JP2017170497A - Position display system - Google Patents
Position display system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017170497A JP2017170497A JP2016061162A JP2016061162A JP2017170497A JP 2017170497 A JP2017170497 A JP 2017170497A JP 2016061162 A JP2016061162 A JP 2016061162A JP 2016061162 A JP2016061162 A JP 2016061162A JP 2017170497 A JP2017170497 A JP 2017170497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional
- design data
- mold
- points
- dimensional design
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 58
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 40
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000005548 dental material Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、対象物の表面上の位置を表示するシステムに関する。 The present invention relates to a system for displaying a position on a surface of an object.
従来より、例えば、プレス加工に用いられる金型や、車のボディパネル等のプレス加工品などの工業製品がある(例えば下記の特許文献1参照。)。これらの工業製品では、高精度な3次元形状が要求されるため、設計仕様との差異が生じたときには形状的な修正等の補修作業が必要となる。例えば金型の形状的な問題等は、その金型で成型したパネルの形状的な不良として健在化する。そこで、従来、不良箇所を示すエリア表示や不良の内容等がマジック等により書き込まれたプレス成型品が、金型の補修作業を指示するために利用されている。
Conventionally, for example, there are industrial products such as dies used for press processing and press processed products such as car body panels (see, for example,
しかしながら、前記従来の金型の補修作業では、プレス成型品への書き込みから金型の不良箇所を判断する必要があり、位置的な間違い等の作業ミスを生じる可能性がある。 However, in the conventional mold repair work, it is necessary to determine the defective part of the mold from the writing on the press-molded product, which may cause a work error such as a positional error.
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、対象物の表面上の特定の箇所を精度高く表示するための位置表示システムを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a position display system for displaying a specific portion on the surface of an object with high accuracy.
本発明は、対象物の3次元的な形状仕様を表す3次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記3次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システムにある(請求項1)。 According to the present invention, three-dimensional design data representing a three-dimensional shape specification of an object is associated with an actual object, and a specific surface defined on the three-dimensional design data of the surface of the actual object is defined. In the position display system which forms an optical marking in the position corresponding to a location (Claim 1).
本発明の位置表示システムは、対象物の3次元設計データを実際に対象物に対応付けることで、前記実際の対象物の表面のうち、前記3次元設計データ上の特定の箇所に対応する位置へのマーキングの形成を可能としている。この位置表示システムによれば、前記3次元設計データ上で特定された箇所を、実際の対象物の表面上で精度高く表示できる。 In the position display system of the present invention, by actually associating the three-dimensional design data of the object with the object, a position corresponding to a specific location on the three-dimensional design data on the surface of the actual object is obtained. It is possible to form markings. According to this position display system, a location specified on the three-dimensional design data can be displayed with high accuracy on the surface of an actual object.
本発明の好適な態様を説明する。
前記3次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない少なくとも3点を利用し、前記実際の対象物における前記少なくとも3点の3次元位置に対して、前記3次元設計データにおける前記少なくとも3点が位置的に一致するものとして、前記3次元設計データを前記実際の対象物に対応付ける対応付け手段を備えると良い(請求項2)。
A preferred embodiment of the present invention will be described.
The position in the three-dimensional design data is specified and the three-dimensional design data is used for the three-dimensional position of the at least three points in the actual object using at least three points that are not on a straight line. It is preferable to provide an association means for associating the three-dimensional design data with the actual object, as the at least three points in FIG.
一直線上にない3点の3次元位置に基づけば実際の対象物の3次元的な姿勢を特定でき、前記3次元設計データとの対応付けが可能になる。なお、一直線上にない3点の3次元位置としては、いずれかの2点を結ぶ直線と残りの1点との距離が遠いほど上記の対応付けの精度を確保できる。対応付けに利用する点を増やすことも良く、点を増やせば対応付けの精度を向上できる。 Based on the three-dimensional positions of three points that are not on a straight line, the three-dimensional posture of the actual target object can be specified, and can be associated with the three-dimensional design data. As the three-dimensional positions of three points that are not on a straight line, the accuracy of the association can be ensured as the distance between the straight line connecting any two points and the remaining one point increases. It is also possible to increase the number of points used for association, and increasing the number of points can improve the accuracy of association.
前記少なくとも3点のうちのいずれかとして、対象物により特定されるいずれかの平面に沿って、3次元位置を計測あるいは入力された点を仮想的に移動させた擬似的な点を利用することも良い(請求項3)。 As one of the at least three points, use a pseudo point obtained by virtually moving a point measured or input a three-dimensional position along any plane specified by the object. (Claim 3).
