JP2004257927A

JP2004257927A - ３次元形状測定システムおよび３次元形状測定方法

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Publication number: JP2004257927A
Application number: JP2003050590A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Suzuki; 敏鈴木; Masaki Takabayashi; 正樹高林
Original assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Current assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】３次元形状測定装置による測定対象物の測定結果を固定座標系の座標に高精度で変換する。
【解決手段】複数のアーム２３〜２５を含む支持機構２０は、その基端部にて基台１０に固定され、その先端部に３次元形状測定装置３０を回転可能に組み付けている。画像処理装置４２は、プログラム処理によって次の変換処理を行う。支持機構２０の先端部に対する３次元形状測定装置３０の回転角に応じて変化する変換パラメータを生成し、３次元形状測定装置３０による測定対象物の測定時に、前記変換パラメータを用いて、３次元形状測定装置３０によって測定された測定部座標系の座標を支持機構２０の先端部座標系の座標に変換する。さらに、この変換された座標を支持機構２０の変位に応じて座標変換して、測定結果を固定座標系の座標で表す。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに変位可能に連結した複数の支持部材からなる支持機構の先端部に物体の３次元形状を測定する測定装置を一軸線回りに回転可能に取り付けて、測定装置を所望位置に移動させて所望位置から測定対象物の３次元形状を測定できるようにした３次元形状測定システムおよび３次元形状測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、例えば下記特許文献１に示されているように、回転コラムの上端部に水平アームを固定し、水平アームに水平方向に移動可能な水平移動部を組み付け、水平移動部に垂直方向に移動可能なＺ軸移動部を組み付け、Ｚ軸移動部の下端部に３次元形状を測定する測定装置を固定している。そして、測定装置によって測定された測定対象物を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標を、回転コラム、水平アームおよびＺ軸移動部の移動量に応じて、回転コラムを設けた固定座標系の座標に変換している。
【０００３】
また、下記特許文献２，３には、互いに変位可能に連結した複数のアームからなるアーム機構の先端部に作業用ツールを固定するとともに、アーム機構の先端部に３次元形状を測定する測定装置を固定し、測定装置による測定結果によって作業用ツールの位置を補正するようにしたロボットが示されている。そして、このロボットにおいて、測定装置によって測定された特定点を表す座標であって測定装置に関する座標系の座標をロボットに関する座標系の座標に変換して、測定装置に関する座標系とロボットに関する座標系（固定座標系）との関係を定めるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３１０３１号公報
【特許文献２】
特開平１０−６３３１７号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１５１７１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの特許文献１〜３に記載された測定装置に関する座標系の座標を固定座標系の座標に変換する座標変換、すなわち回転コラム、水平アーム、Ｚ軸移動部およびアームなど、複数の支持部材の移動量に応じた座標変換に用いる変換パラメータは常に一定である。したがって、複数の支持部材間の相対変位によって各支持部材の連結部を表す座標であって固定座標系の座標が変動すると、例えば回転変位する連結部に対応した支持部材の部分を表す座標であって固定座標系の座標が支持部材の回転時の偏心によって変動すると、正確な座標変換が行われない。
【０００６】
特に、測定装置を複数の支持部材の先端部に回転可能に取り付けるようにした場合、取り付け位置の回転軸の調整は困難であり、同取り付け位置である支持部材の先端部を表す座標であって固定座標系の座標と、測定装置側の部材を表す座標であって固定座標系の座標との間には、測定装置の支持部材に対する回転により大きなずれ生じる。したがって、測定装置によって測定された測定対象物を表す座標であって測定装置に関する座標系の座標を、支持部材の先端部に関する座標系の座標に変換する座標変換において、測定装置の支持部材に対する回転に応じて大きな誤差を含み、測定対象物を表す座標であって固定座標系の座標の精度が低下するという問題がある。
【０００７】
【発明の概略】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、複数の支持部材を順次連結するとともに各連結部にて一方の支持部材に対して他方の支持部材を相対変位可能に構成した支持機構を有し、支持機構の基端部を固定するとともに支持機構の先端部に物体の３次元形状を測定する測定装置を一軸線回りに回転可能に取り付けて、測定装置を所望位置に移動させて所望位置から測定対象物の３次元形状を測定できるようにした３次元形状測定システムおよび３次元形状測定方法において、測定装置による測定対象物の測定結果を支持機構の基端部に関する座標系の座標に高精度で変換することにある。
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の特徴は、測定装置に関する座標系の座標を支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための参照変換パラメータであって、支持機構の先端部に対する測定装置の回転角に応じて変化する参照変換パラメータを生成しておき、測定装置による測定対象物の測定時に回転角検出手段により検出された支持機構の先端部に対する測定装置の回転角に基づいて、前記生成した参照変換パラメータを用い、測定装置に関する座標系の座標を支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための前記検出された回転角に対応した第１変換パラメータを計算し、測定装置による測定対象物の測定時に相対変位量検出手段によって検出された支持機構の各連結部における一方の支持部材に対する他方の支持部材の相対変位量を用いて、支持機構の先端部に関する座標系の座標を支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換するための第２変換パラメータを計算し、前記計算された第１変換パラメータおよび第２変換パラメータを用いて、測定装置によって測定された測定対象物の座標であって同測定装置に関する座標系の座標を、支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換するようにしたことにある。
