JP2000097672A - ３次元計測機における制御情報生成方法及び制御情報生成支援システム - Google Patents
３次元計測機における制御情報生成方法及び制御情報生成支援システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリンジ投射型３次元計測機において、ワー
クに対するカメラの相対的な向きを制御するための制御
情報を自動生成する。 【解決手段】 本発明に係る３次元計測機の制御情報生
成支援システムは、３次元計測機１の特性を表わす各種
情報が格納された測定機構情報データベース７と、測定
対象となるワークのＣＡＤデータが格納されているＣＡ
Ｄデータベース８と、両データベース７、８に格納され
ているデータに基づいて制御情報を生成する制御情報生
成回路３とを具え、制御情報生成回路３は、カメラによ
る撮影方向及び撮影領域を規定するための撮影ウインド
ウ情報を自動生成する撮影ウインドウ情報自動生成部５
と、対話処理によって撮影ウインドウ情報を生成する対
話処理部６と、生成された撮影ウインドウ情報に基づい
て、カメラの動きを制御するための制御情報を自動生成
する制御情報自動生成部４とを具えている。
クに対するカメラの相対的な向きを制御するための制御
情報を自動生成する。 【解決手段】 本発明に係る３次元計測機の制御情報生
成支援システムは、３次元計測機１の特性を表わす各種
情報が格納された測定機構情報データベース７と、測定
対象となるワークのＣＡＤデータが格納されているＣＡ
Ｄデータベース８と、両データベース７、８に格納され
ているデータに基づいて制御情報を生成する制御情報生
成回路３とを具え、制御情報生成回路３は、カメラによ
る撮影方向及び撮影領域を規定するための撮影ウインド
ウ情報を自動生成する撮影ウインドウ情報自動生成部５
と、対話処理によって撮影ウインドウ情報を生成する対
話処理部６と、生成された撮影ウインドウ情報に基づい
て、カメラの動きを制御するための制御情報を自動生成
する制御情報自動生成部４とを具えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの表面にプ
ロジェクターから多条格子を介して光線を投射し、ワー
クの表面に現われる縞模様をカメラによって撮影し、こ
れによって得られる画像データに基づいてワークの３次
元形状を測定する３次元計測機において、ワークの３次
元形状を表わすＣＡＤデータに基づいて、ワークの表面
に対するカメラの相対的な向きを制御するための制御情
報の生成方法、及び制御情報の生成を支援するシステム
に関するものである。
ロジェクターから多条格子を介して光線を投射し、ワー
クの表面に現われる縞模様をカメラによって撮影し、こ
れによって得られる画像データに基づいてワークの３次
元形状を測定する３次元計測機において、ワークの３次
元形状を表わすＣＡＤデータに基づいて、ワークの表面
に対するカメラの相対的な向きを制御するための制御情
報の生成方法、及び制御情報の生成を支援するシステム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図１に示す如きフリンジ光投
射型の３次元計測機(１)が知られている。該３次元計測
機(１)においては、ベース(17)上に、水平往復・垂直回
転軸機構(18)を介してワーク台(19)が支持される一方、
垂直往復機構(11)及び水平回転軸機構(12)を介して垂直
回転軸機構(21)が支持され、該垂直回転軸機構(21)の下
端部にカメラシステム(13)が取り付けられている。カメ
ラシステム(13)はプロジェクター(14)及びＣＣＤカメラ
(15)を具えている。プロジェクター(14)は、ベース(17)
上に載置されたワーク(20)の表面に対して多条格子(16)
を介して光線(フリンジ光)を照射するものであり、ＣＣ
Ｄカメラ(15)は、ワーク(20)の表面に現われた縞模様を
撮影するものである。尚、測定精度を上げるためには、
ＣＣＤカメラ(15)による撮影方向を、ＣＣＤカメラ(15)
による撮影領域に対して垂直となる向きに設定すること
が必要である。
射型の３次元計測機(１)が知られている。該３次元計測
機(１)においては、ベース(17)上に、水平往復・垂直回
転軸機構(18)を介してワーク台(19)が支持される一方、
垂直往復機構(11)及び水平回転軸機構(12)を介して垂直
回転軸機構(21)が支持され、該垂直回転軸機構(21)の下
端部にカメラシステム(13)が取り付けられている。カメ
ラシステム(13)はプロジェクター(14)及びＣＣＤカメラ
(15)を具えている。プロジェクター(14)は、ベース(17)
上に載置されたワーク(20)の表面に対して多条格子(16)
を介して光線(フリンジ光)を照射するものであり、ＣＣ
Ｄカメラ(15)は、ワーク(20)の表面に現われた縞模様を
撮影するものである。尚、測定精度を上げるためには、
ＣＣＤカメラ(15)による撮影方向を、ＣＣＤカメラ(15)
による撮影領域に対して垂直となる向きに設定すること
が必要である。
【０００３】ワーク台(19)は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に
往復駆動が可能であると共に、垂直軸回り(θ２)に回転
駆動が可能である。又、水平回転軸機構(12)は、ｚ軸方
向に昇降駆動可能であると共に、水平軸回り(φ)に回転
駆動が可能である。更に、垂直回転軸機構(21)は、垂直
軸回り(θ１)に回転駆動が可能である。従って、上記３
次元計測機(１)においては、６つのパラメータ(ｘ、
ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を規定することによって、
ワーク(20)に対するプロジェクター(14)及びＣＣＤカメ
ラ(15)の位置及び姿勢を決定することが出来る。
往復駆動が可能であると共に、垂直軸回り(θ２)に回転
駆動が可能である。又、水平回転軸機構(12)は、ｚ軸方
向に昇降駆動可能であると共に、水平軸回り(φ)に回転
駆動が可能である。更に、垂直回転軸機構(21)は、垂直
軸回り(θ１)に回転駆動が可能である。従って、上記３
次元計測機(１)においては、６つのパラメータ(ｘ、
ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を規定することによって、
ワーク(20)に対するプロジェクター(14)及びＣＣＤカメ
ラ(15)の位置及び姿勢を決定することが出来る。
【０００４】ところで、ＣＡＤデータを用いたワーク(2
0)の自動製造工程においては、ワーク(20)が設計どおり
に仕上がっているかどうかを自動的に判断するために、
３次元計測機(１)を用いてワーク(20)の３次元形状を測
定し、該測定結果とＣＡＤデータとを比較することが行
なわれており、該比較結果を製造工程にフィードバック
することによって、製造工程を改善し、ワーク(20)の加
工精度を向上させることが出来る。尚、ＣＡＤデータ
は、ワーク(20)の表面を複数のパッチに分割してパッチ
