JP2000039310A - Method and device for measuring shape - Google Patents
Method and device for measuring shapeInfo
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、形状測定装置に
関する。The present invention relates to a shape measuring device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、スポット光またはスリット光
を被測定物に照射し、表面に観察される光像の位置から
形状を復元する能動ステレオ型の形状測定装置が知られ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an active stereo type shape measuring apparatus which irradiates spot light or slit light to an object to be measured and restores a shape from a position of an optical image observed on a surface.
【０００３】能動ステレオ型の形状測定装置として、ス
リット光を回転ミラーによって走査させるものがある。
このような走査メカニズムを備えた形状測定装置では、
測定器から観察される被測定物の表面の形状を測定する
ことができるが、被測定物全体の形状を測定することが
できない。As an active stereo shape measuring device, there is one that scans slit light with a rotating mirror.
In a shape measuring device provided with such a scanning mechanism,
Although the shape of the surface of the measured object observed from the measuring instrument can be measured, the shape of the entire measured object cannot be measured.
【０００４】これに対して、被測定物全体の形状を測定
するために、回転ステージを利用し、被測定物を３６０
度の全周囲から観察するようにした能動ステレオ型の形
状測定装置が開発されている。しかしながら、被測定物
が複雑な形状である場合には、回転ステージを用いても
観察できない領域が存在するため、被測定物全体の形状
を測定できない。On the other hand, in order to measure the shape of the whole object to be measured, a rotary stage is used to move the object to be measured in 360.
An active stereo shape measuring device for observing from all around the degree has been developed. However, when the object to be measured has a complicated shape, there is an area that cannot be observed even with the use of the rotary stage, so that the shape of the entire object to be measured cannot be measured.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の能動ステレオ型
形状測定装置の問題点は走査メカニズムにある。回転ス
テージ、回転ミラー等の走査メカニズムは自由度が少な
く、複雑な形状をもつ被測定物に対して、その表面を十
分に観察することができない。走査の自由度を増すこと
により、より複雑な形状の測定を可能にする必要があ
る。A problem with the conventional active stereo form measuring apparatus lies in the scanning mechanism. Scanning mechanisms such as a rotating stage and a rotating mirror have a small degree of freedom, and the surface of a measurement target having a complicated shape cannot be sufficiently observed. There is a need to allow more complex shape measurements by increasing the scanning freedom.
【０００６】一方、自由度の高い走査メカニズムを、メ
カニカルステージまたはロボットアームで実現しようと
すると、装置が高価となるとともに、調整の複雑さを招
き易い。[0006] On the other hand, if a scanning mechanism having a high degree of freedom is to be realized by a mechanical stage or a robot arm, the apparatus becomes expensive and adjustment is complicated.
【０００７】この発明は、特別な走査メカニズムを用い
ることなく自由度の高い走査を実現でき、複雑な形状を
もつ被測定物の形状を測定できるようになる形状測定装
置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shape measuring apparatus capable of realizing scanning with a high degree of freedom without using a special scanning mechanism and measuring a shape of an object to be measured having a complicated shape. I do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明による形状測定
方法は、測定者によって自由に移動せしめられる測定ヘ
ッドを用いて、測定ヘッド中心の座標系における被測定
物上の測定点の座標を求める第１ステップ、ワールド座
標系での測定ヘッドの位置に関する情報を求める第２ス
テップ、および第２ステップで求めたワールド座標系で
の測定ヘッドの位置に関する情報に基づいて、第１ステ
ップで求めた測定ヘッド中心の座標系における被測定物
上の測定点の座標を、ワールド座標系の座標に変換する
第３ステップを備えていることを特徴とする。A shape measuring method according to the present invention uses a measuring head that can be freely moved by a measurer to determine the coordinates of a measuring point on an object to be measured in a coordinate system at the center of the measuring head. One step, a second step of obtaining information on the position of the measuring head in the world coordinate system, and a measuring head obtained in the first step based on the information on the position of the measuring head in the world coordinate system obtained in the second step The method is characterized by including a third step of converting coordinates of a measurement point on the measured object in the center coordinate system into coordinates in the world coordinate system.
