JP2001074428A - Method and jig for calibrating shape measuring apparatus - Google Patents
Method and jig for calibrating shape measuring apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、形状測定装置の
校正方法及び校正治具に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calibration method and a calibration jig for 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、固定されたカメラにより表面に観
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。しかし、これらの形状
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
状のみ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。また、被測定物が複雑な形状
である場合にも、隠れの問題により計測できない領域が
発生するという問題があった。（「画像処理ハンドブッ
ク」昭晃堂 p396-397） 上記の問題を解決するために、本願出願人は先に、コン
パクトな計測ヘッドを手に把持し、被測定物の周りで計
測ヘッドを動かすことにより計測を行うことで、複雑な
形状でも測定でき被測定物全体の形状を測定できるフリ
ースキャン形状測定装置を特願平10-206864として出願
している。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an active stereo type shape measuring apparatus which irradiates an object to be measured with spot light or slit light and restores a shape from a position of an optical image observed on a surface by a fixed camera. ing. However, these shape measuring devices can measure only the shape of the surface of the measured object observed from the measuring instrument, but cannot measure the shape of the entire measured object. Further, even when the object to be measured has a complicated shape, there is a problem that an unmeasurable region is generated due to a problem of hiding. ("Image Processing Handbook" Shokodo p396-397) In order to solve the above-mentioned problem, the applicant of the present invention first grips a compact measuring head in his hand and moves the measuring head around the object to be measured. A free scan shape measuring device capable of measuring even a complicated shape and measuring the shape of the whole object to be measured by performing a measurement according to Japanese Patent Application No. Hei 10-206864 has been filed.
【０００３】この装置（以降、フリースキャン形状測定
装置と記述する）は、測定対象を計測する計測ヘッド
と、計測ヘッドに固定されたマーカの位置を３次元計測
するステレオカメラヘッドから構成され、1)携帯型測定
ヘッドによる被測定物表面形状の光切断計測、2)固定さ
れた２台のカメラによる測定ヘッド位置の３次元ステレ
オ計測と、２段階の画像計測が同時に行われ、コンピュ
ータ内で、測定結果を３次元的に再構築している。This apparatus (hereinafter, referred to as a free scan shape measuring apparatus) comprises a measuring head for measuring an object to be measured, and a stereo camera head for three-dimensionally measuring the position of a marker fixed to the measuring head. ) Optical cutting measurement of the surface shape of the object to be measured by the portable measuring head, 2) 3D stereo measurement of the measuring head position by two fixed cameras, and two-stage image measurement are performed simultaneously. The measurement results are reconstructed three-dimensionally.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】フリースキャン方式で
は、2段階の画像計測結果を精度良く合成するために、
測定ヘッドに内蔵したカメラ中心の３次元座標系（焦点
位置を原点とし、光軸方向をＺ軸、撮像面をＸＹ平面と
する）と、測定ヘッドの位置を記述する（ステレオカメ
ラによる計測される）座標系との空間的対応（平行移動
量と回転）が、あらかじめ正確に測定されていることが
重要である。これらに誤差が含まれるとき、再構築した
測定結果に空間的なズレが生じることになる。In the free scan method, in order to accurately combine two-stage image measurement results,
A three-dimensional coordinate system (center is the origin, the optical axis direction is the Z axis, the imaging plane is the XY plane) at the center of the camera built in the measurement head, and the position of the measurement head is described (measured by a stereo camera). It is important that the spatial correspondence (the amount of translation and rotation) with respect to the coordinate system is accurately measured in advance. When these include errors, a spatial deviation occurs in the reconstructed measurement results.
【０００５】測定ヘッドのボディーに対する内蔵カメラ
の位置は測定ヘッド部の機械的な設計データから概ね推
定できるが、カメラの取付にはネジ穴の公差によるガタ
が含まれること、カメラ本体に対するＣＣＤの取付はそ
れほど精度が良くないことなどから、設計データだけを
基準にカメラ座標系の位置を精度良く決定することはで
きない。このため、測定ヘッドのボディーに対するカメ
ラ中心の３次元座標系の精密な位置校正技術が必要とな
る。The position of the built-in camera with respect to the body of the measuring head can be generally estimated from the mechanical design data of the measuring head. However, the mounting of the camera involves a play due to the tolerance of the screw hole, Cannot accurately determine the position of the camera coordinate system based only on the design data because the accuracy is not so good. For this reason, a precise position calibration technique of the three-dimensional coordinate system centered on the camera with respect to the body of the measuring head is required.