毎に作成されたデータの集合であって、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標
上の１つの曲面パッチ(図６参照)は２次元のｕ−ｖ座標
上で１つの平面パッチ(図７参照)に表わすことが可能で
ある。
0)の自動製造工程においては、ワーク(20)が設計どおり
に仕上がっているかどうかを自動的に判断するために、
３次元計測機(１)を用いてワーク(20)の３次元形状を測
定し、該測定結果とＣＡＤデータとを比較することが行
なわれており、該比較結果を製造工程にフィードバック
することによって、製造工程を改善し、ワーク(20)の加
工精度を向上させることが出来る。尚、ＣＡＤデータ
は、ワーク(20)の表面を複数のパッチに分割してパッチ
毎に作成されたデータの集合であって、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標
上の１つの曲面パッチ(図６参照)は２次元のｕ−ｖ座標
上で１つの平面パッチ(図７参照)に表わすことが可能で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】３次元計測機を用いた
３次元形状の測定においては、前記６つのパラメータ
(ｘ、ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を規定するための制御
データを３次元計測機に入力する必要があり、従来は、
専門のオペレータが手作業によって制御データを作成
し、３次元計測機に入力していた。しかしながら、制御
データの作成を手作業にたよっていたため、３次元形状
の測定に長い時間を要するばかりでなく、ＣＡＤデータ
や３次元計測機についての専門的な知識や経験が必要で
あるために、初心者には３次元計測機の操作が困難であ
る問題があった。そこで本発明の目的は、ＣＡＤデータ
に基づいて３次元計測機の制御情報を自動的に生成する
ための方法、及び制御情報の生成を支援するシステムを
提供することである。
３次元形状の測定においては、前記６つのパラメータ
(ｘ、ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を規定するための制御
データを３次元計測機に入力する必要があり、従来は、
専門のオペレータが手作業によって制御データを作成
し、３次元計測機に入力していた。しかしながら、制御
データの作成を手作業にたよっていたため、３次元形状
の測定に長い時間を要するばかりでなく、ＣＡＤデータ
や３次元計測機についての専門的な知識や経験が必要で
あるために、初心者には３次元計測機の操作が困難であ
る問題があった。そこで本発明の目的は、ＣＡＤデータ
に基づいて３次元計測機の制御情報を自動的に生成する
ための方法、及び制御情報の生成を支援するシステムを
提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る３次元計測機
の制御情報生成支援システムは、ワーク(20)の表面にプ
ロジェクター(14)から多条格子(16)を介して光線を投射
し、ワーク(20)の表面に現われる縞模様をカメラ(15)に
よって撮影し、これによって得られる画像データに基づ
いてワーク(20)の３次元形状を測定する３次元計測機に
おいて、ワーク(20)の３次元形状を表わすＣＡＤデータ
に基づいて、ワーク(20)の表面に対するカメラ(15)の相
対的な向きを制御するための制御情報の生成を支援する
システムであって、３次元計測機(１)の特性を表わす各
種情報が格納された測定機構情報データベース(７)と、
測定対象となるワーク(20)のＣＡＤデータが格納されて
いるＣＡＤデータベース(８)と、両データベース(７)
(８)に格納されているデータに基づいて制制御情報を生
成する制御情報生成回路(３)とを具え、制御情報生成回
路(３)は、カメラ(15)による撮影方向及び撮影領域を規
定するための撮影ウインドウ情報を自動生成する撮影ウ
インドウ情報自動生成部(５)と、対話処理によって撮影
ウインドウ情報を生成する対話処理部(６)と、生成され
た撮影ウインドウ情報に基づいて制御情報を自動生成す
る制御情報自動生成部(４)とを具えている。
の制御情報生成支援システムは、ワーク(20)の表面にプ
ロジェクター(14)から多条格子(16)を介して光線を投射
し、ワーク(20)の表面に現われる縞模様をカメラ(15)に
よって撮影し、これによって得られる画像データに基づ
いてワーク(20)の３次元形状を測定する３次元計測機に
おいて、ワーク(20)の３次元形状を表わすＣＡＤデータ
に基づいて、ワーク(20)の表面に対するカメラ(15)の相
対的な向きを制御するための制御情報の生成を支援する
システムであって、３次元計測機(１)の特性を表わす各
種情報が格納された測定機構情報データベース(７)と、
測定対象となるワーク(20)のＣＡＤデータが格納されて
いるＣＡＤデータベース(８)と、両データベース(７)
(８)に格納されているデータに基づいて制制御情報を生
成する制御情報生成回路(３)とを具え、制御情報生成回
路(３)は、カメラ(15)による撮影方向及び撮影領域を規
定するための撮影ウインドウ情報を自動生成する撮影ウ
インドウ情報自動生成部(５)と、対話処理によって撮影
ウインドウ情報を生成する対話処理部(６)と、生成され
た撮影ウインドウ情報に基づいて制御情報を自動生成す
る制御情報自動生成部(４)とを具えている。
【０００７】上記本発明の３次元計測機の制御情報生成
支援システムにおいては、先ず撮影ウインドウ情報自動
生成部(５)が、測定機構情報データベース(７)に格納さ
れている情報と、ＣＡＤデータベース(８)に格納されて
いるＣＡＤデータとに基づいて、撮影ウインドウ情報を
自動生成する。ここで、撮影ウインドウ情報の自動生成
が困難な領域については、オペレータが対話処理部(６)
を用いて撮影ウインドウ情報を作成し、入力する。その
後、制御情報自動生成部(４)が、前記撮影ウインドウ情
報に基づいて制御情報を自動生成し、生成された制御情
報が３次元計測機(１)へ供給される。
支援システムにおいては、先ず撮影ウインドウ情報自動
生成部(５)が、測定機構情報データベース(７)に格納さ
れている情報と、ＣＡＤデータベース(８)に格納されて
いるＣＡＤデータとに基づいて、撮影ウインドウ情報を
自動生成する。ここで、撮影ウインドウ情報の自動生成
が困難な領域については、オペレータが対話処理部(６)
を用いて撮影ウインドウ情報を作成し、入力する。その
後、制御情報自動生成部(４)が、前記撮影ウインドウ情
報に基づいて制御情報を自動生成し、生成された制御情
報が３次元計測機(１)へ供給される。
【０００８】本発明に係る３次元計測機における制御情
報生成方法は、ＣＡＤデータ上でワーク表面を構成する
各パッチについてカメラ(15)による撮影方向及び撮影領
域を規定するための撮影ウインドウ情報を自動生成する
ステップと、これによって得られた全てのパッチについ
ての撮影ウインドウ情報に基づいて、ワーク(20)の表面
に対するカメラ(15)の相対的な動きを制御するための制
御情報を自動生成するステップとを具えている。撮影ウ