前記少なくとも3点のうちのいずれか2点がなす直線に対して、残りの1点が近くに存在していると前記対応付けの精度を十分に確保できないおそれがある。このような場合、3次元位置が特定された点を前記いずれかの平面に沿って仮想的に移動させ、上記の直線から離れた前記擬似的な点を想定すると良い。この擬似的な点を利用すれば、上記の対応付けの精度を向上できる。 If the remaining one point is close to the straight line formed by any two of the at least three points, there is a possibility that the accuracy of the association cannot be sufficiently ensured. In such a case, it is preferable to virtually move the point where the three-dimensional position is specified along any one of the planes and assume the pseudo point away from the straight line. If this pseudo point is used, the accuracy of the association can be improved.
前記実際の対象物について、前記少なくとも3点の3次元位置を計測する位置計測手段を備えると良い(請求項4)。
前記少なくとも3点の3次元位置を計測すれば、その計測データを利用して前記3次元設計データを実際の対象物に対応付けできる。
The actual object may be provided with position measuring means for measuring the three-dimensional positions of the at least three points.
If the three-dimensional positions of the at least three points are measured, the measurement data can be used to associate the three-dimensional design data with an actual object.
前記位置計測手段は、前記マーキングを形成するための光を投射する投射手段との位置関係を一定に保持しながら一体的に移動可能であると良い(請求項5)。
例えば実際の対象物の裏側などは光の投射によるマーキングの形成が困難である。前記投射手段を裏側に移動すれば良いが、前記投射手段の移動に応じて実際の対象物と3次元設計データとの対応関係が不明となってマーキングの形成ができなくなる。そこで、前記位置計測手段を前記投射手段と一体的に移動させれば、移動後であっても、実際の対象物と前記3次元設計データとの対応付けを可能にでき、前記マーキングの形成が可能になる。
It is preferable that the position measuring unit can move integrally while maintaining a constant positional relationship with a projecting unit that projects light for forming the marking.
For example, it is difficult to form a marking by projecting light on the back side of an actual object. The projection means may be moved to the back side, but the correspondence between the actual object and the three-dimensional design data becomes unclear according to the movement of the projection means, and the marking cannot be formed. Therefore, if the position measuring means is moved integrally with the projection means, it is possible to associate the actual object with the three-dimensional design data even after the movement, and the marking can be formed. It becomes possible.
前記実際の対象物の形状を計測して3次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記3次元設計データと前記3次元計測データとの差分が閾値を超える位置に前記マーキングを形成することも良い(請求項6)。
この場合には、実際の対象物の表面形状の計測と、前記マーキングによる形状不良箇所の表示と、の両方を実現できる。前記データ取得手段としては、例えば、レーザスリット光を対象物の表面に投射して表面を計測する手段や、レーザー光を照射して対象までの距離を計測する手段等を利用すれば、非接触で対象物の表面を計測できる。
Data acquisition means for measuring the shape of the actual object and acquiring three-dimensional measurement data is provided, and the marking is formed at a position where a difference between the three-dimensional design data and the three-dimensional measurement data exceeds a threshold value. (Claim 6).
In this case, it is possible to realize both measurement of the actual surface shape of the object and display of the shape defect portion by the marking. As the data acquisition means, for example, if a means for measuring the surface by projecting laser slit light onto the surface of the object, a means for measuring the distance to the object by irradiating the laser light, etc. are used without contact Can measure the surface of the object.
対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影すると良い(請求項7)。
この場合には、金型の正確な補修作業の実施に役立つ。補修情報としては、文字情報のほか、記号情報や図形情報等がある。
The object is a mold for processing, and the repair information of the mold may be projected in association with the marking (claim 7).
In this case, it is useful for carrying out an accurate repair work of the mold. Repair information includes character information, symbol information, graphic information, and the like.
