrere unterteilt wird. Daraufhin wird ein Punkt (Suchdatenblock) nahe dem Zentrum jedes geteilten Bereichs ausgewählt, und die Bildkorrelationsverarbeitung wird ausgeführt, um den entsprechenden Punkt der linken und rechten Bilder zu erhalten, der dem gewählten Punkt entspricht. Diese Bildkorrelationsverarbeitung wird unter Verwendung eines Grob-zu-fein-Bildkorrelationsverfahrens mit höherer Genauigkeit ausgeführt. Da das Durchsuchen nur um den unterteilten Datenblock des Bilds herum notwendig ist, kann eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung umgesetzt werden. Ein Teil mit einem kleinen Korrelationskoeffizienten, der sich als Ergebnis des Korrelationsverarbeitens ergibt, wird eliminiert, und ein entsprechender Punkt mit einem hohen Korrelationskoeffizienten wird erhalten (beispielsweise kann ein Korrelationskoeffizient von 0,8 oder höher eingestellt werden). Unter Annahme, dass kein entsprechender Punkt unter den anfänglich durchsuchten Punkten (Datenblöcken) vorliegt, wird daraufhin die Position des Punkts (Suchdatenblocks) auf dessen Umgebung geändert, und die Durchsuchung wird ausgeführt. Auf diese Weise ergeben sich die dreidimensionalen Koordinaten eines repräsentativen Punkts für jeden Bereich. In der Zeichnung wird eine Unterteilung in 4 × 4 Bereiche vorgenommen. Jedoch kann der Punkt geeignet sein, soweit er in dem Bereich vorliegt, auch wenn auf eine andere Art und Weise unterteilt wird, oder der Punkt der Korrelationsverarbeitung nicht als Mitte festgelegt ist.

In dem Schritt S210 wird das Messergebnis des Schritts S200 auf der Anzeigeeinheit 40 angezeigt. Wenn keine Probleme bestehen, schreitet der Prozess mit einem darauf folgenden Arbeitsablauf fort. Wenn Fehler, Unzulänglichkeiten und ähnliches bestehen, können in diesem Schritt eine Korrektur ausgeführt werden. Die Korrektur wird ausgeführt, indem die Position des Datenblocks in dem Korrekturbereich geändert wird. Diese Tätigkeit kann automatisch, manuell oder halbautomatisch ausgeführt werden. Alternativ kann der Prozess mit dem nächsten Schritt ohne Verifikation fortfahren. Wenn jedoch die Verifikation ausgeführt wird, vereinfacht sich die spätere Korrekturtätigkeit.

Im Folgenden wird die 15 betrachtet, die ein Flussdiagramm der automatischen Messung als Fortsetzung des oben beschriebenen ist. Die hier vorgesehenen Schritte werden ebenfalls automatisch von einem Computer ausgeführt. Nach dem in 13 dargestellten Schritt S210 werden diese Schritte ausgeführt. In dem Schritt S220 wurden die Punkte, die automatisch für jeden Bereich gemessen wurden, miteinander verbunden, um ein Dreieck auszubilden. Die Verbindung kann ferner vorgesehen werden, indem die in dem Schritt S40 oder in dem Schritt S70 gemessenen Punkte, die zu einer grafischen Darstellung zusammengestellt wurden, hinzugefügt werden. Das Verarbeiten der Schritte S90 bis S260 und S280 ähnelt der Verarbeitung der Schritte S90 bis S110 und S140. Wenn das Ergebnis der Anzeige zufrieden stellend ist, ist der Prozess abgeschlossen.

In dem Schritt S270 wird basierend auf dem Ergebnis der Korrelation, die in dem oben genannten Schritt angezeigt wird, ermittelt, ob die zusätzliche automatische Messung ausgeführt wird, oder nicht. Wenn eine automatische Korrekturmessung ausgeführt wird, schreitet das Verfahren mit dem Schritt S300 fort. In dem Schritt S300 wird nach der Ausführung des Bildkorrelationsverfahrens von Schritt S240 ein Schwellwert unter den numerischen Korrelationswerten eingestellt, und ein Punkt, der einen Korrelationskoeffizienten aufweist, der gleich oder kleiner dem Schwellwert ist, wird aus dem Ziel der zusätzlichen Auswahl eliminiert. Der Schwellwert kann beispielsweise von Anfang an auf 0,5 oder kleiner festgelegt werden, oder kann abhängig von einem Objekt festgelegt werden. Daher wird ein Punkt mit einem relativ hohen Korrelationskoeffizienten zur automatischen Messung ausgewählt oder zu dieser hinzugefügt. Der zur zusätzlichen Messung ausgewählte Punkt kann in der Schwerpunktsmitte des Dreiecks des Dreiecksbereichs mit einem geringen Korrelationskoeffizienten vorgesehen werden, oder in der Mitte (Schwerpunktsmitte) des Bereichs, der einen kleinen Korrelationskoeffizienten aufweist. Daraufhin wird eine Grob-zu-fein-Bildkorrelationsverarbeitung für einen Punkt eines hohen Korrelationskoeffizienten nahe dem oben genannten Punkt oder für dessen Umrandung ausgeführt. Zur weiteren Sicherheit kann die Verarbeitung für beide ausgeführt werden, und falls für beide festgestellt wird, dass diese identische korrespondierende Punkte sind, dann wird ein solcher Punkt als zusätzlicher Messpunkt ausgewählt. Wenn die Messung mittels des Überwachungsinstruments oder ähnlichem ausgeführt wird, und falls ein beliebiger nicht verwendeter Punkt in dem Bereich vorliegt, dann kann dieser Punkt automatisch ausgewählt werden.

Im Weiteren wird ein Verfahren zur Ermittlung der Schwerpunktsmittenposition eines Dreiecks und die Schwerpunktsmitte eines Bereichs beschrieben, der einen kleinen Korrelationskoeffizienten aufweist.

