CN112433200A - 检查方法、校正方法以及检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种检查方法、校正方法以及检查装置。能够简单地执行对三维激光扫描仪的检查。提供包括以下步骤的检查方法、校正方法以及检查装置:通过向检查装置的第一区域照射激光,来测定第一区域中被照射了激光的第一空间位置;检查装置测定第一区域中被照射了激光的第一照射位置;通过向检查装置的第二区域照射激光,来测定第二区域中被照射了激光的第二空间位置;检查装置测定第二区域中被照射了激光的第二照射位置;以及将第一空间位置及第二空间位置的测定结果与第一照射位置及第二照射位置的测定结果进行比较。

Description

检查方法、校正方法以及检查装置
技术领域
本发明涉及一种检查方法、校正方法以及检查装置。
背景技术
作为获取工业制品、结构物等的三维形状数据的测定装置,已知有向测定对象物照射激光并对反射光进行检测的三维激光扫描仪。作为具有与这种三维激光扫描仪类似的功能和机构的测定装置,已知有激光跟踪仪(laser tracker),还已知激光跟踪仪的检查方法(例如参照非专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:ISO10360-10 AnnexB
发明内容
发明要解决的问题
激光跟踪仪与三维激光扫描仪不同,例如通过将作为目标的回射器(retroreflector)配置于测定对象物,并以向回射器的照射位置始终照射激光的方式进行控制(跟踪),由此测定出到测定对象物的距离及方向等。已知的对激光跟踪仪的检查方法使用了这种回射器。然而,三维激光扫描仪不具有回射器,因此无法进行同样的检查。因而,期望能够简单地执行对三维激光扫描仪的检查。
因此,本发明是鉴于这些点而完成的,其目的在于能够简单地执行对三维激光扫描仪的检查。
用于解决问题的方案
在本发明的第一方式中,提供一种三维激光扫描仪的检查方法,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查方法包括以下步骤:通过向检查装置的第一区域照射所述激光,来测定所述第一区域中被照射了所述激光的第一空间位置;所述检查装置测定所述第一区域中被照射了所述激光的第一照射位置;通过向所述检查装置的与所述第一区域不同的第二区域照射所述激光,来测定所述第二区域中被照射了所述激光的第二空间位置;所述检查装置测定所述第二区域中被照射了所述激光的第二照射位置;以及将由所述三维激光扫描仪得到的所述第一空间位置及所述第二空间位置的测定结果与由所述检查装置得到的所述第一照射位置及所述第二照射位置的测定结果进行比较。
也可以为,所述检查装置具备:第一传感器,其设置于所述第一区域;以及第二传感器,其设置于所述第二区域,距所述第一传感器在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔,在所述第一空间位置测定步骤中,向所述第一传感器照射所述激光来测定所述第一空间位置,在所述第一照射位置测定步骤中,由所述第一传感器测定所述第一照射位置,在所述第二空间位置测定步骤中,向所述第二传感器照射所述激光来测定所述第二空间位置,在所述第二照射位置测定步骤中,由所述第二传感器测定所述第二照射位置。
也可以为,所述检查装置具备第一传感器,所述第一传感器以能够从所述第一区域移动到所述第二区域的方式设置,在所述第一空间位置测定步骤中,向配置于所述第一区域的所述第一传感器照射所述激光来测定所述第一空间位置,在所述第一照射位置测定步骤中,由配置于所述第一区域的所述第一传感器测定所述第一照射位置,在所述第二空间位置测定步骤中,向从所述第一区域移动到所述第二区域并配置于所述第二区域的所述第一传感器照射所述激光,来测定所述第二空间位置,在所述第二照射位置测定步骤中,由配置于所述第二区域的所述第一传感器测定所述第二照射位置。
也可以为,所述第二空间位置测定步骤包括以下步骤:将配置于所述第一区域的所述第一传感器在预先决定的方向上移动预先决定的基准间隔后配置于所述第二区域。
也可以为,所述检查装置具有定位装置,所述定位装置安装有所述第一传感器,能够将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域。
也可以为,所述第一空间位置测定步骤还包括以下步骤:使用所述定位装置将安装于所述定位装置的所述第一传感器定位在所述第一区域内,在所述第一照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位得到的位置与由所述第一传感器得到的检测位置,来测定所述第一照射位置,所述第二空间位置测定步骤还包括以下步骤:由所述定位装置将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域并定位在所述第二区域内,在所述第二照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位得到的位置和由所述第一传感器得到的检测位置,来测定所述第二照射位置。
也可以为,所述检查装置具备:第一传感器;以及定位装置,其安装有所述第一传感器,能够将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域,所述第一空间位置测定步骤包括以下步骤:使用所述定位装置移动所述第一传感器并进行定位,以使所述第一传感器能够接收照射至所述第一区域的所述激光;以及对定位后的所述第一传感器中被照射了所述激光的所述第一空间位置进行测定,在所述第一照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位后的在所述第一区域内的位置和由所述第一传感器得到的检测位置,测定所述第一照射位置,所述第二空间位置测定步骤包括以下步骤:使用所述定位装置移动所述第一传感器并进行定位,以使所述第一传感器能够接收照射至所述第二区域的所述激光;以及对定位后的所述第一传感器中被照射了所述激光的所述第二空间位置进行测定,在所述第二照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位后的在所述第二区域内的位置和由移动后的所述第一传感器得到的检测位置,测定所述第二照射位置。