なお、本発明で取り扱う対象物としては、上記の金型のほか、自動車のボディパネルや内装パネル・自動車のシリンダブロックやカムシャフトやロッカーアーム等のエンジン部品・サスペンションアーム等の部品・自動車のフレームなどの工業製品や部品、入れ歯や差し歯やクラウンや歯科矯正器具等の歯科材料、義肢や人口骨等の医療材料など様々な対象がある。さらに、歯科材料や医療材料や下着などのフィッティングの確認や美容整形など人の体を対象とした作業や行為では、人体を対象物として取り扱い本発明を適用できる可能性もある。 In addition to the molds described above, the objects handled in the present invention include automobile body panels and interior panels, automobile cylinder blocks, engine parts such as camshafts and rocker arms, parts such as suspension arms, and automobile frames. There are various objects such as industrial products and parts such as dental materials such as dentures, dentures, crowns and orthodontic appliances, and medical materials such as artificial limbs and artificial bones. Furthermore, in the work and act for the human body such as confirmation of fittings such as dental materials, medical materials and underwear, and cosmetic surgery, the human body may be handled as an object and the present invention may be applicable.
(実施例1)
本例は、対象物の一例であるプレス加工用の金型2の表面に補修情報等を投影する位置表示システム1に関する例である。この内容について図1〜図7を用いて説明する。
図1に例示の位置表示システム1は、金型2の3次元的な形状仕様を表す3次元設計データを実際の金型2に対応付け、実際の金型2の表面のうち、3次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキング181を形成するシステムである。
Example 1
This example is an example related to the
The
位置表示システム1は、図1及び図2のごとく、プロジェクタ11、2基のカメラ12、13、処理ユニット15を含む投影装置10を中心として構成されている。投影装置10は、処理ユニット15等を収容する箱状の筐体100が三脚で支持された装置である。箱状の筐体100の横長の前面には、プロジェクタ11の投射レンズ110を中心としてその両側にカメラ12、13の集光レンズ120、130が配置されている。位置表示システム1では、プロジェクタ11の投射レンズ110の光軸方向に沿ってZ軸が規定され、投射レンズ110の中心を通過する水平方向、垂直方向に沿ってX軸、Y軸が規定されている(図1参照。)。そして、この位置表示システム1では、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸による3次元座標空間が規定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
2基のカメラ12、13は、X軸に沿うように投射レンズ110の両側に所定距離を空けて配置され、ステレオカメラを構成している。ステレオカメラを構成する2基のカメラ12、13の撮像画像を比較すれば、三角測量の原理を利用して撮像対象までの距離を計測できる。位置表示システム1では、カメラ12、13の撮像エリアの水平方向、垂直方向、及び光軸方向について、上記X軸、Y軸、Z軸との相対関係を物理的あるいはソフトウェア的に調整済みである。これにより、2基のカメラ12、13で距離を計測した各点について、X軸、Y軸、Z軸による上記の3次元座標空間内の位置の特定が可能になっている。なお、カメラ12、13は、赤外線の波長領域に感度を有する赤外線カメラであり、赤外線ランプによる照明下での撮像が可能である。
The two
処理ユニット15は、2基のカメラ12、13の撮像画像を取得して処理を実行し、その処理結果に基づいてプロジェクタ(投射手段)11を制御するユニットである。処理ユニット15は、以下の各構成を備えている。
(1)I/O部153:撮像画像の情報や投射情報等を入出力するインターフェース。
(2)前処理部154:カメラ12、13の撮像画像を取り込んで距離計測等に必要な前処理を施す演算処理部。
(3)距離計測部(位置計測手段)155:前処理データを利用して距離計測及び3次元位置の計測等の演算処理を実行する演算処理部。
(4)第1の記憶部151:対象物である金型2の形状仕様を表す3次元設計データを記憶する記憶部。
(5)対応付け部(対応付け手段)156:3次元設計データを撮像対象の実際の金型2に対応付ける演算処理部。
(6)第2の記憶部152:金型2の補修データを記憶する記憶部。
(7)出力部157:撮像対象の実際の金型2の表面に補修情報を投影するための投射情報を生成しプロジェクタ11に出力する出力部。
The
(1) I / O unit 153: an interface for inputting and outputting captured image information and projection information.
(2) Pre-processing unit 154: an arithmetic processing unit that captures captured images of the
(3) Distance measuring unit (position measuring means) 155: An arithmetic processing unit that executes arithmetic processing such as distance measurement and three-dimensional position measurement using preprocessing data.
(4) 1st memory | storage part 151: The memory | storage part which memorize | stores the three-dimensional design data showing the shape specification of the metal mold | die 2 which is a target object.