【０００９】
この場合、例えば、前記参照変換パラメータの生成においては、予め決められた定点を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標、測定装置によって測定された定点を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標、および測定装置による定点の測定時に前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量を用いて、参照変換パラメータを、支持機構の先端部に対する測定装置の複数の異なる回転角ごとに計算し、複数の異なる回転角ごとに計算した参照変換パラメータを、測定装置による定点の測定時に回転角検出手段によって検出された回転角に対応させて記憶しておく。
【００１０】
このように構成した本発明の特徴によれば、測定装置を回転可能に取り付けた支持機構の先端部において、偏心により、取り付け位置である支持機構の先端部を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標と、測定装置側の部材を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標との間に、支持機構の先端部に対する測定装置の回転によるずれが生じていても、測定装置に関する座標系の座標を支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための第１変換パラメータは、測定装置の回転位置を考慮した参照変換パラメータを用いて計算される。そして、この第１変換パラメータと、支持機構の先端部に関する座標系の座標を支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換するための第２変換パラメータとを用いて、測定装置によって測定された測定対象物を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標が、支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換される。これにより、前記偏心に起因した誤差の影響が除去されて、測定装置によって測定された測定対象物を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標が高精度で計算されるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、定点を測定対象物の測定前に測定対象空間内に置かれた基準物体によって規定されるようにしておき、前記参照変換パラメータの計算においては、支持機構の先端部に固定した触針を前記基準物体に接触させ、同接触時に相対変位量検出手段によって検出された相対変位量に基づいて、定点を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算するようにしたことにある。
【００１２】
この場合、例えば、基準物体を球体で構成し、前記参照変換パラメータの計算においては、基準物体の複数の異なる位置に触針を接触させ、各接触時に相対変位量検出手段によってそれぞれ検出された複数組の相対変位量に基づいて定点を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算するとよい。
【００１３】
この本発明の他の特徴によれば、触針を支持機構の先端部に固定して、触針を基準物体に接触させるだけで、定点を表す座標であって支持機構の基端部に関する座標系の座標が自動的に計算される。したがって、作業者は、測定対象空間内に特別の定点を定めたり、測定対象物内に特別に定点を定めたりしなくてもよいので、簡単に定点の座標を特定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の３次元形状測定システムの構成を示す概略図である。
【００１５】
この３次元形状測定システムは、基台１０上に固定して先端部を測定対象空間内を自由に変位させる支持機構２０と、支持機構２０の先端部に取り付けた３次元形状測定装置３０とを備えている。支持機構２０は、固定ポール２１、回転ロッド２２、第１アーム２３、第２アーム２４および第３アーム２５からなる。
【００１６】
固定ポール２１は、円筒状に形成され、その下端にて基台１０上に垂直に立設固定されている。回転ロッド２２は、円柱状に形成され、その下端部にて固定ポール２１に軸線回りに回転可能に支持されて、固定ポール２１から上方に突出している。第１アーム２３は、その基端に設けた連結部２３ａにて、回転ロッド２２の先端に設けた連結部２２ａに、回転ロッド２２の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。第２アーム２４は、その基端に設けた連結部２４ａにて、第１アーム２３の先端に設けた連結部２３ｂに、第１アーム２３の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。第３アーム２５は、その基端に設けた連結部２５ａにて、第２アーム２４の先端に設けた連結部２４ｂに、第２アーム２４の軸線方向に直交する軸線回りに回転可能に組み付けられている。
【００１７】
３次元形状測定装置３０は、図１および図２に示すように、固定部材３１、接続ロッド３２および組み付けナット３３からなる取り付け部品を介して、第３アーム２５の先端部に第３アーム２５の軸線回りに回転可能に取り付けられるようになっている。固定部材３１は、３次元形状測定装置３０の方形状のハウジングの底面または側面に固定されている。接続ロッド３２は、円柱状に形成され、その一端にて固定部材３１に３次元形状測定装置３０の背面に対して垂直に立設固定されている。
【００１８】
接続ロッド３２の他端部は、第３アーム２５にその軸線方向に延設された円形の穴２５ｂに同軸的に侵入して、軸線回りに摺動可能に第３アーム２５の先端面に組み付けられるようになっている。接続ロッド３２の中間外周面には環状突起部３２ａが一体的に形成され、環状突起部３２ａは、接続ロッド３２の他端部の第３アーム２５の穴２５ｂへの侵入時に第３アーム２５の先端面に当接してその侵入量が規定されるようになっている。組み付けナット３３は、有底円筒状に形成されるとともに、底面に接続ロッド３２の外径にほぼ等しい内径を有する貫通孔３３ａを有しており、同貫通孔３３ａにて環状突起部３２ａと固定部材３１の間にて接続ロッド３２の外周面上に摺動可能に組み付けられている。取り付けナット３３は、その内周面上に形成した雌ねじ３３ｂを備え、同雌ねじ３３ｂと第３アーム２５の先端部外周面上に形成した雄ねじ２５ｃとの螺合により、接続ロッド３２を第３アーム２５の先端部に第３アーム２５の軸線回りに回転可能に組み付ける。これにより、３次元形状測定装置３０は第３アーム２５の先端部に回転可能かつ取り外し可能に取り付けられるようになっている。