Zunächst wird hinsichtlich der Schwerpunktsmitte eines Dreiecks, wenn beispielsweise ein Korrelationskoeffizient in dem Dreieck E1 (C1, C2 und C5) der 10(a) klein ist, die Schwerpunktsmitte C7 (vergleiche 11) des Dreiecks als nächster Messpunkt in der folgenden Weise erzielt. Das heißt, dass sich unter der Annahme, dass die Koordinatenwerte von C1, C2 und C5 jeweils C1 (X1, Y1, Z1), C2 (X2, Y2, Z2) und C5 (X5, Y5, Z5) sind, sich die X- und Y-Koordinaten für einen nächsten ausgewählten Messpunkt C7 durch die folgenden Ausdrücke ergeben: X = (X1 + X2 + X5)/3(7) Y = (Y1 + Y2 + Y5)/3(8)

Alternativ kann ein Schwerpunkt aus der Verteilung der Bereiche erhalten werden, die in 10(b) mit kleinen Korrelationskoeffizienten dargestellt sind (beispielsweise durch das Momentenverfahren). In dem Momentenverfahren werden die durch die folgenden Ausdrücke erhaltenen xg und yg als X- und Y-Koordinate zur Auswahl von Punkten zur zusätzlichen Messung verwendet. Die Anzahl an Auswahlpunkten der zusätzlichen Messung kann ein Punkt oder eine Vielzahl von Punkten sein. xg = {&Sgr;x·{1 – cor(x,y)}}/&Sgr;{1 – cor(x,y)}(9) yg = {&Sgr;y·{1 – cor(x,y)}}/&Sgr;{1 – cor(x,y)}(10), wobei gilt: (xg, yg): Koordinaten der Schwerpunktsposition, cor(x,y): Korrelationswert bezüglich der (x,y)-Koordinaten.

Daraufhin wird das Verfahren mit dem Schritt S220 fortgeführt. Nach dem Schritt S220 gleicht der Prozess dem oben genannten Arbeitsverlauf der zusätzlichen Messung, und der gleiche Prozess wird nach dem Schritt S220 wiederholt, bis sich ein zufriedenstellendes Ergebnis ergibt. Wenn sich unabhängig von der Anzahl der durchgeführten ausgewählten Messungen keine Verbesserung ergibt, dann wird das Verfahren mit dem Schritt S280 fortgesetzt. In dem Schritt S280, beispielsweise wenn sich kein zufriedenstellendes Ergebnis für den in 11 dargestellten Bereich E10 unter Verwendung beliebiger Mittel ergibt, wird ein Erhebungswert basierend auf der Ebenengleichung der Ebene E10 aus den Messpunkten C1, C2 und C7 interpoliert.

C: Online-Messung

Als nächstes wird eine „Online-Messung" beschrieben, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung umfasst wird.

Die Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass die Online-Messung die einfache Ausführung der Anzeige, Verifikation und Korrektur am Ort der Messung in Echtzeit ermöglicht, auch ohne Verwendung des Stereomonitors oder ähnlichem. Es ist daher möglich, die Gesamt-Messzeit zu verkürzen und sichere sowie hochgradig verlässlich dreidimensionale Messungen auszuführen.

Im Folgenden wird der Fall der Ausführung einer manuellen oder halbautomatischen Messung und der Fall der Ausführung einer automatischen Messung basierend auf dem Korrelationsergebnis dargestellt.

C-1. Grundlegender Verlauf des Messverfahrens

Die 25 ist ein Flussdiagramm der Online-Messung. Online-Messung bedeutet, dass beispielsweise ein Bild an dem Ort der Messung gemessen wird, und ein dreidimensionales Bild hiervon angezeigt wird. Unter anderen Schritten werden Schritte, die denen der oben genannten Offline-Messung gleichen, in einem Umfang weg gelassen, der gewährleistet, dass keine redundante Beschreibung vorgesehen wird.

Zunächst sind die Schritte S10 und S20 gleich denen der Offline-Messung (vergleiche 2 und die zugehörige Beschreibung). Insbesondere wird in Schritt S10 zunächst ein erstes Stereobild eines zu messenden Bereichs vor Ort bzw. am Einsatzort fotografiert. Daraufhin werden in dem Schritt S20 mittels des Überwachungsinstruments 1 drei oder mehr Kontroll-(Orientierungs-)-Punkte in einem Bereich gemessen, der sowohl von den linken als auch in den rechten stereo-fotografierten Bildern umfasst wird.

Daraufhin werden in dem Schritt S40 in den linken und rechten Bildern, die auf der Anzeigeeinheit 40 angezeigt werden, die Kontroll-(Orientierungs-)-Punkte, die von dem Überwachungsinstrument 1 gemessen wurden, gemessen (korreliert). Mit anderen Worten werden in diesem Beispiel die Punkte C1 bis C6, welche von dem Überwachungsinstrument 1 gemessen wurden, jeweils der Orientierung bezüglich der linken und rechten Bilder L und R unterworfen.

In dem Schritt S80 werden die in Schritt S40 gemessenen Messpunkte miteinander verbunden, um ein Dreieck auszubilden. Die spezifische Vorgehensweise gleicht derjenigen der oben genannten Offline-Messung (vergleiche 2 und die zugehörige Beschreibung).

Die Ausführung der Schritte S91 bis S94, S100, S110, S120 und S140 gleichen ebenfalls denen der oben genannten Offline-Messung (vergleiche 5 und die zugehörige Beschreibung). In dem Schritt S120 wird der Prozess beendet, wenn das angezeigte Ergebnis zufrieden stellend ist.

Im Weiteren wird der Verlauf der zusätzlichen Messung beschrieben. In dem Schritt S130 wird das Verfahren mit dem Schritt S150 fortgesetzt, wenn das angezeigte Ergebnis nicht zufrieden stellend ist. In dem Schritt S150 wird eine zusätzliche Messung mittels des Überwachungsinstruments 1 für einen Bereich ausgeführt, der für die Messung benötigt wird, beispielsweise ein Bereich mit einem geringen Korrelationskoeffizienten. Wenn daher Messungen manuell durchzuführen sind, wird das Verfahren mit Schritt S80 fortgeführt.

C-2. Halbautomatische Messung

Die halbautomatische Messung wird ausgeführt, indem eine automatisch verfolgende Zusammenführungseinrichtung bzw. Totalstation verwendet wird. Die 26 ist ein Flussdiagramm der halbautomatischen Messung.