【０００９】測定ヘッドとしては、たとえば、能動的な
ステレオ計測方法によって被測定物上の測定点の位置を
測定するものが用いられる。As the measuring head, for example, one that measures the position of a measuring point on an object to be measured by an active stereo measuring method is used.
【００１０】第２ステップでは、たとえば、所定位置に
固定された１または複数のビデオカメラによって測定ヘ
ッドが撮像され、その撮像画像に基づいてワールド座標
系での測定ヘッドの位置に関する情報が求められる。In the second step, for example, the measuring head is imaged by one or a plurality of video cameras fixed at a predetermined position, and information on the position of the measuring head in the world coordinate system is obtained based on the captured image.
【００１１】第２ステップでは、たとえば、測定ヘッド
に取り付けられたビデオカメラによって所定位置に固定
された所定のパターンが撮像され、その撮像画像に基づ
いてワールド座標系での測定ヘッドの位置に関する情報
が求められる。In the second step, for example, a predetermined pattern fixed at a predetermined position is picked up by a video camera attached to the measuring head, and information on the position of the measuring head in the world coordinate system is obtained based on the picked-up image. Desired.
【００１２】ワールド座標系での測定ヘッドの位置に関
する情報は、たとえば、ワールド座標系における測定ヘ
ッドの移動を表す回転ベクトルおよび並進ベクトルであ
る。The information on the position of the measuring head in the world coordinate system is, for example, a rotation vector and a translation vector representing the movement of the measuring head in the world coordinate system.
【００１３】この発明による形状測定装置は、測定者に
よって自由に移動せしめられる測定ヘッド、測定ヘッド
を用いて測定ヘッド中心の座標系における被測定物上の
測定点の座標を求める測定点座標算出手段、ワールド座
標系での測定ヘッドの位置に関する情報を求めるための
測定ヘッド位置測定手段、および測定ヘッド位置測定手
段によって求められた測定ヘッドの位置に関する情報に
基づいて、測定点座標算出手段によって求められた測定
ヘッド中心の座標系における被測定物上の測定点の座標
を、ワールド座標系の座標に変換する座標変換手段を備
えていることを特徴とする。A shape measuring apparatus according to the present invention is a measuring head which can be freely moved by a measurer, and a measuring point coordinate calculating means for obtaining coordinates of a measuring point on an object to be measured in a coordinate system centered on the measuring head using the measuring head. Measuring head position measuring means for obtaining information on the position of the measuring head in the world coordinate system; and measuring point coordinate calculating means based on the information on the position of the measuring head obtained by the measuring head position measuring means. And a coordinate conversion means for converting the coordinates of the measurement point on the measured object in the coordinate system of the center of the measurement head into the coordinates of the world coordinate system.
【００１４】測定ヘッドとしては、たとえば、能動的な
ステレオ計測方法によって被測定物上の測定点の位置を
測定するものが用いられる。As the measuring head, for example, one that measures the position of a measuring point on an object to be measured by an active stereo measuring method is used.
【００１５】測定ヘッド位置測定手段としては、たとえ
ば、所定位置に固定されかつ測定ヘッドを撮像するため
の１または複数のビデオカメラと、ビデオカメラによっ
て撮像された画像に基づいてワールド座標系での測定ヘ
ッドの位置に関する情報を求める手段とを備えているも
のが用いられる。The measuring head position measuring means includes, for example, one or a plurality of video cameras fixed at a predetermined position for imaging the measuring head, and measuring in a world coordinate system based on an image taken by the video camera. A device having means for obtaining information on the position of the head is used.
【００１６】測定ヘッド位置測定手段としては、たとえ
ば、測定ヘッドに取り付けられかつ所定位置に固定され
た所定のパターンを撮像するためのビデオカメラと、ビ
デオカメラによって撮像された画像に基づいてワールド
座標系での測定ヘッドの位置に関する情報を求める手段
とを備えているものが用いられる。The measuring head position measuring means includes, for example, a video camera mounted on the measuring head and capturing a predetermined pattern fixed at a predetermined position, and a world coordinate system based on an image captured by the video camera. And means for obtaining information on the position of the measuring head at the time.