【００１９】
また、支持機構２０内には、回転角センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅが設けられている。回転角センサ２６ａは、固定ポール２１内に組み込まれて、固定ポール２１に対する回転ロッド２２の軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ２６ｂは、第１アーム２３の連結部２３ａ内に組み込まれて、回転ロッド２２の連結部２２ａに対する第１アーム２３の連結部２３ａにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ２６ｃは、第２アーム２４の連結部２４ａ内に組み込まれて、第１アーム２３の連結部２３ａに対する第２アーム２４の連結部２４ａにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ２６ｄは、第３アーム２５の連結部２５ａ内に組み込まれて、第２アーム２４の連結部２４ｂに対する第３アーム２５の連結部２５ａにおける一軸線回りの回転角を検出する。回転角センサ２６ｅは、第３アーム２５の先端部内に組み込まれて、第３アーム２５に対する３次元形状測定装置３０の第３アーム２５における一軸線回りの回転角、すなわち３次元形状測定装置３０の第３アーム２５の先端部に対する回転角を検出する。
【００２０】
３次元形状測定装置３０は、その正面側に位置する物体の３次元表面形状を測定するとともに同測定した３次元表面形状を表す情報を出力するものであり、例えば、レーザ光を用いて３角測量法に従って物体の３次元表面形状を測定するものである。
【００２１】
この３次元形状測定装置３０においては、レーザ光源から物体に向けて出射されるレーザ光の進行方向にほぼ垂直な仮想平面を想定するとともに、同仮想平面上にて互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って分割した多数の微小エリアを想定する。そして、３次元形状測定装置３０は、前記多数の微小エリアにレーザ光を順次照射し、物体からの反射光によって前記微小エリアが規定する物体表面までの距離をＺ軸方向距離として順次検出して、物体の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報を得て、同３次元形状測定装置に面した物体表面の形状を測定するものである。
【００２２】
したがって、この３次元形状測定装置３０は、出射レーザ光の向きをＸ軸方向に変化させるＸ軸方向走査器と、出射レーザ光の向きをＹ軸方向に変化させるＹ軸方向走査器と、物体表面にて反射された反射レーザ光を受光して物体表面までの距離を検出する距離検出器とを備えている。Ｘ軸方向走査器およびＹ軸方向走査器としては、レーザ光源からの出射レーザ光の光路をＸ軸方向およびＹ軸方向に独立に変化させ得る機構であればよく、例えばレーザ光源自体をＸ軸方向およびＹ軸方向の軸線回りに電動モータによって回転させたり、出射レーザ光の光路に設けられてその方向を変更するガルバノミラーをＸ軸方向およびＹ軸方向の軸線回りに電動モータによって回転させる機構を利用できる。距離検出器としては、前記出射レーザ光の光路に追従して回転し、物体表面にて反射された反射レーザ光を集光する結像レンズおよび同集光したレーザ光を受光するＣＣＤなどの複数の受光素子を一列に配置させたラインセンサからなり、ラインセンサによる反射レーザ光の受光位置によって物体表面までの距離を検出する機構を利用できる。
【００２３】
したがって、このような３次元形状測定装置は、物体の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報として、Ｘ軸方向走査器による出射レーザ光の基準方向に対するＸ軸方向への傾きθｘ、Ｙ軸方向走査器による出射レーザ光の基準方向に対するＹ軸方向への傾きθｙ、および距離検出器による物体表面までの距離Ｌｚとが、前記仮想したＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って分割した多数の微小エリアごとに出力される。より具体的には、Ｘ軸およびＹ軸方向への傾きθｘ，θｙは、電動モータの基準位置からの回転角である。また、物体表面までの距離Ｌｚは、ラインセンサにおける反射レーザ光の受光位置である。なお、前述した３次元形状測定装置３０はその一例を示すもので、レーザ光に代えてミリ波、超音波などを使用したものなど、いかなる３次元形状測定装置をも利用できる。
【００２４】
この３次元形状測定装置３０には、コントローラ４１および画像処理装置４２が接続されている。コントローラ４１は、複数の操作子を含むキーボードなどからなる入力装置４３からの指示にしたがって、３次元形状測定装置３０の作動を制御する。また、コントローラ４１は、入力装置４３からの指示にしたがって画像処理装置４２の作動を制御するとともに、同入力装置４３にて入力されたデータを画像処理装置４２に供給する。
【００２５】
画像処理装置４２は、コンピュータ装置によって構成されて図３〜５のプログラムの実行により、回転角センサ２６ａ〜２６ｅによって検出された回転角および３次元形状測定装置３０からの３次元画像に関する情報を入力して、測定対象空間内に位置する物体の３次元画像を任意の方向から見て表示可能な３次元画像データを生成する。この画像処理装置４２には、表示装置４４が接続されている。表示装置４４は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴディスプレイなどを備えており、画像処理装置４２から３次元画像データに基づいて測定対象空間内に位置する物体の３次元画像を表示する。また、画像処理装置４２のメモリ装置内には、図６に示すように、３次元形状測定装置３０の第３アーム２５の先端部に対する種々の回転角に対して、３次元形状測定装置３０に関する座標系の座標を第３アーム２５の先端部に関する座標系の座標に変換するための複数組の変換パラメータを記憶する変換テーブルを格納するための記憶エリアが用意されている。
【００２６】
以下、上記のように構成した３次元形状測定システムの動作について説明する。ユーザは、図７に示すように、第３アーム２５の雄ねじ２５ｃに、先端を尖らせて形成した触針５０の基部５１を螺着固定する。次に、ユーザは、基台１０上に所定厚さの円形プレート６０を置き、同円形プレート６０上の適当な位置に球体６１，６２，６３を配置する。これらの球体６１，６２，６３は測定対象空間内の定点を定めるための基準物体として機能する。なお、この触針５０においては、基部５１の所定位置に対する先端の位置はユーザにより認識されており、画像処理装置４２のメモリ装置に予め記憶される。球体６１，６２，６３は、予め用意された真球体である。さらに、固定ポール２１、回転ロッド２２および第１〜第３アーム２３〜２５の長さもユーザに認識されており、画像処理装置４２のメモリ装置に予め記憶される。