In dem Schritt S510 wird, wie es beispielsweise in 10(a) dargestellt ist, der E1-Bereich, der einen kleinen Korrelationskoeffizienten aufweist, mittels der Zeigevorrichtung gekennzeichnet (im Fall eines Notebook-Computers mittels eines Cursors oder im Fall eines Stift-gesteuerten Computers mittels eines Stifts). In dem Schritt S520 wird Positionsinformation hinsichtlich der x- und y-Koordinaten des angegebenen Punkts an das Überwachungsinstrument 1 ausgehend von dem Personalcomputer übertragen und eine Messung wird ausgeführt, indem das Überwachungsinstrument 1 von einem Motor angesteuert wird, um die Position zu messen. Von dem Personalcomputer wird ein Messbefehl automatisch an das Überwachungsinstrument 1 gesendet. Alternativ kann ein menschlicher Bediener die Position des Überwachungsinstruments verifizieren und daraufhin einen Messbefehl ausgeben. Wenn ein zu messender Ort ein nicht messbarer Punkt ist, wird ein anderer messbarer Ort in dem Bereich gesucht und gemessen. Der Prozess des Messens, der während des Verfolgens mittels des Überwachungsinstruments ausgeführt wird, kann bei dem halbautomatischen Messprozess unter Verwendung solcher Bilder im Vergleich zu dem manuellen Messprozess weggelassen werden. Daher kann eine beachtlich hohe Arbeitseffizienz erreicht werden. Mit anderen Worten ist es sehr schwierig und zeitintensiv, eine zusätzlich zu messende Stelle zu verfolgen, da ein von dem Überwachungsinstrument verfolgtes Bild nur den lokalen Bereich eines Objekts widerspiegelt. Andererseits ist der erfindungsgemäße Betrieb einfach und kann von jedermann leicht ausgeübt werden, da nur auf das Bild geklickt werden muss.

Danach wird das Verfahren mit dem Schritt S80 der 25 fortgeführt. Die Vorgehensweise des Schritts S80 und der folgenden Schritte gleicht dem oben genannten (vergleiche 5 der Offline-Messung und die zugehörige Beschreibung, oder 25 der Online-Messung und die zugehörige Beschreibung).

C-3. Automatische Messung

Die automatische Messung kann ausgeführt werden, indem eine automatisch verfolgende Zusammenführungseinrichtung bzw. Totalstation für das Überwachungsinstrument verwendet wird.

Im Folgenden wird die automatische Messung beschrieben.

In dem Schritt S150 kann die Messung automatisiert werden, indem die zusätzliche Messung in der folgenden Weise ausgeführt wird. Nach der Ausführung der Bildkorrelationsverarbeitung in Schritt S100 wird unter den Korrelationskoeffizienten ein Schwellwert eingestellt, und eine weitere Messung wird für einen Bereich ausgeführt, der einen Korrelationskoeffizienten umfasst, der kleiner als oder gleich dem Schwellwert ist. Der Schwellwert kann von Anfang an festgelegt sein, beispielsweise auf 0,5, oder kann abhängig von einem Objekt ausgewählt werden. Der Messbereich ist ein Dreiecksbereich, der einen Korrelationskoeffizienten umfasst, welcher gleich oder kleiner als der Schwellwert ist. Beispielsweise ist in der 10(a) der Messbereich der Bereich E1. Der zusätzlich von dem Überwachungsinstrument zu messende Punkt kann in dem Schwerpunkt eines Dreiecks in dem Dreiecksbereich mit einem kleinen Korrelationskoeffizienten festgelegt werden. Alternativ kann dies ein Punkt sein, der den kleinsten Korrelationskoeffizienten in dem Bereich hat. Ansonsten kann dieser in der Mitte (Schwerpunkt) des Bereichs festgelegt werden, der einen kleinen Korrelationskoeffizienten aufweist. Das verwendete Verfahren zum Ermitteln der Schwerpunktsposition des Dreiecks und des Schwerpunkts des Bereichs eines kleinen Korrelationskoeffizienten gleicht dem Verfahren der oben genannten Offline-Messung, weshalb von einer entsprechenden Beschreibung abgesehen wird.

Nachdem nun über den Punkt der zusätzlichen Messung entschieden wurde, wird das Überwachungsinstrument bezüglich seinem Koordinatenwert gesteuert und angesteuert, um die Messung auszuführen. Wenn ein solcher Punkt der zusätzlichen Messung nachweislich nicht messbar ist oder schwierig zu messen ist, dann wird seine Umgebung durchsucht und die Messung wird ausgeführt. Weitere Schritte werden von einem Computer ausgeführt, wodurch eine Folge von Tätigkeiten der Schritte S80 bis S150 automatisiert ist.

D. Korrektur mittels grafischer Anzeige

Die 16 ist ein Flussdiagramm der grafischen Anzeige.

Im Folgenden ist ein Verfahren zur Verifikation und Korrektur basierend auf dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung beschrieben, die während der Ausführung der grafischen Anzeige durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann die Verifikation und Korrektur umgesetzt werden, indem der Schritt S110 der 5 (oder Schritt S250 der 15) in der folgenden Weise ausgeführt wird.

Zunächst werden in dem Schritt S102 die dreidimensionalen Koordinaten der erhaltenen Punkte miteinander verbunden, um ein Dreieck auszubilden. Im Schritt S106 wird ein grafisches Anzeigebild basierend auf allen dreidimensionalen Koordinaten ausgebildet. Falls notwendig, wird ein Bild mit den jeweiligen Punkten der dreidimensionalen Koordinaten und Linien, die diese Punkte verbinden, Konturlinien und eine Vogelperspektive mit einer Oberfläche oder ein auf dem Dreieck aufgeprägtes Bild ausgeformt. Eine Ansicht des auf dem Dreieck aufgeprägten Bildes kann ein orthogonal projiziertes Bild sein. Wenn eine solche Verarbeitung nicht notwendig (visuell ermittelbar) ist, dann kann diese weggelassen werden (beispielsweise kann lediglich eine Verarbeitung verwendet werden, die durch Verbinden von Dreiecken ausgebildet wird). Es kann tatsächlich jede Art von Verarbeitung verwendet werden, soweit gewährleistet ist, dass die dreidimensionalen Koordinaten visuell dargestellt werden können. Ein solches Bild wird grafisch dargestellt, um korrekt auf dem Stereomonitor, dem PC-Monitor oder ähnlichem ermittelt zu werden. In dem Schritt S106 wird das ausgebildete Bild auf der Anzeigeeinheit 40 dargestellt. Zur Anzeige kann jedes Verfahren verwendet werden, welches die Ermittlung von Bildern abhängig von einer Situation vereinfacht, beispielsweise Dreiecke, die sich überschneiden, überschneidende Korrelationskoeffizienten, oder ähnliches.