【０００６】この発明は、大掛かりで高価な高精度位置
決め機構などを用いることなく、簡単な治具と画像処理
機能により、測定ヘッドのボディーに対するカメラ中心
の3次元座標系の精密な位置校正技術を提供することを
目的とする。This invention uses a simple jig and an image processing function without using a large-scale and expensive high-precision positioning mechanism or the like, and provides a precise position calibration technique of a camera-centered three-dimensional coordinate system with respect to a body of a measuring head. The purpose is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明による校正手段
は、マーカを有した校正治具を利用し、測定ヘッドから
カメラ座標での治具位置測定と、ステレオカメラからワ
ールド座標での治具位置測定と、ステレオカメラからワ
ールド座標での測定ヘッド位置・姿勢計測を行い、カメ
ラ座標系とボディ座標系の関係を解くことにより、測定
ヘッドのボディーに対するカメラ中心の3次元座標系の
精密な位置校正結果を得ることを特徴とする。The calibration means according to the present invention utilizes a calibration jig having a marker, and measures a jig position in a camera coordinate from a measuring head and a jig position in a world coordinate from a stereo camera. Precise position calibration of the camera center 3D coordinate system with respect to the body of the measurement head by measuring and measuring the position and orientation of the measurement head in world coordinates from a stereo camera and solving the relationship between the camera coordinate system and the body coordinate system It is characterized by obtaining results.
【０００８】2個のマーカと、この間に設けられた薄板
で構成される校正治具を用いることで、測定ヘッドによ
る校正治具の測定位置と、ステレオカメラによる校正治
具の測定位置のズレを無くすことを可能にする。By using a calibration jig composed of two markers and a thin plate provided between the two markers, a deviation between the measurement position of the calibration jig by the measuring head and the measurement position of the calibration jig by the stereo camera can be obtained. Enable to get rid of it.
【０００９】2個のマーカと薄板で構成される校正治具
を3組以上組み合わせることで、1度の計測により、校正
に必要なデータを得ることが出来るようにする。By combining three or more sets of a calibration jig composed of two markers and a thin plate, data required for calibration can be obtained by one measurement.
【００１０】[0010]
【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.
【００１１】図１は、フリースキャン形状測定装置の構
成を示している。FIG. 1 shows the configuration of a free scan shape measuring apparatus.
【００１２】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。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.
【００１３】フリースキャン形状測定装置は、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、測定
ヘッド１０に設けられたマーカと、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、マ
ーカの光のみ通過するように通過周波数が設計されたバ
ンドパスフィルタ２３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 free scan shape measuring apparatus includes a measuring head 10 which can be freely moved by a measurer, markers provided on the measuring head 10, and stereo cameras 21 and 22 attached to both ends of a horizontal bar 203. A band pass filter 23 having a pass frequency designed to pass only the marker light is provided, and a control device 30 including a personal computer for controlling the band pass filter 23 and performing various calculations is provided.
【００１４】図２は、測定ヘッド１０の構造を示してい
る。FIG. 2 shows the structure of the measuring head 10.
【００１５】測定ヘッド１０には、１台のCCDカメラ１
２およびスリット光源１３と、測定ヘッドの上面に設け
られた６個のLED光源１４とからなる。スリット光源１
３としては、半導体レーザが用いられている。The measuring head 10 includes one CCD camera 1
2 and a slit light source 13 and six LED light sources 14 provided on the upper surface of the measuring head. Slit light source 1
As 3, a semiconductor laser is used.