【００２７】
前記準備の終了後、入力装置４３を操作して、図３の触針測定プログラムを画像処理装置４２に実行させる。そして、ユーザは、球体６１の外表面の異なる４点に触針５０の先端を接触させ、各接触ごとに入力装置４３を操作することにより触針５０の球体６１に対する接触を入力する。画像処理装置４２は、触針測定プログラムをステップＳ１０にて開始しており、前記接触の入力により、ステップＳ１２にて、触針５０の球体６１への接触時に、回転角センサ２６ａ〜２６ｄから検出回転角をそれぞれ入力する。
【００２８】
そして、これらの入力した検出回転角のセットに加えて、固定ポール２１、回転ロッド２２、第１〜第３アーム２３〜２５および触針５０の長さを用いて、触針５０の球体６１への接触点を表す座標であって固定座標系の座標を計算する。固定座標系とは、基台１０に関する座標系であって、本実施形態では固定ポール２１の基台１０への固定部における予め決めた点を原点とするＸ−Ｙ−Ｚの３次元座標である。このような固定座標系の座標の計算を各接触点ごとに行って、４つの接触点にそれぞれ対応した４組の座標データを一時的に記憶しておく。
【００２９】
前記ステップＳ１２の処理後、ステップＳ１４にて球体６１の中心位置を表す座標であって固定座標系の座標（以下、中心座標（ｘ１”，ｙ１”，ｚ１”）という）を、前記計算した４組の座標データを用いて計算する。この計算においては、球体の外表面を表す下記数１の方程式のＸ，Ｙ，Ｚに、前記４組の座標データを代入することにより、球体６１の中心位置を表す座標（ｘ１”，ｙ１”，ｚ１”）を計算する。なお、ａ，ｂ，ｃは球体の中心位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標であり、ｄは球体の半径である。
【００３０】
【数１】
（Ｘ−ａ）^２＋（Ｙ−ｂ）^２＋（Ｚ−ｃ）^２−ｄ^２＝０
【００３１】
次に、ステップＳ１６にて、前記計算した中心座標（ｘ１”，ｙ１”，ｚ１”）を球体６１の定点を表す座標として記憶しておく。そして、ステップＳ１８にて、この触針測定プログラムの実行を終了する。このような触針５０の球体６１への接触および触針測定プログラムの実行を、球体６２，６３に対しても行う。そして、球体６２の中心座標（ｘ２”，ｙ２”，ｚ２”）および球体６３の中心座標（ｘ３”，ｙ３”，ｚ３”）を記憶しておく。
【００３２】
なお、本実施形態では、一つの球体に対して触針５０を４箇所接触させるようにしたが、５箇所以上の接触を行って、補正を含む高精度の中心座標の計算を行うようにしてもよい。また、各球体の半径ｄが既知である場合には、接触点を３点にしても、球体６１，６２，６３の中心座標を求めることができる。
【００３３】
次に、ユーザは、図８に示すように、第３アーム２５の先端部に３次元形状測定装置３０を第３アーム２５の軸線回りに回転可能に組付ける。そして、３次元形状測定装置３０を円形プレート６０の円形状側面とほぼ平行な円形状に回転させるために、３次元形状測定装置３０をガイド装置７０に組付ける。ガイド装置７０は、ガイド部７１、測定装置取り付け部７２および連結ロッド７３からなる。ガイド部７１は方形状に形成されて、その内側下部分にて円形プレート６０の外側面および上面に当接する摺動面を有するように構成されている。測定装置取り付け部７２は、３次元形状測定装置３０を固定して、ガイド部７１を円形プレート６０の外側面に沿って移動させた際に、３次元形状測定装置３０を図示矢印方向に沿って円形状かつガイド装置７０と一体的に移動させる。連結ロッド７３は、ガイド部７１と測定装置取り付け部７２を連結するものである。
【００３４】
前記のように、ガイド装置７０のガイド部７１を円形プレート６０の外側面および上面に当接させるとともに、測定装置取り付け部７２に３次元形状測定装置３０を取り付けた後、図４の変換テーブル作成プログラムを画像処理装置４２に実行させる。そして、ユーザは、入力装置４３を操作することによりコントローラ４１を介して、３次元形状測定装置３０に対して円形プレート６０上の球体６１，６２，６３の３次元形状の測定開始を指示する。これに応答して、３次元形状測定装置３０は、球体６１，６２，６３の３次元形状の測定を開始する。
【００３５】
一方、画像処理装置４２は、３次元形状測定装置３０による球体６１，６２，６３の３次元形状の測定中、前記変換テーブル作成プログラムの実行をステップＳ２０にて開始して、ステップＳ２２にて支持機構２０内の回転角センサ２６ａ〜２６ｅから検出回転角をそれぞれ入力する。
【００３６】
そして、前記ステップＳ２２の処理後、ステップＳ２４にて、３次元形状測定装置３０による測定終了を待って、球体６１，６２，６３の各表面形状を表す情報を入力する。すなわち、球体６１，６２，６３の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ−Ｙ−Ｚ座標に関する情報（具体的には、傾きθｘ，θｙおよび距離Ｌｚ）をそれぞれ入力する。そして、同ステップＳ２４にて、前記入力した３次元形状測定装置３０からのＸ−Ｙ−Ｚ座標に関する情報に基づいて、球体６１，６２，６３の３次元表面形状を表す立体形状データ群からなる３次元画像データを計算する。この場合の３次元画像データは、３次元形状測定装置３０に関する座標系（以下、この座標系を測定部座標系という）の座標であって、例えば３次元形状測定装置３０の特定点を原点とするＸ−Ｙ−Ｚ座標である。
【００３７】
次に、画像処理装置４２は、ステップＳ２６にて、前記計算した球体６１，６２，６３の外表面位置を表す３次元画像データを、上記数１の方程式のＸ，Ｙ，Ｚに適用して、球体６１，６２，６３を特定するとともに、球体６１，６２，６３の各中心座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を計算する。なお、球体６１，６２，６３の区別においては、前記入力した回転角センサ２６ａ〜２６ｅによる検出回転角を用いる。
【００３８】
次に、画像処理装置４２は、ステップＳ２８にて、前記入力した回転角センサ２６ａ〜２６ｅによる検出回転角に加えて、固定ポール２１、回転ロッド２２および第１〜第３アーム２３〜２５の長さを用いて、第３アーム２５の先端部の予め決められた位置を表す座標であって固定座標系に関する座標（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を計算する。なお、この第３アーム２５の先端部の予め決められた位置とは、詳しくは接続ロッド３２側の一点すなわち第３アーム２５に対して軸線回りに回転する点を示す。この座標（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を原点とするＸ−Ｙ−Ｚ座標系を、以降、アーム座標系という。また、このステップＳ２８においては、前記入力した回転角センサ２６ａ〜２６ｅによる検出回転角を用いて、アーム座標系のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸回りの回転角α，β，γも計算する。