Für das Vogelperspektive-Darstellungsbild oder für ähnliches, das in den Schritten S102 bis S106 ausgebildet dargestellt wird, kann ein zusätzliche Messung für einen Fehler oder für ein unnatürlicher Bereich ausgeführt werden. Jede der 17(a) und 17(b) zeigt eine grafische Darstellung. Beispielsweise kann ein Problem-Ort aufgrund der Anzeige ermittelt werden, auch wenn nur die Anzeige dargestellt wird, die durch verbundene Dreiecke ausgebildet wird, wenn sich das Bild von einer tatsächlichen Situation unterscheidet. Wenn beispielsweise erhaltene dreidimensionale Koordinaten fälschlicherweise auf F1' der 17(b) verschoben werden, während der ursprüngliche Punkt F1 der 17(a) ist, kann ein derartiger Fehler klar verifiziert werden. Ferner kann durch Anzeigen einer Oberfläche oder eines auf 17(b) aufgeprägten Bildes ein Unterschied zu einer aktuellen Situation klarer betont werden. Ferner kann durch überlappende Anzeige mit Korrelationskoeffizientenwerten der zu korrigierende Bereich deutlich klarer dargestellt werden, wenn der Bereich eines kleinen Korrelationskoeffizienten mit einem Problembereich übereinstimmt. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, eine manuelle oder halbautomatische, zusätzliche Messung für einen Bereich um F1 der 17(b) herum auszuführen.

Im Fall der manuellen Online-Messung wird das Verfahren mit dem Schritt S80 fortgesetzt. Wenn auf der anderen Seite eine automatisch verfolgende Zusammenführungseinrichtung verwendet wird, wird die halbautomatische Messung ermöglicht, und das Verfahren wird mit Schritt S110 fortgeführt. Bei der halbautomatischen Messung wird, wie oben beispielsweise in den 17(a) und 17(b) dargestellt ist, das darauf folgende Verfahren ausgeführt, indem der Fehler oder der unnatürliche Bereich F1 mit dem Cursor im Fall des Notebook-Computers oder mit dem Stift im Fall des Stift-basierten Computers angezeigt wird.

E. Verfahren zum Einstellen eines Suchbereichs

Als nächstes wird das Einstellen und. Scannen eines Suchbereichs, eines Referenzdatenblocks und eines Suchdatenblocks mittels der Suchbereich-Einstellungseinheit 20 beschrieben. Das Einstellverfahren eines Suchbereichs wird in der folgenden Weise beispielhaft dargestellt, und der Reihe nach erklärt.

  • 1. Suchbereich: Umschließungsquadrat
  • 2. Stelle jeden Datenblock basierend auf der Größe des Suchbereichs ein.
  • 3. Stelle die Position jedes Datenblocks sowie den Bewegungsschritt gemäß einer Entfernung von dem Kontrollpunkt ein.
  • 4. Stelle die Größe jedes Datenblocks gemäß einer Entfernung von dem Kontrollpunkt ein.
  • 5. Stelle die Größe jedes Datenblocks basierend auf einem Korrelationswert des Kontrollpunkts ein.

1. Einstellen des Suchbereichs: Umschließungsquadrat

Die 18 ist eine Ansicht (1), die das Einstellen eines Suchbereichs darstellt. Im Wesentlichen wurde hinsichtlich der Suchbereiche der linken und rechten Bilder eine gegenseitige Orientierung in dem Schritt S30 durchgeführt. Daher wurde die vertikale Parallaxe im Wesentlichen eliminiert. In der Figur liegen die jeweiligen Punkte CL1 und CR1 der linken und rechten Bilder auf der Epipolarlinie 1; CL2 und CR2 auf P2; sowie CL3 und CR3 auf P3. Wie dargestellt ist, sind die Suchbereiche Quadratbereiche einschließlich der jeweiligen Dreiecke, wenn die von dem Überwachungsinstrument gemessenen Punkte Dreiecke aus CL1, CL2 und CL3 in dem linken Bild und aus CR1, CR2 und CR3 in dem rechten Bild ausformen. Im Weiteren wird ein beispielhafter Fall dargestellt, in dem das linke Bild T in dem Bereich als Referenzdatenblock (Schablone) eingestellt wird, und eine Position, die diesem Bild entspricht, wird in dem rechten Bild gesucht. Wenn in diesem Fall das rechte Bild mit dem Suchdatenblock als Suchbereich S eingestellt wird, und die vertikale Parallaxe eliminiert wurde, wird das Durchsuchen auf der Epipolarlinie P3 ausgeführt. Wenn die Eliminierung der vertikalen Parallaxe nicht vollständig ist, dann wird das Durchsuchen auch um die jeweilige Epipolarlinie herum ausgeführt. Eine solche Verarbeitung wird auf jeder Linie in dem Umschließungs-Quadratbereich ausgeführt, der jeden Kontrollpunkt umfasst. Wenn die Einstellungen wie dargestellt ausgeführt sind, wird ein Bereich ausgebildet, der sich mit einem benachbarten Dreieck überschneidet. Jedoch kann auch ein Dreiecksbereich eines Punkts, der nicht der Kontrollpunkt ist, ohne Fehler sicher durchsucht werden.

Im Folgenden stellt die 19 einen Suchbereich dar. Der Bereich innerhalb des Dreiecks des 18 kann als Suchbereich eingestellt werden. Es ist jedoch unsicher, ob sich ein entsprechender Punkt, der sich von dem Kontrollpunkt unterscheidet, in dem Dreiecksbereich befindet, oder nicht. Dementsprechend ist es effizient, einen Bereich einzustellen, wie es in 19 dargestellt ist, der den Dreiecksbereich als Suchbereich umfasst.

Die 20 ist eine Ansicht (2), die das Einstellen eines Suchbereichs darstellt.

Wie in der 20 dargestellt ist, können Suchbereiche S1 und S2 hinsichtlich jeder der sich überlappenden Schablonen in dem Suchbereich auf der Linie P3 vorgesehen werden, wenn das Suchen hinsichtlich der Positionen von Suchdatenblöcken ausgeführt wird, die jeweiligen korrespondierenden Referenzdatenblöcken (Schablonen) T1 und T2 entsprechen. In diesem Fall werden beispielsweise Bereiche innerhalb einer spezifizierten Entfernung von den Mitten der Referenzdatenblöcke T1 und T2 als Suchbereiche S1 und S2 eingestellt. Daher kann offensichtlich derjenige Bereich effizienter durchsucht werden, der näher an jedem Kontrollpunkt liegt, und die Verlässlichkeit kann durch Überschneidungen verbessert werden. Für jede Schablone kann eine Vielzahl an Suchbereichen eingestellt werden. Ferner können Suchbereiche nahe CR1, CR2 und CR3, welche die korrespondierenden Punkte der Kontrollpunkte in dem rechten Bild sind, klein eingestellt werden, und graduell mit deren zunehmender Entfernung vergrößert werden (ein niedrigster oder höchster Wert kann wie erforderlich eingestellt werden). Ferner kann die Größe des Suchbereichs hinsichtlich des Datenblocks in dem Suchbereich genau ermittelt werden, abhängig von der Position, dem Verschiebungsschritt oder der Größe jedes Datenblocks, wie im Weiteren beschrieben ist. Auf diese Weise kann der Bereich, der das Dreieck umfasst, effizient durchsucht werden.