(5) Association unit (association means) 156: an arithmetic processing unit that associates the three-dimensional design data with the
(6) Second storage unit 152: a storage unit for storing repair data of the
(7) Output unit 157: An output unit that generates projection information for projecting repair information onto the surface of the
次に、以上のように構成した位置表示システム1を適用する金型2等について説明する。図3の金型2は、上型と下型とが対となって平板状の鉄板等を挟み込んで成型するプレス加工用の金型である。金型2では、対となる相手方の金型との合わせ面20に凹凸形状が設けられているほか、対になる金型との位置合わせ等のための基準孔21等が設けられている。この金型2では、略矩形状の正面形状を呈する金型2の一方の長辺に沿うように基準孔21が3箇所設けられている。なお、この3箇所の基準孔21は、一直線上に位置しないように配置されている。
Next, the metal mold | die 2 etc. which apply the
位置表示システム1では、各基準孔21の3次元位置や、合わせ面20の平面推定の結果等を利用して3次元設計データの対応付けを実現している。基準孔21の位置的な特定、及び合わせ面20をなす平面の推定には、赤外光を反射する外表面の球体マーカ30を備える基準孔マーカ31や平面推定マーカ32が利用される(図3参照。)。
In the
基準孔マーカ31は、図3のごとく、マーカ軸311の先端側に球体マーカ30を保持する棒状のマーカである。球体マーカ30は、マーカ軸311に対して交差する支持ステーの両端に、それぞれ、取り付けられている。球体マーカ30の配置は、3つの基準孔マーカ31でそれぞれ相違しており、各基準孔マーカ31の区別が可能になっている。基準孔マーカ31は基準孔21に差し込んだ状態で先端側を揺動可能である。詳しくは後述するが、基準孔マーカ31の揺動動作により球体マーカ30と基準孔21との3次元的な位置関係(立設高さなど)の特定が可能となっている。
As shown in FIG. 3, the
平面推定マーカ32は、図3のごとく、大径のボールを中心として、周囲に3個の球体マーカ30を設けたマーカである。この平面推定マーカ32は、各球体マーカ30が合わせ面20に接する状態で金型2にセットされる。
As shown in FIG. 3, the
次に、上記のような基準孔マーカ31、平面推定マーカ32をセットした金型2を対象物とした際の位置表示システム1の運用について図4のフロー図に沿って説明する。位置表示システム1の運用に当たっては、対象物である金型2の3次元的な形状仕様を表す3次元設計データ、この3次元設計データにおける基準孔21の位置のデータ、金型2の補修箇所の位置を表すデータや補修内容を表すデータ等の補修情報等を予め入力し、これらのデータ等を処理ユニット15に記憶させておく必要がある。なお、上記の補修情報に含まれる位置のデータは、3次元設計データにおける特定の箇所を表すデータである必要がある。
Next, the operation of the
位置表示システム1の運用時には、まず、金型2にセットされた全ての基準孔マーカ31及び平面推定マーカ32を見込むことができる初期位置(図5参照。)に投影装置10を設置し(S101)、投影装置10の動作を開始させる。投影装置10の処理ユニット15は、動作開始に応じて左右のカメラ12、13を撮像状態とし、各カメラ12、13による金型2の撮像画像の取得を開始する。なお、撮像は、赤外光の照明下で実施される。
When the
なお、上記の撮像状態において、予め、基準孔マーカ31に関する初期学習を実施しておく必要がある。この初期学習は、基準孔21に差し込んだ各基準孔マーカ31を図6のように揺動させることで、基準孔マーカ31と基準孔21との3次元的な位置関係(主として立設高さ)を特定するための学習である。処理ユニット15は、揺動中の基準孔マーカ31を撮像して球体マーカ30の動きを特定することで揺動動作の中心、すなわち金型2の合わせ面20に開口する基準孔21の位置を特定する。そしてこれにより、基準孔マーカ31が備える複数の球体マーカ30を基準とした基準孔21の3次元的な相対位置を特定する。
In the above imaging state, it is necessary to perform initial learning regarding the
処理ユニット15は、上記の初期学習が終了していることを前提として、図1の3次元座標空間における各基準孔21の座標の特定を試みる。処理ユニット15は、左右のカメラ12、13の撮像画像について前処理を施し、画像中の各基準孔マーカ31(球体マーカ30)の位置を特定する。そして、各基準孔マーカ31について、左右のカメラ12、13の視差を特定し三角測量の原理により距離を計測すると共に(S102)、上記の3次元座標空間における3次元位置を求める。なお、処理ユニット15は、上記の初期学習により特定済みである基準孔マーカ31と基準孔21との3次元的な相対位置を利用し、基準孔マーカ31の3次元位置から基準孔21の3次元位置を演算し、これを各基準孔21の初期座標として特定する(S103)。
The