也可以为,所述定位装置为三维测定机。也可以为,所述比较步骤包括以下步骤:将所述第一空间位置的坐标与所述第一照射位置的坐标进行比较;以及将所述第二空间位置的坐标与所述第二照射位置的坐标进行比较。
也可以为,所述比较步骤包括以下步骤:基于所述第一空间位置和所述第二空间位置,计算所述第一区域和所述第二区域的被照射了所述激光的位置之间的第一测定距离;基于所述第一照射位置和所述第二照射位置,计算所述第一区域和所述第二区域的被照射了所述激光的位置之间的第二测定距离;以及将所述第一测定距离与所述第二测定距离进行比较。
在本发明的第二方式中,提供一种三维激光扫描仪的校正方法,在通过第一方式的检查方法对所述三维激光扫描仪进行了检查之后,还包括以下步骤:基于检查结果,计算用于对所述三维激光扫描仪测定所述空间位置的测定结果进行校正的校正值。
在本发明的第三方式中,提供一种检查装置,用于进行对三维激光扫描仪的检查,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查装置具备:壳体;第一传感器,其设置于所述壳体的第一区域;以及第二传感器,其设置于第二区域,所述第二区域是距所述第一传感器在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的区域。
在本发明的第四方式中,提供一种检查装置,用于进行对三维激光扫描仪的检查,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查装置具备:壳体;第一传感器;以及移动部,其使所述第一传感器从所述壳体的预先决定的第一区域移动到第二区域,该第二区域是距该第一区域在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的区域。
也可以为,所述移动部为定位装置,所述第一传感器安装于所述定位装置。也可以为,所述第一传感器的接收光的面具有使输入的光的至少一部分发生漫反射或递归反射的加工区域。
发明的效果
根据本发明,起到能够简单地执行对三维激光扫描仪的检查的效果。
附图说明
图1示出本实施方式所涉及的检查系统S的第一结构例。
图2示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第一例。
图3示出本实施方式所涉及的检查系统S的第二结构例。
图4示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第二例。
图5示出本实施方式所涉及的检查系统S的第三结构例。
图6示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第三例。
图7示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第四例。
附图标记说明
10:三维激光扫描仪;20:检查装置;100:壳体;101:第一区域;102:第二区域;110:第一传感器;115:目标区域;120:第二传感器;125:目标区域;130:获取部;140:存储部;150:比较部;160:控制部;170:显示部;200:控制装置;210:移动部;211:轨道;212:滑架;213:止动件;214:止动件;220:测长部。
具体实施方式
<检查系统S的第一结构例>
图1示出本实施方式所涉及的检查系统S的第一结构例。检查系统S对三维激光扫描仪10进行检查。这种检查例如被用于三维激光扫描仪10的在出厂阶段的合格品及不合格品的判定、测定精度的确认、经时变化的测定、装置内部的调整、校正等。检查系统S具备作为检查对象的三维激光扫描仪10、以及检查装置20。
三维激光扫描仪10通过向测定对象照射激光并接收来自测定对象的反射光,来测定出测定对象中被照射了激光的位置即空间位置。三维激光扫描仪10测定的空间位置例如包含从该三维激光扫描仪10到测定对象的距离以及测定对象的坐标。另外,三维激光扫描仪10也可以测定照射了激光的位置的反射强度、反射率、彩色信息等信息。
三维激光扫描仪10基于从照射激光起直到反射光返回来为止的时间,来测定到测定对象中的照射了激光的位置的距离。另外,三维激光扫描仪10基于照射激光的方向,来测定照射了激光的位置的坐标。三维激光扫描仪10也可以向测定对象的不同的多个位置照射激光,测定到多个位置的距离和/或坐标,来分析该测定对象的形状。
三维激光扫描仪10例如具有包括设置为能够以不同的两个轴为中心旋转的反射镜等的光学系统,在不同的两个方向上扫描(scan)激光的照射方向。另外,三维激光扫描仪10例如具有测定反射镜的旋转角度的旋转编码器等,具有计算激光的照射方向和被反射回来的方向的功能。
此外,三维激光扫描仪10所具有的光学系统例如具有焦距可变的透镜,具有使焦点位置自动聚焦于测定对象的表面的功能。另外,该光学系统构成为能够将从测定对象的表面反射的激光进行会聚并由光检测元件等接收该激光。这种三维激光扫描仪10的结构是已知的,在此省略详细的说明。
检查装置20用于进行对三维激光扫描仪10的检查。检查装置20获取由三维激光扫描仪10得到的检查装置20的空间位置的测定结果,基于所获取到的测定结果和由该检查装置20得到的激光的照射位置的测定结果,来对三维激光扫描仪10进行检查。检查装置20具有壳体100和控制装置200。在壳体100设置有第一传感器110和第二传感器120。控制装置200具有获取部130、存储部140、比较部150、控制部160以及显示部170。控制装置200例如是计算机,通过执行程序,来作为获取部130、比较部150以及控制部160发挥功能。
壳体100被三维激光扫描仪10照射激光。期望壳体100由因温度变化、经年变化等所致的变形少的材质形成。壳体100例如包含碳纤维增强塑料(CFRP:Carbon FiberReinforced Plastics)、陶瓷等材质。另外,壳体100也可以由金属等形成。