【００１６】測定ヘッド内のカメラ座標系とＬＥＤの位
置関係は、この設計データから概ね推察することができ
るが、ネジ穴の公差によるカメラ取付のガタ、カメラ内
のＣＣＤ取付のガタ、レンズのフォーカス、アイリス値
などにより、カメラ座標系は移動するため、正確に求め
るには校正が必要である。The positional relationship between the camera coordinate system in the measuring head and the LED can be generally inferred from the design data. The camera mounting play due to the screw hole tolerance, the CCD mounting play in the camera, and the lens focus. Since the camera coordinate system moves due to the iris value, the iris value, etc., calibration is required to obtain an accurate value.
【００１７】図３にフリースキャンの原理図を示す。FIG. 3 shows a principle diagram of the free scan.
【００１８】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（Ｘｃ、Ｙ
ｃ、Ｚｃ）で表す（レンズの焦点位置を原点とし、Zc軸
は光軸と、ＸＹ軸はＣＣＤの水平垂直方向と一致する。
以後、カメラ座標系と呼ぶ）。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。The coordinates of a measurement point A are measured by using a measurement head 10 which can be freely moved by a measurer.
The measured coordinates are converted to a coordinate system (Xc, Y
(C, Zc) (where the focal position of the lens is the origin, the Zc axis coincides with the optical axis, and the XY axes coincide with the horizontal and vertical directions of the CCD.
Hereinafter, this is referred to as a camera coordinate system). This coordinate system is a coordinate system that moves as the measuring head 10 moves.
【００１９】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び、本
システムではワールド座標系は、ステレオカメラに固定
されている。測定ヘッド１０によって計測された測定点
のワールド座標を（Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗ）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（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）を、ワールド座標
（Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗ）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. In this system, the world coordinate system is fixed to a stereo camera. The world coordinates of the measurement point measured by the measurement head 10 are defined as (Xw, Yw, Zw). Since the shape of the DUT needs to be described in the world coordinate system,
The coordinates (Xc, Yc, Zc) of the measurement head center of the measurement point A measured by the measurement head 10 are converted into world coordinates (Xw, Yw, Zw). 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.
【００２０】[0020]
【数１】 (Equation 1)
【００２１】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
ｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）を、ワールド座標（Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚ
ｗ）に変換することができる。Therefore, the position and direction of the measuring head 10 in the world coordinate system are obtained as a rotation matrix R and a translation vector t, so that the coordinates (X
c, Yc, Zc) are converted to world coordinates (Xw, Yw, Z
w).
【００２２】図4に、ワールド座標系と測定ヘッド内の
２つの座標系との関係を示す。FIG. 4 shows the relationship between the world coordinate system and the two coordinate systems in the measuring head.
【００２３】フリースキャン方式の測定原理は上述の通
りであるが、実際には、ワールド座標系におけるカメラ
座標の回転・並進Ｒ、ｔを直接求めることが出来ず、一
旦測定ヘッドのボディーを記述する座標系を介在させ
て、ワールド座標系での物体形状が求められる。測定ヘ
ッドには、上面に複数のＬＥＤマーカが設けられてお
り、このマーカ位置を固定したステレオカメラで観察す
ることで、ワールド座標系での測定ヘッドの回転・並進
を求めている。Although the measurement principle of the free scan method is as described above, in practice, the rotation and translation R and t of the camera coordinates in the world coordinate system cannot be directly obtained, and the body of the measurement head is once described. The object shape in the world coordinate system is obtained through the coordinate system. A plurality of LED markers are provided on the upper surface of the measuring head, and rotation and translation of the measuring head in the world coordinate system are obtained by observing the marker positions with a fixed stereo camera.
【００２４】ここで、求められるＬＥＤの位置を記述し
た座標系(Xb,Yb,Zb)からの回転・並進をＲ1、ｔ1とする
と（この座標系を以後ボディ座標系と呼ぶ）、ボディ座
標系からワールド座標系への変換式は、Here, assuming that the rotation and translation from the coordinate system (Xb, Yb, Zb) describing the position of the LED to be determined are R 1 and t 1 (this coordinate system is hereinafter referred to as a body coordinate system). The transformation formula from the coordinate system to the world coordinate system is
【００２５】[0025]
【数２】 (Equation 2)
【００２６】カメラ座標系(Xc,Yc,Zc)からボディ座標系
(Xb,Yb,Zb)への変換式は、From the camera coordinate system (Xc, Yc, Zc) to the body coordinate system
The conversion formula to (Xb, Yb, Zb) is
【００２７】[0027]
【数３】 (Equation 3)
【００２８】で表され、数式３を数式２に代入すると、
カメラ座標系からワールド座標系への変換式Substituting Equation 3 into Equation 2 gives
Conversion formula from camera coordinate system to world coordinate system
【００２９】[0029]
【数４】 (Equation 4)
【００３０】が得られる。Is obtained.