【００１７】ワールド座標系での測定ヘッドの位置に関
する情報は、たとえば、ワールド座標系における測定ヘ
ッドの移動を表す回転ベクトルおよび並進ベクトルであ
る。The information relating to the position of the measuring head in the world coordinate system is, for example, a rotation vector and a translation vector representing the movement of the measuring head in the world coordinate system.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１９】〔１〕測定原理についての説明[1] Explanation of measurement principle
【００２０】図１は、形状測定装置の構成を示してい
る。被測定物１００は、台２０１上に載せられている。
台２０１には、支柱２０２が取り付けられている。支柱
２０２の上部には、水平バー２０３が取り付けられてい
る。FIG. 1 shows the configuration of the shape measuring device. The device under test 100 is placed on a table 201.
The support 201 is attached to the base 201. A horizontal bar 203 is attached to an upper part of the support column 202.
【００２１】形状測定装置は、測定者によって自由に移
動せしめられる測定ヘッド１０と、水平バー２０３の両
端部に取り付けられたステレオカメラ２１、２２と、そ
れらの制御、各種演算等を行うパーソナルコンピュータ
からなる制御装置３０とを備えている。The shape measuring device is composed of a measuring head 10 which can be freely moved by a measurer, stereo cameras 21 and 22 attached to both ends of a horizontal bar 203, and a personal computer which controls them and performs various calculations. And a control device 30.
【００２２】図２および図３は、測定ヘッド１０の構造
を示している。測定ヘッド１０は、直方体状で前方開口
のケーシング１１と、ケーシング１１内に収納された１
台のＣＣＤカメラ１２およびスリット光源１３と、ケー
シング１１の上面に設けられた６つのＬＥＤ光源１４と
からなる。スリット光源１３としては、半導体レーザが
用いられている。FIG. 2 and FIG. 3 show the structure of the measuring head 10. The measuring head 10 includes a casing 11 having a rectangular parallelepiped shape and having a front opening, and a casing 11 housed in the casing 11.
It comprises a CCD camera 12 and a slit light source 13, and six LED light sources 14 provided on the upper surface of the casing 11. As the slit light source 13, a semiconductor laser is used.
【００２３】図４は、測定原理を示している。測定者に
よって自由に移動せしめられる測定ヘッド１０を用いて
ある測定点Ａの座標を計測する。測定された座標を測定
ヘッド中心の座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で表す。この座標系
は、測定ヘッド１０の移動とともに移動する座標系であ
る。FIG. 4 shows the principle of measurement. The coordinates of a certain measurement point A are measured using the measurement head 10 that can be freely moved by the measurer. The measured coordinates are represented by a coordinate system (x, y, z) at the center of the measurement head. This coordinate system is a coordinate system that moves as the measuring head 10 moves.
【００２４】一方、被測定物１００の形状は、固定した
座標系で表され、この座標系をワールド座標と呼ぶ。測
定ヘッド１０によって計測された測定点Ａのワールド座
標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。被測定物の形状はワールド
座標系で記述する必要があるので、測定ヘッド１０によ
って計測された測定点Ａの測定ヘッド中心の座標（ｘ，
ｙ，ｚ）を、ワールド座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する。
この変換は、測定ヘッド１０の移動を表す回転行列Ｒと
並進ベクトルｔとを用いて、次の数式１に基づいて行わ
れる。On the other hand, the shape of the DUT 100 is represented by a fixed coordinate system, and this coordinate system is called world coordinates. The world coordinates of the measurement point A measured by the measurement head 10 are defined as (X, Y, Z). Since the shape of the measured object needs to be described in the world coordinate system, the coordinates (x,
y, z) into world coordinates (X, Y, Z).
This conversion is performed using the rotation matrix R representing the movement of the measuring head 10 and the translation vector t based on the following equation 1.
【００２５】[0025]
【数１】 (Equation 1)
【００２６】したがって、ワールド座標系における測定
ヘッド１０の位置と方向とを、回転行列Ｒと並進ベクト
ルｔとして求めることで、測定ヘッド中心の座標（ｘ，
ｙ，ｚ）を、ワールド座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換するこ
とができる。Therefore, by obtaining the position and direction of the measuring head 10 in the world coordinate system as the rotation matrix R and the translation vector t, the coordinates (x,
y, z) can be transformed into world coordinates (X, Y, Z).