壳体100具有被照射激光的第一区域101和第二区域102。在第一区域101和第二区域102设置有用于检测激光的光传感器。期望第一区域101和第二区域102是与光传感器能够检测光的受光区域相同程度大小的区域。图1示出作为光传感器的第一传感器110和第二传感器120设置于壳体100的例子。
第一传感器110设置于第一区域101。第二传感器120设置于第二区域102。第一传感器110和第二传感器120具有多个光检测元件。光检测元件是输出与所输入的光强度水平相应的大小的电流或电压的元件。光检测元件例如是光电二极管、CCD等。
第一传感器110是在向第一区域101照射激光的情况下能够检测第一区域101中该激光所照射的位置的光传感器。在此,将第一传感器110检测的激光的照射位置设为第一照射位置。第一照射位置例如是从第一传感器110的受光面上的预先决定的位置起的距离或坐标。构成第一传感器110的多个光检测元件的受光区域设置在第一区域101内。
第二传感器120与第一传感器110同样地是在向第二区域102照射激光的情况下能够检测第二区域102中该激光所照射的位置的光传感器。在此,将第二传感器120检测的激光的照射位置设为第二照射位置。第二照射位置例如是从第二传感器120的受光面上的预先决定的位置起的距离或坐标。
第一传感器110和第二传感器120例如是如分割型光电二极管、光位置传感器(PSD:Photo Sensitive Detector)、CCD等那样能够检测受光区域中的被照射光的二维位置的光传感器。图1示出第一传感器110和第二传感器120是具有四个光检测器的四分割光电二极管的例子。
四分割光电二极管是根据入射到四个光电二极管的光的照射面积而输出所入射的光的二维坐标的元件。另外,在四分割光电二极管中,例如在相邻的光电二极管之间具有作为无法检测光的不灵敏区的间隙区域。而且,间隙区域的宽度被设置为比激光的光束直径小。
例如,在第一传感器110的受光面的中心设置有作为不灵敏区的目标区域115,在第二传感器120的受光面的中心设置有作为不灵敏区的目标区域125。由此,向第一区域101照射激光,在输出水平大致为零的情况下,能够检测出该激光被照射到了第一区域101的中心即目标区域115。同样地,例如,向第二区域102照射激光,在输出水平大致为零的情况下,能够检测出该激光被照射到了第二区域102的中心即目标区域125。
此外,为了三维激光扫描仪10能够容易地检测出像这样的第一传感器110和第二传感器120的空间位置,优选将第一传感器110和第二传感器120的表面加工成使输入的光中的进行正反射的成分减少。
例如,第一传感器110和第二传感器120的接收光的面的至少一部分具有使输入的光的至少一部分进行漫反射或递归反射的加工区域。加工区域例如可以被实施使表面为粗糙面的加工,取而代之地,也可以大致均匀地配置多个作为透镜发挥功能的微小的高折射玻璃珠来作为反射材料。
以上的第一传感器110和第二传感器120配置于壳体100的预先决定的位置。例如,第二传感器120设置于距设置有第一传感器110的第一区域101在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的第二区域。图1示出在壳体100的朝向三维激光扫描仪10的面上将第一传感器110的中心位置与第二传感器120的中心位置设置为分隔了基准间隔LREF的例子。由此,在三维激光扫描仪10向第一传感器110的中心位置和第二传感器120的中心位置照射激光并测定中心间的距离的情况下,理想的测定结果为与基准间隔LREF一致。
获取部130获取第一传感器110和第二传感器120的检测结果来作为检查装置20的测定结果。另外,获取部130获取三维激光扫描仪10的测定结果。三维激光扫描仪10的测定结果包含该三维激光扫描仪10通过向壳体100的第一区域101照射激光来测定第一区域101中被照射了激光的位置即第一空间位置而得到的结果。另外,三维激光扫描仪10的测定结果包含该三维激光扫描仪10通过向壳体100的第二区域102照射激光来测定第二区域102中被照射了激光的位置即第二空间位置而得到的结果。
存储部140存储获取部130获取到的测定结果的信息。存储部140也可以分别存储检查装置20在动作的过程中生成(或利用)的中间数据、计算结果、阈值以及参数等。另外,存储部140也可以根据控制部160的请求等,将所存储的数据供给到控制部160或控制部160所指示的供给目的地。
比较部150将由三维激光扫描仪10得到的空间位置的测定结果与由检查装置20得到的照射位置的测定结果进行比较。比较部150输出比较得到的结果来作为检查结果。另外,比较部150也可以输出与比较结果对应的检查结果。
控制部160对检查装置20和三维激光扫描仪10的动作进行控制,来对三维激光扫描仪10进行检查。控制部160可以使显示部170显示检查结果,也可以通过打印机等打印检查结果来进行输出。另外,控制部160可以将检查结果存储到存储部140,也可以取而代之地将检查结果存储到外部的数据库等,或者也可以除将检查结果存储到存储部140以外还将检查结果存储到外部的数据库等。在该情况下,优选的是,控制部160连接于网络等。
显示部170具有显示器等,用于显示检查装置20的测定结果。另外,显示部170也可以显示控制部160的控制动作的状态及经过等。显示部170也可以受理来自用户等的控制的指示等,并供给到控制部160。
以上的检查系统S基于三维激光扫描仪10的测定结果和检查装置20的测定结果,来对三维激光扫描仪10进行检查。以往没有确立对三维激光扫描仪10进行检查的特定方法,例如是向以预先决定的距离配置的多个对象物照射激光并测定对象物之间的距离等来进行检查。然而,高精度地确认对象物中实际照射了激光的位置以及掌握三维激光扫描仪10实际测定出的距离等有时需要复杂的装置以及复杂的过程等。因此,本实施方式所涉及的检查系统S通过使用具备光传感器的简单结构的检查装置20,能够高效地对三维激光扫描仪10进行检查。下面,对这种检查系统S的动作进行说明。
<检查系统S的动作流程的第一例>
