JP2009031150A - 三次元形状計測装置、三次元形状計測方法、三次元形状計測プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを、計測対象12が計測される搬送ステージ52上の一部の領域へ投影する投光部20と、光パタン照射領域14を撮像する第1のラインセンサ36と、光パタン非照射領域16を撮像する第2のラインセンサ38と、第1のラインセンサ36が撮像した画像82および第2のラインセンサ38が撮像した画像84から、背景情報を除去した画像86に含まれるある画素における光パタンの位相を、画像86における画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて計測対象12の高さ情報を算出する画像解析・駆動制御部40とを備え、第1のラインセンサ36および第2のラインセンサ38は、それぞれ、光パタン照射領域14および光パタン非照射領域16を、同時に撮像できるように配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態について図1から図11に基づいて説明すると以下の通りである。
次に、本発明の別の実施形態について図12および図13に基づいて説明すると以下の通りである。本実施形態の三次元形状計測装置10は、図1に示す三次元形状計測装置10に比べて、撮像部30内のラインカメラの構成が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本発明の別の実施形態について図14に基づいて説明すると以下の通りである。図14は、本実施形態に係る三次元形状計測装置10の概略構成を示す図である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
上述の実施形態では、投光部20および撮像部30をそれぞれ1つずつ備えた三次元形状計測装置10について説明したが、投光部20および撮像部30の組み合わせは、上述の例に限らない。例えば、図15の(a)から(e)のように、複数の組み合わせであってもよい。
12 計測対象
14 光パタン照射領域
16 光パタン非照射領域
20 投光部(投影手段)
22 光源
24 投光レンズ
26 パタン生成素子(光パタン投影手段)
28 光線分離部
30 撮像部
31 光源
32 撮像レンズ
34 ミラー
36 第1のラインセンサ
37 第1の領域
38 第2のラインセンサ
39 第2の領域
40 画像解析・駆動制御部(処理手段)
42 キャプチャボード
44 コントローラ
46 CPU
48 RAM
50 搬送部
52 搬送ステージ
54 サーボモータ
Claims (10)
- 計測対象に投影された光パタンを解析することによって、計測対象の三次元形状を計測する三次元形状計測装置であって、
位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを、上記計測対象が設置される計測面の一部の領域へ投影する光パタン投影手段と、
上記計測対象の光パタンが投影された光パタン照射領域を撮像する第1のラインセンサと、
上記計測対象の光パタンが投影されていない光パタン非照射領域を撮像する第2のラインセンサと、
上記第1および第2のラインセンサが撮像した画像から、背景情報を除去した画像に含まれる或る画素における光パタンの位相を、上記画像における上記画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて上記計測対象の高さ情報を算出する処理手段とを備え、
上記第1および第2のラインセンサは、それぞれ、上記光パタン照射領域および光パタン非照射領域を同時に撮像できるように配置されていることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 複数のラインセンサを含む撮像手段を備え、
上記第1のラインセンサおよび第2のラインセンサとして、上記撮像手段のラインセンサのうち2つを用いることを特徴とする請求項1に記載の三次元形状計測装置。 - 赤、緑、青、および白黒の色の輝度を検出するラインセンサを含むカラー撮像手段を備え、
上記第1のラインセンサとして、白黒のラインセンサを用い、
上記第2のラインセンサとして、赤、緑、ならびに青のラインセンサを用いることを特徴とする請求項1に記載の三次元形状計測装置。 - 赤、緑、青、および白黒の色の輝度を検出するラインセンサを含むカラー撮像手段を備え、
上記第1のラインセンサとして、白黒のラインセンサと、赤、緑、または青のいずれか1つの色のフィルタとを含むセンサを用い、
上記第2のラインセンサとして、赤、緑、または青のうち上記フィルタと同じ色のラインセンサ用いることを特徴とする請求項1に記載の三次元形状計測装置。 - 第1のラインセンサを備えた第1の撮像手段と、
第2のラインセンサを備えた第2の撮像手段と、
上記第1のラインセンサの撮像視線を上記光パタン照射領域に対向させるように配置された第1のミラーと、
上記第2のラインセンサの撮像視線を上記光パタン非照射領域に対向させるように配置された第2のミラーとを備えることを特徴とする請求項1に記載の三次元形状計測装置。 - 上記第1のラインセンサおよび第2のラインセンサは、同一のレンズを通して上記光パタン照射領域および光パタン非照射領域を撮像することを特徴とする請求項4に記載の三次元形状計測装置。
- 上記光パタン照射領域に対して光パタンを形成し、上記光パタン非照射領域に対して均一照明を照射するための透過部および遮光部を含むパタン形成素子を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置。
- 光パタン投影手段によって投影される光パタンと同等の光量の均一照明を上記光パタン非照射領域に対して照射する均一照明投射手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置。
- 計測対象に投影された光パタンを解析することによって、計測対象の三次元形状を計測する三次元形状計測装置における三次元形状計測方法であって、
上記三次元形状計測装置は、光パタン投影手段と、第1のラインセンサと、第2のラインセンサとを備え、
上記第1および第2のラインセンサは、それぞれ、上記計測対象の光パタンが投影された光パタン照射領域および上記計測対象の光パタンが投影されていない光パタン非照射領域を同時に撮像できるように配置されており、
上記光パタン投影手段が位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを上記計測対象が設置される計測面の一部の領域へ投影する光パタン投影ステップと、
上記第1のラインセンサが上記光パタン照射領域を撮像すると共に、上記第2のラインセンサが上記光パタン非照射領域を撮像する撮像ステップと、
上記第1および第2のラインセンサが撮像した画像から、背景情報を除去した画像に含まれる或る画素における光パタンの位相を、上記画像における上記画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて上記計測対象の高さ情報を算出する算出ステップとを備えることを特徴とする三次元形状計測方法。 - 計測対象に投影された光パタンを解析することによって、計測対象の三次元形状を計測する三次元形状計測装置における三次元形状計測方法を実行するプログラムであって、
上記三次元形状計測装置は、
位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを、上記計測対象が設置される計測面の一部の領域へ投影する光パタン投影手段と、
上記計測対象の光パタンが投影された光パタン照射領域を撮像する第1のラインセンサと、
上記計測対象の光パタンが投影されていない光パタン非照射領域を撮像する第2のラインセンサとを備え、
上記第1および第2のラインセンサは、それぞれ、上記光パタン照射領域および光パタン非照射領域を同時に撮像できるように配置されており、
上記第1および第2のラインセンサが撮像した画像から、背景情報を除去した画像に含まれる或る画素における光パタンの位相を、上記画像における上記画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて上記計測対象の高さ情報を算出する算出ステップをコンピュータに実行させる三次元形状計測プログラム。
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