【００３１】予め定めたカメラ座標とボディ座標の関係
Ｒ2、ｔ2と実際のＲ2、ｔ2に差（以降、カメラ座標のズ
レと表現する）があるとき、測定結果に誤差を生じる
が、前述のようにカメラ座標とボディ座標の関係は、測
定ヘッドの設計データだけから決定することはできず、
校正が必要となる。The predetermined camera coordinate the relationship R 2 of body coordinates, t 2 and the actual R 2, t 2 the difference (hereinafter, the camera coordinates deviation and representations) when there is, it results in errors in the measurement results However, as described above, the relationship between the camera coordinates and the body coordinates cannot be determined only from the design data of the measuring head,
Calibration is required.
【００３２】図５に、本発明による校正の様子を示す模
式図を示す。FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of calibration according to the present invention.
【００３３】上面にマーカ３１を持つ校正治具３１があ
り、この校正治具３１の位置を測定ヘッド１０と、ステ
レオカメラ２１，２２から画像計測している図6は、校
正の手順を示すフローチャートを示す。 Ｓ1 測定ヘッド１０のスリットレーザを校正治具３１に照射
し、校正治具３１のカメラ座標系での位置（P0Xc、P
0Yc、P0Zc）を計測する。 Ｓ2 手順1と同時に、ステレオカメラ２１，２２により、校
正治具３１のワールド座標系での位置（P0Xw、P0Yw、P0
Zw）を計測する。 Ｓ３ 手順１，２と同時に、ステレオカメラ２１，２２によ
り、測定ヘッド１０のワールド座標での回転・並進Ｒ
1-P0、ｔ1-P0を計測する。 Ｓ４ このとき、ワールド座標系で表現した校正治具３１の位
置と、カメラ座標系で表現した校正治具３１の位置は同
一であり、数式５を満たす。There is a calibration jig 31 having a marker 31 on the upper surface, and the position of the calibration jig 31 is image-measured from the measuring head 10 and the stereo cameras 21 and 22. FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of calibration. Is shown. S1 The slit laser of the measuring head 10 is irradiated on the calibration jig 31 and the position (P0 Xc , P0
0 Yc , P0 Zc ) are measured. S2 At the same time as step 1, the positions (P0 Xw , P0 Yw , P0) of the calibration jig 31 in the world coordinate system are set by the stereo cameras 21 and 22.
Zw ) is measured. S3 Simultaneously with the steps 1 and 2, the stereo cameras 21 and 22 rotate and translate the measuring head 10 in world coordinates R.
1-P0 and t1 -P0 are measured. S4 At this time, the position of the calibration jig 31 expressed in the world coordinate system and the position of the calibration jig 31 expressed in the camera coordinate system are the same, and satisfy Expression 5.