图2示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第一例。检查系统S通过执行S210至S280的动作,来对三维激光扫描仪10进行检查。检查系统S例如可以执行S210到S280的动作来作为出厂阶段的产品检查,另外,也可以执行该动作来作为经时变化的确认。
首先,配置三维激光扫描仪10和检查装置20(S210)。检查装置20配置于能够被三维激光扫描仪10测定的范围。例如,以使检查装置20的设置有第一传感器110和第二传感器120的面与三维激光扫描仪10输出激光的部位相向的方式配置三维激光扫描仪10和检查装置20。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的第一区域101照射激光(S220)。然后,三维激光扫描仪10测定第一区域101中被照射了激光的第一空间位置(S230)。在第一区域101设置有第一传感器110,因此三维激光扫描仪10向第一传感器110照射激光并测定第一空间位置。获取部130获取三维激光扫描仪10的第一空间位置的测定结果。
接着,检查装置20测定第一区域101中被照射了激光的第一照射位置(S240)。检查装置20通过第一传感器110来测定第一照射位置。此外,第一照射位置设为第一传感器110检测的二维坐标。获取部130获取检查装置20的第一照射位置的测定结果。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的与第一区域101不同的第二区域102照射激光(S250)。然后,三维激光扫描仪10测定第二区域102中被照射了激光的第二空间位置(S260)。在第二区域102设置有第二传感器120,因此三维激光扫描仪10向第二传感器120照射激光并测定第二空间位置。获取部130获取三维激光扫描仪10的第二空间位置的测定结果。
接着,检查装置20测定第二区域102中被照射了激光的第二照射位置(S270)。检查装置20通过第二传感器120来测定第二照射位置。此外,第二照射位置设为第二传感器120检测的二维坐标。获取部130获取检查装置20的第二照射位置的测定结果。
接着,比较部150将由三维激光扫描仪10得到的第一空间位置及第二空间位置的测定结果与由检查装置20得到的第一照射位置及第二照射位置的测定结果进行比较(S280)。比较部150例如基于第一空间位置和第二空间位置,来计算第一区域101和第二区域102的被照射了激光的位置之间的第一测定距离LMEAS。在该情况下,作为一例,比较部150根据第一空间位置包含的坐标和第二空间位置包含的坐标,来计算第一测定距离。
另外,比较部150基于第一照射位置和第二照射位置,来计算第一区域和第二区域的被照射了激光的位置之间的第二测定距离。比较部150例如针对基准间隔LREF考虑第一照射位置和第二照射位置的值来计算第二测定距离。例如,计算将第一照射位置和第二照射位置的值向将第一传感器110和第二传感器120的中心间连接的线段的方向的投影,将计算出的投影的值与基准间隔LREF相加来计算第二测定距离。
然后,比较部150将计算出的第一测定距离与第二测定距离进行比较。比较部150例如在第一测定距离与第二测定距离在预先决定的第一范围内且一致的情况下,将三维激光扫描仪10判定为合格品。另外,比较部150在第一测定距离与第二测定距离之差超出预先决定的第一范围且处于预先决定的第二范围内的情况下,判定为需要调整三维激光扫描仪10。并且,比较部150在第一测定距离与第二测定距离之差超出预先决定的第二范围的情况下,将三维激光扫描仪10判定为不合格品。取而代之地,比较部150也可以输出第一测定距离与第二测定距离之差来作为检查结果。
控制部160将比较部150的检查结果输出到显示部170。控制部160也可以经由网络等输出检查结果。如以上那样,本实施方式所涉及的检查系统S将由三维激光扫描仪10得到的第一传感器110及第二传感器120之间的测定结果即第一测定距离与由检查装置20得到的第一传感器110及第二传感器120之间的测定结果即第二测定距离进行比较,来对三维激光扫描仪10进行检查。
如以上那样,在检查装置20中,以使第一传感器110与第二传感器120分离基准间隔的方式在第一区域101设置第一传感器110且在第二区域102设置第二传感器120。因而,当三维激光扫描仪10测定第一区域101及第二区域102之间的第一测定距离时,检查装置20能够通过第一传感器110和第二传感器120来确认对从三维激光扫描仪10输出的激光的接收。另外,第一传感器110和第二传感器120能够检测被照射了激光的二维位置,因此能够确认对激光的接收并能够测定第二测定距离。因而,检查系统S通过使三维激光扫描仪10测定检查装置20的第一测定距离,由此能够获取第一测定距离及第二测定距离并进行比较,因此能够简单地对三维激光扫描仪10进行检查。
另外,第一传感器110和第二传感器120具有多个光检测元件,因此能够准确地检测激光的照射位置。由此,检查装置20能够高精度地测定第二测定距离。
在以上的本实施方式所涉及的检查装置20中,对第一传感器110和第二传感器120这样的两个光传感器设置于壳体100的例子进行了说明,但是并不限定于此。也可以在检查装置20的壳体100中设置三个以上的光传感器。另外,多个光传感器可以在一个方向上排列,也可以取而代之地在两个以上的不同的方向上排列。由此,检查系统S通过使三维激光扫描仪10测定检查装置20的各方向上的基准间隔,能够高效地执行各方向上的对三维激光扫描仪10的检查。
另外,在以上的本实施方式所涉及的检查系统S的动作中,说明了三维激光扫描仪10进行一次对检查装置20的第一测定距离的测定的例子,但是并不限定于此。检查系统S也可以使三维激光扫描仪10多次执行第一测定距离的测定,基于多次的测定结果来输出检查结果。在该情况下,也可以变更三维激光扫描仪10及壳体100的相对位置并反复进行第一测定距离的测定。
在以上的本实施方式所涉及的检查装置20中,对第一传感器110和第二传感器120这样的光传感器被固定的例子进行了说明,但是并不限定于此。也可以为,在检查装置20中将至少一个光传感器设置为能够移动。下面,对具备这种检查装置20的检查系统S进行说明。
