JP2012173243A - Three-dimensional measuring apparatus and three-dimensional measuring method - Google Patents

Three-dimensional measuring apparatus and three-dimensional measuring method Download PDF

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敏之 中谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional measuring apparatus and a three-dimensional measuring method capable of reducing influence of temperature drift on a projection device.SOLUTION: A three-dimensional measuring apparatus 1 including a light projection part 30 for applying light of a predetermined irradiation pattern and an imaging part 20 for picking up an image including reflected light of light applied by the light projection part 30 includes also a measurement part 40 for outputting an irradiation instruction for controlling an irradiation position of the light of the irradiation pattern to the light projection part 30 and calculating measurement data from image data picked up by the imaging part 20. The measurement part 40 allows the light projection part 30 to continuously apply light of the irradiation pattern, controls scanning so as to repeat in a measurement area including an area imaged by the imaging part 20, detects the irradiation position controlled by the irradiation instruction from the picked-up image data, mutually compares pieces of information indicating the irradiation positions by the irradiation instruction to the same position at detected different pieces of time, and corrects calibration data for calibrating measurement values.

Description

本発明は、3次元計測装置、および3次元計測方法に関する。   The present invention relates to a three-dimensional measurement apparatus and a three-dimensional measurement method.

非接触の3次元計測方法として、光切断法がある。光切断法は、投影装置が照射した光を、被測定物に照射し、被測定物を一定速度で移動させながら、撮像装置が照射光に照らし出された被測定物の断面の輪郭を一定間隔で1フレームずつ3次元計測装置が取得する。そして、取得した照射光に照らし出された断面の輪郭の画像(以下、光切断画像)から抽出した照射光による像の座標、投影装置の取り付け位置と角度、および撮像装置の取り付け位置と角度を用いて、三角測距法により演算して、被測定物の計測を行う。
このような光切断法において、レーザー光の照射装置やプロジェクター等が投影装置として用いられている。また、光切断法による3次元計測法としては、スリット法、格子法、位相シフト法、2値化コード法等、多くの方法が提案されている。
As a non-contact three-dimensional measurement method, there is a light cutting method. The light cutting method irradiates the object to be measured with the light irradiated by the projection device and moves the object to be measured at a constant speed, while the imaging device irradiates the irradiated light with a constant contour of the cross section of the object to be measured. The three-dimensional measuring device acquires one frame at an interval. Then, the coordinates of the image by the irradiation light extracted from the image of the outline of the cross-section illuminated by the acquired irradiation light (hereinafter referred to as the light cut image), the attachment position and angle of the projection apparatus, and the attachment position and angle of the imaging apparatus The object to be measured is measured by using the triangulation method.
In such a light cutting method, a laser beam irradiation device, a projector, or the like is used as a projection device. In addition, as a three-dimensional measurement method using the light section method, many methods such as a slit method, a lattice method, a phase shift method, a binary code method, and the like have been proposed.

投影装置としてプロジェクターを用いる場合、投影装置は、内部温度変化の影響による投影するパターン変化を受け、投影する画素位置が変化する。このため、校正時の投影画素位置と計測時の投影画素位置にズレが生じてしまい、計測精度が悪化していた。この温度ドリフトと言える投影画素位置のズレの傾向は、小型・低価格な投影装置になるほど顕著であり、投影装置内部の温度管理を行う必要がある。   When a projector is used as the projection device, the projection device receives a pattern change to be projected due to the influence of an internal temperature change, and the pixel position to be projected changes. For this reason, a deviation occurs between the projected pixel position at the time of calibration and the projected pixel position at the time of measurement, and the measurement accuracy is deteriorated. The tendency of the deviation of the projection pixel position, which can be called temperature drift, becomes more conspicuous as the projection apparatus becomes smaller and cheaper, and it is necessary to manage the temperature inside the projection apparatus.

このため、特許文献1に記載の発明では、投影装置が、校正用のスリットパターンを縦方向と横方向に走査させて投影装置から照射する。そして、撮像装置が、この照射された校正用のパターンを撮像し、撮像された画像を演算処理部が画像処理する。また、特許文献1に記載の発明では、投影装置を固定したまま、縦横2方向のスリットパターンを照射するため、投影装置の表示画素の基準面上での投影位置を対応付けることができる。この結果、投影装置の素子とその基準面上での投影位置を一対一に対応させることで、投影装置のレンズに収差があった場合でも、撮像装置で計測して校正データを蓄積することで、三次元計測装置の校正を行っていた。   For this reason, in the invention described in Patent Document 1, the projection apparatus scans the calibration slit pattern in the vertical direction and the horizontal direction and irradiates from the projection apparatus. Then, the imaging device captures the irradiated calibration pattern, and the arithmetic processing unit performs image processing on the captured image. Further, in the invention described in Patent Document 1, since the slit pattern in two vertical and horizontal directions is irradiated while the projection device is fixed, the projection position on the reference plane of the display pixel of the projection device can be associated. As a result, by associating the projection device element with the projection position on the reference plane on a one-to-one basis, even if there is aberration in the lens of the projection device, measurement data can be measured and stored by the imaging device. The three-dimensional measuring device was calibrated.

また、特許文献2に記載の発明では、幅が既知の基準物体の上に、幅を計測する被計測物を重ねて配置する。そして、この基準物体と被計測物に、2台の投影装置から照射し、それぞれ照射した方向から撮像装置で撮像する。そして、2台の撮像装置により撮像された画像を用いて、三角測量の原理を用いて、基準物体と被計測物の各点の位置を算出している。そして、算出された各点、各線、各面の位置どうしの減算により、基準物体と被計測物の各点、各線、各面間の距離を算出している。この減算により、回路の特性による変動の誤差や、投影装置と撮像装置による3次元センサーの誤差が相殺され、このため、校正が不要である。   In the invention described in Patent Document 2, an object to be measured whose width is measured is placed on a reference object whose width is already known. Then, the reference object and the object to be measured are irradiated from the two projection apparatuses, and images are taken by the imaging apparatus from the respective irradiation directions. Then, using the images taken by the two imaging devices, the position of each point of the reference object and the object to be measured is calculated using the principle of triangulation. Then, the distance between each point, each line, and each surface of the reference object and the object to be measured is calculated by subtracting the calculated positions of each point, each line, and each surface. This subtraction cancels out fluctuation errors due to circuit characteristics and errors in the three-dimensional sensor between the projection apparatus and the image pickup apparatus, and therefore does not require calibration.

特開2005−3410号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-3410 特開平7−260429号公報JP 7-260429 A

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、校正用のパターンを用いて自動的に校正を行うことができ、さらに投影装置のレンズの歪みの影響も校正できるが、投影装置の安定性、特に温度ドリフトの影響が校正できない。   However, in the invention described in Patent Document 1, calibration can be automatically performed using a calibration pattern, and further, the influence of lens distortion of the projection apparatus can be calibrated. The effect of drift cannot be calibrated.

また、特許文献2に記載の発明では、2台の投影装置、撮像装置ごとに温度ドリフト特性や温度変化が異なる場合、温度ドリフトの影響が校正できない。また、特許文献2に記載の発明では、基準物体の上に被計測物を重ねて配置しているため、基準物体と重なる部分を計測できない。   Further, in the invention described in Patent Document 2, when the temperature drift characteristic and the temperature change are different for each of the two projectors and imaging devices, the influence of the temperature drift cannot be calibrated. Moreover, in the invention described in Patent Document 2, since the object to be measured is arranged on the reference object, the portion overlapping the reference object cannot be measured.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、投影装置の温度ドリフトによる影響を軽減する3次元計測装置、および3次元計測方法を提供することを目的としている。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a three-dimensional measurement apparatus and a three-dimensional measurement method that reduce the influence of a temperature drift of a projection apparatus.

上記目的を達成するため、本発明は、所定の照射パターンの光を照射する投光部と、前記投光部により照射された光による反射光を含む像を撮像する撮像部とを有する3次元計測装置であって、前記投光部に対して照射パターンの光の照射位置を制御する照射指示を出力し、前記撮像部が撮像した画像データから計測データを算出する計測部を備え、前記計測部は、前記投光部に前記照射パターンの光を照射し続けさせ、前記撮像部により撮像される領域を含む計測領域内で走査を繰り返すように制御し、照射指示による照射位置を前記撮像された画像データから検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a three-dimensional structure having a light projecting unit that irradiates light of a predetermined irradiation pattern and an image capturing unit that captures an image including light reflected by the light irradiated by the light projecting unit. The measurement apparatus includes a measurement unit that outputs an irradiation instruction for controlling an irradiation position of light of an irradiation pattern to the light projecting unit, and calculates measurement data from image data captured by the imaging unit. The control unit causes the light projecting unit to continue to irradiate light of the irradiation pattern, and controls to repeat scanning within a measurement region including a region imaged by the imaging unit, and the irradiation position according to the irradiation instruction is captured. It is characterized in that calibration data for calibration of a measured value is corrected by comparing the detected information detected from the image data and comparing the detected information at different times and indicating the irradiation position by the irradiation instruction to the same position.

本発明によれば、投光部から連続して所定の照射パターンの光を走査しながら照射し続けているため、投光部の所定の照射パターンを被計測物の計測時のみ照射する場合に比べて照射光が安定する効果がある。また、3次元計測装置は、連続照射され続けている異なる時刻且つ同一位置への表示指示による照射位置を検出して比較することで校正データを校正することにより、投光部に特別な構成を加えずに投光部の温度ドリフト等による影響による3次元計測結果の誤差を精度良く補正することができる。この結果、投影装置の温度ドリフトによる影響を軽減することができる。   According to the present invention, since the irradiation of the predetermined irradiation pattern is continuously performed while scanning from the light projecting unit, the predetermined irradiation pattern of the light projecting unit is irradiated only when measuring the measurement object. Compared to the effect of stabilizing the irradiation light. In addition, the three-dimensional measuring device has a special configuration in the light projecting unit by calibrating the calibration data by detecting and comparing the irradiation position by the display instruction to the same position at different times that are continuously irradiated. In addition, the error of the three-dimensional measurement result due to the influence of the temperature drift of the light projecting unit or the like can be corrected with high accuracy. As a result, the influence of the temperature drift of the projection apparatus can be reduced.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記計測部は、前記撮像部が撮像した画像データから前記所定の照射パターンの光が照射されている照射位置を検出する照射位置検出部と、前記照射位置検出部が検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、校正データを補正する校正データ補正部と、前記校正データ補正部が補正した校正データを用いて3次元計測データを算出する3次元データ演算部と、を備えるようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit detects an irradiation position at which light of the predetermined irradiation pattern is irradiated from image data captured by the imaging unit. The calibration data correction unit for correcting the calibration data by comparing the information indicating the irradiation position by the irradiation instruction at the different time and the same position detected by the irradiation position detection unit, and the calibration data correction unit And a three-dimensional data calculation unit that calculates three-dimensional measurement data using the calibration data.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記計測部は、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較した結果に基づいて、前記投光部への温度制御情報を算出して、前記算出した温度制御情報を前記投光部に出力する温度演算部を備えるようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit performs the projection based on a result of comparing pieces of information indicating irradiation positions according to the detected different times and irradiation instructions to the same position. A temperature calculation unit that calculates temperature control information to the light unit and outputs the calculated temperature control information to the light projecting unit may be provided.