インドウ情報自動生成ステップは、１つのパッチから、
前記ｕ−ｖ座標上のｕ軸及びｖ軸に対して平行若しくは
垂直な４辺からなる矩形の撮影領域Ｒを切り出し、該撮
影領域Ｒをｕ軸方向及びｖ軸方向に分割して、複数の微
小領域ｒを生成する第１ステップと、前記ＣＡＤデータ
に基づいて、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の撮影領域Ｒの中心点に
おける法線ベクトルと、各微小領域ｒにおける法線ベク
トルと為す角度差が所定値よりも大きいかどうかを判断
する第２ステップと、何れの微小領域ｒについても前記
法線ベクトルの為す角度差が所定値よりも小さいとき
は、該撮影領域Ｒを撮影ウインドウとして、該撮影領域
の中心点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影ウイ
ンドウの幅及び高さを含む撮影ウインドウ情報を記憶す
る一方、何れかの微小領域ｒについての前記角度差が所
定値よりも大きいときは、該撮影領域Ｒを、前記角度差
が所定値よりも小さい微小領域のみからなる矩形の処理
済み撮影領域と、前記角度差が所定値よりも大きい微小
領域が含まれる１或いは複数の矩形の未処理撮影領域と
に区分する第３ステップと、前記未処理撮影領域を前記
第１ステップの撮影領域Ｒとして、未処理撮影領域が無
くなるまで前記第２ステップ及び第３ステップを繰り返
す第４ステップとを有し、制御情報自動生成ステップで
は、１つの撮影ウインドウについては、カメラ(15)を該
撮影ウインドウの中心点の法線ベクトルと対向する向き
に設置するべく、制御情報を生成する。
報生成方法は、ＣＡＤデータ上でワーク表面を構成する
各パッチについてカメラ(15)による撮影方向及び撮影領
域を規定するための撮影ウインドウ情報を自動生成する
ステップと、これによって得られた全てのパッチについ
ての撮影ウインドウ情報に基づいて、ワーク(20)の表面
に対するカメラ(15)の相対的な動きを制御するための制
御情報を自動生成するステップとを具えている。撮影ウ
インドウ情報自動生成ステップは、１つのパッチから、
前記ｕ−ｖ座標上のｕ軸及びｖ軸に対して平行若しくは
垂直な４辺からなる矩形の撮影領域Ｒを切り出し、該撮
影領域Ｒをｕ軸方向及びｖ軸方向に分割して、複数の微
小領域ｒを生成する第１ステップと、前記ＣＡＤデータ
に基づいて、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の撮影領域Ｒの中心点に
おける法線ベクトルと、各微小領域ｒにおける法線ベク
トルと為す角度差が所定値よりも大きいかどうかを判断
する第２ステップと、何れの微小領域ｒについても前記
法線ベクトルの為す角度差が所定値よりも小さいとき
は、該撮影領域Ｒを撮影ウインドウとして、該撮影領域
の中心点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影ウイ
ンドウの幅及び高さを含む撮影ウインドウ情報を記憶す
る一方、何れかの微小領域ｒについての前記角度差が所
定値よりも大きいときは、該撮影領域Ｒを、前記角度差
が所定値よりも小さい微小領域のみからなる矩形の処理
済み撮影領域と、前記角度差が所定値よりも大きい微小
領域が含まれる１或いは複数の矩形の未処理撮影領域と
に区分する第３ステップと、前記未処理撮影領域を前記
第１ステップの撮影領域Ｒとして、未処理撮影領域が無
くなるまで前記第２ステップ及び第３ステップを繰り返
す第４ステップとを有し、制御情報自動生成ステップで
は、１つの撮影ウインドウについては、カメラ(15)を該
撮影ウインドウの中心点の法線ベクトルと対向する向き
に設置するべく、制御情報を生成する。
【０００９】上記本発明の制御情報生成方法において
は、先ず、撮影ウインドウ情報自動生成ステップによっ
てパッチから切り出された最大サイズの撮影領域Ｒを対
象として、その中心点における法線ベクトルと各微小領
域ｒにおける法線ベクトルの為す角度差が所定値よりも
大きいかどうかが判断される。ここで、撮影領域が極め
て平面に近い場合は、何れの微小領域についても両法線
ベクトルの為す角度差は小さく、該撮影領域について
は、中心点における法線ベクトルに対向する向きにカメ
ラを設置すれば、精度の高い測定が可能である。これに
対し、撮影領域がうねりの大きな曲面の場合は、何れか
の微小領域については両法線ベクトルの為す角度差が大
きくなり、仮に、中心点における法線ベクトルに対向す
る向きにカメラを設置して、該撮影領域全体を測定した
場合、撮影方向に対する曲面部分の傾斜が過大となっ
て、測定精度が著しく低下する。
は、先ず、撮影ウインドウ情報自動生成ステップによっ
てパッチから切り出された最大サイズの撮影領域Ｒを対
象として、その中心点における法線ベクトルと各微小領
域ｒにおける法線ベクトルの為す角度差が所定値よりも
大きいかどうかが判断される。ここで、撮影領域が極め
て平面に近い場合は、何れの微小領域についても両法線
ベクトルの為す角度差は小さく、該撮影領域について
は、中心点における法線ベクトルに対向する向きにカメ
ラを設置すれば、精度の高い測定が可能である。これに
対し、撮影領域がうねりの大きな曲面の場合は、何れか
の微小領域については両法線ベクトルの為す角度差が大
きくなり、仮に、中心点における法線ベクトルに対向す
る向きにカメラを設置して、該撮影領域全体を測定した
場合、撮影方向に対する曲面部分の傾斜が過大となっ
て、測定精度が著しく低下する。
【００１０】そこで、撮影領域中に、１つでも両法線ベ
クトルの為す角度差が大きい微小領域が含まれるとき
は、該撮影領域Ｒを、前記角度差が所定値よりも小さい
微小領域のみからなる矩形の処理済み撮影領域と、前記
角度差が所定値よりも大きい微小領域が含まれる１或い
は複数の矩形の未処理撮影領域とに区分する。ここで、
処理済み撮影領域については、前記中心点における法線
ベクトルに対向する向きにカメラを設置すれば、精度の
高い測定が可能である。一方、未処理撮影領域について
は、該領域を前記撮影領域Ｒとして、同じ手続を繰り返
す。これによって、処理済み撮影領域が徐々に拡大する
と同時に、未処理撮影領域が徐々に縮小し、最終的に
は、パッチ内の殆ど全領域が処理済み撮影領域となる。
クトルの為す角度差が大きい微小領域が含まれるとき
は、該撮影領域Ｒを、前記角度差が所定値よりも小さい
微小領域のみからなる矩形の処理済み撮影領域と、前記
角度差が所定値よりも大きい微小領域が含まれる１或い
は複数の矩形の未処理撮影領域とに区分する。ここで、
処理済み撮影領域については、前記中心点における法線
ベクトルに対向する向きにカメラを設置すれば、精度の
高い測定が可能である。一方、未処理撮影領域について
は、該領域を前記撮影領域Ｒとして、同じ手続を繰り返
す。これによって、処理済み撮影領域が徐々に拡大する
と同時に、未処理撮影領域が徐々に縮小し、最終的に
は、パッチ内の殆ど全領域が処理済み撮影領域となる。
【００１１】この様にして、処理済み撮影領域を拡げて
いく過程で、各処理済み撮影領域について、その中心点
のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影ウインドウの
幅及び高さを含む撮影ウインドウ情報が自動生成され、
メモリなどに記憶されることになる。そして、全てのパ
ッチについて、撮影ウインドウ情報を生成することによ
って、ワーク(20)全体に対する撮影ウインドウ情報が得
られることになる。仮に、上記の手続では撮影ウインド
ウ情報を自動生成することが出来ない領域が発生した場
合は、例えば対話処理によって該領域についての撮影ウ
インドウ情報を入力する。
いく過程で、各処理済み撮影領域について、その中心点
のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影ウインドウの
幅及び高さを含む撮影ウインドウ情報が自動生成され、
メモリなどに記憶されることになる。そして、全てのパ
ッチについて、撮影ウインドウ情報を生成することによ
って、ワーク(20)全体に対する撮影ウインドウ情報が得
られることになる。仮に、上記の手続では撮影ウインド
ウ情報を自動生成することが出来ない領域が発生した場
合は、例えば対話処理によって該領域についての撮影ウ
インドウ情報を入力する。
【００１２】その後、ワーク(20)全体についての撮影ウ
インドウ情報に基づいて、制御情報を自動生成する。こ
こで、１つの撮影ウインドウについてはカメラ(15)を該
撮影ウインドウの中心点の法線ベクトルと対向する向き
に設置する様に制御情報を生成すればよく、制御情報の
自動生成は容易である。
インドウ情報に基づいて、制御情報を自動生成する。こ
こで、１つの撮影ウインドウについてはカメラ(15)を該
撮影ウインドウの中心点の法線ベクトルと対向する向き
に設置する様に制御情報を生成すればよく、制御情報の
自動生成は容易である。
【００１３】具体的には、撮影ウインドウ情報自動生成
ステップの第１ステップにて、撮影領域Ｒの大きさが所
定の最小ウインドウ寸法よりも小さいときは、その後の
第２ステップ及び第３ステップを迂回して第４ステップ
に移行し、該撮影領域を無視する。撮影領域が３次元計
測機(１)の特性として決まる最小ウインドウサイズより
も小さくなると、測定が不可能となるので、この様な撮
影領域が発生したときは、上記具体的手続によって、撮
影ウインドウ情報の生成を省略するのである。
ステップの第１ステップにて、撮影領域Ｒの大きさが所
定の最小ウインドウ寸法よりも小さいときは、その後の
第２ステップ及び第３ステップを迂回して第４ステップ
に移行し、該撮影領域を無視する。撮影領域が３次元計
測機(１)の特性として決まる最小ウインドウサイズより
も小さくなると、測定が不可能となるので、この様な撮
影領域が発生したときは、上記具体的手続によって、撮
影ウインドウ情報の生成を省略するのである。
【００１４】又、具体的には、制御情報自動生成ステッ
プでは、ワーク(20)の境界線が含まれる撮影ウインドウ
については、ワーク(20)の表面に現われる縞模様がワー
ク(20)の境界線を所定値以上の角度差をもって交叉する
様、多条格子(16)に対するワーク(20)の相対的な回転角
度を決定した後、全ての撮影ウインドウについての撮影
ウインドウ情報と前記回転角度に基づいて、制御情報を
生成する。これによってワーク(20)の境界線を含む撮影
ウインドウについての測定精度を上げることが出来る。
プでは、ワーク(20)の境界線が含まれる撮影ウインドウ
については、ワーク(20)の表面に現われる縞模様がワー
ク(20)の境界線を所定値以上の角度差をもって交叉する
様、多条格子(16)に対するワーク(20)の相対的な回転角
度を決定した後、全ての撮影ウインドウについての撮影
ウインドウ情報と前記回転角度に基づいて、制御情報を
生成する。これによってワーク(20)の境界線を含む撮影
ウインドウについての測定精度を上げることが出来る。
【００１５】更に具体的には、制御情報自動生成ステッ
プでは、撮影ウインドウの寸法が所定の最大ウインドウ
サイズよりも大きいとき、該撮影ウインドウを最大ウイ
ンドウサイズよりも小さな複数の撮影ウインドウに細分
化して、各撮影ウインドウについて撮影ウインドウ情報
を設定する。撮影領域が３次元計測機(１)の特性として
決まる最大ウインドウサイズよりも大きくなると、測定
が不可能となるので、この様な撮影領域が発生したとき
は、上記具体的手続によって、撮影ウインドウを更に細
かい撮影ウインドウに細分化して、測定を可能とするの
である。
プでは、撮影ウインドウの寸法が所定の最大ウインドウ
サイズよりも大きいとき、該撮影ウインドウを最大ウイ
ンドウサイズよりも小さな複数の撮影ウインドウに細分
化して、各撮影ウインドウについて撮影ウインドウ情報
を設定する。撮影領域が３次元計測機(１)の特性として
決まる最大ウインドウサイズよりも大きくなると、測定
が不可能となるので、この様な撮影領域が発生したとき
は、上記具体的手続によって、撮影ウインドウを更に細
かい撮影ウインドウに細分化して、測定を可能とするの
である。
【００１６】又、制御情報自動生成ステップでは、前記
ＣＡＤデータに基づいて各撮影ウインドウに含まれる曲
面の最大曲率を算出し、該算出結果に応じて、カメラ(1
5)からの映像データの取込み密度を決定する。これによ
って、ワーク(20)の曲面部分の最大曲率に応じて測定点
密度を最適設定することが出来、これによって曲面部分
についての測定精度を更に向上させることが出来る。
ＣＡＤデータに基づいて各撮影ウインドウに含まれる曲
面の最大曲率を算出し、該算出結果に応じて、カメラ(1
5)からの映像データの取込み密度を決定する。これによ
って、ワーク(20)の曲面部分の最大曲率に応じて測定点
密度を最適設定することが出来、これによって曲面部分
についての測定精度を更に向上させることが出来る。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係る３次元計測機における制御
情報生成方法及び制御情報生成支援システムによれば、
制御情報の生成を殆ど自動で行なうことが出来、ＣＡＤ
データや３次元計測機についての専門的な知識や経験は
不要であるため、初心者であっても、３次元形状の測定
を容易に行なうことが出来ると共に、測定に要する時間
を大幅に短縮することが出来る。
情報生成方法及び制御情報生成支援システムによれば、
制御情報の生成を殆ど自動で行なうことが出来、ＣＡＤ
データや３次元計測機についての専門的な知識や経験は
不要であるため、初心者であっても、３次元形状の測定
を容易に行なうことが出来ると共に、測定に要する時間
を大幅に短縮することが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図１に示す３次元
計測機(１)に実施した形態につき、図面に沿って具体的
に説明する。３次元計測機(１)の構成については、従来
と同一であるので、説明を省略する。本発明において
は、３次元計測機(１)に制御装置(２)が接続され、該制
御装置(２)によって制御情報が生成され、３次元計測機
(１)の動作が制御される。
計測機(１)に実施した形態につき、図面に沿って具体的
に説明する。３次元計測機(１)の構成については、従来
と同一であるので、説明を省略する。本発明において
は、３次元計測機(１)に制御装置(２)が接続され、該制
御装置(２)によって制御情報が生成され、３次元計測機
(１)の動作が制御される。
【００１９】制御装置(２)は、図２に示す如く、マイク
ロコンピュータからなる制御装置(２)と、ハードディス
クドライブ装置によって構成される３つのデータベー
ス、即ち測定機構情報データベース(７)、ＣＡＤデータ
ベース(８)及び撮影ウインドウ情報データベース(９)を
具えている。測定機構情報データベース(７)には、３次
元計測機(１)の特性によって決まる最大撮影ウインドウ
サイズ及び最小撮影ウインドウサイズと、ＣＣＤカメラ
(15)からの映像データの取込み密度(測定点密度)を決定
するための測定点密度−曲率テーブルとが格納されてい
る。又、ＣＡＤデータベース(８)には、測定対象となる
ワーク(20)のＣＡＤデータが格納されている。尚、ＣＡ
Ｄデータにおいては、ワーク(20)の表面が複数のパッチ
に分割されて、図６に示す如くＸ−Ｙ−Ｚ座標上で曲面
を為すパッチを単位として、該パッチの形状についての
データが規定されている。この曲面パッチは、図６中に
示す様に境界線に沿う方向にｕ軸及びｖ軸をとることに
よって、図７に示すｕ−ｖ座標上でｕ軸及びｖ軸に対し
て平行若しくは垂直な４辺からなる矩形の平面パッチに
変換することが出来る。
ロコンピュータからなる制御装置(２)と、ハードディス
クドライブ装置によって構成される３つのデータベー
ス、即ち測定機構情報データベース(７)、ＣＡＤデータ
ベース(８)及び撮影ウインドウ情報データベース(９)を
具えている。測定機構情報データベース(７)には、３次
元計測機(１)の特性によって決まる最大撮影ウインドウ
サイズ及び最小撮影ウインドウサイズと、ＣＣＤカメラ
(15)からの映像データの取込み密度(測定点密度)を決定
するための測定点密度−曲率テーブルとが格納されてい
る。又、ＣＡＤデータベース(８)には、測定対象となる
ワーク(20)のＣＡＤデータが格納されている。尚、ＣＡ
Ｄデータにおいては、ワーク(20)の表面が複数のパッチ
に分割されて、図６に示す如くＸ−Ｙ−Ｚ座標上で曲面
を為すパッチを単位として、該パッチの形状についての
データが規定されている。この曲面パッチは、図６中に
示す様に境界線に沿う方向にｕ軸及びｖ軸をとることに
よって、図７に示すｕ−ｖ座標上でｕ軸及びｖ軸に対し
て平行若しくは垂直な４辺からなる矩形の平面パッチに
変換することが出来る。
【００２０】制御情報生成回路(３)は、ＣＣＤカメラ(1
5)による撮影方向及び撮影領域を規定するための撮影ウ
インドウ情報を自動生成する撮影ウインドウ情報自動生
成部(５)と、対話処理によって撮影ウインドウ情報の生
成を補完する対話処理部(６)と、生成された撮影ウイン
ドウ情報に基づいて、ワーク(20)の表面に対するＣＣＤ
カメラ(15)の相対的な動きを制御するための制御情報を
自動生成する制御情報自動生成部(４)とを具えている。
制御情報生成回路(３)から出力される制御情報(10)は３
次元計測機(１)へ供給されて、ワーク(20)の３次元形状
を測定する際の３次元計測機(１)の動作が制御される。
5)による撮影方向及び撮影領域を規定するための撮影ウ
インドウ情報を自動生成する撮影ウインドウ情報自動生
成部(５)と、対話処理によって撮影ウインドウ情報の生
成を補完する対話処理部(６)と、生成された撮影ウイン
ドウ情報に基づいて、ワーク(20)の表面に対するＣＣＤ
カメラ(15)の相対的な動きを制御するための制御情報を
自動生成する制御情報自動生成部(４)とを具えている。
制御情報生成回路(３)から出力される制御情報(10)は３
次元計測機(１)へ供給されて、ワーク(20)の３次元形状
を測定する際の３次元計測機(１)の動作が制御される。
【００２１】図３は、制御情報生成回路(３)が実行する
制御情報生成の手続を表わしている。先ずステップＳ１
にて、ＣＡＤデータを構成している複数のパッチから１
つのパッチについてのＣＡＤデータを取り込み、ステッ
プＳ２にて、該ＣＡＤデータに基づいて撮影ウインドウ
情報を自動生成する。該自動生成手続の詳細については
後述する。次にステップＳ３では、全てのパッチについ
て撮影ウインド情報の生成が終了したかどうかを判断
し、ノーのときはステップＳ１に戻って撮影ウインドウ
情報の自動生成を繰り返す。
制御情報生成の手続を表わしている。先ずステップＳ１
にて、ＣＡＤデータを構成している複数のパッチから１
つのパッチについてのＣＡＤデータを取り込み、ステッ
プＳ２にて、該ＣＡＤデータに基づいて撮影ウインドウ
情報を自動生成する。該自動生成手続の詳細については
後述する。次にステップＳ３では、全てのパッチについ
て撮影ウインド情報の生成が終了したかどうかを判断
し、ノーのときはステップＳ１に戻って撮影ウインドウ
情報の自動生成を繰り返す。
【００２２】ステップＳ３にてイエスと判断されたとき
は、ステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２にて撮
影ウインドウ情報を自動生成出来なかったパッチの一部
領域について、対話処理によって撮影ウインドウ情報を
生成する。
は、ステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２にて撮
影ウインドウ情報を自動生成出来なかったパッチの一部
領域について、対話処理によって撮影ウインドウ情報を
生成する。
【００２３】その後、ステップＳ５では、全てのパッチ
について生成された撮影ウインドウ情報に基づいて制御
情報を自動生成する。該自動生成手続の詳細については
後述する。最後にステップＳ６にて、生成された制御情
報に基づいて３次元計測機(１)の動作を制御し、ワーク
(20)の３次元形状を自動測定する。
について生成された撮影ウインドウ情報に基づいて制御
情報を自動生成する。該自動生成手続の詳細については
後述する。最後にステップＳ６にて、生成された制御情
報に基づいて３次元計測機(１)の動作を制御し、ワーク
(20)の３次元形状を自動測定する。
【００２４】撮影ウインドウ情報の自動生成(ステップ
Ｓ２)においては、図４に示す如く、先ずステップＳ２
１にて、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の１つのパッチに対応するｕ
−ｖ座標上の１つのパッチから、ｕ軸及びｖ軸に対して
平行若しくは垂直な４辺からなる最大サイズの矩形撮影
領域Ｒを切り出す。殆どのパッチはｕ−ｖ座標上で矩形
となるが、例えばワーク(20)の境界線を含むパッチは矩
形とならず、三角形や五角形となることが多いので、こ
れらの多角形から最大サイズの矩形領域を切り出すので
ある。
Ｓ２)においては、図４に示す如く、先ずステップＳ２
１にて、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の１つのパッチに対応するｕ
−ｖ座標上の１つのパッチから、ｕ軸及びｖ軸に対して