<检查系统S的第二结构例>
图3示出本实施方式所涉及的检查系统S的第二结构例。在第二结构例的检查系统S中,对与图1所示的本实施方式所涉及的检查系统S的动作大致相同的动作标注相同的标记并省略说明。第二结构例的检查系统S还具备移动部210和测长部220。
移动部210使第一传感器110从壳体100的预先决定的第一区域101移动到距该第一区域101在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的第二区域102。移动部210例如具有电动机等致动器,在一个方向上移动第一传感器110。图3示出移动部210具有轨道211以及在轨道211上移动的滑架212的例子。而且,示出第一传感器110设置于滑架212的例子。移动部210例如根据控制部160的控制信号,使第一传感器110移动基准间隔LREF
测长部220测定移动部210使第一传感器110移动的距离。测长部220例如是激光干涉仪。测长部220向第一传感器110或滑架212照射激光,接收被反射的激光来测定移动部210的移动距离。取而代之地,测长部220也可以是线性编码器等。另外,测长部220也可以是设置在轨道211上的位置检测传感器。
另外,例如,优选的是,在轨道211上的一端设置有用于将滑架212定位的止动件213,以使第一传感器110与第一区域101重叠。由此,移动部210能够在使第一传感器110移动到第二区域102之后,再次容易地返回到第一区域101。另外,也可以在轨道211上的与一端相反一侧的另一端设置有用于将滑架212定位的止动件214,以使第一传感器110与第二区域102重叠。并且,在止动件213和止动件214的定位精度满足第二测定距离的测定精度的情况下,也可以不具有测长部220。
<检查系统S的动作流程的第二例>
图4示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第二例。首先,配置三维激光扫描仪10和检查装置20(S410)。关于三维激光扫描仪10和检查装置20的配置,在图2中进行了说明,因此在此省略说明。接着,将第一传感器110配置在第一区域101(S420)。控制部160例如使移动部210移动到初始位置。此外,也可以使用测长部220测定第一传感器110的位置,来确认第一传感器110已被配置在第一区域101。另外,也可以为,移动部210使滑架212移动到与止动件213接触为止。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的第一区域101照射激光(S430)。然后,三维激光扫描仪10向配置在第一区域101的第一传感器110照射激光,来测定第一空间位置(S440)。获取部130获取三维激光扫描仪10测定第一空间位置的测定结果。接着,检查装置20通过配置在第一区域101的第一传感器110测定第一照射位置(S450)。获取部130获取检查装置20测定第一照射位置的测定结果。
接着,将配置在第一区域101的第一传感器110在预先决定的方向上移动预先决定的基准间隔后配置在第二区域102(S460)。控制部160控制移动部210来移动第一传感器110。控制部160例如将第一传感器110移动预先决定的距离后将第一传感器110配置在第二区域102。然后,测长部220测定移动部210使第一传感器110移动的距离。在此,将测长部220的测定结果设为基准间隔LREF。取而代之地,也可以为,移动部210使滑架212移动到与止动件214接触为止,将基于止动件213及止动件214之间的距离的间隔设为基准间隔LREF
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的与第一区域101不同的第二区域102照射激光(S470)。然后,三维激光扫描仪10测定第二区域102中被照射了激光的第二空间位置(S480)。由此,三维激光扫描仪10向从第一区域101移动到第二区域102并配置在该第二区域102的第一传感器110照射激光,来测定第二空间位置。获取部130获取三维激光扫描仪10测定第二空间位置的测定结果。
接着,检查装置20通过配置在第二区域102的第一传感器110测定第二照射位置(S490)。获取部130获取检查装置20测定第二照射位置的测定结果。接着,比较部150将由三维激光扫描仪10得到的第一空间位置及第二空间位置的测定结果与由检查装置20得到的第一照射位置及第二照射位置的测定结果进行比较(S500)。关于比较部150的比较动作,在图2中进行了说明,因此在此省略说明。
如以上那样,第二结构例的检查装置20具备设置为能够从第一区域101移动到第二区域102的第一传感器110,输出与第一结构例的检查装置20同样的测定结果。由此,检查装置20能够减少光传感器的数量。另外,检查装置20也可以将第一传感器110移动到不同的多个位置。由此,第二结构例的检查系统S能够容易地在多个位置中的各个位置处执行对三维激光扫描仪10的检查。
在以上的第二结构例的检查系统S中,说明了使第一传感器110在一个方向上移动的例子,但是并不限定于此。检查系统S也可以使第一传感器110在多个方向、所输入的方向、任意的方向等上移动。下面,对这种检查系统S进行说明。
<检查系统S的第三结构例>
图5示出本实施方式所涉及的检查系统S的第三结构例。在第三结构例的检查系统S中,对与图1及图3所示的本实施方式所涉及的检查系统S的动作大致相同的动作标注相同的标记并省略说明。第三结构例的检查系统S的移动部210为定位装置,第一传感器110被安装于定位装置。像这样,检查装置20具有定位装置,该定位装置安装有第一传感器110,能够将第一传感器110从第一区域101移动到第二区域102。
定位装置例如用于测量立体的三维形状,能够测定三维位置。定位装置例如是三维测定机。三维测定机具有能够测定三维位置的探头,在像这样的探头上安装第一传感器110。这种移动部210能够使第一传感器110三维地移动,另外,能够测定移动后的第一传感器110的位置并进行定位。因而,第三结构例的检查系统S也可以不像第二结构例的检查系统S中所说明的那样由测长部220等测定第一传感器110的位置。