本発明によれば、温度演算部が、検出した異なる時刻且つ同一位置への表示指示による照射位置を示す情報同士を比較した結果に基づいて、投光部への温度制御情報を算出して、算出した温度制御情報を投光部に出力するようにした。このため、投光部の温度ドリフトによる影響に基づいて、投光部の温度制御を行うことができる。そして、投光部の温度制御により投光部が有する誤差を減らせことができるので、投影装置の温度ドリフトによる影響を軽減することができる。   According to the present invention, the temperature calculation unit calculates the temperature control information to the light projecting unit based on the result of comparing the information indicating the irradiation position by the display instruction to the different position and the same position detected, The calculated temperature control information is output to the light projecting unit. For this reason, temperature control of a light projection part can be performed based on the influence by the temperature drift of a light projection part. And since the error which a light projection part has can be reduced by the temperature control of a light projection part, the influence by the temperature drift of a projection apparatus can be reduced.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記制御部は、前記投光部と前記撮像部及び該3次元計測装置とのキャリブレーション終了直後に検出した照射位置と、前記キャリブレーション直後以外の時刻に検出された前記キャリブレーション直後に検出した照射位置への照射指示と同一位置への照射指示による照射位置を比較して、計測値の校正のための校正データを補正するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus according to the present invention, the control unit detects an irradiation position detected immediately after calibration of the light projecting unit, the imaging unit, and the three-dimensional measurement device, and the calibration. Compare the irradiation position by the irradiation instruction to the irradiation position detected immediately after the calibration detected at a time other than immediately after the calibration, and correct the calibration data for calibration of the measured value It may be.

本発明によれば、投光部の温度ドリフトの影響がほとんどないキャリブレーション直後に比較対象の初期データを生成し、生成した初期データと、初期データ生成時とは異なる時刻の照射位置とを比較する。この結果、3次元計測値の誤差を、投光部の温度ドリフトの影響がほとんどないキャリブレーション直後と同程度に抑えることができる。   According to the present invention, the initial data to be compared is generated immediately after calibration with almost no influence of the temperature drift of the light projecting unit, and the generated initial data is compared with the irradiation position at a time different from that at the time of initial data generation. To do. As a result, the error of the three-dimensional measurement value can be suppressed to the same level as that immediately after the calibration with almost no influence of the temperature drift of the light projecting unit.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記制御部は、前記撮像部が撮像した画像データから前記所定の照射パターンの光が照射されている照射位置の画素の座標を、照射位置を示す情報として算出するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus of the present invention, the control unit calculates the coordinates of the pixel at the irradiation position irradiated with light of the predetermined irradiation pattern from the image data captured by the imaging unit. You may make it calculate as information which shows an irradiation position.

本発明によれば、撮像部が撮像した画像データから所定の照射パターンの光が照射されている照射位置の画素の座標を、照射位置を示す情報に用いるため、画素単位で照射位置のずれを比較して、3次元計測結果を補正することができる。   According to the present invention, since the coordinates of the pixel at the irradiation position irradiated with the light of the predetermined irradiation pattern are used for the information indicating the irradiation position from the image data captured by the imaging unit, the deviation of the irradiation position in units of pixels. In comparison, the three-dimensional measurement result can be corrected.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記制御部は、前記計測領域内に被計測物が置かれていない箇所の前記照射位置を検出するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus of the present invention, the control unit may detect the irradiation position at a place where an object to be measured is not placed in the measurement region.

本発明によれば、計測領域内に被計測物が置かれていない状態の照射位置を検出するため、被計測物が置かれる計測領域の高さが変化しない位置で照射位置を検出できる。この結果、被計測物の影響を受けずに、投光部の温度ドリフト等による影響による3次元計測結果の誤差を精度良く補正することができる。   According to the present invention, since the irradiation position in the state where the measurement object is not placed in the measurement area is detected, the irradiation position can be detected at a position where the height of the measurement area where the measurement object is placed does not change. As a result, it is possible to accurately correct an error in the three-dimensional measurement result due to the influence of the temperature drift or the like of the light projecting unit without being affected by the measurement object.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記投光部から照射される前記所定の照射パターンの光は、スリット光であり、前記計測部は、異なる時刻且つ同一位置への照射指示により照射された前記スリット光の照射位置を検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示により照射された前記スリット光のライン位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measuring apparatus of the present invention, the light of the predetermined irradiation pattern irradiated from the light projecting unit is slit light, and the measuring unit is configured to be at different times and at the same position. The irradiation position of the slit light irradiated by the irradiation instruction is detected, and information indicating the line position of the slit light irradiated by the irradiation instruction to the different time and the same position detected is compared with each other. Calibration data for calibration may be corrected.

本発明によれば、投光部から照射される所定の照射パターンにスリット光を用い、計測部は、照射されたスリット光のライン位置を照射位置として算出する。スリット光を用いているため、照射位置の検出を簡単に行え、さらに誤差の検出も簡単に行える。このため、3次元計測装置のコストを下げることが可能になり、演算速度も高速化できる。   According to the present invention, the slit light is used for the predetermined irradiation pattern irradiated from the light projecting unit, and the measuring unit calculates the line position of the irradiated slit light as the irradiation position. Since the slit light is used, the irradiation position can be easily detected, and the error can be easily detected. For this reason, it is possible to reduce the cost of the three-dimensional measuring apparatus and increase the calculation speed.

上記目的を達成するため、本発明の3次元計測装置において、前記制御部は、前記投光部と前記撮像部及び該3次元計測装置とのキャリブレーション直後に前記撮像部が撮像した画像データから前記スリット光が照射されている照射位置の情報を、前記検出した照射位置に含まれる2画素の座標から近似して算出するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, in the three-dimensional measurement apparatus of the present invention, the control unit uses image data captured by the imaging unit immediately after calibration of the light projecting unit, the imaging unit, and the three-dimensional measurement device. Information on the irradiation position irradiated with the slit light may be calculated by approximating the coordinates of two pixels included in the detected irradiation position.

本発明によれば、照射パターンがスリット光の場合、キャリブレーション直後に撮像部が撮像した画像データからスリット光が照射されている照射位置の情報を、前記検出した照射位置に含まれる2画素の座標から近似して算出するため、照射位置の検出を簡単に行え、さらに誤差の検出も簡単に行える。このため、3次元計測装置のコストを下げることが可能になり、演算速度も高速化できる。   According to the present invention, when the irradiation pattern is slit light, the information on the irradiation position irradiated with the slit light from the image data captured by the imaging unit immediately after calibration is obtained from the two pixels included in the detected irradiation position. Since the calculation is performed by approximating the coordinates, the irradiation position can be easily detected, and further, the error can be easily detected. For this reason, it is possible to reduce the cost of the three-dimensional measuring apparatus and increase the calculation speed.

上記目的を達成するため、本発明は、所定の照射パターンの光を照射する投光部と、前記投光部により照射された光による反射光を含む像を撮像する撮像部とを有する3次元計測装置の3次元計測方法であって、計測部が、前記投光部が照射する照射パターンの光の照射位置を制御する照射指示を出力し、前記撮像部が撮像した画像データから計測データを算出する計測工程を含み、前記計測工程は、前記投光部に所定の照射パターンの光を照射し続けさせ、前記撮像部により撮像される領域を含む計測領域内で走査を繰り返すように制御し、照射指示による照射位置を前記撮像された画像データから検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a three-dimensional structure having a light projecting unit that irradiates light of a predetermined irradiation pattern and an image capturing unit that captures an image including light reflected by the light irradiated by the light projecting unit. In the three-dimensional measurement method of the measurement device, the measurement unit outputs an irradiation instruction for controlling the irradiation position of the light of the irradiation pattern irradiated by the light projecting unit, and the measurement data is obtained from the image data captured by the imaging unit. Including a measurement step to calculate, wherein the measurement step controls the light projecting unit to continuously emit light of a predetermined irradiation pattern and repeats scanning within a measurement region including a region imaged by the imaging unit. Calibration data for calibrating the measured value by detecting the irradiation position by the irradiation instruction from the captured image data, comparing the detected information at different times and the irradiation position by the irradiation instruction to the same position The It is characterized by positive to.

本発明によれば、投光部から連続して所定の照射パターンの光を走査しながら照射し続けていることにより、投光部の所定の照射パターンの光を被計測物の計測時のみ照射する場合に比べて投光部の照射光が安定する効果がある。また、本発明の3次元計測方法は、連続照射され続けている異なる時刻且つ同一位置への表示指示による照射位置を検出して比較することで校正データを校正している。このため、本発明の3次元計測方法は、投光部に特別な構成を加えずに投光部の温度ドリフト等による影響の所定の照射パターンが照射される位置の誤差を精度良く補正することができる。この結果、投影装置の温度ドリフトによる影響を軽減することができる。   According to the present invention, by continuously irradiating light of a predetermined irradiation pattern while scanning from the light projecting unit, the light of the predetermined irradiation pattern of the light projecting unit is irradiated only when measuring the object to be measured. There is an effect that the irradiation light of the light projecting unit is stabilized as compared with the case of doing. In the three-dimensional measurement method of the present invention, the calibration data is calibrated by detecting and comparing the irradiation positions according to the display instruction to the same position at different times that are continuously irradiated. For this reason, the three-dimensional measurement method of the present invention accurately corrects an error in a position where a predetermined irradiation pattern affected by a temperature drift of the light projecting unit is irradiated without adding a special configuration to the light projecting unit. Can do. As a result, the influence of the temperature drift of the projection apparatus can be reduced.

第1実施形態に係る3次元計測装置のシステム全体の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the whole system of the three-dimensional measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 同実施形態に係る計測装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a measuring device concerning the embodiment. キャリブレーション直後の計測値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measured value immediately after calibration. 本実施形態の補正を行わなかった場合における、キャリブレーションしてから15分後の計測値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measured value 15 minutes after calibration in the case where correction of this embodiment is not performed. 本実施形態の補正を行わなかった場合における、キャリブレーションしてから30分後の計測値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measured value 30 minutes after calibration in the case where correction of this embodiment is not performed. 同実施形態に係る初期データ生成処理のフローチャートである。3 is a flowchart of initial data generation processing according to the embodiment. 同実施形態に係るワーク上に照射されるスリット光の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the slit light irradiated on the workpiece | work which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る図7のスリット光による像を撮像し画像データの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of image data obtained by capturing an image by the slit light of FIG. 7 according to the embodiment. 計測データ記憶部に記憶されている初期データの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the initial data memorize | stored in the measurement data storage part. 同実施形態に係る3次元計測処理のフローチャートである。It is a flowchart of the three-dimensional measurement process which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る校正データの補正処理のフローチャートである。5 is a flowchart of calibration data correction processing according to the embodiment. 同実施形態に係る3次元計測処理における図7の状態を撮像した画像データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image data which imaged the state of FIG. 7 in the three-dimensional measurement process which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る校正データ記憶部に記憶されている校正データの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the calibration data memorize | stored in the calibration data memory | storage part which concerns on the embodiment. キャリブレーション直後の計測値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the measured value immediately after calibration. 本実施形態の補正を行った場合、キャリブレーションしてから15分後の計測値の一例を示すグラフである。When correction | amendment of this embodiment is performed, it is a graph which shows an example of the measured value 15 minutes after calibrating. 本実施形態の補正を行った場合、キャリブレーションしてから30分後の計測値の一例を示すグラフである。When correction | amendment of this embodiment is performed, it is a graph which shows an example of the measured value 30 minutes after calibrating. 第2実施形態に係る初期データ取得後にワーク上に被計測物が置かれた場合のスリット光の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state of the slit light when a to-be-measured object is set | placed on the workpiece | work after the initial data acquisition which concerns on 2nd Embodiment. 同実施形態に係る図17のスリット光による像を撮像した画像データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image data which imaged the image by the slit light of FIG. 17 which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る3次元計測のフローチャートである。It is a flowchart of the three-dimensional measurement which concerns on the same embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は係る実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the embodiment which concerns, A various change is possible within the range of the technical thought. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, an actual structure and a scale, a number, and the like in each structure are different.

[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る3次元計測装置のシステム1全体の構成例を示す概略図である。図1に示すように、3次元計測装置のシステム1は、ステージ10、撮像装置20、投射型表示装置30、計測装置40、画像表示装置50から構成されている。また、ステージ10の上には、計測される被計測物5が乗せられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the entire system 1 of the three-dimensional measurement apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the system 1 of the three-dimensional measurement apparatus includes a stage 10, an imaging device 20, a projection display device 30, a measurement device 40, and an image display device 50. On the stage 10, a measurement object 5 to be measured is placed.

ステージ10は、被測定物5に投射型表示装置30から照射されるパターンの光(以下、照射光という)を走査させるため、制御部40により一定速度で移動させられる。   The stage 10 is moved at a constant speed by the control unit 40 in order to cause the object to be measured 5 to scan with light of a pattern irradiated from the projection display device 30 (hereinafter referred to as irradiation light).

撮像装置20(撮像部)は、例えば受光レンズとCCDカメラ等で構成され、計測装置40からの撮影タイミング制御により、照射光の反射光による被測定物5の表面の光切断像を1フレームずつ撮影して、撮像した画像データを計測装置40にフレーム画像データとして送信する。また、撮像装置20は、計測装置40により、被測定物5との撮影角度、被測定物5に対する焦点調整、被測定物5との距離が制御される。   The imaging device 20 (imaging unit) is composed of, for example, a light receiving lens and a CCD camera, and controls the photographing timing from the measuring device 40 to generate a light-cut image of the surface of the object 5 to be measured by reflected light of the irradiated light frame by frame. The captured image data is transmitted to the measuring device 40 as frame image data. Further, the imaging device 20 is controlled by the measuring device 40 in terms of the shooting angle with the object 5 to be measured, the focus adjustment with respect to the object 5 to be measured, and the distance to the object 5 to be measured.

投射型表示装置30(投光部)は、例えば、スリット状の照射光を発生させ、このスリット状の照射光を被測定物5の表面に照射する。投射型表示装置30は、例えば、プロジェクターである。また、投射型表示装置30は、計測装置40により照射光の照射パターンの光の照射位置が制御され、また計測装置40により投射型表示装置30内のFAN(ファン)の回転が制御される。   The projection display device 30 (light projecting unit), for example, generates slit-shaped irradiation light and irradiates the surface of the object to be measured 5 with the slit-shaped irradiation light. The projection display device 30 is, for example, a projector. In the projection display device 30, the irradiation position of the irradiation pattern of the irradiation light is controlled by the measurement device 40, and the rotation of the FAN (fan) in the projection display device 30 is controlled by the measurement device 40.

光切断像34は、投射型表示装置30から被測定物5にスリット状の照射光が照射された時の、照射光により形成される光切断像である。   The light section image 34 is a light section image formed by the irradiation light when the object to be measured 5 is irradiated with the slit-shaped irradiation light from the projection display device 30.

計測装置40(計測部)は、投射型表示装置30に照射光としてスリット光を照射させるように制御する。計測装置40は、後述するように初期データと撮像した画像データを比較して算出した補正計数に基づき、投射型表示装置30内のFANを制御する。また、計測装置40は、キャリブレーション直後、ワーク10上に何も置かれていない状態で、撮像装置20が撮像した画像データから初期データを算出して記憶する。また、計測装置40は、随時、撮像された画像データから照射光の各画素の座標の位置データを算出し、算出した照射光の各画素の座標の位置と記憶されている初期データとを比較することで、校正データを更新する。また、計測装置40は、計測した3次元測定結果を画像表示装置50に出力する。
なお、初期データとは、後述するようにキャリブレーション直後にワーク10上に何も置かない状態で撮像された画像データに基づき算出したワーク10表面の座標値(例えば、xy平面がワーク10上の平面座標であり、z軸の値が高さを示す)である。また、校正データとは、後述するように、温度ドリフトの影響により、ワーク10上に照射された照射光の位置がずれた場合に、画像データから検出された照射光の各画素の座標の位置に対するずれ量を校正して補正するためのデータである。
The measuring device 40 (measuring unit) controls the projection display device 30 to irradiate slit light as irradiation light. The measuring device 40 controls the FAN in the projection display device 30 based on a correction count calculated by comparing initial data and captured image data as will be described later. The measuring device 40 calculates and stores initial data from image data captured by the imaging device 20 in a state where nothing is placed on the workpiece 10 immediately after calibration. Further, the measurement device 40 calculates the position data of the coordinates of each pixel of the irradiation light from the captured image data, and compares the calculated position of the coordinates of each pixel of the irradiation light with the stored initial data. By doing so, the calibration data is updated. In addition, the measurement device 40 outputs the measured three-dimensional measurement result to the image display device 50.
The initial data refers to the coordinate value of the surface of the workpiece 10 calculated based on the image data captured in a state where nothing is placed on the workpiece 10 immediately after calibration (for example, the xy plane is on the workpiece 10 as described later). It is a plane coordinate, and the value of the z-axis indicates the height). As will be described later, the calibration data refers to the position of the coordinates of each pixel of the irradiation light detected from the image data when the position of the irradiation light irradiated on the workpiece 10 is shifted due to the influence of temperature drift. This is data for calibrating and correcting the amount of deviation with respect to.

画像表示装置50は、計測装置40が出力する3次元計測結果を表示する。   The image display device 50 displays the three-dimensional measurement result output from the measurement device 40.

次に、計測装置40の構成の例を説明する。図2は、本実施形態における計測装置の構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、計測装置40は、制御部41、画像取得部42、計測データ記憶部43、ライン位置演算部44、校正データ補正部45、校正データ記憶部46、3次元データ演算部47、温度演算部48を備えている。また、投射型表示装置30は、画像制御部31、FAN制御部32を備えている。
Next, an example of the configuration of the measuring device 40 will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the measurement apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the measurement device 40 includes a control unit 41, an image acquisition unit 42, a measurement data storage unit 43, a line position calculation unit 44, a calibration data correction unit 45, a calibration data storage unit 46, and a three-dimensional data calculation unit. 47 and a temperature calculation unit 48 are provided. Further, the projection display device 30 includes an image control unit 31 and a FAN control unit 32.

計測装置40の制御部41は、計測データ記憶部43に記憶されている初期データと、校正データ記憶部46に記憶されている校正データとを初期化する。制御部41は、所定のタイミングで、制御信号を投射型表示装置30の画像制御部31とライン位置演算部44とに出力する。制御部41は、この制御信号により、投射型表示装置30に、ワーク10上へ初期データ生成用の画像または計測用の照射光を表示させる。
なお、本実施形態において、初期データ生成用の照射光または計測用の照射光は、スリット光の照射光である。
The control unit 41 of the measuring device 40 initializes the initial data stored in the measurement data storage unit 43 and the calibration data stored in the calibration data storage unit 46. The control unit 41 outputs a control signal to the image control unit 31 and the line position calculation unit 44 of the projection display device 30 at a predetermined timing. The control unit 41 causes the projection display device 30 to display an image for generating initial data or irradiation light for measurement on the workpiece 10 by this control signal.
In the present embodiment, the irradiation light for generating initial data or the irradiation light for measurement is irradiation light of slit light.

画像取得部42は、撮像装置20が出力する画像データを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。画像取得部42は、変換した画像データを所定のしきい値で二値化し、二値化した画像データを計測データ記憶部43に記憶させる。   The image acquisition unit 42 converts the image data output from the imaging device 20 from an analog signal to a digital signal. The image acquisition unit 42 binarizes the converted image data with a predetermined threshold value, and stores the binarized image data in the measurement data storage unit 43.

計測データ記憶部43には、ライン位置演算部44により算出されたカメラ座標の画素の座標に対応して、ワーク座標の画素の座標が記憶されている。また、計測データ記憶部43には、画像取得部42により二値化された画像データが記憶されている。なお、カメラ座標とは、撮像装置20が撮像した画像データまたは撮像素子における座標である。また、ワーク座標とは、ワーク10上の任意の点、または測定を行う空間に任意の点を設定した場合の実空間における座標である。   The measurement data storage unit 43 stores the pixel coordinates of the work coordinates corresponding to the pixel coordinates of the camera coordinates calculated by the line position calculation unit 44. The measurement data storage unit 43 stores image data binarized by the image acquisition unit 42. The camera coordinates are image data picked up by the image pickup apparatus 20 or coordinates in the image pickup element. Further, the workpiece coordinates are coordinates in the real space when an arbitrary point on the workpiece 10 or an arbitrary point is set in a space for measurement.

ライン位置演算部44は、計測データ記憶部43に記憶されている二値化された画像データを読み出し、読み出した画像データからライン位置を検出する。なお、ライン位置とは、照射光がスリット光の場合、スリット光のワーク座標およびカメラ座標におけるスリット光の像ができている位置(座標)であり、例えば、スリット光を形成する各画素の各座標の集合である。
ライン位置演算部44は、撮像された画像データからカメラ座標におけるライン位置を算出し、算出されたカメラ座標に対応するワーク座標におけるライン位置を算出する。ライン位置演算部44は、カメラ座標で検出されたラインの全ての画素と、算出したワーク座標の全ての画素の座標とを関連づけて計測データ記憶部43に記憶させる。ライン位置演算部44は、制御部41が出力する制御信号に基づき、ワーク10上の所定の範囲の走査が完了したか否かを判別し、ワーク10上の所定の範囲の走査が完了したと判別した場合、3次元データ演算部47に完了したことを示す情報を出力する。
The line position calculation unit 44 reads the binarized image data stored in the measurement data storage unit 43 and detects the line position from the read image data. The line position is the position (coordinate) where the slit light image is formed in the work coordinates and camera coordinates of the slit light when the irradiation light is slit light. For example, each line position of each pixel forming the slit light A set of coordinates.
The line position calculation unit 44 calculates the line position at the camera coordinates from the captured image data, and calculates the line position at the work coordinates corresponding to the calculated camera coordinates. The line position calculation unit 44 associates all the pixels of the line detected by the camera coordinates with the coordinates of all the pixels of the calculated work coordinates and stores them in the measurement data storage unit 43. The line position calculation unit 44 determines whether or not the scanning of the predetermined range on the workpiece 10 is completed based on the control signal output from the control unit 41, and the scanning of the predetermined range on the workpiece 10 is completed. If it is determined, information indicating completion is output to the three-dimensional data calculation unit 47.

校正データ補正部45は、計測データ記憶部43に記憶されているワーク位置の初期データを読み出す。校正データ補正部45は、読み出したワーク位置の初期データと、ライン位置演算部44が算出したライン位置の画素の座標とを比較し、ワーク位置に対する補正係数(温度制御情報)を算出する。校正データ補正部45は、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを、後述する校正データの補正処理により補正して更新し、更新後の校正データを校正データ記憶部46に更新して記憶させる。校正データ補正部45は、算出した補正係数を温度演算部48に出力する。   The calibration data correction unit 45 reads the initial data of the workpiece position stored in the measurement data storage unit 43. The calibration data correction unit 45 compares the read initial data of the work position with the coordinates of the pixel at the line position calculated by the line position calculation unit 44, and calculates a correction coefficient (temperature control information) for the work position. The calibration data correction unit 45 corrects and updates the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 by calibration data correction processing described later, and updates the updated calibration data to the calibration data storage unit 46. Remember. The calibration data correction unit 45 outputs the calculated correction coefficient to the temperature calculation unit 48.

校正データ記憶部46には、ワーク位置に対応して、校正データが関連づけられて記憶されている。   In the calibration data storage unit 46, calibration data is stored in association with the work position.

3次元データ演算部47は、ライン位置演算部44が出力する走査が完了したことを示す情報が入力された後、校正データ記憶部46に記憶されている更新された校正データを用いて、後述するように計測された全てのライン位置データを補正する。3次元データ演算部47は、補正した全てのライン位置データを計測データとして、画像表示装置50に出力する。   The three-dimensional data calculation unit 47 receives the information indicating that the scanning output from the line position calculation unit 44 is completed, and then uses the updated calibration data stored in the calibration data storage unit 46 to be described later. All the line position data measured so as to be corrected. The three-dimensional data calculation unit 47 outputs all corrected line position data to the image display device 50 as measurement data.

温度演算部48は、校正データ補正部45が出力する補正係数に基づき、投射型表示装置30の内部温度を推定する。温度演算部48は、推定した投影装置の温度に基づき、投射型表示装置30のFANを制御する制御値を生成し、生成したFAN制御値を、投射型表示装置30のFAN制御部32に出力する。   The temperature calculation unit 48 estimates the internal temperature of the projection display device 30 based on the correction coefficient output from the calibration data correction unit 45. The temperature calculation unit 48 generates a control value for controlling the FAN of the projection display device 30 based on the estimated temperature of the projection device, and outputs the generated FAN control value to the FAN control unit 32 of the projection display device 30. To do.

投射型表示装置30の画像制御部31は、初期データ生成用の照射光または計測用の照射光を、制御部41からの制御信号による指示のタイミングで、ステージ10上に順次、走査しながら照射する。   The image control unit 31 of the projection display device 30 irradiates the irradiation light for initial data generation or the irradiation light for measurement while sequentially scanning the stage 10 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. To do.

FAN制御部32は、温度演算部48からのFAN制御値に基づき、投射型表示装置30のFANの回転数を制御する。   The FAN control unit 32 controls the rotation speed of the FAN of the projection display device 30 based on the FAN control value from the temperature calculation unit 48.

次に、図3〜図5を用いて、本実施形態による補正を行わなかった場合の計測誤差の一例について説明する。図3は、キャリブレーション直後の計測値の一例を示すグラフである。図4は、本実施形態による補正を行わなかった場合における、キャリブレーションしてから15分後の計測値の一例を示すグラフである。図5は、本実施形態による補正を行わなかった場合における、キャリブレーションしてから30分後の計測値の一例を示すグラフである。図3〜図5において、横軸はカメラ座標のx軸、縦軸はカメラ座標のy軸である。また、図3〜図5において、各ハッチング201〜210は、計測したz軸方向の面の高さのばらつきを表している。ハッチング201は、−1450[μm]〜−1470[μm]、ハッチング202は、−1470[μm]〜−1490[μm]を表している。ハッチング203は、−1490[μm]〜−1510[μm]、ハッチング204は、−1510[μm]〜−1530[μm]を表している。ハッチング205は、−1530[μm]〜−1550[μm]、ハッチング206は、−1550[μm]〜−1570[μm]を表している。ハッチング207は、−1570[μm]〜−1590[μm]、ハッチング208は、−1590[μm]〜−1610[μm]を表している。ハッチング209は、−1610[μm]〜−1630[μm]、ハッチング210は、−1630[μm]〜−1650[μm]を表している。
例えば、図3において、ハッチング205(−1530[μm]〜−1550[μm])のみであれば、計測された面の高さ方向(z軸方向)の誤差は、20[μm]であることを表している。
なお、図3〜図5は、同一の平面のうち、100[mm」×70[mm]のエリアを計測している。
Next, an example of a measurement error when the correction according to the present embodiment is not performed will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a graph illustrating an example of a measurement value immediately after calibration. FIG. 4 is a graph showing an example of measured values 15 minutes after calibration when correction according to the present embodiment is not performed. FIG. 5 is a graph showing an example of a measurement value 30 minutes after calibration in the case where the correction according to the present embodiment is not performed. 3 to 5, the horizontal axis is the x-axis of the camera coordinates, and the vertical axis is the y-axis of the camera coordinates. 3-5, each hatching 201-210 represents the dispersion | variation in the height of the surface of the measured z-axis direction. The hatching 201 represents −1450 [μm] to −1470 [μm], and the hatching 202 represents −1470 [μm] to −1490 [μm]. The hatching 203 represents −1490 [μm] to −1510 [μm], and the hatching 204 represents −1510 [μm] to −1530 [μm]. Hatching 205 represents -1530 [μm] to −1550 [μm], and hatching 206 represents −1550 [μm] to −1570 [μm]. A hatching 207 represents −1570 [μm] to −1590 [μm], and a hatching 208 represents −1590 [μm] to −1610 [μm]. Hatching 209 represents -1610 [μm] to -1630 [μm], and hatching 210 represents -1630 [μm] to −1650 [μm].
For example, in FIG. 3, if only the hatching 205 (−1530 [μm] to −1550 [μm]) is used, the error in the height direction (z-axis direction) of the measured surface is 20 [μm]. Represents.
3 to 5 measure an area of 100 [mm] × 70 [mm] in the same plane.

図3に示すように、光切断法によるキャリブレーション直後の計測値では、面の高さが約20[μm]のばらつきを有している。そして、図4に示すように、本実施形態による補正を行わなかった場合、キャリブレーションしてから15分後に同じ平面を計測した場合、面の高さは約80[μm]のばらつきを有して計測されている。さらに、図5に示しように、本実施形態による補正を行わなかった場合、キャリブレーションしてから30分後に同じ平面を計測した場合、面の高さは約200[μm]のばらつきを有して計測されている。すなわち、本実施形態による補正を行わなかった場合、キャリブレーション後、時間が経過する毎に、同一平面を計測しても、高さに対するばらつきが増加している。図5に示すように、ばらつきは、キャリブレーションしてから30分後には、キャリブレーション直後のばらつきに対して約10倍になっている。また、図5に示すように、同一面内でも、ばらつきの発生の状態が異なっている。すなわち、x軸正方向に向かって、計測される高さが減少している。これらの要因の一つは、投射型表示装置30による温度ドリフトである。   As shown in FIG. 3, the measured value immediately after calibration by the light section method has a variation of about 20 [μm] in the height of the surface. As shown in FIG. 4, when the correction according to the present embodiment is not performed, when the same plane is measured 15 minutes after the calibration, the height of the surface has a variation of about 80 [μm]. Is measured. Furthermore, as shown in FIG. 5, when the correction according to the present embodiment is not performed, when the same plane is measured 30 minutes after the calibration, the height of the surface has a variation of about 200 [μm]. Is measured. That is, when the correction according to the present embodiment is not performed, the variation with respect to the height increases even if the same plane is measured every time after calibration. As shown in FIG. 5, the variation is about 10 times the variation immediately after calibration 30 minutes after calibration. Further, as shown in FIG. 5, the state of occurrence of variations is different even within the same plane. That is, the measured height decreases in the positive x-axis direction. One of these factors is a temperature drift caused by the projection display device 30.

次に、初期データ生成処理について、図6〜図9を用いて説明する。
図6は、本実施形態に係る初期データ生成処理のフローチャートである。
図7は、本実施形態に係るワーク10上に照射されるスリット光の一例を説明する図である。図7(a)は、位置xの場合のスリット光の状態を示す図であり、図7(b)は、位置xの場合のスリット光の状態を示す図であり、図7(c)は、位置xの場合のスリット光の状態を示す図である。
図8は、本実施形態に係る図7のスリット光による像を撮像し画像データの一例を示す図である。図8(a)は、位置xのスリット光による像が撮像された画像データを示す図であり、図8(b)は、位置xのスリット光による像が撮像された画像データを示す図であり、図8(c)は、位置xのスリット光による像が撮像された画像データを示す図である。
図9は、計測データ記憶部43に記憶されている初期データの一例を説明する図である。
なお、図6のステップS1〜S5の初期データの生成処理は、3次元計測システム1のキャリブレーション後に行われる。
Next, the initial data generation process will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a flowchart of the initial data generation process according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of slit light irradiated on the workpiece 10 according to the present embodiment. 7 (a) is a diagram showing a state of the slit light when the position x 1, FIG. 7 (b) is a diagram showing a state of the slit light when the position x 2, FIG. 7 (c ) is a diagram showing a state of the slit light when the position x 3.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of image data obtained by capturing an image using the slit light of FIG. 7 according to the present embodiment. 8 (a) is a diagram image by the slit light position x 1 indicates the image data imaged, FIG. 8 (b) shows an image data image by the slit light position x 2 is captured a diagram, FIG. 8 (c), the image by the slit light position x 3 is a diagram showing an image data imaged.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of initial data stored in the measurement data storage unit 43.
Note that the initial data generation processing in steps S <b> 1 to S <b> 5 in FIG. 6 is performed after calibration of the three-dimensional measurement system 1.

(ステップS1)
まず、制御部41は、計測データ記憶部43に記憶されている初期データと、校正データ記憶部46に記憶されている校正データとを初期化する。
投射型表示装置30の画像制御部31は、初期データ生成用のスリット光を、制御部41からの制御信号による指示のタイミングで、ステージ10上のx軸の位置xに照射する。ステップS1終了後、ステップS2に進む。
(Step S1)
First, the control unit 41 initializes initial data stored in the measurement data storage unit 43 and calibration data stored in the calibration data storage unit 46.
The image control unit 31 of the projection display apparatus 30 irradiates slit light for generating initial data to the x-axis position x 1 on the stage 10 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. After step S1, the process proceeds to step S2.

(ステップS2)
次に、画像取得部42は、制御部41から制御信号による指示のタイミングで、撮像装置20が撮像した画像データであって、スリット光が照射されているステージ10の画像データを取得する。画像取得部42は、撮像装置20が出力する画像データを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。そして、画像取得部42は、変換した画像データを所定のしきい値で二値化し、二値化した画像データを計測データ記憶部43に記憶させる。ステップS2終了後、ステップS3に進む。
(Step S2)
Next, the image acquisition unit 42 acquires the image data of the stage 10 irradiated with the slit light, which is image data captured by the imaging device 20 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. The image acquisition unit 42 converts the image data output from the imaging device 20 from an analog signal to a digital signal. The image acquisition unit 42 binarizes the converted image data with a predetermined threshold value, and stores the binarized image data in the measurement data storage unit 43. After step S2, the process proceeds to step S3.

(ステップS3)
次に、ライン位置演算部44は、計測データ記憶部43に記憶されている二値化された画像データを読み出し、読み出した画像データからライン位置を検出する。ライン位置演算部44は、撮像された画像データからカメラ座標におけるライン位置を算出し、算出されたカメラ座標に対応するワーク座標におけるライン位置を算出する。例えば、ライン位置演算部44は、カメラ座標におけるx11の位置で検出されたライン301の全ての画素((x111,y111)、(x112,y112)、・・・、(x11m,y11m))(mは1以上の自然数)に対して、ワーク座標における位置xの全ての画素の座標((x11,y11)、(x12,y12)、・・・、(x1m,y1m))を算出する。図8(a)のように検出されたライン301に対して、全ての画素の位置を線形補間し、算出されたライン位置が直線とみなせると判別される場合、ライン位置演算部44は、ライン位置の情報を線分データ(例えば、始点の座標と、終点の座標)として算出するようにしてもよい。なお、図8(b)の符号302は、カメラ座標x12で検出されたラインであり、図8(c)の符号303は、カメラ座標x13で検出されたラインである。
位置xで撮像された場合、キャリブレーション直後には温度ドリフトがほとんどない。このため、図8(a)に示すように、位置xの照射されたスリット光は、カメラ座標x軸のx11の位置に輝度の高い直線として検出される。ステップS3終了後、ステップS4に進む。
(Step S3)
Next, the line position calculation unit 44 reads the binarized image data stored in the measurement data storage unit 43 and detects the line position from the read image data. The line position calculation unit 44 calculates the line position at the camera coordinates from the captured image data, and calculates the line position at the work coordinates corresponding to the calculated camera coordinates. For example, the line position calculation unit 44 includes all the pixels ((x 111 , y 111 ), (x 112 , y 112 ),..., (X 11m ) of the line 301 detected at the position of x 11 in the camera coordinates. , y 11m)) (m for a natural number of 1 or more), the coordinates of all the pixels of position x 1 in the workpiece coordinate ((x 11, y 11) , (x 12, y 12), ···, (X 1m , y 1m )) is calculated. When it is determined that the position of all pixels is linearly interpolated with respect to the detected line 301 as shown in FIG. 8A and the calculated line position can be regarded as a straight line, the line position calculation unit 44 The position information may be calculated as line segment data (for example, the coordinates of the start point and the coordinates of the end point). Reference numeral 302 in FIG. 8 (b) is a detected line camera coordinate x 12, reference numeral 303 in FIG. 8 (c) is a detected line camera coordinate x 13.
When captured by the position x 1, there is little temperature drift immediately after the calibration. Therefore, as shown in FIG. 8 (a), a slit beam irradiated position x 1 is detected as a high brightness linear to the position of x 11 camera coordinate x-axis. After step S3 ends, the process proceeds to step S4.

(ステップS4)
次に、ライン位置演算部44は、カメラ座標x11の位置で検出されたライン301の全ての画素と、算出したワーク座標xの全ての画素の座標とを関連づけて計測データ記憶部43に記憶させる。図9に示すように、計測データ記憶部43には、例えば、カメラ座標x1n(nは1以上の自然数)の画素の座標((x1n1,y1n1)、(x1n2,y1n2)、・・・、(x1nm,y1nm))に対応して、ワーク座標xの画素の座標((xn1,yn1)、(xn2,yn2)、・・・、(xnm,ynm))が記憶されている。ステップS4終了後、ステップS5に進む。
(Step S4)
Next, the line position calculation unit 44 associates all the pixels of the line 301 detected at the position of the camera coordinate x 11 with the coordinates of all the calculated pixels of the work coordinate x 1 in the measurement data storage unit 43. Remember. As shown in FIG. 9, the measurement data storage unit 43 includes, for example, pixel coordinates ((x 1n1 , y 1n1 ), (x 1n2 , y 1n2 ), camera coordinates x 1n (n is a natural number of 1 or more), ···, (x 1nm, y 1nm ) in response to) the coordinates of the pixels in the workpiece coordinate x n ((x n1, y n1), (x n2, y n2), ···, (x nm, y nm )) is stored. After step S4 ends, the process proceeds to step S5.

(ステップS5)
次に、ライン位置演算部44は、制御部41が出力するライン位置のワーク座標がxか否かを判別する。ライン位置のワーク座標がxの場合(ステップS5;Yes)、初期データの生成処理を終了する。ライン位置のワーク座標がxではない場合(ステップS5;No)、ステップS1〜S5を、ワーク座標がxまで繰り返す。
(Step S5)
Next, the line position calculation unit 44 determines whether or not the work coordinate of the line position output by the control unit 41 is xn . If the work coordinate at the line position is xn (step S5; Yes), the initial data generation process is terminated. When the work coordinate at the line position is not xn (step S5; No), steps S1 to S5 are repeated until the work coordinate is xn .

次に、3次元計測処理について、図7、図10〜図12を用いて説明する。
図10は、本実施形態に係る3次元計測処理のフローチャートである。図11は、本実施形態に係る校正データの補正処理のフローチャートである。図12は、本実施形態に係る3次元計測処理における図7の状態を撮像した画像データの一例を示す図である。図12(a)は、位置xのスリット光が撮像された画像データを示す図であり、図12(b)は、位置xのスリット光が撮像された画像データを示す図であり、図12(c)は、位置xのスリット光が撮像された画像データを示す図である。
なお、本実施形態では、ワーク10上に被計測物5が乗っていない状態である。
Next, the three-dimensional measurement process will be described with reference to FIGS. 7 and 10 to 12.
FIG. 10 is a flowchart of the three-dimensional measurement process according to this embodiment. FIG. 11 is a flowchart of calibration data correction processing according to the present embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of image data obtained by capturing the state of FIG. 7 in the three-dimensional measurement process according to the present embodiment. 12 (a) is a diagram slit beam position x 1 indicates the image data imaged, FIG. 12 (b) is a diagram showing an image data slit light position x 2 is captured, Figure 12 (c) is a diagram slit beam position x 3 indicates the image data imaged.
In the present embodiment, the measurement object 5 is not on the workpiece 10.

(ステップS101)
投射型表示装置30の画像制御部31は、計測用のスリット光を、制御部41からの制御信号による指示のタイミングで、ステージ10上のx軸の位置xにキャリブレーション後も照射し続ける。本実施形態では、ステップS101終了後、ステップS102に進む。
(Step S101)
Image control unit 31 of the projection-type display device 30, a slit light for measurement at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41 continues to irradiation after calibration position x 1 of x-axis on the stage 10 . In the present embodiment, after step S101 ends, the process proceeds to step S102.

(ステップS102)
次に、画像取得部42は、制御部41からの制御信号による指示のタイミングで、撮像装置20が撮像したスリット光が照射されているステージ10の画像データを取得する。画像取得部42は、撮像装置20が出力する画像データを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。そして、画像取得部42は、変換した画像データを所定のしきい値で二値化し、二値化した画像データを計測データ記憶部43に記憶させる。ステップS102終了後、ステップS103に進む。
(Step S102)
Next, the image acquisition unit 42 acquires the image data of the stage 10 irradiated with the slit light imaged by the imaging device 20 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. The image acquisition unit 42 converts the image data output from the imaging device 20 from an analog signal to a digital signal. The image acquisition unit 42 binarizes the converted image data with a predetermined threshold value, and stores the binarized image data in the measurement data storage unit 43. After step S102, the process proceeds to step S103.

(ステップS103)
次に、ライン位置演算部44は、計測データ記憶部43に記憶されている二値化された画像データを読み出し、読み出した画像データからライン位置を検出する。ライン位置検出は、ライン位置演算部44が、撮像された画像データからカメラ座標におけるライン位置を算出し、算出されたカメラ座標に対応するワーク座標におけるライン位置を算出する。
例えば、ライン位置演算部44は、カメラ座標におけるx11’の位置で検出されたライン401の全ての画素((x111’,y111’)、(x112’,y112’)、・・・、(x11m’,y11m’))(mは1以上の自然数)に対して、ワーク座標における位置x’の全ての画素の座標((x11’,y11’)、(x12’,y12’)、・・・、(x1m’,y1m’))を算出する。ライン位置演算部44は、算出したワーク座標における位置x’の全ての画素の座標((x11’,y11’)、(x12’,y12’)、・・・、(x1m’,y1m’))を校正データ補正部45に出力する。
位置xに照射されたスリット光を撮像した場合、キャリブレーション直後には温度ドリフトがほとんどないため、図8(a)に示すように、カメラ座標x軸のx11の位置に輝度の高いラインとして検出される。しかしながら、キャリブレーションしてから時間が経過するにしたがって、照射されるライン位置の座標が、図12(a)の曲線401ようにずれる。なお、このような投射型表示装置30による温度ドリフトとは、例えば、光源の明るさ設定の影響、投射型表示装置30の外気の影響、投射型表示装置30の不図示のレンズ部のガラスに対する温度の影響、投射型表示装置30の内部回路の温度の影響、さらにこれらの影響の時間変化などである。
また、図12(b)の符号402は、カメラ座標x12’で検出されたラインであり、図12(c)の符号403は、カメラ座標x13’で検出されたラインである。
ステップS103終了後、ステップS104に進む。
(Step S103)
Next, the line position calculation unit 44 reads the binarized image data stored in the measurement data storage unit 43 and detects the line position from the read image data. In the line position detection, the line position calculation unit 44 calculates the line position at the camera coordinates from the captured image data, and calculates the line position at the work coordinates corresponding to the calculated camera coordinates.
For example, the line position calculation unit 44 includes all the pixels ((x 111 ′, y 111 ′), (x 112 ′, y 112 ′) detected at the position of x 11 ′ in the camera coordinates,. ·, (x 11m ', y 11m')) (m for a natural number of 1 or more), 'coordinates of all pixels ((x 11' position x 1 in the workpiece coordinate, y 11 '), (x 12 ′, y 12 ′),... (X 1m ′, y 1m ′)) are calculated. The line position calculation unit 44 coordinates ((x 11 ′, y 11 ′), (x 12 ′, y 12 ′),... (X 1m ) of all pixels at the position x 1 ′ in the calculated work coordinates. ', Y 1m ')) is output to the calibration data correction unit 45.
If capturing a slit beam irradiated on the position x 1, since there is little temperature drift immediately after calibration, as shown in FIG. 8 (a), a high brightness at a position of x 11 camera coordinate x-axis line Detected as However, as time elapses after calibration, the coordinates of the irradiated line position shift as shown by a curve 401 in FIG. The temperature drift caused by such a projection display device 30 is, for example, the influence of the brightness setting of the light source, the influence of the outside air of the projection display device 30, and the glass of the lens unit (not shown) of the projection display device 30. These are the influence of temperature, the influence of the temperature of the internal circuit of the projection display device 30, and the time change of these influences.
Further, reference numeral 402 in FIG. 12 (b), 'a detected line, reference numeral 403 in FIG. 12 (c), the camera coordinate x 13' camera coordinate x 12 is detected lines.
After step S103 ends, the process proceeds to step S104.

(ステップS104)
次に、校正データ補正部45は、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを、後述する校正データの補正処理により補正し、補正した校正データを校正データ記憶部46に更新して記憶させる。
(Step S104)
Next, the calibration data correction unit 45 corrects the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 by a calibration data correction process, which will be described later, and updates and stores the corrected calibration data in the calibration data storage unit 46. Let

(ステップS105)
次に、ライン位置演算部44は、制御部41が出力するライン位置のワーク座標がxか否かを判別する。ワーク座標がxの場合(ステップS105;Yes)、ステップS106に進む。ワーク座標がxではない場合(ステップS105;No)、ステップS101〜S105を、ワーク座標がxまで繰り返す。
ライン位置演算部44は、ワーク10上の所定の範囲の走査が完了した場合、3次元データ演算部47に走査が完了したことを示す情報を出力する。
(Step S105)
Next, the line position calculation unit 44 determines whether or not the work coordinate of the line position output by the control unit 41 is xn . When the work coordinates are xn (step S105; Yes), the process proceeds to step S106. When the workpiece coordinates are not xn (step S105; No), steps S101 to S105 are repeated until the workpiece coordinates are xn .
When the scanning of the predetermined range on the workpiece 10 is completed, the line position calculation unit 44 outputs information indicating that the scanning is completed to the three-dimensional data calculation unit 47.

(ステップS106)
次に、3次元データ演算部47は、ライン位置演算部44が出力する走査が完了したことを示す情報が入力された後、校正データ記憶部46に記憶されている更新された校正データを用いて、計測された全てのライン位置データを補正する。3次元データ演算部47は、補正したデータを計測データとして、画像表示装置50に出力する。
ステップS101〜S106の処理完了後、ステップS101に戻り、ステップS101〜S106を繰り返し行う。
(Step S106)
Next, the three-dimensional data calculation unit 47 uses the updated calibration data stored in the calibration data storage unit 46 after information indicating that the scanning output from the line position calculation unit 44 has been completed is input. Correct all the measured line position data. The three-dimensional data calculation unit 47 outputs the corrected data to the image display device 50 as measurement data.
After the process of steps S101 to S106 is completed, the process returns to step S101, and steps S101 to S106 are repeated.

次に、ステップS104の校正データの補正処理について、図11を用いて説明する。なお、校正データ記憶部46に記憶されている校正データの初期状態は、全てのワーク位置で誤差0に、予め制御部41からの初期設定により設定されている。   Next, the calibration data correction process in step S104 will be described with reference to FIG. Note that the initial state of the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 is set by the initial setting from the control unit 41 to an error of 0 at all work positions.

(ステップS201)
校正データ補正部45は、計測データ記憶部43に記憶されているワーク位置xの初期データを読み出す。次に、校正データ補正部45は、読み出したワーク位置xの初期データ(ライン301の画素の座標)と、ライン位置演算部44が算出したライン位置x’の画素の座標とを比較し、ワーク位置xに対する補正係数を算出する。
補正係数は、例えば、次式(1)により算出する。ステップS201終了後、ステップS202に進む。
(Step S201)
The calibration data correction unit 45 reads the initial data of the workpiece position x 1 stored in the measurement data storage unit 43. Then, calibration data correcting unit 45 compares the read initial data in the work position x 1 (coordinates of the pixels of the line 301), and the pixel of the line position calculating unit 44 to calculate line position x 1 'coordinate calculates a correction coefficient for work position x 1.
For example, the correction coefficient is calculated by the following equation (1). After step S201 ends, the process proceeds to step S202.

補正係数=(ワーク位置xの各画素の座標)/(ワーク位置x’の各画素の座標) ・・・(1) Correction factor = (the coordinates of each pixel of the work positions x 1) / (the coordinates of each pixel of the work positions x 1 ') ··· (1)

例えば、校正データ記憶部46に記憶されているワーク位置xにおける画素の座標が(1.0、1.0)、ステップS103で算出されたワーク位置x’ における画素の座標が(1.1、1.1)の場合、校正データ補正部45は、x軸、y軸ともに補正係数=1.0/1.1=0.92を算出する。 For example, the coordinates of the pixel at the work position x 1 stored in the calibration data storage unit 46 are (1.0, 1.0), and the coordinates of the pixel at the work position x 1 ′ calculated in step S103 are (1. 1 and 1.1), the calibration data correction unit 45 calculates correction coefficient = 1.0 / 1.1 = 0.92 for both the x-axis and the y-axis.

(ステップS202)
次に、校正データ補正部45は、算出した補正係数を用いて、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを更新する。
例えば、補正係数が0.9と算出された場合、予め校正データ記憶部46に記憶されている補正係数と誤差との対応関係に基づき、校正データ補正部45は、ライン位置xの校正データを0から0.1に補正して更新する。
図13は、校正データ記憶部46に記憶されている校正データの一例を説明する図である。図13に示すように、例えば、ワーク位置xに対応して、校正データhが関連づけられて記憶されている。
(Step S202)
Next, the calibration data correction unit 45 updates the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 using the calculated correction coefficient.
For example, when the correction coefficient is calculated as 0.9, the calibration data correction unit 45 calculates the calibration data of the line position x 1 based on the correspondence between the correction coefficient and the error stored in advance in the calibration data storage unit 46. Is updated from 0 to 0.1.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of calibration data stored in the calibration data storage unit 46. As shown in FIG. 13, for example, to correspond to the work position x 2, calibration data h 2 are stored in association with.

(ステップS203)
次に、校正データ補正部45は、算出した補正係数を温度演算部48に出力する。温度演算部48は、校正データ補正部45が出力する補正係数に基づき、投射型表示装置30の内部温度を推定する。温度演算部48は、推定した投影装置の温度に基づき、投射型表示装置30のFANを制御する制御値を生成し、生成したFAN制御値を、投射型表示装置30のFAN制御部32に出力する。
(Step S203)
Next, the calibration data correction unit 45 outputs the calculated correction coefficient to the temperature calculation unit 48. The temperature calculation unit 48 estimates the internal temperature of the projection display device 30 based on the correction coefficient output from the calibration data correction unit 45. The temperature calculation unit 48 generates a control value for controlling the FAN of the projection display device 30 based on the estimated temperature of the projection device, and outputs the generated FAN control value to the FAN control unit 32 of the projection display device 30. To do.

なお、初期データを生成するために照射するスリット光の間隔と、計測時のスリット光の間隔は同一でなくてもよい。例えば、計測時のスリット間隔が、xからxまでn回の場合、初期データを生成するために照射するスリット光の間隔をnの半分にしてもよい。この場合、校正データ補正部45は、計測時にx軸x’、x’、・・・の位置、すなわち、照射2回に対して校正を1回行うようにしてもよい。あるいは、x’の位置においては、その前の位置xの位置情報と比較するようにしてもよく、または、前後の位置情報xとxとの平均値を用いて比較するようにしてもよい。 It should be noted that the interval between the slit lights irradiated for generating the initial data may not be the same as the interval between the slit lights at the time of measurement. For example, the slit interval of time measurement, in the case of n times from x 0 to x n, the interval of the slit beam irradiated to generate the initial data may be one half of n. In this case, the calibration data correction unit 45 may perform calibration once for the positions of the x-axes x 0 ′, x 2 ′,. Alternatively, the position information of x 1 ′ may be compared with the position information of the previous position x 0 , or may be compared using the average value of the position information x 0 and the previous position information x 2. May be.

次に、図14〜図16を用いて、本実施形態による補正を行った場合の計測誤差の一例について説明する。図14は、キャリブレーション直後の計測値の一例を示すグラフである。図15は、本実施形態による補正を行った場合、キャリブレーションしてから15分後の計測値の一例を示すグラフである。図16は、本実施形態による補正を行った場合、キャリブレーションしてから30分後の計測値の一例を示すグラフである。図14〜図16において、横軸はカメラ座標のx軸、縦軸はカメラ座標のy軸である。また、図14〜図16において、各ハッチング201〜210は、図3〜図5と同様に、計測したz軸方向の面の高さのばらつきを表している。
なお、図14〜図16は、図3〜図5と同様に、同一の平面のうち、100[mm」×70[mm]のエリアを計測している。
Next, an example of a measurement error when correction according to the present embodiment is performed will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a graph illustrating an example of a measurement value immediately after calibration. FIG. 15 is a graph showing an example of measured values 15 minutes after calibration when correction according to the present embodiment is performed. FIG. 16 is a graph showing an example of measured values 30 minutes after calibration when correction according to the present embodiment is performed. 14 to 16, the horizontal axis is the x-axis of the camera coordinates, and the vertical axis is the y-axis of the camera coordinates. Further, in FIGS. 14 to 16, each hatching 201 to 210 represents variation in the measured height of the surface in the z-axis direction as in FIGS. 3 to 5.
14 to 16 measure an area of 100 [mm] × 70 [mm] in the same plane as in FIGS. 3 to 5.

図14に示すように、本実施形態によるキャリブレーション直後の計測値は、面の高さは約20[μm]のばらつきである。そして、図15に示しように、実施形態による補正を行った場合、キャリブレーション後、15分後に同じ平面を計測した面の高さは約20[μm]程度のばらつきを有して計測されている。さらに、図16に示しように、実施形態による補正を行った場合、キャリブレーション後、30分後に同じ平面を計測した面の高さは約20[μm]のばらつきを有して計測されている。すなわち、実施形態による補正を行った場合、キャリブレーション後、時間が経過する毎に、同一平面を計測しても、高さに対するばらつきが増加せず、ほぼキャリブレーション直後のままである。
本実施形態によれば、キャリブレーションした後、15分後、本実施形態による校正を行わない場合、上述したように面の高さのばらつきは約80[μm](図4)であるので、ばらつきは四分の一に改善されている。さらに、キャリブレーションした後、30分後、本実施形態による校正を行わない場合、上述したように面の高さのばらつきは約200[μm](図5)であるので、ばらつきは十分の一に改善されている。
As shown in FIG. 14, the measurement value immediately after calibration according to the present embodiment has a variation of about 20 [μm] in the height of the surface. As shown in FIG. 15, when the correction according to the embodiment is performed, the height of the same plane measured 15 minutes after calibration is measured with a variation of about 20 [μm]. Yes. Furthermore, as shown in FIG. 16, when the correction according to the embodiment is performed, the height of the surface obtained by measuring the same plane 30 minutes after the calibration is measured with a variation of about 20 [μm]. . That is, when the correction according to the embodiment is performed, every time after calibration, even if the same plane is measured, the variation with respect to the height does not increase and it remains almost immediately after calibration.
According to the present embodiment, after calibrating, if the calibration according to the present embodiment is not performed after 15 minutes, the variation in the height of the surface is about 80 [μm] (FIG. 4) as described above. The variation is improved by a quarter. Furthermore, when the calibration according to the present embodiment is not performed after 30 minutes from the calibration, the variation in the height of the surface is about 200 [μm] (FIG. 5) as described above. Has been improved.

以上のように、制御部40は、キャリブレーション直後に、ワーク10の上に何も置かない状態の撮像された画像データから各ライン位置を算出し、算出したライン位置の各画素の座標を計測データ記憶部43に初期データとして記憶させる。
次に、制御部40は、ワーク10の上に何も置かない状態のワーク10に、スリット光を照射かつ走査し続けるように投射型表示装置30を制御する。そして、制御部40は、スリット光が照射された画像データからラインのデータを検出し、検出したラインのデータに対応する各ライン位置の各画素の座標を算出する。そして、制御部40は、算出したライン位置の各画素の座標と、計測データ記憶部43に記憶されている初期データ(各画素の座標)とを比較して校正用の補正値を算出して、算出した補正値に基づき校正データ記憶部46に記憶されている校正データを補正して更新する。そして、制御部40は、この校正データを用いて、3次元測定データを算出する。
この結果、投射型表示装置30による温度ドリフトの影響で、照射光の位置に誤差が生じても、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを用いて、3次元測定データを算出しているので、温度ドリフトの影響を防ぐことができる。
また、計測部40が投射型表示装置30のFANを制御するため、投光部の温度ドリフトによる影響に基づいて、投光部の温度制御を行う。この結果、投光部の温度制御により投光部が有する誤差を減らせことができるので、投影装置の温度ドリフトによる影響を軽減することができる。
As described above, the control unit 40 calculates each line position from the captured image data in a state where nothing is placed on the workpiece 10 immediately after calibration, and measures the coordinates of each pixel of the calculated line position. Data is stored in the data storage unit 43 as initial data.
Next, the control unit 40 controls the projection display device 30 so that the workpiece 10 in a state where nothing is placed on the workpiece 10 is continuously irradiated and scanned with the slit light. The control unit 40 detects line data from the image data irradiated with the slit light, and calculates the coordinates of each pixel at each line position corresponding to the detected line data. Then, the control unit 40 calculates a correction value for calibration by comparing the coordinates of each pixel at the calculated line position with the initial data (coordinates of each pixel) stored in the measurement data storage unit 43. Based on the calculated correction value, the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 is corrected and updated. And the control part 40 calculates three-dimensional measurement data using this calibration data.
As a result, even if an error occurs in the position of the irradiation light due to the temperature drift caused by the projection display device 30, the three-dimensional measurement data is calculated using the calibration data stored in the calibration data storage unit 46. Therefore, the influence of temperature drift can be prevented.
Moreover, since the measurement part 40 controls FAN of the projection type display apparatus 30, temperature control of a light projection part is performed based on the influence by the temperature drift of a light projection part. As a result, since the error of the light projecting unit can be reduced by controlling the temperature of the light projecting unit, the influence of the temperature drift of the projection device can be reduced.

[第2実施形態]
第1実施形態では、ワーク10上に何も置かない状態でスリット光を照射し、温度ドリフトが生じていない状態の初期状態のデータと比較する例を説明した。第2実施形態では、ワーク10上に被計測物5が置かれた場合について説明する。
計測装置40の構成は、図2と同様である。また、投射型表示装置30のキャリブレーション後に行う初期データの生成処理は、第1実施形態の図6の手順と同様である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the example in which the slit light is irradiated in a state where nothing is placed on the work 10 and compared with the data in the initial state in which no temperature drift has occurred has been described. In the second embodiment, a case where the measurement object 5 is placed on the workpiece 10 will be described.
The configuration of the measuring device 40 is the same as that in FIG. The initial data generation process performed after the calibration of the projection display device 30 is the same as the procedure of FIG. 6 of the first embodiment.