次に、補修情報を金型2の表面に投影するに当たっては、金型2に対して近接する投影位置(図5参照。)に投影装置10を移動させる必要がある(S104)。処理ユニット15は、投影装置10と金型2とを近接させるための移動中において、各基準孔マーカ31を追跡し(S105)、3次元位置(図1の3次元座標空間における座標)の変化をリアルタイムで計測して座標を更新する(S106)。
Next, when projecting the repair information onto the surface of the
なお、金型2と投影装置10を近づける際には、投影装置10を移動させても良く、金型2の載置台を移動させても良い。投影装置10と金型2とを同じ床面に載置すると共に、移動する側に設けたキャスター輪(図示略)等により床面を移動させると良い。このように床面に沿う平行移動では、投影装置10と金型2との高さの違いに変化が生じないため、移動中等における各基準孔21の座標の更新演算が比較的容易になる。
When the
投影装置10を投影位置(図5参照。)に移動させた後、金型2に補修情報を投影するに当たって、処理ユニット15は、金型2の形状仕様を表す3次元設計データを読出し、実際の金型2と対応付ける(S107)。この対応付けは、一直線上にはない3箇所の基準孔21の座標(3次元位置)を利用して行われる。処理ユニット15は、上記の3次元設計データにおいて特定された各基準孔21の位置と、実際の金型2の各基準孔21の位置とが一致するよう、実際の金型2に対して3次元設計データを対応付ける。
After projecting the
続いて処理ユニット15は、記憶している補修情報の読み出しを実行する。この補修情報には、補修箇所を表す位置データと補修内容を表す補修データ等が含まれている。ここで、位置データは、3次元設計データにおける特定の箇所を表すデータである。補修データは、補修を要する状況の説明や、補修の度合いを表す数値等の文字情報や図形情報等のデータである。
Subsequently, the
処理ユニット15は、実際の金型2と3次元設計データとの対応付けの結果を利用し、上記の3次元座標空間(図1参照。)における補修位置を特定する。そして、金型2の補修位置に光学的なマーキングを投影できるようにプロジェクタ11から光を投射し(S108)、例えば図7に例示するマーキング181等を金型1の表面に投影する。
The
図7の例は、表面荒れのトラブルを生じた領域を取り囲むドットラインを光学的なマーキング181として投影する例である。補修内容を表す例えば「表面荒れ」等の文字情報183は、領域から引き出された引き出し線182に沿って表示される。このとき、処理ユニット15は、実際の金型2の3次元形状に対応付けられた3次元設計データを利用し、マーキングや文字や引き出し線などを投影面の凹凸を考慮した投射データを生成し、これにより凹凸がある金型2の表面に正しい形状の線や文字等の投影を可能にしている。
The example of FIG. 7 is an example in which a dot line surrounding an area where a surface roughness trouble has occurred is projected as an
例えば、補修箇所が金型2の裏側にも存在している場合であれば、投影装置10が金型2の裏側を見込むことができるよう、投影装置10あるいは金型2を移動させると良い(S109)。補修箇所を見込むことができる新たな投影位置に投影装置10を移動した後、上記と同様に金型2の表面に補修情報を投影すると良い。
For example, if the repair location is also present on the back side of the
以上のように構成された位置表示システム1は、金型2の3次元設計データを実際に金型2に対応付けることで、実際の金型2の表面への補修位置や補修内容等の投影を可能としている。このように金型2の表面に補修情報を投影すれば、補修位置の間違い等の作業ミスが生じるおそれを抑制できる。
The
ここで、3次元設計データを実際の金型2に対応付ける際の精度の向上に役立つ方法を説明する。本例では、3点を利用した対応付けの方法を例示したが、この対応付けの方法では、上記の通り、いずれかの2点を結ぶ直線を基準として、残りの1点までの距離が離れているほど対応付けの精度が高くなる。一方、例示した金型2の場合、3箇所の基準孔21が一直線上ではないものの、一方の側面側に寄せて配列されており、上記の距離を十分に確保できないおそれがある。このような基準孔21の配列下で対応付けの精度を確保したい場合には、金型2の合わせ面20にセットされた上記の平面推定マーカ32を有効に活用できる。
Here, a method useful for improving the accuracy in associating the three-dimensional design data with the
同一直線状にない3つの平面推定マーカ32の3次元位置に基づけば、これらの平面推定マーカ32が載置された合わせ面20を基準となる平面として推定可能である。特に、本例では、一方の側面側に2つの平面推定マーカ32がセットされ、他方の側面側にもう1つの平面推定マーカ32がセットされている。このような平面推定マーカ32の配置下では、合わせ面20がなす基準の平面を精度高く推定可能である。
Based on the three-dimensional positions of the three
この推定平面を利用すれば、いずれかの基準孔21をこの推定平面に沿って仮想的にずらして仮想的な擬似基準孔(擬似的な点)を生成でき、これにより、上記の距離を拡大できる。以下、擬似基準孔の元となる基準孔を特定基準孔、その他の基準孔を一般基準孔という。なお、基準孔21を仮想的にずらす方向としては、例えば2つの一般基準孔を通過する直線に対する直交方向を設定できる。また、仮想的にずらす距離としては、例えば2つの一般基準孔を通過する直線と特定基準孔との距離との定数倍の距離を設定できる。