【００２７】測定ヘッド１０を被測定物１００の周囲で
移動させながら、上記の処理を行い、その都度得られる
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の集合として、被測定物１００の形状を
記述する。The above processing is performed while moving the measuring head 10 around the object 100, and the shape of the object 100 is described as a set of (X, Y, Z) obtained each time.
【００２８】この形状測定装置による形状測定は、次の
ような処理手順によって実行される。The shape measurement by this shape measuring device is executed according to the following processing procedure.
【００２９】第１ステップ：測定ヘッド１０を用いて、
測定ヘッド中心の座標系における被測定物上の測定点の
座標を求める。First step: Using the measuring head 10,
The coordinates of the measurement point on the measured object in the coordinate system of the center of the measurement head are obtained.
【００３０】第２ステップ：ワールド座標系での測定ヘ
ッド１０の位置に関する情報、すなわち、ワールド座標
系での測定ヘッド１０の移動を表す回転行列Ｒと並進ベ
クトルｔとを求める。Second step: Information on the position of the measuring head 10 in the world coordinate system, that is, a rotation matrix R representing the movement of the measuring head 10 in the world coordinate system and a translation vector t are obtained.
【００３１】第３ステップ：第２ステップで得られた回
転行列Ｒと並進ベクトルｔとに基づいて、第１ステップ
で求めた測定ヘッド中心の座標系における被測定物上の
測定点の座標を、ワールド座標系の座標に変換する。Third step: Based on the rotation matrix R and the translation vector t obtained in the second step, the coordinates of the measuring point on the object to be measured in the coordinate system of the center of the measuring head obtained in the first step are Convert to world coordinates.
【００３２】以下、これらの各ステップについて、説明
する。Hereinafter, each of these steps will be described.
【００３３】〔２〕第１ステップについての説明[2] Description of First Step
【００３４】図５は、測定ヘッド１０による測定点の位
置測定方法を示している。測定ヘッド中心の座標系と
は、ＣＣＤカメラ１２の光学中心を原点とし、光軸方向
をｚ軸、ＣＣＤカメラ１２の水平方向をｘ軸、ＣＣＤカ
メラ１２の垂直方向をｙ軸とする座標系である。ＣＣＤ
カメラ１２の画像面Ｓは、原点から焦点距離ｆの位置に
存在する。つまり、画像面Ｓは、ｘ−ｙ平面に平行でか
つｚ＝ｆである平面である。FIG. 5 shows a method of measuring the position of a measuring point by the measuring head 10. The coordinate system of the center of the measuring head is a coordinate system in which the optical center of the CCD camera 12 is the origin, the optical axis direction is the z axis, the horizontal direction of the CCD camera 12 is the x axis, and the vertical direction of the CCD camera 12 is the y axis. is there. CCD
The image plane S of the camera 12 is located at a focal distance f from the origin. That is, the image plane S is a plane parallel to the xy plane and z = f.
【００３５】測定ヘッド１０による位置計測方法自体
は、光切断法と呼ばれる公知の測定方法である。被測定
物１００の表面上におけるスリット光源１３からのスリ
ット光が照射されている線上の所定の点を測定点Ａとい
うことにする。The position measuring method itself by the measuring head 10 is a known measuring method called a light section method. A predetermined point on a line on the surface of the DUT 100 on which the slit light from the slit light source 13 is irradiated is referred to as a measurement point A.
【００３６】測定点Ａの測定ヘッド中心の座標を（ｘ，
ｙ，ｚ）とし、画像面Ｓ上での測定点Ａに対応する観察
点Ａ’の座標を（ｘs ，ｙs ，ｆ）とし、スリット光を
表す平面の方程式をａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０とする。
観察点Ａ’の座標（ｘs ，ｙ s ，ｆ）におけるｆは、カ
メラ１２の焦点距離として既知であり、（ｘs ，ｙs）
は画像面で観察されるスリット光の画素位置から求めら
れる。The coordinates of the center of the measuring head at the measuring point A are (x,
y, z), and observation corresponding to the measurement point A on the image plane S
The coordinates of point A ′ are (xs, Ys, F) and the slit light
The equation of the plane to be represented is ax + by + cz + d = 0.
The coordinates (xs, Y s, F) is f
Known as the focal length of the camera 12, (xs, Ys)
Is calculated from the pixel position of the slit light observed on the image plane.
It is.
