JP2017151050A - 校正方法、プログラム、計測装置、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る計測装置の校正方法を実行する際の校正用物体と計測装置との位置関係を示す図である。本実施形態に係る計測装置100は、2つの光学ユニット110および120を有する。光学ユニット110および120は、どちらか一方がパターン光を投影する投影光学部であってもよいし、両方とも物体を撮像する撮像部であってもよい。例えば、一方が投影光学部である場合、投影光のパターンの情報を利用して再投影誤差を求め、求めた再投影誤差を用いた計測装置の調整を行う事が可能である。なお、光学ユニットの数は2つに限られず、2つより多くてもよい。光学ユニット110の光学中心111と光学ユニット120の光学中心121とを結んだ線が基線140である。また、本実施形態では、光学ユニット110の光軸と光学ユニット120の光軸とがなす角のことを2つの光学ユニットの姿勢と表現することとする。基線140の長さ(基線長)および2つの光学ユニットの姿勢から三角測量の原理を用いて物体の計測が可能となる。ここで光学中心とは光学ユニットが有する光学系の物体側の瞳位置の事を表す。ここで、物体が載置された平面内に互いに直交するX軸およびY軸を取り、このXY平面に直交する方向にZ軸を取る。
図4は、本実施形態に係る計測装置の校正方法を示すフローチャートである。本実施形態では、第1実施形態の校正方法と、第1実施形態のような制限を課さない校正方法と、を併用する。本実施形態の方法によれば、計測装置100の部材の固定ネジの緩み等の想定外の変化に対応することができる。想定外の変化が起きた場合、制限された校正量では、誤差を十分に抑えることができない場合がある。本実施形態では、制限を課した場合の校正方法と、制限を課さない校正方法のどちらを校正方法として採用するか決定する工程を含む。
図5(A)および図5(B)は、本実施形態に係る計測装置の校正方法を示すフローチャートおよび計測誤差の異方性を説明する図である。本実施形態では、調整対象に制限を加えることが必要か否かをステップS22の実施前に判断する。この判断は、XY平面内における計測誤差の異方性の有無に基づいて行われる。
図6は、上記実施形態に係る校正方法を実行する校正装置200および計測装置100を示す図である。校正装置200には、上記実施形態に係る校正方法を不図示のコンピュータに実行させるプログラムが格納されている。調整量は、計測装置100の駆動部や駆動部と通信する記憶部等へ出力される。調整の指示は、ユーザーが行ってもよいし、図示しない自己判断プログラムによっても構わず、予めプログラムされた定期的なタイミングで指示を行ってもよい。なお、校正装置200と計測装置100とは一体化していてもよく、計測装置内の処理部等が校正装置を兼ねてもよい。以上のように、本実施形態によれば、計測装置の精度の調整に有利な校正装置を提供することができる。
以上に説明した実施形態に係る校正方法または校正装置により精度が調整された計測装置または、上記校正方法を実行する処理部を備えた計測装置は、物品製造方法に使用しうる。当該物品製造方法は、当該計測装置を用いて物体までの距離の計測を行う工程と、当該工程で計測を行われた物体の処理を行う工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、加工、切断、搬送、組立(組付)、検査、および選別のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも1つにおいて有利である。
なお、上記実施形態のステップS022において、調整量の制限対象を特定する精度が悪い場合は、以下のような工程を行うことでも調整量を制限する対象を特定することができる。まず、角を予め設定した値に制限して調整量を算出する。これと並行して基線長を予め設定した値に制限して調整量を算出する。さらに、角および基線長に制限を加えずに調整量を算出する。そして、3つの値によりステップS053およびステップS054と同様の工程を行い、残差が最も少ない調整量が出力される。これら工程は、制約の要否について総当たりで調整量の演算を実施するため、制約対象を指定する必要がない。調整量の算出に時間を要するものの、ノイズ等の影響によりステップS022において調整量の制限対象を特定する精度が悪い場合は有用である。なお、3つの値を算出した後、算出値を予め求めた制約対象の調整量と比較し、当該予め求めた値を逸脱した調整対象の調整量を当該予め求めた値に固定したうえで再度調整量を算出する方法も考えうる。
110、120 光学ユニット
140 基線
Claims (10)
- 三角測量の原理により物体までの距離を計測する計測装置の校正方法であって、
一の光学系と他の光学系との間の基線長の変化量と、前記一の光学系の光軸と前記他の光学系の光軸とがなす角の変化量と、のうち校正基準に関する前記距離の計測誤差に基づいて選択された一方に関して設定された制約条件の下で、
前記基線長の変化量と前記角の変化量とを変数とする、前記校正基準の像の位置に関して設定された目的関数の値が許容条件を満たすように、
前記基線長の変化量および前記角の変化量を得る、
ことを特徴とする校正方法。 - 前記基線長の変化量と前記計測誤差との相関関係と、前記角の変化量と前記計測誤差との相関関係とに基づいて、前記一方を選択することを特徴とする請求項1に記載の校正方法。
- 前記計測誤差は、互いに異なる複数の距離に関するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の校正方法。
- 前記基線長の変化量および前記角の変化量は、前記目的関数に関する最適化問題を解くことにより得ることを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の校正方法。
- 前記目的関数は、前記位置に関する項の他に、前記基線長の変化量に比例する項および前記角の変化量に比例する項のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載の校正方法。
- 前記基線長の変化量に対して制約条件を課した場合に得られた計測誤差および、前記角の変化量に対して制約条件を課した場合に得られた計測誤差のうち、前記基線長の変化量および前記角の変化量のいずれにも制約条件を課さなかった場合に得られた計測誤差との乖離が大きい方の計測誤差を得るために制約条件を課した方の変化量を前記一方として選択する、ことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載の校正方法。
- 前記計測誤差の倍率成分の異方性に基づいて、前記一方を選択することを特徴とする請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載の校正方法。
- 請求項1ないし請求項7のうちいずれか1項に記載の校正方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
- 処理部を有し、三角測量の原理により前記処理部により物体までの距離を計測する計測装置であって、
前記処理部は、
一の光学系と他の光学系との間の基線長の変化量と、前記一の光学系の光軸と前記他の光学系の光軸とがなす角の変化量とのうち校正基準に関する前記距離の計測誤差に基づいて選択された一方に関して設定された制約条件の下で、
前記基線長の変化量と前記角の変化量とを変数とする、前記校正基準の像の位置に関して設定された目的関数の値が許容条件を満たすように、
前記基線長の変化量および前記角の変化量を得る、
ことを特徴とする計測装置。 - 請求項1ないし請求項7のうちいずれか1項に記載の校正方法により校正された計測装置または請求項9に記載の計測装置を用いて物体までの距離の計測を行う工程と、
前記工程で前記計測を行われた前記物体の処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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JP2014074632A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Isuzu Motors Ltd | 車載ステレオカメラの校正装置及び校正方法 |
JP2015001465A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | キヤノン株式会社 | 三次元位置計測装置、及び三次元位置計測装置のキャリブレーションずれ判定方法 |
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