【００３４】[0034]
【数５】 (Equation 5)
【００３５】Ｓ５、Ｓ６ この式で未知であるのは、カメラ座標系からボディ座標
系への回転・並進Ｒ2、ｔ2であり、校正治具３１の位置
を変えて手順1から３を繰り返し、３つの方程式を作れ
ば、連立方程式を解くことができ、Ｒ2、ｔ2を求めるこ
とができる。ここまでの説明に用いてきた図の中で、校
正治具３０には1個のマーカ３１が搭載されているとし
てきた。しかし、この校正では精度良い校正を行う上で
問題が有る。図7を用いて、この問題を説明する。ステ
レオカメラから測定する校正治具の位置はマーカ３１の
中心となる。これに対し、測定ヘッドのスリット光によ
る校正治具の測定はマーカの外周位置に対して行われる
ため、ステレオカメラによる校正治具位置と測定ヘッド
による校正治具位置は若干のズレを持つこととなる。図
８に、本発明の第２の実施形態における校正治具の構造
図を示す。校正治具３０は、2つのマーカ３１を持ち、
２つのマーカの中心を結ぶ線上に、薄板３２を設置す
る。薄板３２の中央には、スリット光のターゲット３３
が設定されている。この構造の校正治具を２連マーカ式
校正治具と呼ぶ。測定ヘッド１０による校正治具３０の
位置測定時には、スリット光をターゲット３３に合わせ
て測定する。これによりターゲット３３の上端を校正治
具３０の位置として測定できる。ステレオカメラから校
正治具３０を測定する際には、2つのマーカ３１を画像
計測し、その中点を校正治具３０の位置とする。これに
より、マーカ３１の径による計測位置のズレ無く、校正
治具位置を計測できる。図9に、本発明の第３の実施形
態における校正治具の構造図を示す。図のように、2連
マーカ式の校正治具を、ターゲット３３が１直線となる
ように3組以上組み合わせて校正治具を構成する。この
構造の校正治具を２連マーカ複式校正治具と呼ぶ。この
構成により、1度の測定で、3点のカメラ座標とワールド
座標の関係が得られ、方程式を解くために必要な値が得
られる。また、各マーカ間の、幾何学的位置関係は校正
治具の設計データとして得ることが出来るので、この値
と、ステレオカメラの画像計測によるワールド座標を比
較することで、誤差を含む画像計測の結果を補正するこ
とが可能になり、より高精度な校正結果を得ることが出
来るようになる。S5, S6 What is unknown in this equation is the rotation / translation R 2 , t 2 from the camera coordinate system to the body coordinate system. Steps 1 to 3 are repeated by changing the position of the calibration jig 31. By creating three equations, simultaneous equations can be solved, and R 2 and t 2 can be obtained. In the drawings used in the description so far, it is assumed that one marker 31 is mounted on the calibration jig 30. However, this calibration has a problem in performing accurate calibration. This problem will be described with reference to FIG. The position of the calibration jig measured from the stereo camera is the center of the marker 31. On the other hand, the measurement of the calibration jig by the slit light of the measurement head is performed on the outer peripheral position of the marker, so the calibration jig position by the stereo camera and the calibration jig position by the measurement head have a slight deviation. Become. FIG. 8 shows a structural diagram of a calibration jig according to the second embodiment of the present invention. The calibration jig 30 has two markers 31,
The thin plate 32 is placed on a line connecting the centers of the two markers. In the center of the thin plate 32, a slit light target 33 is provided.
Is set. The calibration jig having this structure is called a double marker type calibration jig. When the position of the calibration jig 30 is measured by the measuring head 10, the slit light is measured in accordance with the target 33. Thus, the upper end of the target 33 can be measured as the position of the calibration jig 30. When measuring the calibration jig 30 from the stereo camera, two markers 31 are image-measured, and the middle point between them is set as the position of the calibration jig 30. Thereby, the calibration jig position can be measured without deviation of the measurement position due to the diameter of the marker 31. FIG. 9 shows a structural diagram of a calibration jig according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, a calibration jig is configured by combining three or more sets of double marker-type calibration jigs so that the target 33 becomes one straight line. The calibration jig having this structure is referred to as a double marker dual calibration jig. With this configuration, the relationship between the camera coordinates and the world coordinates of three points can be obtained in one measurement, and the values necessary to solve the equations can be obtained. Also, since the geometric positional relationship between the markers can be obtained as design data of the calibration jig, by comparing this value with the world coordinates obtained by the image measurement of the stereo camera, the image measurement including the error can be performed. The result can be corrected, and a more accurate calibration result can be obtained.
【００３６】[0036]
【発明の効果】この発明によれば、簡単な治具を用意す
るだけで、測定ヘッドのボディーに対するカメラ中心の
3次元座標系の精密な位置校正結果を得ることができ
る。According to the present invention, the camera center with respect to the body of the measuring head can be prepared simply by preparing a simple jig.
A precise position calibration result of the three-dimensional coordinate system can be obtained.
【００３７】この発明による2連マーカ式校正治具を用
いれば、マーカの外径による計測位置のズレを無くし、
高精度な校正結果を得ることが出来る。By using the double marker type calibration jig according to the present invention, the displacement of the measurement position due to the outer diameter of the marker is eliminated,
Highly accurate calibration results can be obtained.
【００３８】この発明による2連マーカ複式校正治具を
用いれば、1度の測定で校正を行うことが出来るように
なり、かつ、設計データを用いて画像計測結果を補正す
ることで、高精度な校正結果を得ることが出来るように
なる。The use of the double marker dual calibration jig according to the present invention enables calibration to be performed in a single measurement, and corrects image measurement results using design data, thereby achieving high accuracy. Calibration results can be obtained.
【図１】フリースキャン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 free scan 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】測定原理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a measurement principle.
【図４】図４は、ワールド座標系と測定ヘッド内の２つ
の座標系との関係を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between a world coordinate system and two coordinate systems in a measuring head.
【図５】図５は、本発明による校正の様子を示す模式図
である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of calibration according to the present invention.
【図６】図６は、校正の手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart illustrating a calibration procedure.
【図7】図７は、１灯式校正治具の問題点を示す模式図
である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a problem of a one-lamp calibration jig.
【図８】図８は、第２の実施形態における校正治具の構
造を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a structure of a calibration jig according to the second embodiment.
【図9】図９は、第３の実施形態における校正治具の構
造を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a structure of a calibration jig according to the third embodiment.
１０ 測定ヘッド １１ マーカ １２ CCDカメラ １３ スリット光源 ２１，２２ ステレオカメラ ２３ 帯域制限フィルタ ３０ 校正治具 ３１ 校正治具のマーカ Reference Signs List 10 measuring head 11 marker 12 CCD camera 13 slit light source 21, 22 stereo camera 23 band limiting filter 30 calibration jig 31 calibration jig marker
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 博明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA37 AA53 BB27 DD02 DD19 FF05 GG07 HH05 JJ03 JJ05 JJ26 LL00 LL22 LL50 QQ00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroaki Yoshida 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term in Sanyo Electric Co., Ltd. 2F065 AA03 AA37 AA53 BB27 DD02 DD19 FF05 GG07 HH05 JJ03 JJ05 JJ26 LL00 LL22 LL50 QQ00
Claims (3)
定ヘッドと、この測定ヘッドに取り付けられた３個以上
のマーカと、マーカ位置を計測することで測定ヘッドの
位置を測定するステレオカメラとで構成され、対象物体
表面の３次元形状を測定する形状測定装置において、 マーカを有した校正治具を利用し、前記測定ヘッドから
カメラ座標での前記治具の位置測定と、前記ステレオカ
メラからワールド座標での前記治具の位置測定と、ステ
レオカメラからワールド座標での前記測定ヘッドの位置
及び姿勢計測を行い、これらの結果を用いてカメラ座標
系とボディ座標系の関係を解くことにより、前記測定ヘ
ッドのボディーに対するカメラ中心の３次元座標系の位
置校正を行う校正方法。1. A measuring head that can be freely moved by a measurer, three or more markers attached to the measuring head, and a stereo camera that measures the position of the measuring head by measuring the marker position. In a shape measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of a surface of a target object, a calibration jig having a marker is used, the position of the jig is measured in camera coordinates from the measurement head, and world coordinates are obtained from the stereo camera. The position measurement of the jig and the position and orientation measurement of the measurement head in world coordinates from a stereo camera are performed, and by using these results, the relationship between the camera coordinate system and the body coordinate system is solved. A calibration method for calibrating the position of the camera center with respect to the body of the head in a three-dimensional coordinate system.
カと、マーカ間に設けられた薄板と薄板上に設けられた
ターゲットで構成される構造の校正治具。2. A calibration jig according to claim 1, wherein the calibration jig has two markers, a thin plate provided between the markers, and a target provided on the thin plate.
カと、マーカ間に設けられた薄板で構成される校正治具
をターゲットが直線状に並ぶように3組以上組み合わせ
た構造を持つ校正治具。3. The calibration method according to claim 1, wherein three or more sets of two markers and a calibration jig composed of a thin plate provided between the markers are combined so that the targets are arranged in a straight line. jig.
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