2. Einstellen jedes Datenblocks basierend auf der Größe des Suchbereichs

Die 21(a) und 21(b) sind Ansichten, die jeweils die Einstellung der Größe eines Suchbereichs darstellen.

Wie in der 21(a) dargestellt ist, wird die Größe eines Datenblocks eingestellt, um zu jeden Dreiecksbereich zu passen, da die Größe eines Dreiecks als Suchbereich variiert, abhängig von den Messpunkten. Beispielsweise wird jeder Datenblock auf der Basis eines Umschließungsquadrats (vergleiche 18) als Suchbereich wie oben beschrieben eingestellt. Hinsichtlich eines solchen umschließenden Quadrats wird die Größe 1/k als ein Datenblock eingestellt. Vorab kann ein Koeffizient k festgelegt werden, oder kann gemäß der erforderlichen Genauigkeit und der Größe eines Bereichs in korrekter Weise festgelegt werden. Ein weiteres Beispiel ist in der 21(b) dargestellt. In einem weiteren Beispiel ergibt sich ein Radius r des einbeschriebenen Kreises eines Dreiecks, und r oder 1/2, 1/3 oder ein ähnlicher Bruchteil von r kann als Datenblockgröße eingestellt werden. Der Radius r ergibt sich durch den folgenden Ausdruck:

Hier ist s = S(o + p + q)(12)

Die Variablen o, p und q beschreiben die jeweiligen Längen der drei Seiten des Dreiecks, wobei diese aufgrund von Messkoordinaten der drei Punkte berechnet werden.

Das Verfahren zum Erhalten der Datenblockgröße ist nicht auf diese Verfahren beschränkt, wobei jedes Verfahren verwendet werden kann, soweit es zur Berechnung der Größe jedes Dreiecks geeignet ist.

3. Einstellen der Position und des Verschiebungsschritts jedes Datenblocks gemäß der Entfernung von einem Kontrollpunkt

Die 22(a) und 22(b) sind Ansichten (3), die jeweils das Einstellen eines Suchbereichs darstellen.

3.1 Position des Suchdatenblocks hinsichtlich des Referenzdatenblocks

Wie in der 22(a) dargestellt ist, wird, wenn beispielsweise T1 auf dem linken Bild als Schablone (Referenzdatenblock) eingestellt wird, und das gleiche Bild ausgehend von dem rechten Bild durchsucht werden soll, die Position von T1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Epipolarlinie P3 durch Einstellen eines Punkts S1 als Mitte eines Suchbereichs durchsucht, wobei der Punkt S1 als ein Abstand von a und b von CR1 und CR3 auf der Epipolarlinie P3 verteilt ist, gemäß der Entfernungen a und b von den Kontrollpunkten CL1 und CL3. Dementsprechend kann die Verarbeitung effizient und innerhalb einer kurzen Zeit ausgeführt werden, da das Durchsuchen in der Nähe des S1-Bereichs als der korrespondierende Punkt von T1 abgeschätzt wird.

3.2 Position und Verschiebungsschritt in dem Suchbereich

Wie beispielsweise in der 22(b) dargestellt ist, wird das Durchsuchen effizienter ausgeführt, indem der Verschiebungsschritt mit zunehmender Entfernung in Richtung beider Seiten von der Mitte des Suchbereichs aus, der in Kapitel 3.1 eingestellt wurde, gröber vorgesehen wird. Mit anderen Wort ist der Verschiebungsschritt in einem Abschnitt nahe der Mitte des geschätzten Bereichs fein, während der Verschiebungsschritt in einem weiter entfernten Abschnitt gröber ist, wodurch eine effiziente Durchsuchung ausgeführt werden kann. Hinsichtlich des Vergröberungsverhältnisses können Koeffizienten einfach eingestellt werden, oder das Verhältnis kann proportional zu einer Entfernung von der Schwerpunktposition des Dreiecks (vergleiche Kapitel 3.2.1) oder zu einem Verhältnis des nächstliegenden von zwei Kontrollpunkten (vergleiche 3.2.2) eingestellt werden.

3.2.1 Dreiecksmittelpunkt des Schwerpunktverfahrens

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Ermitteln der Position und des Verschiebungsschritts für jeden Datenblock basierend auf der Schwerpunktsposition eines Dreiecks beschrieben. Die 23(a) und 23(b) sind Ansichten, die jeweils den Schwerpunkt eines Dreiecks und eines Datenblocks darstellen.

Wie in der 23(a) dargestellt ist, gleichen sich die Entfernungen der jeweiligen Kontrollpunkte zu der Schwerpunktsmittenposition G des Dreiecks. Jedoch kann eine Entfernung von einem Punkt T, der sich von der Schwerpunktsmitte unterscheidet, zu einem bestimmten Kontrollpunkt kleiner als die zwischen Schwerpunkt und Kontrollpunkt sein. Daher wird die Position des Schwerpunkts als Maximalgröße des Datenblocks eingestellt, und ein Schritt wird mit zunehmender Nähe zu jedem Kontrollpunkt verringert. Mit C1 (x1, y1), C2 (x2, y2), C3 (x3, y3) und T (x, y) ergeben sich die Entfernungen der jeweiligen Punkte zu T wie folgt:

Die Entfernungen der jeweiligen Punkte von der Position G des Schwerpunkts sind wie folgt:

Es ergibt sich ein Minimum der Entfernungen L1 bis L3, die mittels der oben genannten Ausdrücke (13) bis (15) berechnet werden, sowie ein Verhältnis zwischen diesen Entfernungen und einer Entfernung zu dem Schwerpunkt, woraufhin ein Verschiebungsschritt festgelegt wird. Wenn beispielsweise die maximale und minimale Schrittgröße der Schwerpunktsmittenposition G als SGT bzw. SMIN eingestellt werden, dann ergibt sich eine Schrittgröße an dem Punkt der kürzesten Entfernung L (L2 in 23(a)) aus der Schablonenposition wie folgt: Schrittgröße = L/Lg·(SGT – SMIN) + SMIN(17).