If this estimated plane is used, one of the reference holes 21 can be virtually shifted along the estimated plane to generate a virtual pseudo reference hole (pseudo point), thereby expanding the above distance. it can. Hereinafter, the reference hole that is the basis of the pseudo reference hole is referred to as a specific reference hole, and the other reference holes are referred to as general reference holes. As a direction in which the
上記のような擬似基準孔の3次元位置の演算を、実際の金型2、及び3次元設計データについて、それぞれ実行する。そして、擬似基準孔を含む各基準孔21の3次元位置が一致するものとして、擬似基準孔の3次元位置を含む3次元設計データと、擬似基準孔の3次元位置が特定された実際の金型2と、の対応付けを実行する。擬似基準孔については上記の距離が拡大されているため、実際の金型2と3次元設計データとの対応付けの精度を向上できる。
The calculation of the three-dimensional position of the pseudo reference hole as described above is executed for each of the
なお、予め記憶している補修情報を金型2に投影する例を説明したが、これに代えて、例えば、2次元領域を走査しながら距離計測が可能なレーザレーダ装置(図示略、データ取得手段)により金型2の3次元形状を計測して3次元計測データを取得することも良い。この場合には、金型2の形状仕様を表す3次元設計データと3次元計測データとの差分を位置毎に演算することで、補修を要する箇所の位置データやずれ度合い(差分の大きさ)等を補修情報として生成可能となる。なお、3次元設計データと3次元計測データとを比較するための両者の対応付けは、基準孔21を利用すると良い。
In addition, although the example which projects the repair information memorize | stored beforehand on the metal mold | die 2 was demonstrated, it replaces with this, for example, the laser radar apparatus (illustration omitted, data acquisition which can measure distance while scanning a two-dimensional area | region) The three-dimensional measurement data may be acquired by measuring the three-dimensional shape of the
なお、本例では、2基のカメラ12、13を利用して3次元位置を計測したが、これに代えて、例えば、カメラを上下2段に設置し、各段に3〜4基ずつのカメラを配列することも良い。三角測量に用いるカメラの台数を増やせば、測量の精度を向上し3次元位置の計測精度をより向上できる。
光学的なマーキングを形成する手段としてプロジェクタを例示したが、これに代えて、レーザーポインタ等を利用しても良い。
In this example, the three-dimensional position is measured using two
Although a projector has been exemplified as means for forming optical markings, a laser pointer or the like may be used instead.
以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。 As described above, specific examples of the present invention have been described in detail as in the embodiments. However, these specific examples merely disclose an example of the technology included in the scope of claims. Needless to say, the scope of the claims should not be construed as limited by the configuration, numerical values, or the like of the specific examples. The scope of the claims includes techniques in which the specific examples are variously modified, changed, or appropriately combined using known techniques and knowledge of those skilled in the art.