【００３９】
次に、画像処理装置４２は、ステップＳ３０にて、前記図３の触針測定プログラムの実行時に記憶しておいた球体６１，６２，６３の各中心座標であって固定座標系の各中心座標（ｘ１”，ｙ１”，ｚ１”）、（ｘ２”，ｙ２”，ｚ２”）、（ｘ３”，ｙ３”，ｚ３”）と、前記ステップＳ２８の処理によって計算した固定座標系におけるアーム座標系の原点座標（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）と、同ステップＳ２８の処理によって計算した固定座標系に対するアーム座標系の各座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚの回転角α，β，γとを下記数２及び数３に代入して、球体６１，６２，６３の各中心座標であってアーム座標系の各中心座標（ｘ１’，ｙ１’，ｚ１’）、（ｘ２’，ｙ２’，ｚ２’）、（ｘ３’，ｙ３’，ｚ３’）を計算する。
【００４０】
【数２】

【００４１】
【数３】

【００４２】
上記数２および数３は、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標からなる第１座標系における一点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を、同第１座標系をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸回りにそれぞれα，β，γだけ回転させるとともに、同第１座標系の原点をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれａ，ｂ，ｃだけ移動させた第２座標系における同一点の座標（ｘ’，ｙ’，ｚ’）との関係を示している。そして、前記ステップＳ３０の計算においては、数２中の座標値ｘ’，ｙ’，ｚ’が、球体６１，６２，６３の中心座標であって固定座標系の中心座標（ｘ１”，ｙ１”，ｚ１”）、（ｘ２”，ｙ２”，ｚ２”）、（ｘ３”，ｙ３”，ｚ３”）の各Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値にそれぞれ対応する。また、数３中の座標値ｘ，ｙ，ｚが、球体６１，６２，６３の中心座標であってアーム座標系の中心座標（ｘ１’，ｙ１’，ｚ１’）、（ｘ２’，ｙ２’，ｚ２’）、（ｘ３’，ｙ３’，ｚ３’）の各Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値にそれぞれ対応する。なお、前記数２中の値ａ，ｂ，ｃは前記ステップＳ２８にて計算したアーム座標系の原点座標（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に対応し、かつ前記数２中のα，β，γは同ステップＳ２８にて計算した回転角α，β，γに相当する。
【００４３】
前記ステップＳ３０の処理後、ステップＳ３２にて、ステップＳ２６の処理によって計算した測定部座標系の球体６１，６２，６３の各中心座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）と、ステップＳ３０の処理によって計算したアーム座標系の球体６１，６２，６３の各中心座標（ｘ１’，ｙ１’，ｚ１’）、（ｘ２’，ｙ２’，ｚ２’）、（ｘ３’，ｙ３’，ｚ３’）とを用いて、測定部座標系からアーム座標系への変換パラメータを計算する。
【００４４】
この変換パラメータの計算の前に、この種の座標変換について簡単に説明しておく。まず、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標からなる第１座標系と、同第１座標系をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸回りにそれぞれα，β，γだけ回転させるとともに、同第１座標系の原点をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれａ，ｂ，ｃだけ移動させた第２座標系を想定する。この場合も、第１座標系における一点の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、第２座標系における同一点の座標を（ｘ’，ｙ’，ｚ’）すると、前記数２，３の場合と同様に、下記数４が成立するとともに、同数４中の行列Ｍは下記数５によって表される。
【００４５】
【数４】

【００４６】
【数５】

【００４７】
ふたたび、図４の変換テーブル作成プログラムの説明に戻ると、ステップＳ３２の座標変換パラメータの計算は、前記数４および数５中の行列値ｇ_１１，ｇ_１２，ｇ_１３，ｇ_２１，ｇ_２２，ｇ_２３，ｇ_３１，ｇ_３２，ｇ_３３および行列値ａ，ｂ，ｃを計算することを意味する。この場合、本実施形態の測定部座標系が第１座標系に対応するととともに、アーム座標系が第２座標系に対応する。したがって、測定部座標系の球体６１，６２，６３の各中心座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）と、アーム座標系の球体６１，６２，６３の各中心座標（ｘ１’，ｙ１’，ｚ１’）、（ｘ２’，ｙ２’，ｚ２’）、（ｘ３’，ｙ３’，ｚ３’）とを前記数４に適用すると、下記数６〜８の関係が成立する。
【００４８】
【数６】

【００４９】
【数７】

【００５０】
【数８】

【００５１】
前記数６を変形すると、下記数９の連立方程式が成立する。
【００５２】
【数９】

【００５３】
この数９の連立方程式を解くことにより、行列値ｇ_１１，ｇ_１２，ｇ_１３を計算することができる。また、前記数７および数８に関しても、前記数６の連立方程式のように変形すれば、行列値ｇ_２１，ｇ_２２，ｇ_２３および行列値ｇ_３１，ｇ_３２，ｇ_３３を計算できる。そして、これらの計算した行列値を前記数６〜８に代入すれば、行列値ａ，ｂ，ｃを計算できる。これにより、測定部座標系の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を、アーム座標系の座標（ｘ’，ｙ’，ｚ’）に変換するための座標変換パラメータが計算される。
【００５４】