3.2.2 Entfernungsverfahren ausgehend von dem Verhältnis zweier naheliegender Kontrollpunkte

Gemäß den Abständen (zweier beieinander liegender Punkte) zwischen den jeweiligen Kontrollpunkten und T wird eine proportionale Verteilung ausgeführt, und eine Schrittgröße wird gemäß einer zu durchsuchenden Entfernung variiert. Beispielsweise wird eine Schrittgröße basierend auf dem Verhältnis zwischen zwei kurzen Entfernungen unter den Entfernungen der Ausdrücke (13) bis (15) festgelegt. Wie in 23(a) dargestellt ist, wird mit L2 < L3 < L1 der Punkt von L2 = L3 als SMAX, das heißt ein maximaler Schritt, eingestellt, und das Folgende wird eingestellt: Schritt = L2/L3·SMAX(18)

Das Verfahren zum Entscheiden über die Position und des Verschiebungsschritts in dem Suchbereich ist nicht auf das oben Genannte beschränkt.

4. Einstellen der Größe jedes Datenblocks und Suchbereichs gemäß der Entfernung von einem Kontrollpunkt

4.1 Es ergeben sich Entfernungen von jeweiligen Kontrollpunkten zu einer Bildposition, die als Datenblock eingestellt werden soll, und eine Datenblockgröße wird abhängig von dem Verhältnis dieser Abstände variiert. Wie in der 23(b) dargestellt ist, sind die Abstände der jeweiligen Kontrollpunkte zu der Schwerpunktsmittelposition G des Dreiecks gleich. Jedoch kann eine Entfernung von dem Punkt T, die sich von der Entfernung zwischen Schwerpunkt und einem bestimmten Kontrollpunkt unterscheidet, kürzer als die sein, die sich zwischen Schwerpunktsmitte und dem Kontrollpunkt ergibt. Daher wird der Datenblock der Schwerpunktsmittenposition als eine maximale Größe eingestellt, und ein Bereich wird bei der Annäherung zu dem Kontrollpunkt verringert. Mit C1 (x1, y1), C2 (x2, y2), C3 (x3, y3) und T (x, y) werden die Entfernungen der jeweiligen Punkte von T durch die oben genannten Ausdrücke (13) bis (15) berechnet. Ferner werden mit dem oben genannten Ausdruck (16) Entfernungen der jeweiligen Punkte von der jeweiligen Position G des Schwerpunkts berechnet. Daraufhin wird aus den Entfernungen L1 bis L3 eine minimale herausgesucht, das Verhältnis zwischen dieser Entfernung und eine Entfernung zu dem Schwerpunkt wird ermittelt, woraufhin eine Datenblockgröße festgelegt wird.

Wenn beispielsweise die Datenblockgröße an der Schwerpunkts-Mittenposition G durch GT gegeben ist und die Datenblockgröße an dem Punkt einer minimalen Entfernung L (L2 in 23(b)) von der Datenblockposition CT (Datenblock von C2 in 23(b)) ist, dann ergibt sich die folgende Gleichung: Datenblockgröße = L/Lg·(GT – CT) + CT(19)

Hinsichtlich der vertikalen und horizontalen Breiten des Datenblocks ist die Breite in der vertikalen Richtung invariabel und festgelegt, wenn die vertikale Parallaxe bereits im Wesentlichen durch die Orientierungsverarbeitung eliminiert wurde, während nur die Breite in der horizontalen Richtung variiert werden kann. Dementsprechend wird in der Nähe des Kontrollpunkts ein Datenblock klein eingestellt, unter der Annahme, dass ein entsprechender Punkt nahe gelegen vorliegt und das Vorliegen eines jeweiligen Punkts unwahrscheinlicher wird, je mehr sich die Position von dem Kontrollpunkt entfernt, wodurch ein Datenblock bei einer derartigen Position vergrößert werden kann, um einen korrespondierender Punkt effizient und sicher zu erhalten.

Das Verfahren zum Ermitteln der Größe des Datenblocks ist nicht auf das oben genannte Verfahren beschränkt. Jedoch gewährleistet das oben genannte Verfahren ein effizientes und schnelle Ausführung der Suche.

5. Einstellen der Datenblockgröße basierend auf Korrelationswert eines Kontrollpunkts

Die 24(a) und 24(b) sind Ansichten, die jeweils die Größe jedes Datenblocks darstellen.

Die Eckpunkte jedes Dreiecks (Kontrollpunkte) sind Punkte, die gemessen wurden, wobei bereits Korrespondenzen aufgebaut wurden. Dementsprechend ergeben sich Korrelationskoeffizienten für verschiedene Schablonen-(Referenzdatenblock)-Größen an den jeweiligen Punkten (wie in 24(a) dargestellt ist), und eine Schablone mit einem höchsten Korrelationskoeffizienten wird als Schablonenbild eingestellt. Basierend auf dem Bild der sich ergebenden Schablonengröße wird das Durchsuchen innerhalb eines Bereichs nahe jedem Kontrollpunkt ausgeführt. Die Schablonengröße, die sich an jedem Kontrollpunkt ergibt, variiert gemäß ihrer zu durchsuchenden Position.

Als Beispiel wird eine proportionale Verteilung gemäß den an den jeweiligen Kontrollpunkten erhaltenen Größen und den Entfernungen (zwei nahe gelegenen Punkte) von den jeweiligen Kontrollpunkten vorgesehen, und jede Größe wird entsprechend eines zu durchsuchenden Abstands variiert (vergleiche 24(b)). Wenn C1 (x1, y1), C2 (x2, y2), C3 (x3, y3) und eine Schablone T (x, y) eingestellt sind, ergeben sich die Schablonengrößen durch die oben genannten Ausdrücke (13) bis (15). Dementsprechend wird jede Schablonengröße basierend auf dem Verhältnis zweier kleinerer Entfernungen festgelegt, die sich ergaben. Beispielsweise werden, wie in 24(b) dargestellt, die Schablonengrößen von CL2 und CL3 durch das Verhältnis von L2 : L3 dividiert und als T-Größen eingestellt, wobei gilt: L2 < L3 < L 1.

Hinsichtlich der vertikalen und horizontalen Breiten des Datenblocks kann die Breite in der vertikalen Richtung invariabel und festgelegt sein, während nur die Breite in der horizontalen Richtung variiert werden kann, wenn die vertikale Parallaxe im Wesentlichen durch die Orientierungsverarbeitung eliminiert wurde.

Gemäß der Erfindung beseitigt die Ausführung der Bildkorrelationsverarbeitung basierend auf einem Dreieck, das aus Kontrollpunkten besteht, die Notwendigkeit der Aufbereitung einer Anzahl von Bildern, die sich hinsichtlich ihrer Auflösung unterscheiden. Daher ist es möglich, eine hochgradig verlässliche Bildkorrelationsverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit auszuführen. Da ferner die Messung ebenfalls ausgeführt werden kann, indem das Überwachungsinstrument verwendet wird, kann die Messung verlässlicher und sicherer vorgesehen werden. Daher kann eine schnelle und einfache Messung auch an einem Ort ausgeführt werden, an dem dies üblicherweise nicht möglich ist, da sie eine lange Zeit beanspruchen.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung, umfassend:

eine Einstelleinheit (20) zum Einstellen, in einem Stereobild mit mindestens drei oder mehr Messpunkten (C1, C2, C7), deren Positionsdaten vorliegen, zumindest eines Teils der Messpunkte als Unterteilungspunkte, sowie zum darauf folgenden Einstellen eines Suchbereichs (S1, S2) basierend auf mindestens drei Unterteilungspunkten, die aus einer Vielzahl der eingestellten Unterteilungspunkte ausgewählt wurden;

eine arithmetische Verarbeitungseinheit (30) zum Ausführen von Korrelationsverarbeitung für Bilder der Suchbereiche (S1, S2), die in dem Stereobild einander entsprechen, basierend auf dem Suchbereich (S1, S2), der von der Einstelleinheit eingestellt wurde;

eine Messeinheit (50) zum Messen einer Koordinate eines Punkts auf einer vorgegebenen Position, ausgehend von einem Ergebnis der Korrelation, die von der arithmetischen Berechnungseinheit (30) ausgeführt wurde, dadurch gekennzeichnet,

dass die Einstelleinheit (20) eingerichtet ist, anzunehmen, dass die aus den erhaltenen Unterteilungspunkten ausgewählten drei Unterteilungspunkte ein Unterteilungsdreieck bilden, und einen Suchbereich (S1, S2) basierend auf zumindest einem der Unterteilungsdreiecke einzustellen.
Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit (20) in jedem Stereobild als Suchbereich ein Umschließungsquadrat einstellt, welches ein Dreieck umschließt, das von drei benachbarten Punkten gebildet wird, die aus erhaltenen Unterteilungspunkten oder alternativ aus Messpunkten ausgewählt sind. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit (20) in einem Bereich, in dem eine detaillierte Unterteilung erforderlich ist, als neue Unterteilungspunkte gemäß dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit (30) ausgeführt wurde, Messpunkte auswählt und daraufhin in dem Stereobild neue Suchbereiche einstellt, und die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) Korrelationsverarbeitung für Bilder der neuen Suchbereiche ausführt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in den Suchbereichen (S1, S2) eines Bildes des Stereobildes sowie einen Suchdatenblock in den Suchbereichen (S1, S2) des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt und daraufhin gemäß einer Entfernung von dem Unterteilungspunkt eine Position oder alternativ einen Verschiebeschritt für jeden Datenblock einstellt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in den Suchbereichen (S1, S2) des einen Bildes des Stereobildes sowie einen Suchdatenblock in den Suchbereichen (S1, S2) des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt, und daraufhin gemäß einer Entfernung von dem Unterteilungspunkt die Größe jedes Datenblocks einstellt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit einen Referenzdatenblock in den Suchbereichen eines Bildes des Stereobildes sowie einen Suchdatenblock in den Suchbereichen des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt, eine Vielzahl von Datenblöcken mit verschiedenen Größen einstellt, die benachbart zu den Unterteilungspunkten angeordnet sind, ein Korrelationsergebnis vorsieht und dann gemäß dem Korrelationsergebnis eine Entscheidung über die Größe jedes Datenblocks trifft. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in den Suchbereichen (S1, S2) eines Bildes des Stereobildes einstellt, einen Suchdatenblock in den Suchbereichen (S1, S2) des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt und daraufhin gemäß einer Größe jedes Suchbereichs (S1, S2) eine Entscheidung über die Größe jedes Datenblocks trifft. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei der Einstellblock (20) einen Datenblock basierend auf dem eingestellten Suchbereich (S1, S2) einstellt, wobei der Datenblock kleiner als der Suchbereich ist, und die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) ein Blockäquivalent zu einem Datenblock eines Bildes des Stereobildes als eine Schablone einstellt, das andere Bild des Stereobilds in einer vertikalen Position durchläuft, die der vertikalen Position der Schablone gleicht, und einen Datenblock, welcher der Schablone entspricht, basierend auf einem berechneten Korrelationswert durchsucht. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, die ferner eine Anzeigeeinheit (40) zum Anzeigen des Stereobildes in grafischer Weise umfasst, wobei weitere Unterteilungspunkte gemäß einem Bereich ausgewählt werden, für den basierend auf Grafikanzeigen der Anzeigeeinheit (40) ermittelt wird, dass weitere Messungen erforderlich sind, die Suchbereichs-Einstelleinheit (20) neue Suchbereiche einstellt, und die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) eine Korrelationsverarbeitung für Bilder der neuen Suchbereiche ausführt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 1, wobei die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) Informationen hinsichtlich eines Messbereichs vorbereitet, in welchem gemäß dem Ergebnis der Korrelationsverarbeitung ein neuer Messpunkt erforderlich ist. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, die ferner eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Stereobilds umfasst, wobei die Anzeigeeinheit eine vorbestimmte Anzeige für einen Bereich ausführt, in dem gemäß der Information des Messbereichs, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit vorbereitet wurde, eine weitere Messung erforderlich ist. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 11, wobei die Anzeigeeinheit (40) den Bereich, in dem weitere Messungen des Stereobildes erforderlich sind, in einer grafischen Weise anzeigt, und Positionsdaten empfangen werden, wenn die Positionsdaten des neuen Messpunkts in dem Bereich von einem externen Überwachungsinstrument basierend auf der Grafikanzeige der Anzeigeeinheit (40) gemessen werden. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei das Ausgeben der Information des Messbereichs, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit (30) vorbereitet wurde, durch die Messeinheit (50) an eine automatisch verfolgende Zusammenführungseinrichtung die Zusammenführungseinrichtung dazu veranlasst, eine Position eines neuen Messpunkts in einem Bereich zu messen, der von den Bereichsdaten angegeben wird, und woraufhin die Messeinheit die gemessenen Positionsdaten empfängt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) Messpunkte in einem Bereich wählt, in dem gemäß der Information des Messbereichs, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit (30) vorbereitet wurde, eine detaillierte Unterteilung als neue Unterteilungspunkte erforderlich ist, und daraufhin neue Suchbereiche in dem Stereobild einstellt, und die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) eine Korrelationsverarbeitung hinsichtlich Bilder der neuen Suchbereiche ausführt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) in jedem Stereobild als Suchbereich ein Umschließungsquadrat einstellt, welches ein Dreieck umfasst, das aus drei benachbarten Punkten gebildet wird, die aus den erhaltenen Unterteilungspunkten oder alternativ aus Messpunkten als Suchbereich ausgewählt sind. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in dem Suchbereich eines Bildes des Stereobildes sowie einen Suchdatenblock in den anderen der Suchbereiche des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt, und daraufhin gemäß einer Entfernung von dem Unterteilungspunkt eine Position oder alternativ einen Verschiebeschritt für jeden Datenblock einstellt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in dem Suchbereich des einen Bildes des Stereobildes sowie einen Suchdatenblock in dem Suchbereich des anderen Bildes des gleichen Stereobildes auswählt und daraufhin gemäß einer Entfernung von dem Unterteilungspunkt die Größe jedes Datenblocks einstellt. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) einen Referenzdatenblock (T1, T2) in den Suchbereichen eines Bildes des Stereobildes und einen Suchdatenblock in den Suchbereichen des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt, eine Vielzahl von Datenblöcken mit verschiedenen Größen einstellt, die in der Nähe der Unterteilungspunkte angeordnet sind, ein Ergebnis einer Korrelation erhält, und gemäß dem Ergebnis der Korrelation eine Entscheidung über die Größe jedes Datenblocks trifft. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) ein Referenzdatenblock (T1, T2) in den Suchbereichen des einen Bildes des Stereobildes sowie ein Suchdatenblock in dem Suchbereich des anderen Bildes des gleichen Stereobildes einstellt und daraufhin gemäß der Größe jedes Suchbereichs eine Entscheidung über die Größe jedes Datenblocks trifft. Vorrichtung zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinheit (20) einen Datenblock basierend auf dem eingestellten Suchbereich einstellt, wobei der Datenblock kleiner als der Suchbereich ist, und die arithmetische Verarbeitungseinheit (30) ein Blockäquivalent zu dem Datenblock des einen Bildes des Stereobildes als Schablone einstellt, das andere Bild des Stereobildes in einer vertikalen Position durchläuft, die der der Schablone gleicht, und basierend auf einem berechneten Korrelationswert einen Datenblock durchsucht, der der Schablone entspricht. Verfahren zur Stereo-Bildmessung mit