1 位置表示システム
10 投影装置
100 筐体
11 プロジェクタ(投射手段)
110 投射レンズ
12、13 カメラ
120、130 集光レンズ
15 処理ユニット
155 距離計測部(位置計測手段)
156 対応付け部(対応付け手段)
2 金型
20 合わせ面
21 基準孔
30 球体マーカ
31 基準孔マーカ
32 平面推定マーカ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
156 association unit (association means)
2
本発明は、対象物の3次元的な形状仕様を表す3次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記3次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システムであって、
実際の対象物における位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも3点の基準点の各3次元位置に対して、3次元設計データにおける位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも3点の基準点の各3次元位置が一致するものとして、前記実際の対象物に対する前記3次元設計データの対応付けを行う対応付け手段と、
一直線上にはない少なくとも3か所に位置するように対象物に取り付けられたマーカを利用し、当該マーカが取り付けられた位置により規定される平面を基準となる平面として推定する手段と、
前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第1の疑似的な基準点の3次元位置を演算すると共に、前記3次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第2の疑似的な基準点の3次元位置を演算する手段と、を備え、
前記対応付け手段は、前記実際の対象物に対して前記3次元設計データの対応付けを行うに当たって、前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第1の疑似的な基準点の3次元位置に対して、前記3次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第2の疑似的な基準点の3次元位置が一致するものとして、前記対応付けを行う位置表示システムにある(請求項1)。
According to the present invention, three-dimensional design data representing a three-dimensional shape specification of an object is associated with an actual object, and a specific surface defined on the three-dimensional design data of the surface of the actual object is defined. A position display system for forming an optical marking at a position corresponding to a location ,
For each of the three-dimensional positions of at least three reference points that are specified on the actual object and not on a straight line, the positions in the three-dimensional design data are specified and at least not on a straight line Associating means for associating the three-dimensional design data with the actual target object, assuming that the three-dimensional positions of the three reference points match.
Means for estimating, as a reference plane, a plane defined by the position where the marker is attached, using markers attached to the object so as to be located in at least three places that are not in a straight line;
The three-dimensional position of the first pseudo reference point obtained by virtually moving any one of the reference points of the actual object along the reference plane is calculated, and the 3 Means for calculating a three-dimensional position of a second pseudo reference point obtained by virtually moving any one of the reference points of the dimension setting data along the reference plane;
The associating means is configured to associate the three-dimensional design data with the actual object, wherein the first pseudo-instead of any one of the reference points of the actual object. The three-dimensional position of the second pseudo reference point that replaces any one of the reference points of the three-dimensional setting data matches the three-dimensional position of the reference point. In the position display system for performing attachment (claim 1).
本発明の好適な態様を説明する。
前記3次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない少なくとも3点を利用し、前記実際の対象物における前記少なくとも3点の3次元位置に対して、前記3次元設計データにおける前記少なくとも3点が位置的に一致するものとして、前記3次元設計データを前記実際の対象物に対応付ける対応付け手段を備えている。
A preferred embodiment of the present invention will be described.
The position in the three-dimensional design data is specified and the three-dimensional design data is used for the three-dimensional position of the at least three points in the actual object using at least three points that are not on a straight line. The at least three points in FIG . 4 are provided with matching means for associating the three-dimensional design data with the actual target object.
前記少なくとも3点のうちのいずれかとして、対象物により特定されるいずれかの平面に沿って、3次元位置を計測あるいは入力された点を仮想的に移動させた擬似的な点を利用する。 As one of the at least three points, a pseudo point obtained by virtually moving a point whose three-dimensional position is measured or inputted along any plane specified by the object is used .
前記実際の対象物の基準点の3次元位置を計測する位置計測手段を備えると良い(請求項2)。
前記実際の対象物の基準点の3次元位置を計測すれば、その計測データを利用して前記3次元設計データを実際の対象物に対応付けできる。
It is preferable to provide a position measuring means for measuring the three-dimensional position of the reference point of the actual object (claim 2).
If the three-dimensional position of the reference point of the actual object is measured, the three-dimensional design data can be associated with the actual object using the measurement data.
前記位置計測手段は、前記マーキングを形成するための光を投射する投射手段との位置関係を一定に保持しながら一体的に移動可能であると良い。
例えば実際の対象物の裏側などは光の投射によるマーキングの形成が困難である。前記投射手段を裏側に移動すれば良いが、前記投射手段の移動に応じて実際の対象物と3次元設計データとの対応関係が不明となってマーキングの形成ができなくなる。そこで、前記位置計測手段を前記投射手段と一体的に移動させれば、移動後であっても、実際の対象物と前記3次元設計データとの対応付けを可能にでき、前記マーキングの形成が可能になる。
The position measuring means may be movable integrally while maintaining a constant positional relationship with a projection means for projecting light for forming the marking .
For example, it is difficult to form a marking by projecting light on the back side of an actual object. The projection means may be moved to the back side, but the correspondence between the actual object and the three-dimensional design data becomes unclear according to the movement of the projection means, and the marking cannot be formed. Therefore, if the position measuring means is moved integrally with the projection means, it is possible to associate the actual object with the three-dimensional design data even after the movement, and the marking can be formed. It becomes possible.