次に、ステップＳ３４にて、前記ステップＳ２２の処理によって入力した回転角センサ２６ｅによる検出回転角θ、すなわち第３アーム２５の先端部に対する３次元形状測定装置３０の第３アーム２５の軸線回りの回転角θに対応させて、前記計算した１セットの座標変換係数ｇ_１１，ｇ_１２，ｇ_１３，ｇ_２１，ｇ_２２，ｇ_２３，ｇ_３１，ｇ_３２，ｇ_３３，ａ，ｂ，ｃを変換パラメータとして画像処理装置４２のメモリ装置内に設けた変換テーブル内に記憶して（図６参照）、ステップＳ３６にてこの変換テーブル作成プログラムの実行を終了する。
【００５５】
このような１組の変換パラメータの記憶後、ユーザはガイド装置７０のガイド部７１を円形プレート６０に当接させたまま、円形プレート６０の外側面に沿ってほぼ所定角度だけ回転させることにより、３次元形状測定装置３０を第３アーム２５の先端部に対して同第３アーム２５の軸線回りに回転させる。そして、３次元形状測定装置３０に新たな画像測定を行わせるとともに、画像処理装置４２に図４の変換テーブル作成プログラムを実行させる。したがって、画像処理装置４２は、前記場合と同様に、３次元形状測定装置３０の回転位置における変換パラメータを計算するとともに、その第３アーム２５の先端部に対する同第３アーム２５の軸線回りの回転角θに対応させて、前記計算した変換パラメータを前記変換テーブルに追加記憶する。
【００５６】
このように３次元形状測定装置３０を順次ほぼ所定角度ずつ回転させては、変換テーブル作成プログラムの実行により、回転角に対応した変換パラメータを追加記憶させる。したがって、最終的には、第３アーム２５の先端部に対する３次元形状測定装置３０の第３アーム２５の軸線回りのほぼ所定角度ごとの複数組の変換パラメータが変換テーブル内に記憶されることになる（図６参照）。
【００５７】
前記のような３次元形状測定装置３０の回転移動を小さな角度ずつ行うほど、表示装置４４にて最終的に表示される測定対象物８０の表示精度は向上する。しかし、３次元形状測定装置３０を小さな角度ずつ回転移動することによる手間が増すので、適度な角度ずつ行なえばよい。例えば、４５度程度ずつ行なえばよい。また、回転角に関しては、均等な角度にすることが望ましいが、多少のずれは問題にならない。
【００５８】
このような変換パラメータの生成後、ユーザは、球体６１，６２，６３を基台１０上から取り除いて、同基台１０上に測定対象物８０を配置する。そして、３次元形状測定装置３０を手で持って、回転ロッド２２、第１〜第３アーム２５および３次元形状測定装置３０の各連結部における回転変位を伴いながら、測定対象物８０に対して所望の位置および角度に３次元形状測定装置３０を移動する。これと同時に、入力装置４３を操作して測定対象物８０の立体表示を指示する。これに応答して、画像処理装置４２は、図５の測定対象物表示プログラムの実行をステップＳ４０にて開始して、ステップＳ４２にて測定対象物８０の３次元立体形状を表す測定情報の入力を待つ。一方、３次元形状測定装置３０は、コントローラ４１によって制御され、測定対象物８０の３次元立体表面形状の測定を開始する。そして、３次元形状測定装置３０が測定対象物８０の測定を終了すると、測定結果を表す情報を画像処理装置４２に出力する。
【００５９】
画像処理装置４２は、ステップＳ４２にて、上記ステップＳ２４の処理と同様にして３次元形状測定装置３０からの測定情報を入力するとともに、この入力した測定情報に基づいて測定対象物８０に関する３次元画像データを計算する。
【００６０】
次に、ステップＳ４４にて、回転角センサ２６ｅによる検出回転角、すなわち３次元形状測定装置３０の第３アーム２５の先端部に対する同第３アーム２５の軸線回りの回転角θを入力する。そして、同ステップＳ４４にて、画像処理装置４２におけるメモリ装置内の変換テーブルが参照され、測定部座標系の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をアーム座標系の座標（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）に変換するための前記入力した回転角θに対応した１組の変換パラメータを決定する。具体的には、変換テーブルには離散的な複数の回転角に対して複数組の変換パラメータが記憶されているので、前記検出回転角θを用いた補間演算により、変換パラメータを計算する。
【００６１】
次に、ステップＳ４６にて、前記ステップＳ４４の処理によって計算した変換パラメータを用い、上記数４の座標変換演算を行って、３次元形状測定装置３０によって測定されて測定対象物８０の外表面の立体形状を表す３次元画像データを、アーム座標系における３次元画像データに変換する。
【００６２】
次に、ステップＳ４８にて、支持機構２０内に設けた回転角センサ２６ａ〜２６ｅによる検出回転角をそれぞれ入力して、アーム座標系の座標を固定座標系の座標に変換するための変換パラメータであって、固定ポール２１、回転ロッド２２および第１〜第３アーム２３〜２５の動きに対応した変換パラメータを計算する。この変換パラメータの計算においては、前記入力した検出回転角と、固定ポール２１、回転ロッド２２および第１〜第３アーム２３〜２５のアームの長さとを用いて、アーム座標系から見た固定座標系の原点の座標すなわちアーム座標系における固定座標系の原点の座標（ｘｏａ，ｙｏｂ，ｚｏｃ）をパラメータａ，ｂ，ｃとして計算するとともに、アーム座標系の各座標軸を基準にした固定座標の各座標軸の回転角をパラメータα，β，γとして計算する。
【００６３】
次に、ステップＳ５０にて、前記ステップＳ４８の処理によって計算した変換パラメータα，β，γ，ａ，ｂ，ｃを用い、上記数２，３（または、数４，５でも同じ）の座標変換演算を行って、前記ステップＳ４６の処理によって計算したアーム座標系の３次元画像データを固定座標系の３次元画像データに変換する。そして、画像処理装置４２は、ステップＳ５２にて、表示装置４４を制御して前記変換した固定座標系の３次元画像データに基づく測定対象物８０の立体画像を表示する。これにより、３次元形状測定装置３０を任意の位置に移動させても、表示装置４４において固定座標系における測定対象物８０の立体画像が表示される。
【００６４】
上記作動説明からも理解できるとおり、上記実施形態によれば、第３アーム２５の先端部に対する３次元形状測定装置３０の回転に偏心が生じていても、図５のステップＳ４４，４６により、前記偏心を考慮した変換パラメータを用いて、測定部座標系の座標がアーム座標系の座標に変換される。そして、ステップＳ４８，Ｓ５０の処理により、支持機構２０内の変位に応じた座標変換パラメータを用いて、アーム座標系の座標が固定座標系の座標に変換される。したがって、上記実施形態によれば、前記偏心に起因した誤差の影響が除去されて、３次元形状測定装置３０によって測定された測定対象物８０を表す固定座標系の３次元画像データが常に高精度で計算されるようになる。
【００６５】