【００３７】スリット光を表す平面の方程式は測定ヘッ
ド１０の校正によって予め求められている。したがっ
て、ｘ，ｙ，ｚ，αを未知数とする次の数式２で表され
る連立方程式を解くことにより、（ｘ，ｙ，ｚ）が求め
られる。The equation of the plane representing the slit light is obtained in advance by calibration of the measuring head 10. Therefore, (x, y, z) is obtained by solving a simultaneous equation represented by the following equation 2 with x, y, z, and α as unknowns.
【００３８】[0038]
【数２】 (Equation 2)
【００３９】このような処理は、ＣＣＤカメラ１２の出
力に基づいて、制御装置３０によって行われる。Such processing is performed by the control device 30 based on the output of the CCD camera 12.
【００４０】〔３〕第２ステップについての説明[3] Description of Second Step
【００４１】第２ステップでは、まず、測定ヘッド１０
に設けられた各ＬＥＤ光源１４のワールド座標がステレ
オカメラ２１、２２によって測定される。この位置測定
方法は、ステレオ法としてよく知られているので、その
説明を省略する。各ＬＥＤ光源１４のワールド座標の算
出は、ステレオカメラ２１、２２の出力に基づいて、制
御装置３０によって行われる。In the second step, first, the measuring head 10
Are measured by the stereo cameras 21 and 22. This position measurement method is well known as a stereo method, and thus the description thereof is omitted. The calculation of the world coordinates of each LED light source 14 is performed by the control device 30 based on the outputs of the stereo cameras 21 and 22.
【００４２】次に、測定ヘッド１０の移動を表す回転行
列Ｒと並進ベクトルｔが求められる。つまり、予め分か
っている各ＬＥＤ光源１４の測定ヘッド中心の座標を
（ｘi、ｘi ，ｘi ）とする。ただし、ｉは、１、２…
６である。また、ステレオカメラ２１、２２によって計
測された各ＬＥＤ光源１４のワールド座標を（Ｘi 、Ｙ
i ，Ｚi ）とする。測定ヘッド１０の移動を表す回転行
列Ｒと並進ベクトルｔは、次の数式３を満足する行列Ｒ
とベクトルｔとして求められる。回転行列Ｒと並進ベク
トルｔの算出は、制御装置３０によって行われる。Next, a rotation line indicating the movement of the measuring head 10
A column R and a translation vector t are determined. In other words,
The coordinates of the center of the measurement head of each LED light source 14
(Xi, Xi, Xi). Where i is 1, 2, ...
6. In addition, it is measured by the stereo cameras 21 and 22.
The measured world coordinates of each LED light source 14 are represented by (Xi, Y
i, Zi). Rotational line representing movement of measuring head 10
The column R and the translation vector t are represented by a matrix R satisfying the following equation 3.
And a vector t. Rotation matrix R and translation vector
The calculation of the torque t is performed by the control device 30.
【００４３】[0043]
【数３】 (Equation 3)
【００４４】〔４〕第３ステップについての説明[4] Description of Third Step
【００４５】第２ステップで求められた回転行列Ｒと並
進ベクトルｔと、上記数式１とを用いて、測定ヘッド１
０によって測定された測定点の測定ヘッド中心の座標
（ｘ，ｙ，ｚ）が、ワールド座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換
されることにより、測定点のワールド座標が求められ
る。この座標変換も制御装置３０によって行われる。Using the rotation matrix R and the translation vector t obtained in the second step, and the above equation (1), the measuring head 1
By converting the coordinates (x, y, z) of the center of the measurement head of the measurement point measured by 0 into world coordinates (X, Y, Z), the world coordinates of the measurement point are obtained. This coordinate conversion is also performed by the control device 30.
【００４６】なお、測定ヘッド１０の移動を表す回転行
列Ｒと並進ベクトルｔを求めるためには、ＬＥＤ光源１
４の必要最低数は３個（３点で平面が決まる）である
が、精度を高めるために、ここでは６つ設けられてい
る。In order to obtain a rotation matrix R representing the movement of the measuring head 10 and a translation vector t, the LED light source 1
The required minimum number of four is three (a plane is determined by three points), but six are provided here to improve the accuracy.