平行若しくは垂直な４辺からなる最大サイズの矩形撮影
領域Ｒを切り出す。殆どのパッチはｕ−ｖ座標上で矩形
となるが、例えばワーク(20)の境界線を含むパッチは矩
形とならず、三角形や五角形となることが多いので、こ
れらの多角形から最大サイズの矩形領域を切り出すので
ある。
【００２５】次にステップＳ２２では、切り出された矩
形領域を撮影領域Ｒとして、図７に示す如く該撮影領域
Ｒをｕ軸方向及びｖ軸方向に一定幅ｄｕ及びｄｖで分割
して、複数の微小領域ｒを生成する。ステップＳ２３で
は、図８に示す様に、撮影領域Ｒに含まれる全ての微小
領域ｒについて、そのＸ−Ｙ−Ｚ座標値(Ｘ，Ｙ，Ｚ)及
び法線ベクトル(ｄｉｒｘ、ｄｉｒｙ、ｄｉｒｚ)を算出
し、これらのデータを初期撮影ポイント情報としてメモ
リに格納する。
形領域を撮影領域Ｒとして、図７に示す如く該撮影領域
Ｒをｕ軸方向及びｖ軸方向に一定幅ｄｕ及びｄｖで分割
して、複数の微小領域ｒを生成する。ステップＳ２３で
は、図８に示す様に、撮影領域Ｒに含まれる全ての微小
領域ｒについて、そのＸ−Ｙ−Ｚ座標値(Ｘ，Ｙ，Ｚ)及
び法線ベクトル(ｄｉｒｘ、ｄｉｒｙ、ｄｉｒｚ)を算出
し、これらのデータを初期撮影ポイント情報としてメモ
リに格納する。
【００２６】続いてステップＳ２４では、カメラの撮影
方向を変えることなくワーク(20)を撮影出来るかどうか
の判断対象となる撮影領域を選択する。第１回目のステ
ップＳ２４の処理においては、前記最大サイズの矩形領
域が判断対象の撮影領域Ｒとして選択される。そして、
ステップＳ２５では、撮影領域Ｒのサイズが最小ウイン
ドウサイズよりも大きいかどうかが判断され、イエスの
ときはステップＳ２６に移行して、撮影領域Ｒの中心点
のＸ−Ｙ−Ｚ座標値及び法線ベクトルと、撮影領域の大
きさとを、撮影ウインドウ基本情報としてセットする。
方向を変えることなくワーク(20)を撮影出来るかどうか
の判断対象となる撮影領域を選択する。第１回目のステ
ップＳ２４の処理においては、前記最大サイズの矩形領
域が判断対象の撮影領域Ｒとして選択される。そして、
ステップＳ２５では、撮影領域Ｒのサイズが最小ウイン
ドウサイズよりも大きいかどうかが判断され、イエスの
ときはステップＳ２６に移行して、撮影領域Ｒの中心点
のＸ−Ｙ−Ｚ座標値及び法線ベクトルと、撮影領域の大
きさとを、撮影ウインドウ基本情報としてセットする。
【００２７】その後、ステップＳ２７では、撮影領域Ｒ
に含まれる全ての微小領域について、撮影領域Ｒの中心
点の法線ベクトルと各微小領域ｒの法線ベクトルの為す
角度差を算出し、該角度差を所定の撮影臨界角と比較す
る。図９は、前記角度差が撮影臨界角よりも小さい微小
領域を○、角度差が撮影臨界角よりも大きい微小領域を
×で表わしている。そして、ステップＳ２８にて、少な
くとも１つの微小領域ｒにて前記角度差が撮影臨界角よ
りも大きいかどうかを判断する。ここでノーと判断され
たときは、ステップＳ２４に戻って、隣接する次の撮影
領域を選択して、ステップＳ２５〜ステップＳ２８を繰
り返す。
に含まれる全ての微小領域について、撮影領域Ｒの中心
点の法線ベクトルと各微小領域ｒの法線ベクトルの為す
角度差を算出し、該角度差を所定の撮影臨界角と比較す
る。図９は、前記角度差が撮影臨界角よりも小さい微小
領域を○、角度差が撮影臨界角よりも大きい微小領域を
×で表わしている。そして、ステップＳ２８にて、少な
くとも１つの微小領域ｒにて前記角度差が撮影臨界角よ
りも大きいかどうかを判断する。ここでノーと判断され
たときは、ステップＳ２４に戻って、隣接する次の撮影
領域を選択して、ステップＳ２５〜ステップＳ２８を繰
り返す。
【００２８】一方、ステップＳ２８にてイエスと判断さ
れたときは、ステップＳ２９に移行して、図１０に示す
如く前記角度差が撮影臨界角よりも小さい微小領域のみ
からなる最大の矩形領域を処理済み撮影領域ＲＦとして
抽出し、図１１に示す如く、該処理済み撮影領域ＲＦの
４つの頂点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４のｕ−ｖ座標値を
処理済み撮影領域情報としてセットした後、ステップＳ
２４に戻る。
れたときは、ステップＳ２９に移行して、図１０に示す
如く前記角度差が撮影臨界角よりも小さい微小領域のみ
からなる最大の矩形領域を処理済み撮影領域ＲＦとして
抽出し、図１１に示す如く、該処理済み撮影領域ＲＦの
４つの頂点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４のｕ−ｖ座標値を
処理済み撮影領域情報としてセットした後、ステップＳ
２４に戻る。
【００２９】ステップＳ２４では、例えば図１１の場
合、前記４つの頂点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４をｕ軸方
向及びｖ軸方向に延長することによって、処理済み撮影
領域ＲＦの周囲に最大８つの未処理撮影領域Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８を生成す
る。そして、これらの未処理撮影領域の中から１つの未
処理撮影領域を新たな撮影領域Ｒとして選択するのであ
る。
合、前記４つの頂点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４をｕ軸方
向及びｖ軸方向に延長することによって、処理済み撮影
領域ＲＦの周囲に最大８つの未処理撮影領域Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８を生成す
る。そして、これらの未処理撮影領域の中から１つの未
処理撮影領域を新たな撮影領域Ｒとして選択するのであ
る。
【００３０】そして、新たに選択された撮影領域Ｒにつ
いてステップＳ２４〜ステップＳ２９を繰り返すことに
より、処理済み撮影領域が拡大していくことになる。
又、この様にして撮影領域が複数の処理済み撮影領域に
区分されていくことによって、ステップＳ２５にてノー
と判断されることとなる。このとき、ステップＳ３０へ
移行して、未処理撮影領域が残っているかどうかを判断
し、未処理撮影領域が無くなったとき、手続を終了す
る。この結果、当初の撮影領域が全て処理済み撮影領域
に変わって、各処理済み撮影領域について、撮影ウイン
ドウの中心点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影
ウインドウの幅及び高さが、撮影ウインドウ情報として
メモリに格納されることになる。
いてステップＳ２４〜ステップＳ２９を繰り返すことに
より、処理済み撮影領域が拡大していくことになる。
又、この様にして撮影領域が複数の処理済み撮影領域に
区分されていくことによって、ステップＳ２５にてノー
と判断されることとなる。このとき、ステップＳ３０へ
移行して、未処理撮影領域が残っているかどうかを判断
し、未処理撮影領域が無くなったとき、手続を終了す
る。この結果、当初の撮影領域が全て処理済み撮影領域
に変わって、各処理済み撮影領域について、撮影ウイン
ドウの中心点のＸ−Ｙ−Ｚ座標値、法線ベクトル、撮影