<检查系统S的动作流程的第三例>
图6示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第三例。首先,配置三维激光扫描仪10和检查装置20(S610)。接着,将第一传感器110配置在第一区域101并进行定位(S620)。控制部160例如指示移动部210使第一传感器110移动。作为移动部210的定位装置例如将第一传感器110移动到预先决定的第一区域101并进行定位。定位装置也可以将第一传感器110移动到用户等指定的第一区域101并进行定位。像这样,使用定位装置来将安装于定位装置的第一传感器110定位在第一区域101内。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的第一区域101照射激光(S630)。然后,三维激光扫描仪10向配置在第一区域101的第一传感器110照射激光,来测定第一空间位置(S640)。获取部130获取三维激光扫描仪10测定第一空间位置的测定结果。
接着,检查装置20基于由定位装置定位得到的位置和由第一传感器110得到的检测位置,测定第一照射位置(S650)。例如,获取部130获取定位装置定位得到的坐标和由第一传感器110得到的激光的照射位置的检测结果。比较部150将定位装置定位得到的坐标加上由第一传感器110得到的激光的照射位置的检测结果,来计算第一照射位置。此外,第一照射位置也可以由控制部160计算出。在该情况下,优选的是,控制部160将所计算出的第一照射位置存储到存储部140。
接着,由定位装置将第一传感器110从第一区域101移动到第二区域102,配置在第二区域102内并进行定位(S660)。控制部160例如指示移动部210使第一传感器110移动。定位装置例如将第一传感器110移动预先决定的距离后,将第一传感器110定位在第二区域102。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的与第一区域101不同的第二区域102照射激光(S670)。然后,三维激光扫描仪10测定第二区域102中被照射了激光的第二空间位置(S680)。获取部130获取三维激光扫描仪10测定第二空间位置的测定结果。
接着,检查装置20基于由定位装置定位得到的位置和由第一传感器110得到的检测位置,来测定第二照射位置(S690)。例如,获取部130获取定位装置定位得到的坐标和由第一传感器110得到的激光的照射位置的检测结果。比较部150或控制部160将定位装置定位得到的坐标加上由第一传感器110得到的激光的照射位置的检测结果,来计算第二照射位置。
接着,比较部150将由三维激光扫描仪10得到的第一空间位置及第二空间位置的测定结果与由检查装置20得到的第一照射位置及第二照射位置的测定结果进行比较(S700)。例如图2所说明的那样,比较部150计算出第一测定距离和第二测定距离后进行比较。在该情况下,作为一例,将第一空间位置及第二空间位置之间的距离设为第一测定距离,将第一照射位置及第二照射位置之间的距离设为第二测定距离。
取而代之地,比较部150也可以将三维激光扫描仪10测定出的坐标与检查装置20测定出的坐标进行比较。在该情况下,比较部150将第一空间位置的坐标与所述第一照射位置的坐标进行比较,将第二空间位置的坐标与第二照射位置的坐标进行比较。
比较部150例如在空间位置及照射位置的坐标间的距离在预先决定的第一范围内且全部一致的情况下,将三维激光扫描仪10判定为合格品。另外,比较部150在该坐标间的距离中的至少一个超出预先决定的第一范围且处于预先决定的第二范围内的情况下,判定为需要调整三维激光扫描仪10。并且,比较部150在该坐标间的距离中的至少一个超出预先决定的第二范围的情况下,将三维激光扫描仪10判定为不合格品。取而代之地,比较部150也可以输出空间位置和照射位置的坐标间的距离作为检查结果。
控制部160将比较部150的检查结果输出到显示部170。如以上那样,第三结构例的检查装置20具有定位装置,使第一传感器110移动,并将第一传感器110的位置定位在预先决定的区域。由此,检查系统S能够容易地获取光传感器的位置,能够简单地执行对三维激光扫描仪10的检查。
期望的是,检查系统S使三维激光扫描仪10多次执行三个以上的多个区域内的测定,基于多次的测定结果输出检查结果。检查系统S能够简单地执行对三维激光扫描仪10的检查,因此能够提高针对多次测定的吞吐量。另外,通过多个位置的测定,能够可靠地进行对三维激光扫描仪10的检查。
如以上那样,对第三结构例的检查装置20具有定位装置并将第一传感器110的位置定位在预先决定的区域的例子进行了说明,但是并不限定于此。定位装置也可以移动到被照射了激光的位置并进行定位。下面,对这种检查系统S的动作进行说明。
<检查系统S的动作流程的第四例>
图7示出本实施方式所涉及的检查系统S的动作流程的第四例。首先,配置三维激光扫描仪10和检查装置20(S710)。接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的第一区域101照射激光(S720)。
然后,将第一传感器110移动到第一区域101并进行定位(S730)。控制部160例如指示移动部210使第一传感器110移动。作为移动部210的定位装置使第一传感器110移动并定位以使第一传感器110能够接收照射至第一区域101的激光。作为一例,控制部160指示定位装置的移动目的地以使第一传感器110的受光强度处于预先决定的强度水平的范围。然后,与第一传感器110接收到激光相应地,定位装置使第一传感器110的移动停止并进行定位。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10,来测定第一传感器110中被照射的第一空间位置(S740)。另外,检查装置20基于由定位装置定位得到的第一区域101内的位置和由第一传感器110得到的检测位置,来测定第一照射位置(S750)。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10来向检查装置20的与第一区域101不同的第二区域102照射激光(S760)。接着,将第一传感器110移动到第二区域102并进行定位(S770)。定位装置使第一传感器110移动并进行定位以使第一传感器110能够接收照射至第二区域102的激光。控制部160例如与第一区域101中的定位同样地,指示定位装置的移动目的地并将第一传感器110定位。