【００４７】測定ヘッドとしては、能動的なステレオ計
測方法によって被測定物上の測定点の位置を測定するも
のであれば、上記実施の形態と異なるものであってもよ
い。例えば、スリット光源の代わりに、スポット光を照
射するスポット光源を用いてもよい。また、２台のＣＣ
Ｄカメラによって測定点の位置（測定ヘッド中心の座
標）を計測するようにしてもよい。The measuring head may be different from that of the above embodiment as long as it measures the position of the measuring point on the object to be measured by an active stereo measuring method. For example, a spot light source that emits spot light may be used instead of the slit light source. Also, two CCs
The position of the measurement point (the coordinates of the center of the measurement head) may be measured by the D camera.
【００４８】上記実施の形態では、ワールド座標系にお
ける測定ヘッド１０の移動を表す回転ベクトルＲおよび
並進ベクトルｔを求めるために、２台のカメラ（ステレ
オカメラ）２１、２２によって各ＬＥＤ光源１４を撮像
し、この撮像画像に基づいて各ＬＥＤ光源１４のワール
ド座標を算出しているが、１台のカメラによって各ＬＥ
Ｄ光源１４を撮像し、この撮像画像に基づいて各ＬＥＤ
光源１４のワールド座標を算出するようにしてもよい。In the above embodiment, each of the LED light sources 14 is imaged by two cameras (stereo cameras) 21 and 22 in order to obtain a rotation vector R and a translation vector t representing the movement of the measuring head 10 in the world coordinate system. In addition, the world coordinates of each LED light source 14 are calculated based on the captured image.
The D light source 14 is imaged, and each LED is
The world coordinates of the light source 14 may be calculated.
【００４９】さらに、台２０１上等に所定のパターンを
有するシートを固定しておき、測定ヘッドにこのシート
を撮像するためのカメラを取付け、このカメラの撮像画
像に基づいてワールド座標系における測定ヘッド１０の
移動を表す回転ベクトルＲおよび並進ベクトルｔを求め
るようにしてもよい。Further, a sheet having a predetermined pattern is fixed on the table 201 or the like, and a camera for picking up an image of the sheet is attached to the measuring head. Based on an image picked up by the camera, the measuring head in the world coordinate system is used. A rotation vector R and a translation vector t representing ten movements may be obtained.
【００５０】[0050]
【発明の効果】この発明によれば、特別な走査メカニズ
ムを用いることなく自由度の高い走査を実現でき、複雑
な形状をもつ被測定物の形状を測定できるようになる。According to the present invention, it is possible to realize a highly flexible scanning without using a special scanning mechanism, and it is possible to measure the shape of an object to be measured having a complicated shape.
【図１】形状測定装置の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a shape measuring device.
【図２】測定ヘッドを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a measuring head.
【図３】測定ヘッドを示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a measuring head.
【図４】測定原理を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a measurement principle.
【図５】測定ヘッドによる測定点の位置測定方法を説明
するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a position measuring method of a measuring point by a measuring head.
１０ 測定ヘッド １１ ケーシング １２ ＣＣＤカメラ １３ スリット光源 １４ ＬＥＤ光源 ２１、２２ カメラ Reference Signs List 10 measuring head 11 casing 12 CCD camera 13 slit light source 14 LED light source 21, 22 camera
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA53 DD00 FF01 FF05 GG06 GG07 GG09 HH04 HH05 JJ03 JJ05 JJ13 JJ26 MM13 MM23 PP03 PP22 UU05 UU06 2F112 AC02 AC03 AC06 BA09 CA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA04 AA53 DD00 FF01 FF05 GG06 GG07 GG09 HH04 HH05 JJ03 JJ05 JJ13 JJ26 MM13 MM23 PP03 PP22 UU05 UU06 2F112 AC02 AC03 AC06 BA09 CA08
Claims (10)
測定ヘッドを用いて、測定ヘッド中心の座標系における
被測定物上の測定点の座標を求める第１ステップ、 ワールド座標系での測定ヘッドの位置に関する情報を求
める第２ステップ、および第２ステップで求めたワール
ド座標系での測定ヘッドの位置に関する情報に基づい
て、第１ステップで求めた測定ヘッド中心の座標系にお
ける被測定物上の測定点の座標を、ワールド座標系の座
標に変換する第３ステップ、 を備えている形状測定方法。1. A first step of obtaining coordinates of a measurement point on an object to be measured in a coordinate system of a center of a measurement head using a measurement head freely moved by a measurement person, a position of the measurement head in a world coordinate system. Step for obtaining information on the measurement head on the object to be measured in the coordinate system of the center of the measurement head obtained in the first step based on the information on the position of the measurement head in the world coordinate system obtained in the second step A third step of converting the coordinates of the shape into coordinates of the world coordinate system.
法によって被測定物上の測定点の位置を測定するもので
ある請求項１に記載の形状測定方法。2. The shape measuring method according to claim 1, wherein the measuring head measures a position of a measuring point on the object to be measured by an active stereo measuring method.
た１または複数のビデオカメラによって測定ヘッドが撮
像され、その撮像画像に基づいてワールド座標系での測
定ヘッドの位置に関する情報が求められることを特徴と
する請求項１および２のいずれかに記載の形状測定方
法。3. In a second step, the measuring head is imaged by one or more video cameras fixed at a predetermined position, and information on the position of the measuring head in the world coordinate system is obtained based on the captured image. The shape measuring method according to claim 1, wherein:
けられたビデオカメラによって所定位置に固定された所
定のパターンが撮像され、その撮像画像に基づいてワー
ルド座標系での測定ヘッドの位置に関する情報が求めら
れることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記
載の形状測定方法。4. In a second step, a predetermined pattern fixed at a predetermined position is imaged by a video camera attached to the measuring head, and information on the position of the measuring head in the world coordinate system is obtained based on the captured image. The shape measurement method according to claim 1, wherein the shape measurement method is obtained.
関する情報が、ワールド座標系における測定ヘッドの移
動を表す回転ベクトルおよび並進ベクトルである請求項
１、２、３および４のいずれかに記載の形状測定方法。5. The information according to claim 1, wherein the information on the position of the measuring head in the world coordinate system is a rotation vector and a translation vector representing the movement of the measuring head in the world coordinate system. Shape measurement method.
測定ヘッド、 測定ヘッドを用いて測定ヘッド中心の座標系における被
測定物上の測定点の座標を求める測定点座標算出手段、 ワールド座標系での測定ヘッドの位置に関する情報を求
めるための測定ヘッド位置測定手段、および測定ヘッド
位置測定手段によって求められた測定ヘッドの位置に関
する情報に基づいて、測定点座標算出手段によって求め
られた測定ヘッド中心の座標系における被測定物上の測
定点の座標を、ワールド座標系の座標に変換する座標変
換手段、 を備えている形状測定装置。6. A measuring head which can be freely moved by a measurer, measuring point coordinate calculating means for obtaining coordinates of a measuring point on an object to be measured in a coordinate system at the center of the measuring head using the measuring head, and in a world coordinate system. Measuring head position measuring means for obtaining information on the position of the measuring head, and coordinates of the center of the measuring head obtained by the measuring point coordinate calculating means based on the information on the position of the measuring head obtained by the measuring head position measuring means A coordinate conversion means for converting the coordinates of a measurement point on an object to be measured in a system into coordinates in a world coordinate system.
法によって被測定物上の測定点の位置を測定するもので
ある請求項６に記載の形状測定装置。7. The shape measuring apparatus according to claim 6, wherein the measuring head measures a position of a measuring point on the measured object by an active stereo measuring method.
固定されかつ測定ヘッドを撮像するための１または複数
のビデオカメラと、ビデオカメラによって撮像された画
像に基づいてワールド座標系での測定ヘッドの位置に関
する情報を求める手段とを備えている請求項６および７
のいずれかにに記載の形状測定装置。8. A measuring head position measuring means, comprising: one or more video cameras fixed at a predetermined position for imaging the measuring head; and a measuring head in a world coordinate system based on an image taken by the video camera. Means for obtaining information on the position of the vehicle.
The shape measuring device according to any one of the above.
に取り付けられかつ所定位置に固定された所定のパター
ンを撮像するためのビデオカメラと、ビデオカメラによ
って撮像された画像に基づいてワールド座標系での測定
ヘッドの位置に関する情報を求める手段とを備えている
請求項６および７のいずれかに記載の形状測定装置。9. A measuring head position measuring means, comprising: a video camera mounted on the measuring head and capturing a predetermined pattern fixed at a predetermined position; and a world coordinate system based on an image captured by the video camera. 8. A shape measuring apparatus according to claim 6, further comprising: means for obtaining information on the position of the measuring head.