ウインドウの幅及び高さが、撮影ウインドウ情報として
メモリに格納されることになる。
【００３１】尚、上記ステップＳ２１にて１つのパッチ
から最大サイズの矩形撮影領域Ｒを切り出すことによっ
て取り残された領域については、図３に示す対話処理
(ステップＳ４)によって、撮影ウインドウ情報を入力す
る。
から最大サイズの矩形撮影領域Ｒを切り出すことによっ
て取り残された領域については、図３に示す対話処理
(ステップＳ４)によって、撮影ウインドウ情報を入力す
る。
【００３２】制御情報の自動生成(ステップＳ５)におい
ては、図５に示す如く、先ずステップＳ５１にて、ワー
ク(20)の境界線が含まれる撮影ウインドウについて、ワ
ーク(20)の表面に現われる縞模様がワーク(20)の境界線
を所定値(例えば４５°)以上の角度差をもって交叉する
様、カメラシステム(13)の垂直軸回りの回転角度θ１を
決定する。その後、ステップＳ５２では、各撮影ウイン
ドウのサイズが所定の最大ウインドウサイズよりも大き
いかどうかを判断し、ここでイエスと判断されたときは
ステップＳ５３に移行して、該撮影ウインドウを最大ウ
インドウサイズよりも小さな複数の撮影ウインドウに細
分化して、各撮影ウインドウについて撮影ウインドウ情
報を設定する。
ては、図５に示す如く、先ずステップＳ５１にて、ワー
ク(20)の境界線が含まれる撮影ウインドウについて、ワ
ーク(20)の表面に現われる縞模様がワーク(20)の境界線
を所定値(例えば４５°)以上の角度差をもって交叉する
様、カメラシステム(13)の垂直軸回りの回転角度θ１を
決定する。その後、ステップＳ５２では、各撮影ウイン
ドウのサイズが所定の最大ウインドウサイズよりも大き
いかどうかを判断し、ここでイエスと判断されたときは
ステップＳ５３に移行して、該撮影ウインドウを最大ウ
インドウサイズよりも小さな複数の撮影ウインドウに細
分化して、各撮影ウインドウについて撮影ウインドウ情
報を設定する。
【００３３】続いて、ステップＳ５４では、前記ＣＡＤ
データに基づいて各撮影ウインドウに含まれる曲面の最
大曲率を算出し、ステップＳ５５にて、前記測定機構情
報データベース(７)に格納されている測定点密度−曲率
テーブルから、最適測定点密度を選択する。そして、最
後にステップＳ５６にて、上述の手続によって得られた
撮影ウインドウ情報、カメラシステム(13)の回転角度θ
１、及び最適測定点密度に基づいて、３次元計測機(１)
の動作を制御するための制御情報を生成する。該制御情
報の生成は、周知の座標変換処理によって容易に行なう
ことが出来るので、説明を省略する。
データに基づいて各撮影ウインドウに含まれる曲面の最
大曲率を算出し、ステップＳ５５にて、前記測定機構情
報データベース(７)に格納されている測定点密度−曲率
テーブルから、最適測定点密度を選択する。そして、最
後にステップＳ５６にて、上述の手続によって得られた
撮影ウインドウ情報、カメラシステム(13)の回転角度θ
１、及び最適測定点密度に基づいて、３次元計測機(１)
の動作を制御するための制御情報を生成する。該制御情
報の生成は、周知の座標変換処理によって容易に行なう
ことが出来るので、説明を省略する。
【００３４】この様にして生成された制御情報を図２に
示す如く３次元計測機(１)へ供給することによって、３
次元計測機(１)は、図１に示す６つのパラメータ(ｘ、
ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を自動的に決定して、これ
らのパラメータに応じたシーケンス制御を実行し、垂直
往復機構(11)、水平回転軸機構(12)、垂直回転軸機構(2
1)、水平往復・垂直回転軸機構(18)を動作させて、ワー
ク(20)の３次元形状を測定する。
示す如く３次元計測機(１)へ供給することによって、３
次元計測機(１)は、図１に示す６つのパラメータ(ｘ、
ｙ、ｚ、θ１、θ２及びφ)を自動的に決定して、これ
らのパラメータに応じたシーケンス制御を実行し、垂直
往復機構(11)、水平回転軸機構(12)、垂直回転軸機構(2
1)、水平往復・垂直回転軸機構(18)を動作させて、ワー
ク(20)の３次元形状を測定する。
【００３５】上述の如く、本発明に係る３次元計測機
(１)の制御装置(２)によれば、制御情報の生成を殆ど自
動で行なうことが出来、ＣＡＤデータや３次元計測機に
ついての専門的な知識や経験は不要であるため、初心者
であっても、３次元形状の測定を容易に行なうことが出
来ると共に、測定に要する時間を大幅に短縮することが
出来る。
(１)の制御装置(２)によれば、制御情報の生成を殆ど自
動で行なうことが出来、ＣＡＤデータや３次元計測機に
ついての専門的な知識や経験は不要であるため、初心者
であっても、３次元形状の測定を容易に行なうことが出
来ると共に、測定に要する時間を大幅に短縮することが
出来る。
【図１】本発明を実施すべき３次元計測機の構成を表わ
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】３次元計測機の制御装置の構成を表わすブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】制御装置が実行する制御動作を表わすフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】撮影ウインドウ情報の自動生成手続を表わすフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】制御情報の自動生成手続を表わすフローチャー
トである。
トである。
【図６】Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上のパッチを表わす図である。
【図７】パッチをｕ−ｖ座標上で分割した状態を表わす
図である。
図である。
【図８】微小領域のＸ−Ｙ−Ｚ座標値及び法線ベクトル
を示す図である。
を示す図である。
【図９】各微小領域の法線ベクトルについての判断結果
を模式的に表わす図である。
を模式的に表わす図である。
【図１０】処理済み撮影領域情報の生成を説明する図で
ある。
ある。
【図１１】未処理撮影領域を新たな撮影領域に設定する
手続を説明する図である。
手続を説明する図である。
(１) ３次元計測機 (11) 垂直往復機構 (12) 水平回転軸機構 (21) 垂直回転軸機構 (18) 水平往復・垂直回転軸機構 (13) カメラシステム (14) プロジェクター (15) ＣＣＤカメラ (16) 多条格子 (20) ワーク (２) 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA45 AA53 BB05 FF04 HH06 JJ03 JJ26 LL28 NN00 PP04 PP05 PP22 PP23 QQ04 QQ24 QQ28 QQ36 UU03 UU05 5B057 BA15 BA23 DA07 DB03 DC08
Claims (6)
- 【請求項１】 ワーク(20)の表面にプロジェクター(14)
から多条格子(16)を介して光線を投射し、ワーク(20)の