einem Einstellschritt, in dem für ein Stereobild, welches mindestens drei oder mehr Messpunkte mit davon erhaltenen Positionsdaten umfasst, zumindest ein Teil der Messpunkte als Unterteilungspunkte eingestellt werden, und daraufhin ein Suchbereich basierend auf mindestens drei Unterteilungspunkten, die aus einer Vielzahl der eingestellten Unterteilungspunkte ausgewählt sind, eingestellt werden;

einem arithmetischer Verarbeitungsschritt, in dem eine Korrelationsverarbeitung für Bilder von Suchbereichen, die in einem Stereobild einander entsprechen, basierend auf dem Suchbereich ausgeführt wird, der von der Einstelleinheit eingestellt wurde; und

einem Messschritt, in dem eine Koordinate eines Punkts in einer vorgegebenen Position ausgehend von einem Ergebnis der Korrelation gemessen wird, die von der arithmetischen Verarbeitungseinheit ausgeführt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Einstellschritts angenommen wird, dass drei Unterteilungspunkte, die aus den vorliegenden Unterteilungspunkten ausgewählt werden, ein Unterteilungsdreieck bilden, und ein Suchbereich basierend auf dem Unterteilungsdreieck eingestellt wird.
Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 21, wobei in dem Einstellschritt in jedem Stereobild als Suchbereich ein Umschließungsquadrat eingestellt wird, welches ein Dreieck umfasst, das aus drei benachbarten Punkten gebildet wird, die aus vorliegenden Unterteilungspunkten oder alternativ aus Messpunkten ausgewählt sind. Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 21, wobei in dem Einstellschritt gemäß dem Ergebnis der in der arithmetischen Verarbeitungseinheit ausgeführten Korrelationsverarbeitung in einem Bereich, in dem eine detaillierte Unterteilung erforderlich ist, Messpunkte als neue Unterteilungspunkte ausgewählt werden, und daraufhin neue Suchbereiche in dem Stereobild eingestellt werden und in der arithmetischen Verarbeitungseinheit eine Korrelationsverarbeitung für Bilder der neuen Suchbereiche ausgeführt wird. Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 21, wobei in dem arithmetischen Verarbeitungsschritt Information vorbereitet wird, die sich auf einen Messbereich bezieht, in dem gemäß den Ergebnissen der Korrelationsverarbeitung ein neuer Messpunkt erforderlich ist. Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 24, das ferner einen Anzeigeschritt zum Anzeigen des Stereobildes umfasst, wobei innerhalb des Anzeigeschritts eine vorbestimmte Anzeige für einen Bereich ausgeführt wird, in dem eine weitere Messung gemäß der Information des Messbereichs erforderlich ist, die in dem arithmetischen Verarbeitungsschritt vorbereitet wurde. Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 24, wobei in dem Anzeigeschritt der Bereich, in dem eine weitere Messung erforderlich ist, auf grafische Weise dargestellt wird, und Positionsdaten empfangen werden, wenn die Positionsdaten eines neuen Messpunkts in dem Bereich von einem externen Überwachungsinstrument basierend auf der in dem Anzeigeschritt ausgeführten grafischen Anzeige gemessen wird. Verfahren zur Stereo-Bildmessung nach Anspruch 24, wobei in dem Messschritt die Information über den Messbereich, die in der arithmetischen Verarbeitungseinheit vorbereitet wird, an eine automatisch verfolgende Zusammenführungseinrichtung ausgegeben wird, wobei die Zusammenführungseinrichtung dazu veranlasst wird, eine Position eines neuen Messpunkts in einem Bereich zu messen, der von den Bereichsdaten gekennzeichnet wird, und daraufhin gemessene Positionsdaten empfangen werden.






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