JP2014119442A5 - - Google Patents

Description

この課題を解決するため、例えば本発明の３次元計測装置は以下の構成を備える。すなわち、
測定対象物の３次元形状を計測する３次元計測装置であって、
投影手段によって前記測定対象物の形状を測定するためのパターンが投影された前記測定対象物を撮像手段により撮像した画像を取得する第１の取得手段と、
前記投影手段、前記撮像手段、前記測定対象物のうち、少なくとも１つに起因する前記測定対象物の３次元形状の計測におけるノイズ情報を導出する導出手段と、
前記ノイズ情報に基づいて、前記測定対象物の３次元形状の計測の信頼度を求める信頼度算出手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像と前記信頼度とに基づいて、前記測定対象物の３次元形状を取得する第２の取得手段とを備えることを特徴とする。

Claims (21)

1. 測定対象物の３次元形状を計測する３次元計測装置であって、
   投影手段によって前記測定対象物の形状を測定するためのパターンが投影された前記測定対象物を撮像手段により撮像した画像を取得する第１の取得手段と、
   前記投影手段、前記撮像手段、前記測定対象物のうち、少なくとも１つに起因する前記測定対象物の３次元形状の計測におけるノイズ情報を導出する導出手段と、
   前記ノイズ情報に基づいて、前記測定対象物の３次元形状の計測の信頼度を求める信頼度算出手段と、
   前記撮像手段によって撮像された画像と前記信頼度とに基づいて、前記測定対象物の３次元形状を取得する第２の取得手段とを備えることを特徴とする３次元計測装置。
2. 前記導出手段は、前記撮像手段の撮像条件のノイズ情報を導出することを特徴とする請求項１に記載の３次元計測装置。
3. 前記導出手段は、前記撮像手段によって撮影された前記測定対象物による画像のノイズ情報を導出することを特徴とする請求項１に記載の３次元計測装置。
4. 前記導出手段は、前記撮像手段の撮像条件のノイズ情報としてカメラのショットノイズ、暗電流ノイズ、読み出しノイズ、固定パターンノイズを取り扱うことを特徴とする請求項２に記載の３次元計測装置。
5. 更に、３次元計測を行う前に前記撮像手段の撮像条件によるノイズモデルを実験により取得する手段を有し、当該取得したノイズモデルを前記導出手段に保持することを特徴とする請求項２又は４に記載の３次元計測装置。
6. 更に、前記撮像手段の撮像条件によるノイズモデルを手動設定する手段を有し、手動設定したノイズモデルを前記導出手段に保持することを特徴とする請求項２又は４に記載の３次元計測装置。
7. 前記導出手段は、所定領域において隣接画素間の輝度差分を算出する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の３次元計測装置。
8. 前記導出手段は、所定領域において隣接画素間の輝度差分および前記撮像手段の撮像条件のノイズ情報を用いて、前記測定対象物によるノイズ情報を算出する手段を有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。
9. 前記導出手段は、前記測定対象物の形状の特徴を取得して前記測定対象物の平面領域を抽出し、前記平面領域を前記所定領域に設定する手段を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の３次元計測装置。
10. 前記導出手段は、予め前記測定対象物のCADデータを有し、前記CADデータを用いて前記測定対象物の平面領域を抽出し、前記平面領域を前記所定領域に設定する手段を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の３次元計測装置。
11. 前記導出手段は、均一光を投射して撮像した画像に対し、ユーザの指示に応じて前記所定領域を設定する手段を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の３次元計測装置。
12. 前記導出手段は、隣接画素間の輝度差分および前記撮像手段の撮像条件のノイズ情報および前記測定対象物によるノイズ情報から、少なくとも前記投影手段と環境の一方によるノイズ情報を取得する手段を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の３次元計測装置。
13. 前記３次元形状の計測は空間符号化法を用いて、前記信頼度を所定領域の前記パターンの明部と暗部の境界位置の推定誤差とする際に、前記導出手段は境界位置の輝度情報に基づき前記ノイズ情報を算出し、前記信頼度算出手段は前記ノイズ情報を用いて信頼度を算出することを特徴とする請求項２に記載の３次元計測装置。
14. 前記３次元形状の計測は位相シフト法を用いて、前記信頼度を所定領域の計測点に対する前記パターンの投影枚数分の輝度情報に基づく所定の関数とする際に、前記導出手段は前記輝度情報に基づきノイズ情報を算出し、前記信頼度算出手段は前記ノイズ情報を用いて信頼度を算出することを特徴とすることを請求項２に記載の３次元計測装置。
15. 前記３次元形状の計測はマルチスリット法もしくはワンショット計測法を用いて、前記信頼度を所定領域のパターンの明部の重心位置の推定誤差とする際に、前記導出手段は重心位置の輝度情報に基づきノイズ情報を算出し、前記信頼度算出手段は前記ノイズ情報を用いて信頼度を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の３次元計測装置。
16. 前記投影手段及び前記撮像手段を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の３次元計測装置。
17. 測定対象物の３次元形状を計測する３次元計測装置であって、
    投影手段によって前記測定対象物の形状を測定するためのパターンが投影された前記測定対象物を撮像手段により撮像した画像を取得する第１の取得手段と、
    取得した前記測定対象物の画像を所定の領域に分割し、当該領域内の形状の特徴から輪郭もしくは平面の割合を算出し、前記測定対象物の３次元の計測の信頼度を求める信頼度算出手段と、
    前記撮像手段によって撮像された画像と、前記信頼度とに基づいて、前記測定対象物の３次元形状を取得する第２の取得手段と
    を備えることを特徴とする３次元計測装置。
18. 測定対象物の３次元形状を計測する３次元計測装置の制御方法であって、
    第１取得手段が、投影手段によって前記測定対象物の形状を測定するためのパターンが投影された前記測定対象物を撮像手段により撮像した画像を取得する第１の取得工程と、
    導出手段が、前記投影手段、前記撮像手段、前記測定対象物のうち、少なくとも１つに起因する前記測定対象物の３次元形状の計測におけるノイズ情報を導出する導出工程と、
    信頼度算出手段が、前記ノイズ情報に基づいて、前記測定対象物の３次元形状の計測の信頼度を求める信頼度算出工程と、
    第２の取得手段が、前記撮像手段によって撮像された画像と前記信頼度とに基づいて、前記測定対象物の３次元形状を取得する第２の取得工程と
    有することを特徴とする３次元計測装置の制御方法。
19. 測定対象物の３次元形状を計測する３次元計測装置の制御方法であって、
    第１の取得手段が、投影手段によって前記測定対象物の形状を測定するためのパターンが投影された前記測定対象物を撮像手段により撮像した画像を取得する第１の取得工程と、
    信頼度算出手段が、取得した前記測定対象物の画像を所定の領域に分割し、当該領域内の形状の特徴から輪郭もしくは平面の割合を算出し、前記測定対象物の３次元の計測の信頼度を求める信頼度算出工程と、
    第２の取得手段が、前記撮像手段によって撮像された画像と、前記信頼度とに基づいて、前記測定対象物の３次元形状を取得する第２の取得工程と
    を有することを特徴とする３次元計測装置の制御方法。
20. コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の３次元計測装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
21. 請求項２０に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。