に関する情報が、ワールド座標系における測定ヘッドの
移動を表す回転ベクトルおよび並進ベクトルである請求
項６、７、８および９のいずれかに記載の形状測定装
置。10. The method according to claim 6, wherein the information on the position of the measuring head in the world coordinate system is a rotation vector and a translation vector representing the movement of the measuring head in the world coordinate system. Shape measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10206864A JP2000039310A (en) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | Method and device for measuring shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10206864A JP2000039310A (en) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | Method and device for measuring shape |
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|---|---|
| JP2000039310A true JP2000039310A (en) | 2000-02-08 |
Family
ID=16530313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10206864A Pending JP2000039310A (en) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | Method and device for measuring shape |
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| JP (1) | JP2000039310A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010087493A (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-21 | 황상기 | A survey equipment and method for rock excavation surface |
| JP2002035007A (en) * | 2000-04-05 | 2002-02-05 | Brainlab Ag | Referrence and record of patient or body part of patient in medical navigation system by irradiation of optical point |
| WO2004044522A1 (en) | 2002-11-14 | 2004-05-27 | Technodream21, Inc. | Three-dimensional shape measuring method and its device |
| KR100457080B1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-11-12 | 삼성중공업 주식회사 | Method for surveying the characteristics of joint on rock slope using image |
| US6909513B1 (en) | 1999-05-26 | 2005-06-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Shape measuring device |
| KR100695018B1 (en) | 2005-10-05 | 2007-03-14 | (주)희송지오텍 | Multi-photo system for calculating 3d coordinates |
| JP2015190927A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社キーエンス | optical coordinate measuring device |
| JP2015194452A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 株式会社キーエンス | Optical coordinate measuring apparatus |
| JP2015206644A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 株式会社キーエンス | optical coordinate measuring device |
| KR20190126706A (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 오므론 가부시키가이샤 | Three-dimensional shape measuring system and measuring time setting method |
| CN113137941A (en) * | 2021-04-29 | 2021-07-20 | 荣旗工业科技(苏州)股份有限公司 | Method for testing product flatness based on point laser |
-
1998
- 1998-07-22 JP JP10206864A patent/JP2000039310A/en active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909513B1 (en) | 1999-05-26 | 2005-06-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Shape measuring device |
| KR20010087493A (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-21 | 황상기 | A survey equipment and method for rock excavation surface |
| JP2002035007A (en) * | 2000-04-05 | 2002-02-05 | Brainlab Ag | Referrence and record of patient or body part of patient in medical navigation system by irradiation of optical point |
| KR100457080B1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-11-12 | 삼성중공업 주식회사 | Method for surveying the characteristics of joint on rock slope using image |
| EP1580523A4 (en) * | 2002-11-14 | 2006-01-18 | Technodream21 Inc | Three-dimensional shape measuring method and its device |
| EP1580523A1 (en) * | 2002-11-14 | 2005-09-28 | Technodream21, Inc. | Three-dimensional shape measuring method and its device |
| WO2004044522A1 (en) | 2002-11-14 | 2004-05-27 | Technodream21, Inc. | Three-dimensional shape measuring method and its device |
| KR100695018B1 (en) | 2005-10-05 | 2007-03-14 | (주)희송지오텍 | Multi-photo system for calculating 3d coordinates |
| JP2015190927A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社キーエンス | optical coordinate measuring device |
| JP2015194452A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-05 | 株式会社キーエンス | Optical coordinate measuring apparatus |
| JP2015206644A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 株式会社キーエンス | optical coordinate measuring device |
| KR20190126706A (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 오므론 가부시키가이샤 | Three-dimensional shape measuring system and measuring time setting method |
| KR102196286B1 (en) | 2018-05-02 | 2020-12-29 | 오므론 가부시키가이샤 | Three-dimensional shape measuring system and measuring time setting method |
| CN113137941A (en) * | 2021-04-29 | 2021-07-20 | 荣旗工业科技(苏州)股份有限公司 | Method for testing product flatness based on point laser |
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