また、上記実施形態によれば、触針測定プログラムの実行により、ユーザは、円形プレート６０上に球体６１，６２，６３を置くとともに、触針５０を支持機構２０の先端部に固定して、触針５０を球体６１，６２，６３に接触させるだけで、定点としての球体６１，６２，６３の中心座標が自動的に計算される。そして、変換テーブル作成プログラムの実行により、ユーザは、３次元形状測定装置３０を第３アーム２５の先端部に対して回転させながら、３次元形状測定装置３０に球体６１，６２，６３の３次元形状を測定させるだけで、前記偏心を考慮した複数組の変換パラメータを含む変換テーブルが作成される。したがって、ユーザは、簡単な操作により、定点の座標を特定できるとともに、測定部座標系の座標をアーム座標系の座標に変換するための前記変換テーブルを作成できる。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、基準物体として球体６１，６２，６３を用いるようしたが、触針５０の接触によって定点の座標を特定でき、かつ３次元形状測定装置３０による外形形状の測定によって物体が特定できるとともに同物体によって規定される定点の座標が特定できるものであれば、球体以外の物体を基準物体として利用することもできる。例えば、円錐体、円柱体、直方体など、物体及び定点を特定し易い物体を基準物体として利用できる。
【００６８】
また、測定対象物８０とは別な球体、円錐体、円柱体、直方体などの基準物体を用いなくても、測定対象物８０内に定点を特定し易い形状（例えば、球状部、円錐状部、円柱状部、直方体状部など）が存在すれば、測定対象物８０内の特定部分を基準物体として利用してもよい。
【００６９】
さらに、測定対象空間内に定点を定めて、この定点を３次元形状測定装置３０による外形形状の測定によって特定できれば、基準物体を設ける必要もない。この場合、定点を触針５０を用いて上記実施形態のように固定座標系における定点座標を求めてもよいが、定点を表す座標であって固定座標系の座標が特定できれば、触針５０を用いる必要もない。
【００７０】
また、上記実施形態においては、アーム座標系の原点を第３アーム２５に対して回転する接続ロッド３２側の点に定めるようにしたが、第３アーム２５側の一点をアーム座標系の原点として定めてもよい。この場合、上記実施形態の図４のテップＳ２８のアーム座標系の原点座標（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）および回転角α，β，γの計算においては、回転角センサ２６ａ〜２６ｅからの検出回転角に代えて回転角センサ２６ａ〜２６ｄからの検出回転角を用いて計算する。また、上記実施形態の図５のステップＳ４８の変換パラメータａ，ｂ，ｃ，α，β，γの計算においても、回転角センサ２６ａ〜２６ｅからの検出回転角に代えて回転角センサ２６ａ〜２６ｄからの検出回転角を用いて計算する。
【００７１】
また、上記実施形態においては、変換テーブル内の変換パラメータの作成時に、ユーザがガイド装置７０を用いて３次元形状測定装置３０を第３アーム２５の先端部に対して回転させるとともに、３次元形状測定装置３０による基準物体（球体６１，６２，６３）の形状測定の指示および画像処理装置４２に対する変換テーブル作成プログラムの実行の指示を行うようにした。しかし、これに代えて、３次元形状測定装置３０を自動的に回転させる回転機構を設けて、３次元形状測定装置３０を自動的に所定角ずつ回転させては、３次元形状測定装置３０による基準物体の形状測定の指示および画像処理装置４２に対する変換テーブル作成プログラムの実行の指示を自動的に行うようにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態においては、支持機構２０内の各部材の変位として回転変位のみを用いるようにしたが、各部材を直線移動させる部分を含ませたりしてもよい。また、直線移動する複数の部分のみで構成してもよい。
【００７３】
さらに、上記実施形態においては、入力装置４３を構成する操作子の操作により、３次元形状測定装置３０および画像処理装置４２の作動を制御するようにした。しかし、これに代え、３次元形状測定装置３０にも操作子を設けておき、同操作子の操作に応じて３次元形状測定装置３０および画像処理装置４２の作動を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元形状測定システムの全体を示す概略図である。
【図２】図１の３次元形状測定装置と第３アームとの取り付け部分を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図１の画像処理装置によって実行される触針測定プログラムのフローチャートである。
【図４】図１の画像処理装置によって実行される変換テーブル作成プログラムのフローチャートである。
【図５】図１の画像処理装置によって実行される測定対象物表示プログラムのフローチャートである。
【図６】図１の画像処理装置のメモリ装置内に設けた変換テーブルのデータフォーマット図である。
【図７】図１の支持機構に触針を組み付けて、同触針を球体に接触させた状態を示す概略斜視図である。
【図８】図１の３次元形状測定装置をガイド装置によって回転させている状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０…基台、２０…支持機構、２１…固定ポール、２２…回転ロッド、２３〜２５…アーム、３０…３次元形状測定装置、４１…コントローラ、４２…画像処理装置、４３…入力装置、４４…表示装置、５０…触針、６０…円形プレート、６１〜６３…球体、７０…ガイド装置、８０…測定対象物。

Claims

複数の支持部材を順次連結するとともに各連結部にて一方の支持部材に対して他方の支持部材を相対変位可能に構成した支持機構を有し、前記支持機構の先端部に物体の３次元形状を測定する測定装置を一軸線回りに回転可能に取り付けて、前記測定装置を所望位置に移動させて所望位置から測定対象物の３次元形状を測定できるようにした３次元形状測定システムにおいて、
前記測定装置に関する座標系の座標を前記支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための参照変換パラメータであって、前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の回転角に応じて変化する参照変換パラメータを予め記憶しておくためのパラメータ記憶手段と、
前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記支持機構の各連結部における一方の支持部材に対する他方の支持部材の相対変位量をそれぞれ検出する相対変位量検出手段と、
前記測定装置による測定対象物の測定時に前記回転角検出手段により検出された回転角に基づいて、前記パラメータ記憶手段に記憶されている参照変換パラメータを用い、前記測定装置に関する座標系の座標を前記支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための前記検出された回転角に対応した第１変換パラメータを計算する第１変換パラメータ計算手段と、