接着,控制部160控制三维激光扫描仪10,来测定第一传感器110中被照射了激光的第二空间位置(S780)。另外,检查装置20基于由定位装置定位得到的第二区域102内的位置和由第一传感器110得到的检测位置,测定第二照射位置(S790)。
接着,比较部150将由三维激光扫描仪10得到的第一空间位置及第二空间位置的测定结果与由检查装置20得到的第一照射位置及第二照射位置的测定结果进行比较(S800)。比较部150的比较动作已经进行了说明,因此在此省略说明。
如以上的第四例的动作流程那样,第三结构例的检查装置20具备第一传感器110和安装第一传感器110并设为能够将第一传感器110从第一区域101移动到第二区域102的定位装置,以能够接收激光的方式移动第一传感器110的位置并进行定位。在该情况下,检查系统S也能够容易地获取光传感器的位置,并能够简单地执行对三维激光扫描仪10的检查。
在以上的本实施方式所涉及的检查系统S的动作中,对在由三维激光扫描仪10进行空间位置的测定之后检查装置20测定第二照射位置的例子进行了说明,但是并不限定于此。也可以在由检查装置20进行第二照射位置的测定之后,三维激光扫描仪10测定空间位置。另外,也可以使由三维激光扫描仪10进行的空间位置的测定与由检查装置20进行的第二照射位置的测定并行地进行动作。
说明了以上的本实施方式所涉及的检查系统S对三维激光扫描仪10进行检查的例子,但是并不限定于此。检查系统S也可以在对三维激光扫描仪10进行了检查之后,基于检查结果来计算用于对三维激光扫描仪10测定空间位置的测定结果进行校正的校正值。
检查系统S能够获取由三维激光扫描仪10得到的光传感器的位置的测定值和激光实际的照射位置的测定结果,因此能够掌握该三维激光扫描仪10的测定误差。因此,例如,控制部160计算用于对三维激光扫描仪10的测定结果进行校正的校正值并供给到三维激光扫描仪10以降低测定误差。由此,三维激光扫描仪10通过使用这种校正值,能够输出更准确的测定结果。
以上的本实施方式所涉及的控制装置200的至少一部分例如由集成电路等构成。在该情况下,获取部130、存储部140、比较部150以及控制部160的至少一部分包括FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编辑门阵列)、DSP(Digital SignalProcessor:数字信号处理器)和/或CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。
也可以为,例如在计算机等作为获取部130、比较部150以及控制部160发挥功能的情况下,存储部140保存用于使计算机等发挥功能的OS(Operating System:操作系统)及程序等信息。另外,存储部140也可以保存包含在执行该程序时参照的数据库的各种信息。例如,计算机通过执行存储部140中存储的程序,来作为获取部130、存储部140、比较部150、控制部160以及显示部170中的至少一部分发挥功能。
存储部140例如包括保存计算机等的BIOS(Basic Input Output System:基本输入输出系统)等的ROM(Read Only Memory:只读存储器)以及作为作业区域的RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)。另外,存储部140也可以包括HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)和/或SSD(Solid State Drive:固态硬盘)等大容量存储装置。另外,计算机也可以还具备GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)等。
以上使用实施方式对本发明进行了说明,但是本发明的保护范围不限定于上述实施方式所记载的范围,能够在其宗旨的范围内进行各种变形和变更。例如,装置的全部或一部分能够以任意的单位在功能上或物理上进行分散、合并来构成。另外,通过多个实施方式的任意组合产生的新的实施方式也包含在本发明的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果也兼具原来的实施方式的效果。

Claims (15)

1.一种三维激光扫描仪的检查方法,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查方法包括以下步骤:
第一空间位置测定步骤,通过向检查装置的第一区域照射所述激光,来测定所述第一区域中被照射了所述激光的第一空间位置;
第一照射位置测定步骤,所述检查装置测定所述第一区域中被照射了所述激光的第一照射位置;
第二空间位置测定步骤,通过向所述检查装置的与所述第一区域不同的第二区域照射所述激光,来测定所述第二区域中被照射了所述激光的第二空间位置;
第二照射位置测定步骤,所述检查装置测定所述第二区域中被照射了所述激光的第二照射位置;以及
比较步骤,将由所述三维激光扫描仪得到的所述第一空间位置及所述第二空间位置的测定结果与由所述检查装置得到的所述第一照射位置及所述第二照射位置的测定结果进行比较。
2.根据权利要求1所述的检查方法,其中,
所述检查装置具备:
第一传感器,其设置于所述第一区域;以及
第二传感器,其设置于所述第二区域,距所述第一传感器在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔,