表面に現われる縞模様をカメラ(15)によって撮影し、こ
れによって得られる画像データに基づいてワーク(20)の
３次元形状を測定する３次元計測機において、ワーク(2
0)の３次元形状を表わすＣＡＤデータに基づいて、ワー
ク(20)の表面に対するカメラ(15)の相対的な向きを制御
するための制御情報の生成を支援するシステムであっ
て、 ３次元計測機(１)の特性を表わす各種情報が格納された
測定機構情報データベース(７)と、 測定対象となるワーク(20)のＣＡＤデータが格納されて
いるＣＡＤデータベース(８)と、 両データベース(７)(８)に格納されているデータに基づ
いて制御情報を生成する制御情報生成回路(３)とを具
え、制御情報生成回路(３)は、 カメラ(15)による撮影方向及び撮影領域を規定するため
の撮影ウインドウ情報を自動生成する撮影ウインドウ情
報自動生成部(５)と、 対話処理によって撮影ウインドウ情報の生成を補完する
対話処理部(６)と、 生成された撮影ウインドウ情報に基づいて制御情報を自
動生成する制御情報自動生成部(４)とを具えていること
を特徴とする３次元計測機の制御情報生成支援システ
ム。 - 【請求項２】 ワーク(20)の表面にプロジェクター(14)
から多条格子(16)を介して光線を投射し、ワーク(20)の
表面に現われる縞模様をカメラ(15)によって撮影し、こ
れによって得られる画像データに基づいてワーク(20)の
３次元形状を測定する３次元計測機において、ワーク(2
0)の３次元形状を表わすＸ−Ｙ−Ｚ座標上のＣＡＤデー
タに基づいて、ワーク(20)の表面に対するカメラ(15)の
相対的な向きを制御するための制御情報の生成方法であ
って、ＣＡＤデータは、ワーク(20)の表面を複数のパッ
チに分割してパッチ毎に作成されたデータの集合であっ
て、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の１つの曲面パッチは２次元のｕ
−ｖ座標上で１つの平面パッチに表わすことが可能であ
って、各パッチについてカメラ(15)による撮影方向及び
撮影領域を規定するための撮影ウインドウ情報を自動生
成するステップと、これによって得られた全てのパッチ
についての撮影ウインドウ情報に基づいて、ワーク(20)
の表面に対するカメラ(15)の相対的な動きを制御するた
めの制御情報を自動生成するステップとを具え、 撮影ウインドウ情報自動生成ステップは、 Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の１つのパッチに対応するｕ−ｖ座標
上の１つのパッチから、ｕ軸及びｖ軸に対して平行若し
くは垂直な４辺からなる矩形の撮影領域Ｒを切り出し、
該撮影領域Ｒをｕ軸方向及びｖ軸方向に分割して、複数
の微小領域ｒを生成する第１ステップと、 前記ＣＡＤデータに基づいて、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標上の撮影
領域Ｒの中心点における法線ベクトルと各微小領域ｒに
おける法線ベクトルの為す角度差が所定値よりも大きい
かどうかを判断する第２ステップと、 何れの微小領域ｒについても前記法線ベクトルの為す角
度差が所定値よりも小さいときは、該撮影領域Ｒを撮影
ウインドウとして、該撮影領域の中心点のＸ−Ｙ−Ｚ座
標値、法線ベクトル、及び撮影ウインドウのサイズを含
む撮影ウインドウ情報を記憶する一方、何れかの微小領
域ｒについての前記角度差が所定値よりも大きいとき
は、該撮影領域Ｒを、前記角度差が所定値よりも小さい
微小領域のみからなる矩形の処理済み撮影領域と、前記
角度差が所定値よりも大きい微小領域が含まれる１或い
は複数の矩形の未処理撮影領域とに区分する第３ステッ
プと、 未処理撮影領域を前記第１ステップの撮影領域Ｒとし
て、未処理撮影領域が無くなるまで前記第２ステップ及
び第３ステップを繰り返す第４ステップとを有し、制御
情報自動生成ステップでは、１つの撮影ウインドウにつ
いては、カメラ(15)を該撮影ウインドウの中心点の法線
ベクトルと対向する向きに設置するべく、制御情報を生
成することを特徴とする３次元計測機における制御情報
生成方法。 - 【請求項３】 撮影ウインドウ情報自動生成ステップの
第１ステップにて、撮影領域Ｒの大きさが所定の最小ウ
インドウサイズよりも小さいときは、その後の第２ステ
ップ及び第３ステップを迂回して第４ステップに移行
し、該撮影領域を無視する請求項２に記載の制御情報生
成方法。 - 【請求項４】 制御情報自動生成ステップでは、ワーク
(20)の境界線が含まれる撮影ウインドウについては、ワ
ーク(20)の表面に現われる縞模様がワーク(20)の境界線
を所定値以上の角度差をもって交叉する様、多条格子(1
6)に対するワーク(20)の相対的な回転角度を決定した
後、全ての撮影ウインドウについての撮影ウインドウ情
報と前記回転角度に基づいて、制御情報を生成する請求
項２又は請求項３に記載の制御情報生成方法。 - 【請求項５】 制御情報自動生成ステップでは、撮影ウ
インドウの大きさが所定の最大ウインドウサイズよりも
大きいとき、該撮影ウインドウを最大ウインドウサイズ
よりも小さな複数の撮影ウインドウに細分化して、各撮
影ウインドウについて撮影ウインドウ情報を設定する請
求項２乃至請求項４の何れかに記載の制御情報生成方
法。 - 【請求項６】 制御情報自動生成ステップでは、前記Ｃ
ＡＤデータに基づいて各撮影ウインドウに含まれる曲面
の最大曲率を算出し、該算出結果に応じて、カメラ(15)
からの映像データの取込み密度を決定した後、撮影ウイ
ンドウ情報と前記データ取込み密度とに基づいて、制御
情報を生成する請求項２乃至請求項５の何れかに記載の
制御情報生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10264145A JP2000097672A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | ３次元計測機における制御情報生成方法及び制御情報生成支援システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10264145A JP2000097672A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | ３次元計測機における制御情報生成方法及び制御情報生成支援システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097672A true JP2000097672A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17399094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-09-18 JP JP10264145A patent/JP2000097672A/ja active Pending
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