図17は、本実施形態に係る初期データ取得後にワーク10上に被計測物5が置かれた場合のスリット光の状態を説明する図である。図17に示すように、投射型表示装置30は、第1実施形態と同様に、x軸に対してxからxまで、スリット光の照射を繰り返す。図17(a)は、位置xのスリット光の状態を示す図であり、図17(b)は、位置xのスリット光の状態を示す図であり、図17(c)は、位置xのスリット光の状態を示す図である。
図18は、本実施形態に係る図17のスリット光による像を撮像し画像データの一例を示す図である。図18(a)は、位置xの場合の撮像された画像データを示す図であり、図18(b)は、位置xの場合の撮像された画像データを示す図であり、図18(c)は、位置xの場合の撮像された画像データを示す図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the state of the slit light when the measurement object 5 is placed on the work 10 after the initial data acquisition according to the present embodiment. As shown in FIG. 17, the projection-type display device 30, as in the first embodiment, from x 0 to x n with respect to the x-axis, repeated irradiation of the slit light. 17 (a) is a diagram showing a state of the slit light position x 1, FIG. 17 (b) is a diagram showing a state of the slit light position x 2, FIG. 17 (c) position it is a diagram showing a state of the slit light in x 3.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of image data obtained by capturing an image using the slit light of FIG. 17 according to the present embodiment. Figure 18 (a) is a diagram showing a captured image data when the position x 1, FIG. 18 (b) is a diagram showing a captured image data when the position x 2, FIG. 18 (c) is a diagram showing a captured image data when the position x 3.

図17(a)と図18(a)、及び図17(c)と図18(c)に示すように、ワーク10上に被計測物5が無い場合、カメラ座標x11及びx13のライン601及び603は、第1実施形態の図8(a)及び図8(c)と同様の画像データが得られる。
一方、図17(b)と図18(b)に示すように、ワーク10上に被計測物5がある場合、カメラ座標x12のライン602は、被計測物5が無い領域のライン602−1及び602−3と、被計測物5がある領域のライン602−2である。そして、ライン602−2の輝度は、ライン602−1及び602−3の輝度より高い。なお、図18(b)では、便宜的に輝度の高いライン602−2を、輝度の低いライン602−1より太い線分で表している。
すなわち、撮像装置20で撮像された画像を画像データでは、被計測物5がある領域と無い領域とで、検出される輝度が異なる。このため、予め輝度に対するしきい値を実験により設定しておくことで、被計測物5による反射か、ワーク10による反射のラインかを識別することができる。なお、本実施形態では、ワーク10による反射光の輝度より、被計測物5による反射光の輝度が高い場合を説明するが、被計測物5による反射光の輝度の方が低くても、同様に処理することができる。
Figure 17 (a) and FIG. 18 (a), the and as shown in FIG. 18 (c) 17 and (c), if there is no object to be measured 5 on the work 10, the line of the camera coordinate x 11 and x 13 In 601 and 603, the same image data as in FIGS. 8A and 8C of the first embodiment is obtained.
On the other hand, as shown in FIGS. 17B and 18B, when the measurement object 5 is on the workpiece 10, the line 602 of the camera coordinate x 12 is a line 602-in the area where the measurement object 5 is not present. 1 and 602-2, and a line 602-2 in a region where the measurement object 5 is present. The luminance of the line 602-2 is higher than that of the lines 602-1 and 602-3. In FIG. 18B, the line 602-2 with high luminance is represented by a thicker line segment than the line 602-1 with low luminance for convenience.
That is, in the image data captured by the imaging device 20, the detected brightness differs between the area where the measurement object 5 is present and the area where it is not present. For this reason, it is possible to identify whether the reflection is due to the measurement object 5 or the reflection line due to the work 10 by setting a threshold value for luminance in advance through experiments. In the present embodiment, the case where the brightness of the reflected light from the object to be measured 5 is higher than the brightness of the reflected light from the work 10 will be described, but the same applies even if the brightness of the reflected light from the object to be measured 5 is lower. Can be processed.

次に、本実施形態の3次元計測処理について説明する。
図19は、本実施形態に係る3次元計測のフローチャートである。
Next, the three-dimensional measurement process of this embodiment will be described.
FIG. 19 is a flowchart of three-dimensional measurement according to the present embodiment.

(ステップS301)
投射型表示装置30の画像制御部31は、キャリブレーション用のスリット光を、制御部41からの制御信号による指示のタイミングで、ステージ10上のx軸の位置xに照射する。ステップS301終了後、ステップS302に進む。
(Step S301)
The image control unit 31 of the projection display device 30 irradiates the slit light for calibration to the x-axis position x 1 on the stage 10 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. After step S301 ends, the process proceeds to step S302.

(ステップS302)
次に、画像取得部42は、制御部41から制御信号による指示のタイミングで、撮像装置20が撮像したスリット光が照射されているステージ10の画像データを取得する。画像取得部42は、撮像装置20が出力する画像データを、アナログ信号からデジタル信号に変換する。そして、画像取得部42は、変換した画像データを所定のしきい値で階調化し、階調化した画像データを計測データ記憶部43に記憶させる。ステップS302終了後、ステップS303に進む。
(Step S302)
Next, the image acquisition unit 42 acquires the image data of the stage 10 irradiated with the slit light imaged by the imaging device 20 at the timing of the instruction by the control signal from the control unit 41. The image acquisition unit 42 converts the image data output from the imaging device 20 from an analog signal to a digital signal. Then, the image acquisition unit 42 gradations the converted image data with a predetermined threshold value, and stores the gradation image data in the measurement data storage unit 43. After step S302 ends, the process proceeds to step S303.

(ステップS303)
次に、ライン位置演算部44は、計測データ記憶部43に記憶されている階調化された画像データを読み出し、読み出した画像データに対して所定のしきい値より低い輝度のラインを、ワーク10上のラインとして検出する。
ステップS303終了後、ステップS304に進む。
(Step S303)
Next, the line position calculation unit 44 reads out the gradation image data stored in the measurement data storage unit 43, and sets a line having a luminance lower than a predetermined threshold with respect to the read image data. Detected as line 10 above.
After step S303 ends, the process proceeds to step S304.

(ステップS304)
次に、ライン位置演算部44は、検出したラインに対応するカメラ座標における各画素の座標を算出し、算出されたカメラ座標に対応するワーク座標におけるライン位置の各画素の座標を算出する。例えば、ライン位置演算部44は、カメラ座標におけるx11’の位置で検出されたライン401の全ての画素((x111’,y111’)、(x112’,y112’)、・・・、(x11m’,y11m’))(mは1以上の自然数)に対して、ワーク座標における位置x’の全ての画素の座標((x11’,y11’)、(x12’,y12’)、・・・、(x1m’,y1m’))を算出する。ライン位置演算部44は、算出したワーク座標における位置x1’の全ての画素の座標((x11’,y11’)、(x12’,y12’)、・・・、(x1m’,y1m’))を校正データ補正部45に出力する。
ステップS304終了後、ステップS305に進む。
(Step S304)
Next, the line position calculation unit 44 calculates the coordinates of each pixel in the camera coordinates corresponding to the detected line, and calculates the coordinates of each pixel in the line position in the work coordinates corresponding to the calculated camera coordinates. For example, the line position calculation unit 44 includes all the pixels ((x 111 ′, y 111 ′), (x 112 ′, y 112 ′) detected at the position of x 11 ′ in the camera coordinates,. ·, (x 11m ', y 11m')) (m for a natural number of 1 or more), 'coordinates of all pixels ((x 11' position x 1 in the workpiece coordinate, y 11 '), (x 12 ′, y 12 ′),... (X 1m ′, y 1m ′)) are calculated. The line position calculation unit 44 coordinates ((x 11 ′, y 11 ′), (x 12 ′, y 12 ′),..., (X 1m ′) at the position x1 ′ in the calculated work coordinates. , Y 1m ′)) is output to the calibration data correction unit 45.
After step S304 ends, the process proceeds to step S305.

(ステップS305)
次に、校正データ補正部45は、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを、上述した校正データの補正処理により補正し、補正した校正データを校正データ記憶部46に更新して記憶させる。ステップS305終了後、ステップS306に進む。
(Step S305)
Next, the calibration data correction unit 45 corrects the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 by the calibration data correction process described above, and updates and stores the corrected calibration data in the calibration data storage unit 46. Let After step S305 ends, the process proceeds to step S306.

(ステップS306)
次に、ライン位置演算部44は、制御部41が出力するワーク座標がxか否かを判別する。ワーク座標がxの場合(ステップS306;Yes)、ステップS307に進む。ワーク座標がxではない場合(ステップS306;No)、ステップS301〜S306を、ワーク座標がxまで繰り返す。
ライン位置演算部44は、ワーク10上の所定の範囲の走査が完了した場合、3次元データ演算部47に完了したことを示す情報を出力する。
(Step S306)
Next, the line position calculation unit 44 determines whether or not the work coordinates output by the control unit 41 are xn . When the work coordinates are xn (step S306; Yes), the process proceeds to step S307. When the work coordinates are not xn (step S306; No), steps S301 to S306 are repeated until the work coordinates are xn .
The line position calculation unit 44 outputs information indicating completion to the three-dimensional data calculation unit 47 when scanning of a predetermined range on the workpiece 10 is completed.

(ステップS307)
次に、3次元データ演算部47は、ライン位置演算部44が出力する走査が完了したことを示す情報が入力された後、校正データ記憶部46に記憶されている更新された校正データを用いて、計測された全てのライン位置データを補正する。3次元データ演算部47は、補正したデータを計測データとして、画像表示装置50に出力する。
ステップS301〜S307の処理完了後、ステップS301に戻り、ステップS301〜S307を繰り返し行う。
(Step S307)
Next, the three-dimensional data calculation unit 47 uses the updated calibration data stored in the calibration data storage unit 46 after information indicating that the scanning output from the line position calculation unit 44 has been completed is input. Correct all the measured line position data. The three-dimensional data calculation unit 47 outputs the corrected data to the image display device 50 as measurement data.
After the process of steps S301 to S307 is completed, the process returns to step S301, and steps S301 to S307 are repeated.

以上のように、制御部40は、キャリブレーション直後に、ワーク10の上に何も置かない状態の撮像された画像データから各ライン位置を算出し、算出したライン位置の各画素の座標を計測データ記憶部43に初期データとして記憶させる。
次に、制御部40は、キャリブレーション後も、ワーク10上に照射光を照射し続けるように投射型表示装置30を制御する。
次に、制御部40は、スリット光が照射された画像データから、被計測物5以外の反射光であるワーク10上のラインのデータを検出し、検出したラインのデータに対応する各ライン位置の各画素の座標を算出する。そして、制御部40は、算出したライン位置の各画素の座標と、計測データ記憶部43に記憶されている初期データとを比較して校正用の補正値を算出して、算出した補正値に基づき校正データ記憶部46に記憶されている校正データを補正して更新する。そして、制御部40は、この校正データを用いて、3次元測定データを算出する。
この結果、ワーク10上に被計測物5が置かれた場合でも、投射型表示装置30による温度ドリフトの影響で、照射光の位置に誤差が生じても、校正データ記憶部46に記憶されている校正データを用いて、3次元測定データを算出しているので、温度ドリフトの影響を防ぐことができる。
As described above, the control unit 40 calculates each line position from the captured image data in a state where nothing is placed on the workpiece 10 immediately after calibration, and measures the coordinates of each pixel of the calculated line position. Data is stored in the data storage unit 43 as initial data.
Next, the control unit 40 controls the projection display device 30 so as to continue irradiating the irradiation light on the workpiece 10 even after calibration.
Next, the control unit 40 detects line data on the workpiece 10 that is reflected light other than the measurement object 5 from the image data irradiated with the slit light, and each line position corresponding to the detected line data. The coordinates of each pixel are calculated. Then, the control unit 40 calculates the correction value for calibration by comparing the coordinates of each pixel at the calculated line position with the initial data stored in the measurement data storage unit 43, and sets the calculated correction value. Based on this, the calibration data stored in the calibration data storage unit 46 is corrected and updated. And the control part 40 calculates three-dimensional measurement data using this calibration data.
As a result, even when the object to be measured 5 is placed on the workpiece 10, even if an error occurs in the position of the irradiation light due to the influence of the temperature drift by the projection display device 30, it is stored in the calibration data storage unit 46. Since the three-dimensional measurement data is calculated using the calibration data, it is possible to prevent the influence of temperature drift.