前記測定装置による測定対象物の測定時に前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量を用いて、前記支持機構の先端部に関する座標系の座標を前記支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換するための第２変換パラメータを計算する第２変換パラメータ計算手段と、
前記計算された第１変換パラメータおよび第２変換パラメータを用いて、前記測定装置によって測定された測定対象物を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標を、前記測定対象物を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換する座標変換手段と
を備えたことを特徴とする３次元形状測定システム。
前記請求項１に記載した３次元形状測定システムにおいて、さらに
予め決められた定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標、前記測定装置によって測定された前記定点を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標、および前記測定装置による定点の測定時に前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量を用いて、前記参照変換パラメータを、前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の複数の異なる回転角ごとに計算する参照変換パラメータ計算手段と、
前記複数の異なる回転角ごとに計算した参照変換パラメータを、前記測定装置による定点の測定時に前記回転角検出手段によって検出された回転角に対応させて、前記パラメータ記憶手段に書き込むパラメータ書き込み手段とを備えた３次元形状測定システム。
前記請求項２に記載した３次元形状測定システムにおいて、
前記定点は測定対象空間内に置かれた基準物体によって規定され、
前記参照変換パラメータ計算手段は、前記支持機構の先端部に固定した触針の前記基準物体への接触時に、前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量に基づいて、前記定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算するものである定点座標計算手段を含む３次元形状測定システム。
前記請求項３に記載した３次元形状測定システムにおいて、
前記基準物体は球体であり、
前記参照変換パラメータ計算手段は、前記基準物体の複数の異なる位置への前記触針の接触時に前記相対変位量検出手段によってそれぞれ検出された複数組の相対変位量に基づいて、前記定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算する３次元形状測定システム。
複数の支持部材を順次連結するとともに各連結部にて一方の支持部材に対して他方の支持部材を相対変位可能に構成した支持機構を有し、前記支持機構の先端部に物体の３次元形状を測定する測定装置を一軸線回りに回転可能に取り付けて、前記測定装置を所望位置に移動させて所望位置から測定対象物の３次元形状を測定できるようにした３次元形状測定方法において、
前記測定装置に関する座標系の座標を前記支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための参照変換パラメータであって、前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の回転角に応じて変化する参照変換パラメータを生成するパラメータ生成ステップと、
前記測定装置による測定対象物の測定時に回転角検出手段により検出された前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の回転角に基づいて、前記生成された参照変換パラメータを用い、前記測定装置に関する座標系の座標を前記支持機構の先端部に関する座標系の座標に変換するための前記検出された回転角に対応した第１変換パラメータを計算する第１変換パラメータ計算ステップと、
前記測定装置による測定対象物の測定時に相対変位量検出手段によって検出された前記支持機構の各連結部における一方の支持部材に対する他方の支持部材の相対変位量を用いて、前記支持機構の先端部に関する座標系の座標を前記支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換するための第２変換パラメータを計算する第２変換パラメータ計算ステップと、
前記計算された第１変換パラメータおよび第２変換パラメータを用いて、前記測定装置によって測定された想定対象物を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標を、前記支持機構の基端部に関する座標系の座標に変換する座標変換ステップと
を備えたことを特徴とする３次元形状測定システム。
前記請求項５に記載した３次元形状測定方法において、
前記パラメータ生成ステップを、
予め決められた定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標、前記測定装置によって測定された定点を表す座標であって同測定装置に関する座標系の座標、および前記測定装置による定点の測定時に前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量を用いて、前記参照変換パラメータを、前記支持機構の先端部に対する前記測定装置の複数の異なる回転角ごとに計算する参照変換パラメータ計算ステップと、
前記複数の回転角ごとに計算した参照変換パラメータを、前記測定装置による定点の測定時に前記回転角検出手段によって検出された回転角に対応させて、パラメータ記憶装置に書き込むパラメータ書き込みステップとで構成した３次元形状測定方法。
前記請求項６に記載した３次元形状測定方法において、
前記定点は前記測定対象物の測定前に測定対象空間内に置かれた基準物体によって規定され、
前記参照変換パラメータ計算ステップは、前記支持機構の先端部に固定した触針を前記基準物体に接触させて、同接触時に前記相対変位量検出手段によって検出された相対変位量に基づいて、前記定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算する定点座標計算ステップを含む３次元形状測定方法。
前記請求項７に記載した３次元形状測定方法において、
前記基準物体は球体であり、
前記参照変換パラメータ計算ステップは、前記基準物体の複数の異なる位置に前記触針を接触させ、各接触時に前記相対変位量検出手段によってそれぞれ検出された複数組の相対変位量に基づいて、前記定点を表す座標であって前記支持機構の基端部に関する座標系の座標を計算するものである３次元形状測定方法。