在所述第一空间位置测定步骤中,向所述第一传感器照射所述激光来测定所述第一空间位置,
在所述第一照射位置测定步骤中,由所述第一传感器测定所述第一照射位置,
在所述第二空间位置测定步骤中,向所述第二传感器照射所述激光来测定所述第二空间位置,
在所述第二照射位置测定步骤中,由所述第二传感器测定所述第二照射位置。
3.根据权利要求1所述的检查方法,其中,
所述检查装置具备第一传感器,所述第一传感器以能够从所述第一区域移动到所述第二区域的方式设置,
在所述第一空间位置测定步骤中,向配置于所述第一区域的所述第一传感器照射所述激光来测定所述第一空间位置,
在所述第一照射位置测定步骤中,由配置于所述第一区域的所述第一传感器测定所述第一照射位置,
在所述第二空间位置测定步骤中,向从所述第一区域移动到所述第二区域并配置于所述第二区域的所述第一传感器照射所述激光,来测定所述第二空间位置,
在所述第二照射位置测定步骤中,由配置于所述第二区域的所述第一传感器测定所述第二照射位置。
4.根据权利要求3所述的检查方法,其中,
所述第二空间位置测定步骤包括以下步骤:将配置于所述第一区域的所述第一传感器在预先决定的方向上移动预先决定的基准间隔后配置于所述第二区域。
5.根据权利要求3或4所述的检查方法,其中,
所述检查装置具有定位装置,所述定位装置安装有所述第一传感器,能够将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域。
6.根据权利要求5所述的检查方法,其中,
所述第一空间位置测定步骤还包括以下步骤:使用所述定位装置将安装于所述定位装置的所述第一传感器定位在所述第一区域内,
在所述第一照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位得到的位置与由所述第一传感器得到的检测位置,来测定所述第一照射位置,
所述第二空间位置测定步骤还包括以下步骤:由所述定位装置将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域并定位在所述第二区域内,
在所述第二照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位得到的位置和由所述第一传感器得到的检测位置,来测定所述第二照射位置。
7.根据权利要求1所述的检查方法,其中,
所述检查装置具备:
第一传感器;以及
定位装置,其安装有所述第一传感器,能够将所述第一传感器从所述第一区域移动到所述第二区域,
所述第一空间位置测定步骤包括以下步骤:
使用所述定位装置移动所述第一传感器并进行定位,以使所述第一传感器能够接收照射至所述第一区域的所述激光;以及
对定位后的所述第一传感器中被照射了所述激光的所述第一空间位置进行测定,
在所述第一照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位后的在所述第一区域内的位置和由所述第一传感器得到的检测位置,测定所述第一照射位置,
所述第二空间位置测定步骤包括以下步骤:
使用所述定位装置移动所述第一传感器并进行定位,以使所述第一传感器能够接收照射至所述第二区域的所述激光;以及
对定位后的所述第一传感器中被照射了所述激光的所述第二空间位置进行测定,
在所述第二照射位置测定步骤中,基于由所述定位装置定位后的在所述第二区域内的位置和由移动后的所述第一传感器得到的检测位置,测定所述第二照射位置。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的检查方法,其中,
所述定位装置为三维测定机。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的检查方法,其中,
所述比较步骤包括以下步骤:
将所述第一空间位置的坐标与所述第一照射位置的坐标进行比较;以及
将所述第二空间位置的坐标与所述第二照射位置的坐标进行比较。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的检查方法,其中,
所述比较步骤包括以下步骤:
基于所述第一空间位置和所述第二空间位置,计算所述第一区域和所述第二区域的被照射了所述激光的位置之间的第一测定距离;
基于所述第一照射位置和所述第二照射位置,计算所述第一区域和所述第二区域的被照射了所述激光的位置之间的第二测定距离;以及
将所述第一测定距离与所述第二测定距离进行比较。
11.一种三维激光扫描仪的校正方法,在通过根据权利要求1至10中的任一项所述的检查方法对所述三维激光扫描仪进行了检查之后,还包括以下步骤:
基于检查结果,计算用于对所述三维激光扫描仪测定所述空间位置的测定结果进行校正的校正值。
12.一种检查装置,用于进行对三维激光扫描仪的检查,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查装置具备:
壳体;
第一传感器,其设置于所述壳体的第一区域;以及
第二传感器,其设置于第二区域,所述第二区域是距所述第一传感器在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的区域。
13.一种检查装置,用于进行对三维激光扫描仪的检查,该三维激光扫描仪通过向测定对象照射激光并接收来自所述测定对象的反射光,来测定所述测定对象中被照射了所述激光的位置即空间位置,所述检查装置具备:
壳体;
第一传感器;以及
移动部,其使所述第一传感器从所述壳体的预先决定的第一区域移动到第二区域,该第二区域是距该第一区域在预先决定的方向上分离了预先决定的基准间隔的区域。
14.根据权利要求13所述的检查装置,其中,
所述移动部为定位装置,
所述第一传感器安装于所述定位装置。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的检查装置,其中,
所述第一传感器的接收光的面具有使输入的光的至少一部分发生漫反射或递归反射的加工区域。
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