また、本実施形態では、投射型表示装置30が照射する照射光として、スリット光を用いる例を説明したが、スポット光、格子パターン、および2値コードなどでもよい。この場合においても、キャリブレーション直後に照射した照射パターンによる像の各画素位置を検出し、検出した画素位置の座標から初期データを生成する。そして、初期データ生成後に初期データ生成の場合と同じ照射パターンを照射し続けて、検出した位置データを初期データと比較した結果に基づき、校正データを補正するようにしてもよい。なお、照射パターンの照射位置の検出は、パターンマッチングや特徴量の検出など公知の検出法を用いて行う。   In this embodiment, an example in which slit light is used as irradiation light emitted by the projection display device 30 has been described. However, spot light, a lattice pattern, a binary code, and the like may be used. Also in this case, each pixel position of the image by the irradiation pattern irradiated immediately after calibration is detected, and initial data is generated from the coordinates of the detected pixel position. Then, after the initial data is generated, the same irradiation pattern as that in the initial data generation may be continuously irradiated, and the calibration data may be corrected based on the result of comparing the detected position data with the initial data. The irradiation position of the irradiation pattern is detected using a known detection method such as pattern matching or feature amount detection.

なお、本実施形態では、温度演算部48が校正データ補正部45により算出された補正係数を用いて、投射型表示装置30のFANを制御する例を説明したが、FANに限らず、他の冷却装置により投射型表示装置30内の温度を制御するようにしてもよい。また、温度演算部48が校正データ補正部45により算出された補正係数を用いて、校正データを更新して3次元計測データを補正するのみで、投射型表示装置30のFANを制御しなくてもよい。   In the present embodiment, the example in which the temperature calculation unit 48 controls the FAN of the projection display device 30 using the correction coefficient calculated by the calibration data correction unit 45 has been described. You may make it control the temperature in the projection type display apparatus 30 with a cooling device. Further, the temperature calculation unit 48 only needs to update the calibration data by using the correction coefficient calculated by the calibration data correction unit 45 to correct the three-dimensional measurement data, and without controlling the FAN of the projection display device 30. Also good.

また、本実施形態では、校正データ補正部45が、キャリブレーション直後に計測したライン位置と、その後に計測されたライン位置とを比較して補正係数を算出する例を説明したが、異なる時刻のライン位置同士を比較して補正係数を算出するようにしてもよい。この場合、異なる時刻に撮像された画像データから算出されたライン位置を比較し、誤差の傾きに応じて校正データを、予め設定してあるテーブルに基づき更新するようにしても良い。この予め設定してあるテーブルは、実験やシミュレーション等により算出して校正データ記憶部46に記憶しておくようにしてもよい。   In the present embodiment, the calibration data correction unit 45 calculates the correction coefficient by comparing the line position measured immediately after the calibration with the line position measured after that, but at different times. The correction coefficient may be calculated by comparing the line positions. In this case, line positions calculated from image data captured at different times may be compared, and the calibration data may be updated based on a preset table in accordance with the slope of the error. This preset table may be calculated by experiments or simulations and stored in the calibration data storage unit 46.

また、本実施形態では、ライン位置の検出を、ラインが照射された後、1ラインごとに行う例を説明したが、計測データ記憶部43にx軸xからxまでの全ての画像データを記憶させた後、まとめて行ってもよい。あるいは、所定のライン分、まとめてライン位置を検出するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the example in which the detection of the line position is performed for each line after the line is irradiated has been described, but all the image data from the x axis x 0 to x n is stored in the measurement data storage unit 43. May be performed together after storing. Alternatively, the line position may be detected collectively for a predetermined line.

なお、実施形態の図2の制御部40の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピューターシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、USB(Universal Serial Bus) I/F(インタフェース)を介して接続されるUSBメモリー、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、サーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Note that a program for realizing the function of each unit of the control unit 40 in FIG. 2 of the embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. The processing of each unit may be performed as necessary. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
“Computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM (Read Only Memory), a portable medium such as a CD-ROM, and a USB (Universal Serial Bus) I / F (interface). A storage device such as a USB memory or a hard disk built in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” includes a medium that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client. The program may be a program for realizing a part of the above-described functions, or may be a program that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in a computer system.

10・・・ステージ
20・・・撮像装置(撮像部)
30・・・投射型表示装置(投光部)
40・・・計測装置(計測部)
50・・・画像表示装置
41・・・制御部
42・・・画像取得部
43・・・計測データ記憶部
44・・・ライン位置演算部
45・・・校正データ補正部
46・・・校正データ記憶部
47・・・3次元データ演算部
48・・・温度演算部
10... Stage 20... Imaging device (imaging unit)
30... Projection type display device (light projection unit)
40 ... Measuring device (measuring unit)
50 ... Image display device 41 ... Control unit 42 ... Image acquisition unit 43 ... Measurement data storage unit 44 ... Line position calculation unit 45 ... Calibration data correction unit 46 ... Calibration data Storage unit 47 ... 3D data calculation unit 48 ... temperature calculation unit

Claims (9)

所定の照射パターンの光を照射する投光部と、前記投光部により照射された光による反射光を含む像を撮像する撮像部とを有する3次元計測装置であって、
前記投光部に対して照射パターンの光の照射位置を制御する照射指示を出力し、前記撮像部が撮像した画像データから計測データを算出する計測部
を備え、
前記計測部は、
前記投光部に前記照射パターンの光を照射し続けさせ、前記撮像部により撮像される領域を含む計測領域内で走査を繰り返すように制御し、
照射指示による照射位置を前記撮像された画像データから検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正する
ことを特徴とする3次元計測装置。
A three-dimensional measuring apparatus having a light projecting unit that irradiates light of a predetermined irradiation pattern and an image capturing unit that captures an image including reflected light from the light irradiated by the light projecting unit,
A measurement unit that outputs an irradiation instruction for controlling an irradiation position of light of an irradiation pattern to the light projecting unit, and calculates measurement data from image data captured by the imaging unit;
The measuring unit is
The light projecting unit is continuously irradiated with the light of the irradiation pattern, and controlled to repeat scanning within a measurement region including a region imaged by the imaging unit,
The irradiation position according to the irradiation instruction is detected from the imaged image data, the information indicating the irradiation position according to the detected different time and the irradiation position to the same position is compared, and calibration data for calibrating the measurement value is obtained. A three-dimensional measuring device characterized by correcting.
前記計測部は、
前記撮像部が撮像した画像データから前記所定の照射パターンの光が照射されている照射位置を検出する照射位置検出部と、
前記照射位置検出部が検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、校正データを補正する校正データ補正部と、
前記校正データ補正部が補正した校正データを用いて3次元計測データを算出する3次元データ演算部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の3次元計測装置。
The measuring unit is
An irradiation position detection unit that detects an irradiation position where light of the predetermined irradiation pattern is irradiated from image data captured by the imaging unit;
A calibration data correction unit that corrects calibration data by comparing information indicating irradiation positions at different times and irradiation instructions to the same position detected by the irradiation position detection unit;
A three-dimensional data calculation unit that calculates three-dimensional measurement data using the calibration data corrected by the calibration data correction unit;
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1, comprising:
前記計測部は、
前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較した結果に基づいて、前記投光部への温度制御情報を算出して、前記算出した温度制御情報を前記投光部に出力する温度演算部
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の3次元計測装置。
The measuring unit is
Based on the result of comparing the information indicating the irradiation positions according to the detected different times and the irradiation instructions to the same position, the temperature control information to the light projecting unit is calculated, and the calculated temperature control information is calculated. The three-dimensional measurement apparatus according to claim 1, further comprising a temperature calculation unit that outputs to the optical unit.
前記制御部は、
前記投光部と前記撮像部及び該3次元計測装置とのキャリブレーション終了直後に検出した照射位置と、前記キャリブレーション直後以外の時刻に検出された前記キャリブレーション直後に検出した照射位置への照射指示と同一位置への照射指示による照射位置を比較して、計測値の校正のための校正データを補正する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の3次元計測装置。
The controller is
Irradiation position detected immediately after the calibration of the light projecting unit, the imaging unit, and the three-dimensional measuring apparatus, and irradiation position detected immediately after the calibration detected at a time other than immediately after the calibration The three-dimensional according to any one of claims 1 to 3, wherein the calibration data for calibration of the measured value is corrected by comparing the irradiation position by the irradiation instruction to the same position as the instruction. Measuring device.
前記制御部は、
前記撮像部が撮像した画像データから前記所定の照射パターンの光が照射されている照射位置の画素の座標を、照射位置を示す情報として算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の3次元計測装置。
The controller is
The coordinate of the pixel of the irradiation position where the light of the said predetermined irradiation pattern is irradiated is calculated from the image data which the said imaging part imaged as information which shows an irradiation position. The three-dimensional measurement apparatus according to any one of the above.
前記制御部は、
前記計測領域内に被計測物が置かれていない箇所の前記照射位置を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の3次元計測装置。
The controller is
The three-dimensional measurement apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the irradiation position of a place where an object to be measured is not placed in the measurement region is detected.
前記投光部から照射される前記所定の照射パターンの光は、スリット光であり、
前記計測部は、
異なる時刻且つ同一位置への照射指示により照射された前記スリット光の照射位置を検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示により照射された前記スリット光のライン位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正する
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の3次元計測装置。
The light of the predetermined irradiation pattern irradiated from the light projecting unit is slit light,
The measuring unit is
Detecting the irradiation position of the slit light irradiated by the irradiation instruction to the same position at different times and information indicating the line position of the slit light irradiated by the irradiation instruction to the different time detected and the same position 7. The three-dimensional measurement apparatus according to claim 1, wherein the calibration data for calibration of the measurement value is corrected by comparison. 8.
前記制御部は、
前記投光部と前記撮像部及び該3次元計測装置とのキャリブレーション直後に前記撮像部が撮像した画像データから前記スリット光が照射されている照射位置の情報を、前記検出した照射位置に含まれる2画素の座標から近似して算出する
ことを特徴とする請求項7に記載の3次元計測装置。
The controller is
Immediately after calibration of the light projecting unit, the imaging unit, and the three-dimensional measuring apparatus, information on the irradiation position irradiated with the slit light from image data captured by the imaging unit is included in the detected irradiation position. The three-dimensional measuring apparatus according to claim 7, wherein the three-dimensional measuring apparatus is calculated by approximating the coordinates of the two pixels to be calculated.
所定の照射パターンの光を照射する投光部と、前記投光部により照射された光による反射光を含む像を撮像する撮像部とを有する3次元計測装置の3次元計測方法であって、
計測部が、前記投光部が照射する照射パターンの光の照射位置を制御する照射指示を出力し、前記撮像部が撮像した画像データから計測データを算出する計測工程
を含み、
前記計測工程は、
前記投光部に所定の照射パターンの光を照射し続けさせ、前記撮像部により撮像される領域を含む計測領域内で走査を繰り返すように制御し、
照射指示による照射位置を前記撮像された画像データから検出し、前記検出した異なる時刻且つ同一位置への照射指示による照射位置を示す情報同士を比較して、計測値の校正のための校正データを補正する
ことを特徴とする3次元計測方法。
A three-dimensional measurement method of a three-dimensional measurement apparatus, comprising: a light projecting unit that irradiates light of a predetermined irradiation pattern; and an image capturing unit that captures an image including reflected light from the light irradiated by the light projecting unit,
A measurement unit that outputs an irradiation instruction for controlling an irradiation position of light of an irradiation pattern irradiated by the light projecting unit, and includes a measurement step of calculating measurement data from image data captured by the imaging unit,
The measurement step includes
Control to repeat scanning within a measurement region including a region imaged by the imaging unit, allowing the light projecting unit to continue to emit light of a predetermined irradiation pattern,
The irradiation position according to the irradiation instruction is detected from the imaged image data, the information indicating the irradiation position according to the detected different time and the irradiation position to the same position is compared, and calibration data for calibrating the measurement value is obtained. A three-dimensional measurement method characterized by correcting.
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