前記実際の対象物の形状を計測して3次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記3次元設計データと前記3次元計測データとの差分の大きさを表す情報を前記対象物の表面に光学的に投影することも良い(請求項3)。
この場合には、実際の対象物の表面形状の計測と、前記マーキングによる形状不良箇所の表示と、の両方を実現できる。前記データ取得手段としては、例えば、レーザスリット光を対象物の表面に投射して表面を計測する手段や、レーザー光を照射して対象までの距離を計測する手段等を利用すれば、非接触で対象物の表面を計測できる。
Data acquisition means for acquiring the three-dimensional measurement data by measuring the actual shape of the target object is provided, and information representing the difference between the three-dimensional design data and the three-dimensional measurement data is used as the surface of the target object. It is also possible to project it optically (claim 3 ).
In this case, it is possible to realize both measurement of the actual surface shape of the object and display of the shape defect portion by the marking. As the data acquisition means, for example, if a means for measuring the surface by projecting laser slit light onto the surface of the object, a means for measuring the distance to the object by irradiating the laser light, etc. are used without contact Can measure the surface of the object.
対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影すると良い(請求項4)。
この場合には、金型の正確な補修作業の実施に役立つ。補修情報としては、文字情報のほか、記号情報や図形情報等がある。
The object is a mold for processing, and the repair information of the mold may be projected in association with the marking (claim 4 ).
In this case, it is useful for carrying out an accurate repair work of the mold. Repair information includes character information, symbol information, graphic information, and the like.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016061162A JP6151814B1 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Position display system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016061162A JP6151814B1 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Position display system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6151814B1 JP6151814B1 (en) | 2017-06-21 |
JP2017170497A true JP2017170497A (en) | 2017-09-28 |
Family
ID=59082032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016061162A Expired - Fee Related JP6151814B1 (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Position display system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6151814B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014106167A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Hitachi Ltd | Laser projection method and laser projection device |
-
2016
- 2016-03-25 JP JP2016061162A patent/JP6151814B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014106167A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Hitachi Ltd | Laser projection method and laser projection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6151814B1 (en) | 2017-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7724380B2 (en) | Method and system for three-dimensional measurement | |
JP6465789B2 (en) | Program, apparatus and method for calculating internal parameters of depth camera | |
US10664994B2 (en) | System and method for calibration of machine vision cameras along at least three discrete planes | |
CN107883831B (en) | Measurement system and measurement method | |
JP7102115B2 (en) | Calibration method, calibration device, 3D measuring device, 3D visual measuring device, robot end effector, program, recording medium | |
US20110019155A1 (en) | Method and Apparatus for Real-Time Projection onto an Object of Data Obtained from 3-D Measurement | |
Xie et al. | Simultaneous calibration of the intrinsic and extrinsic parameters of structured-light sensors | |
JP2009053147A (en) | Three-dimensional measuring method and three-dimensional measuring device | |
JP2014013146A (en) | Three-dimensional measuring instrument and robot device | |
WO2015132981A1 (en) | Position measurement device and position measurement method | |
CN104802173A (en) | Data generation device for vision sensor and detection simulation system | |
JP2021193400A (en) | Method for measuring artefact | |
JPH11166818A (en) | Calibrating method and device for three-dimensional shape measuring device | |
US20190145758A1 (en) | System and method for verifying projection accuracy | |
US10819972B2 (en) | Method and apparatus for light and computer vision based dimensional metrology and 3D reconstruction | |
JP2019098409A (en) | Robot system and calibration method | |
US10080636B2 (en) | Method for measuring a dental situation | |
JP2005509879A (en) | Method for determining corresponding points in 3D measurement | |
JP2020513333A (en) | Industrial robot measurement system and method | |
JP6151814B1 (en) | Position display system | |
JP2019207127A (en) | Laser calibration device, calibration method therefor, and image input device including laser calibration device | |
Hasegawa et al. | Electronic endoscope system for shape measurement | |
KR20180040316A (en) | 3D optical scanner | |
JP2019511012A (en) | Method and apparatus for determining 3D coordinates of at least one predetermined point of an object | |
JP2012013593A (en) | Calibration method for three-dimensional shape measuring machine, and three-dimensional shape measuring machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170425 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170525 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6151814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |