JP2021152525A - 計測装置、計測方法、移動体、ロボット、電子機器及び造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度がよく、安定した計測が可能な計測装置を提供する。【解決手段】本計測装置は、対象物に光を照射する照射部と、光が照射された対象物を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された情報に基づき対象物を計測する計測部と、撮像部で撮像された情報が所定の条件を満たす場合に、対象物と照射部と撮像部との相対的な位置関係を変更制御する位置制御部と、を有する。これにより、精度がよく、安定した計測が可能な計測装置を提供することができる。【選択図】図５

Description

本発明は、計測装置、計測方法、移動体、ロボット、電子機器及び造形装置に関する。

今日、例えば工場の様々な組立てライン等におけるＦＡ（Factory Automation）分野においては、部品の検査又は認識等のために、非接触で計測が可能なアクティブステレオ方式の計測装置が用いられている。

このような非接触の計測装置としては、例えばレーザプローブ又はラインレーザを用いたセンシング方式等が知られているが、近年、エリア（面）で計測可能な、いわゆるプロジェクタ・カメラ方式が注目されている。

プロジェクタ・カメラ方式による三次元計測装置は、投影装置からパターン像（計測用パターン）を投影した対象物を、カメラ（撮像装置）で撮像し、この撮像画像から対応点を獲得する。そして、獲得した対応点から３次元形状を復元することで、被計測物体の３次元形状を計測する。

また、特許文献１（特開２０１５−１０８４５号公報）には、安定的で精度の良い計測結果を取得することを目的とし、投影装置と対象物、撮像装置との位置関係に応じて、局所的に投影装置の光量を調整し、対象物からの反射光を適切な光量で撮像素子に入射させる技術が開示されている。

しかし、従来の投影光学ユニット（投影装置）を有する三次元計測装置、及び、特許文献１に開示されている技術は、形状計測時における、三次元計測装置と対象物の位置又は姿勢の関係によっては、対象物に投影する計測用パターンが撮像素子（カメラ）に正反射する不都合を生ずる。すなわち、強い光が部分的に撮像素子（カメラ）へ入射し、結果として撮像した画像中に輝度値が飽和した画素の領域が発生する（画像中に部分的なサチュレーションが生ずる）。

反対に、光を吸収しやすい色又は材質の対象物である場合、三次元計測装置と対象物の位置又は姿勢の関係によっては、対象物に投影する計測用パターンが対象物に吸収され、計測に必要な十分な光量の光が撮像素子（カメラ）に入射しない不都合（輝度コントラスト低下）を生ずる。結果として、撮像した画像中に十分な輝度コントラストが得られない画素の領域が発生する（画像中に部分的に暗い領域が生ずる）。

このような不都合が生じている画像に基づいて対象物の計測を行うと、計測結果の一部に欠損等が生じることから、計測精度や安定性という点で改善の余地があった。

本発明は、精度よく安定した計測が可能な計測装置、計測方法、移動体、ロボット、電子機器及び造形装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象物に光を照射する照射部と、光が照射された対象物を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された情報に基づき対象物を計測する計測部と、撮像部で撮像された情報が所定の条件を満たす場合に、対象物と照射部と撮像部との相対的な位置関係を変更制御する位置制御部と、を有する。

本発明によれば、精度よく安定した計測を行うことができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態の三次元計測装置のブロック図である。 図２は、第１の実施の形態の三次元計測装置により、対象物に計測用パターンが投影されている状態を示す図である。 図３は、光偏向素子の一例であるＭＥＭＳミラーの構成を示す図である。 図４は、三次元計測装置の制御ユニットの機能構成を示す図である。 図５は、無効領域の補完処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、無効領域の他の補完処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、三次元計測装置の制御ユニットの計測情報取得ユニットの一例を示す斜視図である。 図８は、第２の実施の形態のロボットの多関節を有するロボットアームを示す図である。 図９は、第３の実施の形態のスマートフォンを示す図である。 図１０は、第４の実施の形態の移動体を示す図である。 図１１は、第５の実施の形態の他の移動体を示す図である。 図１２は、第６の実施の形態の３Ｄプリンタ装置を示す図である。

以下、添付図面を参照して、実施の形態の三次元計測装置の説明をする。

［概要］
一例として、パターン投影法を用いて対象物の三次元計測を行う三次元計測装置が適用例である場合、本実施の形態に係る計測装置は、三次元計測装置の計測結果において、サチュレーション又は輝度コントラスト低下による無効領域を認識する。また、無効領域に相当する対象物の部分、計測用パターンの投影角度、及び、撮像素子に対する反射光の入射角度を、無効領域周辺の有効な計測領域の計測結果から推定する。また、無効領域においてサチュレーション又は輝度コントラスト低下等を生じさせることのない、三次元計測装置と対象物の位置及び姿勢の関係を、推定された計測結果に基づいて計算する。そして、推定された位置及び姿勢に三次元計測装置を制御して撮像を行うことで、サチュレーション又は輝度コントラスト低下が生じていない撮像画像を得て、この撮像画像で、前の撮像時に得た撮像画像の無効領域を補間処理する。これにより、対象物を精度よく安定して計測することができる。

［第１の実施の形態］
この第１の実施の形態は、パターン投影法を用いて対象物の三次元形状の計測を行う三次元計測装置である。図１は、第１の実施の形態の三次元計測装置のブロック図である。また、図２は、第１の実施の形態の三次元計測装置により、対象物に計測用パターンが投影されている状態を示す図である。

図１に示すように、第１の実施の形態の三次元計測装置１は、計測情報取得ユニット２０及び制御ユニット３０を有する。

計測情報取得ユニット２０は、図１及び図２に示すように、投影装置１０及びカメラ装置２１を有する。図１で示す投影装置１０は投影部の一例であり、光源部としての複数のＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）素子が一次元または二次元に配列された垂直共振器面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）１１、光学系１２、光偏向素子１３を有する。また、ＶＣＳＥＬアレイは、照射部の一例である。

計測情報取得ユニット２０は、制御ユニット３０の制御部３１の制御に従い、ＶＣＳＥＬアレイ１１の複数の発光素子の光を光偏向素子１３により偏向させて計測領域の対象物１５に投影する。制御部３１は、ＶＣＳＥＬアレイ１１の各発光素子の輝度と点灯タイミングを制御することで、図２に示すように、対象物１５を含む領域に所定の計測用パターンの投影光１４を投影する。

計測用パターンとしては、一例ではあるが、ＶＣＳＥＬアレイ１１の発光素子の点灯及び消灯（オン／オフ）を制御することで、白黒のグレイコードパターン等の所定の投影パターンが投影される。図１では、ＶＣＳＥＬアレイ１１の光をライン状へとするための光学系１２が光源部とは独立して設けられているが、光源部に含まれていてもよい。

撮像部の一例であるカメラ装置２１は、投影装置１０が対象物１５に投影する投影光１４の投影中心３００が撮像領域４０の中心となるように固定された位置及び角度で、上述の計測領域を撮像する。

カメラ装置２１は、レンズ２１０、撮像素子２１１を有する。撮像素子２１１としては、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)又はＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)のイメージセンサ等を用いることができる。カメラ装置２１に入射した光は、レンズ２１０を介して撮像素子２１１上に結像して光電変換される。撮像素子２１１で光電変換により生成された画像信号は、制御ユニット３０の演算処理部３２に供給される。

レンズ２１０には、ＶＣＳＥＬアレイ１１の発光波長を透過する狭帯域のフィルタが用いられていてもよい。これにより、計測時の周辺光（蛍光灯などの外乱となる光）の影響を抑え、精度の高い計測を行うことができる。なお、レンズ２１０の前段に狭帯域フィルタを設けてもよい。この場合も、同じ効果を得ることができる。さらに、発振波長が不可視光の範囲のレーザ光源を用いることで、環境光による可視光の影響がカットされ、より精度の高い計測を行うことができる。このような条件下で、撮像画像に無効領域が発生した場合、投影装置１０から出射されるレーザ光が原因で、撮像画像に無効領域が発生していると特定して判断することができる。

制御ユニット３０は、投影装置１０による計測用パターン光の投影制御及びカメラ装置２１による撮像制御等を行い、カメラ装置２１が撮像した画像に関する情報である画像信号に基づいて、対象物１５の３次元計測等の演算処理を行う。なお、制御部３１は、投影装置１０が投影する計測用パターン光を別のパターン光に切り替える制御を行ってもよい。また、制御部３１は、演算処理部３２が３次元座標の算出に用いるキャリブレーション情報を出力制御してもよい。

制御ユニット３０の演算処理部３２（計測部の一例）は、供給された画像信号に基づいて、対象物１５の３次元形状に対応する３次元座標、または３次元座標に関する情報を算出（計測）する。演算処理部３２は、算出された３次元形状を示す３次元形状情報を、制御部３１の制御に従ってパーソナルコンピュータ装置等の外部機器に出力してもよい。

演算処理部３２は、入力された画像信号に、有効なデータとしての取り扱いが困難であり、また、他の領域に比べて比較的取り扱いが困難である領域（無効領域）が存在していた場合、画像信号及び対象物１５の３次元形状に基づき、次計測において、無効領域を補完する補完データを取得可能な計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢に関する情報である位置姿勢情報を算出する。

制御ユニット３０は、無効領域を補完する補完データを取得できるように、算出された位置姿勢情報に基づいて、移動機構を介して計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢を制御する。これにより、三次元計測装置１は、次計測において、無効領域が存在しない正常な画像の撮像を行うことができる。

なお、位置姿勢情報の出力値は、三次元計測装置１の所定の基準原点に対する絶対値でも良いし、例えば計測時のロボットの手先位置及び姿勢に対する相対値等の別の座標に対する相対値でも良い。相対値を用いる場合、対象物１５とロボット手先の相対値のみを利用するビジュアルフィードバック制御等にも適用可能である。

なお、図１は、制御ユニット３０に対して１組の計測情報取得ユニット２０が設けられている例であるが、制御ユニット３０に対し複数組の計測情報取得ユニット２０を設けてもよい。また、図１では計測情報取得ユニット２０と制御ユニット３０が独立して設けられているが、制御ユニット３０の一部または全てが計測情報取得ユニット２０に含まれていてもよい。

（光偏向素子の構成）
光偏向素子１３は、レーザ光を一軸又はそれ以上の軸方向に走査可能な可動ミラーとなっている。可動ミラーとしては、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、ポリゴンミラー又はガルバノミラー等が知られているが、レーザ光を一軸又はそれ以上の軸方向に走査できれば、どのような光偏向素子を用いてもよい。その中でも小型化や軽量化を図ることができる点でＭＥＭＳミラーを用いることが好ましい。

可動ミラーは、例えば、光学系１２により形成されたライン状の投影光を、対象物１５上に一軸走査し、このライン状の投影光を光走査することで、２次元面状の投影パターンを形成する。

図３は、光偏向素子１３の一例であるＭＥＭＳミラーの構成を示す図である。この図３に示すように、ＭＥＭＳミラーは、支持部１３１に、可動部１３２と二組の蛇行状梁部１３３とを有する。

可動部１３２は反射ミラー１３２０を備えている。二組の蛇行状梁部１３３は、それぞれ一端が可動部１３２に連結され、他端が支持部１３１で支持されている。二組の蛇行状梁部１３３は、それぞれミアンダ形状の複数の梁部からなり、共に、第１の電圧の印加により変形する第１の圧電部材１３３１と、第２の電圧の印加により変形する第２の圧電部材１３３２とを各梁部に１つおきに有する。

第１の圧電部材１３３１と第２の圧電部材１３３２と隣り合う梁部ごとに独立に設けられている。二組の蛇行状梁部１３３は、それぞれ第１の圧電部材１３３１及び第２の圧電部材１３３２に電圧を印加することで変形し、可動部１３２の反射ミラー１３２０を回転軸周りに回転させる。

具体的には、第１の圧電部材１３３１と第２の圧電部材１３３２に逆位相となる電圧を印加し、各梁部に反りを発生させる。これにより、隣り合う梁部が異なる方向にたわみ、それが累積され、二組の蛇行状梁部１３３に連結する可動部１３２と共に反射ミラー１３２０が回転軸を中心に往復回動する。さらに、回転軸を回転中心とするミラー共振モードに合わせた駆動周波数をもつ正弦波を逆相で第１の圧電部材１３３１と第２の圧電部材１３３２とに印加することで、低電圧で非常に大きな回転角度を得ることができる。

なお、駆動波形としては、上述の正弦波以外であっても、例えばノコギリ波等の他の波形でもよい。また、共振モードに限らず、非共振モードで駆動させてもよい。また、ＭＥＭＳミラーの駆動方式は、例えば静電式、圧電式又は電磁式等、いずれの駆動方式を用いてもよい。

（制御部の機能構成）
図４は、三次元計測装置１の制御ユニット３０の機能構成を示す図である。この図４において、演算処理部３２は、カメラ装置２１から供給された画像信号を解析する。演算処理部３２は、画像信号の解析結果と、キャリブレーション情報とを用いた演算処理により、３次元情報の復元処理を行い、これにより対象の３次元計測を実行する。演算処理部３２は、復元された３次元情報を制御部３１に供給する。

制御部３１は、システム制御部３１０と、パターン記憶部３１１と、光源駆動・検出部３１２と、光走査駆動・検出部３１３と、撮像制御部３１４とを有する。

光走査駆動・検出部３１３は、システム制御部３１０の制御に従い、光偏向素子１３を駆動する。システム制御部３１０は、光偏向素子１３に照射された光を対象物１５に照射するように、光走査駆動・検出部３１３を制御する。撮像制御部３１４は、システム制御部３１０の制御に従いカメラ２１の撮像タイミング及び露光量を制御する。

光源駆動・検出部３１２は、システム制御部３１０の制御に従いＶＣＳＥＬアレイ１１の各発光素子の点灯及び消灯を制御する。また、光源駆動・検出部３１２は、ＶＣＳＥＬアレイ１１の発光量をモニタリングしており、環境変化又は光源の劣化が生じた際でも一定の光量になるようにフィードバック制御を行う。

パターン記憶部３１１は、例えば三次元計測装置１の不揮発性の記憶部に記憶されている計測用パターン光を形成するためのパターン情報を読み出す。パターン記憶部３１１は、システム制御部３１０の制御に従い、パターン情報を読み出してシステム制御部３１０に供給する。システム制御部３１０は、パターン記憶部３１１から供給されたパターン情報に基づき、光源駆動・検出部３１２を制御する。

システム制御部３１０は、演算処理部３２から供給された、復元された３次元情報に基づき、パターン記憶部３１１に対してパターン情報の読み出しを指示する。システム制御部３１０は、パターン記憶部３１１により読み出されたパターン情報に従い光源駆動・検出部３１２を制御する。

また、システム制御部３１０は、読み出したパターン情報に応じて演算処理部３２に対して演算方法を指示する。

演算処理部３２、システム制御部３１０及び撮像制御部３１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）上で動作する計測プログラムにより実現する。具体的には、ＣＰＵは、ＲＯＭ（Read Only Memory）から計測プログラムを読み出して実行することにより、演算処理部３２、システム制御部３１０及び撮像制御部３１４を実現する。

演算処理部３２は、入力された画像信号の画像に、有効なデータとして取り扱いが困難であり、また、他の領域に比べて取り扱いが困難である領域である無効領域が存在していた場合、画像信号及び対象物１５の３次元形状に基づき、次計測において、無効領域を補完する補完データを取得可能な計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢を示す位置姿勢情報を算出する。

位置制御部の一例である制御ユニット３０は、無効領域を補完する補完データを取得できるように、算出された位置姿勢情報に基づいて、移動機構を介して計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢を制御する。これにより、次計測において、無効領域が存在しない正常な画像の撮像を行うことができる。

なお、演算処理部３２、システム制御部３１０及び撮像制御部３１４のうち、一部又は全部をハードウェアで実現してもよい。また、演算処理部３２、システム制御部３１０及び撮像制御部３１４以外のブロックも計測プログラムで実現してもよい。

（無効領域の補完処理）
図５は、システム制御部３１０による、上述の無効領域の補完処理の流れを示すフローチャートである。システム制御部３１０は、計測プログラムに基づいて、図５のフローチャートに示す各処理を実行制御する。

まず、ステップＳ１では、システム制御部３１０が、対象物１５の形状計測を行うように、計測情報取得ユニット２０を制御する。ステップＳ２では、システム制御部３１０が、ステップＳ１の計測で得た計測結果が、対象物１５に対する初回の計測結果であるか、又は、２回目以降の計測で、補完用データを取得するための計測で得た計測結果であるかを判断する。対象物１５に対する初回の計測結果である場合、処理はステップＳ３に進み、補完用データを取得するための計測である場合、処理はステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、システム制御部３１０が、前回の計測時に撮像した撮像画像の無効領域を、今回、撮像した撮像画像から得た補完データで補完して、新たな形状計測データを生成する。これにより、処理はステップＳ３に進む。

一方、ステップＳ２で対象物１５に対する初回の計測結果であると判別されることでステップＳ３に進むと、システム制御部３１０は、初回の計測で得られた撮像画像に、サチュレーション又は輝度コントラスト低下が発生している無効領域が存在するか否かを判別する。無効領域が存在する場合、処理がステップＳ５に進み、無効領域が存在しない場合、この図５のフローチャートの全処理が終了となる。

無効領域が存在することで、処理がステップＳ５に進むと、システム制御部３１０は、無効領域に対して、サチュレーション又は輝度コントラスト低下を発生させない撮像を行うための、計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢を示す位置姿勢情報を算出するように、演算処理部３２を制御する。

ステップＳ６では、システム制御部３１０が、算出された位置姿勢情報に基づいて、移動機構を介して計測情報取得ユニット２０を移動制御する。これによりステップＳ１に処理が戻る。ステップＳ１では、計測情報取得ユニット２０が、移動制御された姿勢及び位置で対象物１５を撮像することで、補完データ生成用の撮像画像を得る。ステップＳ４では、システム制御部３１０が、補完データ生成用の撮像画像の画像データから無効領域に相当する画像データを抽出して生成した補完データを生成する。そして、システム制御部３１０は、この補完データで、先に撮像した撮像画像の無効領域を補完して新たな形状計測データを生成する。

システム制御部３１０は、ステップＳ３で無効領域を検出しなくなるまで、又は、無効領域の大きさが所定以下となるまで、又は、撮像画像上の中央の領域等の主要領域から無効領域を検出しなくなるまで、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を繰り返し実行する。このようにして生成された対象物１５の形状計測データは、サチュレーション又は輝度コントラスト低下が発生していない撮像画像から得られたデータである。このため、この形状計測データに基づいて、正確な距離情報を生成でき、三次元計測装置１の測距精度の向上を図ることができる。

なお、ステップＳ６で計測情報取得ユニット２０を移動させた後のステップＳ１での計測では、前回計測時からカメラ装置２１の撮像タイミング又は露光量を変更してもよいし、光源駆動・検出部３１２又は光走査駆動・検出部３１３のパラメータを変更しても良い。

（補完処理の変形例）
ステップＳ４でデータ補完に用いる計測データは、補完データのために再計測した計測データのうち、ステップＳ３で判定した無効領域のみの計測データでも良いし、計測データの全て又は一部でも良い。

また、データ補完手法として、前回計測時のデータにそのまま重畳してもよいし、その後、部分的にダウンサンプリングを行っても良い。すなわち、例えば補完用の計測データ全てを補完に適用する際、ステップＳ３で有効な計測領域と判定された領域のみダウンサンプリングを行っても良い。

また、無効領域に相当する補完データのみを生成して、補完処理を行ってもよい。この場合、図６のフローチャートに示すように、ステップＳ１２及びステップＳ１３の計測より前に、システム制御部３１０が、ステップＳ１１において、今回の計測が、補完データを生成するための計測か否かを判別する。

今回の計測が、補完データを生成するための計測である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３に処理が進み、システム制御部３１０が、無効領域に相当する領域のみの撮像を行うように計測情報取得ユニット２０を制御する。ステップＳ１４では、システム制御部３１０が、無効領域に相当する領域の撮像画像に基づいて補完データを生成し、前に撮像した撮像画像の無効領域を、この補完データで補完処理して新たな形状計測データを生成する。

これに対して、今回の計測が、初回の計測等のように補完データを生成しない計測である場合、対象物１５の撮像が行われ（ステップＳ１２）、この撮像画像に無効領域が存在する場合は、無効領域が検出される（ステップＳ３）。すると、無効領域が発生しない位置及び姿勢に計測情報取得ユニット２０が制御され（ステップＳ５、ステップＳ６）、次回の計測（ステップＳ１３）で、無効領域に相当する領域のみの撮像画像が撮像される。そして、無効領域に相当する領域のみ補完データが生成され、これにより、無効領域の補完処理が行われる（ステップＳ１４）。

この変形例の場合、無効領域の補完に用いる部分だけ計測すれば良いため、計測処理が全体を計測する時よりも高速になり、処理全体の処理速度を速くすることができる。

（無効領域の判定処理の詳細）
次に、図５及び図６のフローチャートのステップＳ３における、無効領域の判定処理を詳細に説明する。上述の無効領域は、輝度値が飽和した画素領域、輝度コントラストが低い領域、対象物１５の形状により投影するパターンが遮蔽され影となって撮像画像上に現れる領域（いわゆるオクルージョン領域）等がある。

対象物１５の形状計測を行う場合、複数枚の計測用パターンを投影し、その計測用パターン毎に撮像を行い、画像を取得する。そして、撮像した枚数分の撮像画像を用いて無効領域の抽出が行われる。例えば、輝度値が飽和した無効領域としては、取得した各撮像画像において輝度値が飽和している全ての画素の領域を、輝度値が飽和した画像領域として抽出する。また、輝度コントラストが低い無効領域としては、位相シフト法を用いて計測を行う場合において、画素毎に検出する位相と同時に検出した振幅値が所定の閾値よりも小さい画素の領域を、輝度コントラストが低い無効領域として抽出する。

影となるオクルージョン領域の無効領域としては、投影領域全体を光らせるパターンを投影した様子の撮像画像において、予め設定しておいた閾値よりも輝度が低い領域をオクルージョン領域の無効領域として抽出する。

このように抽出した無効領域が計測結果に存在していれば、無効領域があると判定できる。また、領域の面積が所定の閾値以上か否か等、抽出した領域に対して新たに指標を設定し、その指標に対して予め設定した値を超えるか否かに基づいて、無効領域としてみなすか否かの判定を行っても良い。また、輝度飽和領域、輝度コントラスト低下領域、オクルージョン領域等のうち、いずれかに該当する領域のみを無効領域として抽出しても良い。また、予め設定した回数分、ステップＳ４の処理を繰り返し実行して生成したデータであれば、無効領域が残っていても、これ以上データ補完が可能な無効領域は存在しないと見なし、図５又は図６のフローチャートの処理を終了してもよい。

（位置姿勢情報の算出動作の詳細）
次に、図５及び図６のフローチャートのステップＳ５における位置姿勢情報の算出動作の詳細を説明する。上述のように、無効領域は、輝度飽和領域、輝度コントラスト低下領域、オクルージョン領域等に分類される。無効領域となる原因はそれぞれ異なるが、何れの場合も（１）無効領域中の対象物１５の面の法線方向、（２）無効領域に照射されている投影装置１０からの計測用パターン光の入射角度、及び、（３）計測用パターン光が対象物１５によって反射されたことで生じる反射光がカメラ装置２１に向かう角度を推定する必要がある。

対象物１５が既知の物体で、有効な計測領域に特徴点が含まれており、十分に認識できている場合には、対象物１５に対する投影装置１０及びカメラ装置２１の位置姿勢情報は、概略的に既知となり、無効領域に対応する対象物１５の形状は、形状モデルから推定されるので、無効領域の画素毎に対象物１５の面の法線方向は推定できる。また、対象物１５に対する投影装置１０及びカメラ装置２１の位置姿勢情報は、概略的に既知であり、無効領域の対象物１５の位置も概略的に分かる。このため、投影装置１０及びカメラ装置２１のキャリブレーション情報から無効領域の画素毎に投影されている計測用パターン光の入射角度と、その領域からカメラ装置２１に向かう反射光の角度も推定できる。

対象物１５が未知の物体又は既知の物体であっても特徴点が含まれておらず認識困難な場合は、無効領域周辺の有効な計測領域を含む範囲を抽出し、その中で小領域に更に分割し、有効な計測領域と無効領域を含む小領域を所定数生成する。そして、その小領域内で平面を推定し、無効領域中の面に対する法線方向を推定する。

また、小領域内に含まれる有効な計測領域情報から、小領域内の無効領域において投影されているパターン光の入射角度を推定する。例えば、投影パターンが縞パターンである場合、縞パターンの変化方向を推定し、無効領域周辺に投影されているパターンから、その方向における投影角度の変化量を推定することができる。このため、無効領域周辺に投影されている計測用パターン光の入射角度より、無効領域における計測用パターン光の入射角度を推定できる。また、無効領域の各画素から、無効領域に向かう方向も推定できるため、これらの情報より、カメラ装置２１に向かう反射光の角度も推定できる。

このように、推定された各情報を用いて、無効領域の種類毎（輝度飽和領域、輝度コントラスト低下領域、オクルージョン領域等）に、計測情報取得ユニット２０のデータ補完が可能な移動位置及び姿勢を判断する。

（無効領域の種類毎の計測情報取得ユニットの移動制御）
次に、無効領域の種類毎の、計測情報取得ユニット２０の移動制御を説明する。輝度飽和領域では、正反射に近い角度で無効領域に光が入射しているため、次計測では正反射となる軸から角度をつけて測定する必要がある。先に推定した無効領域における対象物１５の面の法線方向に対して、無効領域に照射されている投影装置１０からのパターン光入射角度、及びその領域からカメラ装置２１に向かう反射光の角度が、所定量変化する様に、計測情報取得ユニット２０の位置及び（又は）姿勢を変化させる。

図７に示すように撮像部であるカメラ装置２１に対して−Ａ側に投影部である投影装置１０が設けられた計測情報取得ユニット２０を例として、移動制御の一例を説明する。撮影領域、すなわち計測領域においては、図７に示す＋Ａ側の領域よりも−Ａ側の領域の方が、正反射が生じた場合、輝度飽和領域が生じやすい。これは、撮影領域（計測領域）の＋Ａ側の領域よりも−Ａ側の領域の方が、投影装置１０に近く、光が強く当たりやすいためである。このため、輝度飽和領域が計測領域−Ａ側にて生じた場合、制御ユニット３０は、計測情報取得ユニット２０を−Ａ側に移動させ、計測情報取得ユニット２０に対して計測対象である対象物１５を、より＋Ａ側に位置させる。これにより、次計測において、無効領域であった領域の計測を行うことができる。

具体的には、制御ユニット３０は、計測情報取得ユニット２０を、測定領域の水平方向長さの半分ほどの長さ分移動させる。これにより、次計測において、元々計測領域の−Ａ側に位置していた計測対象を、計測領域の＋Ａ側に位置させることができ、次計測において、無効領域であった領域の計測を行うことができる。

また、別の移動制御例を説明すると、例えば対象物１５が既知の物体である場合、予め既知の物体上に所定の点を定めておく。この所定の点が、常に計測情報取得ユニット２０の原点（計測情報取得ユニット２０に設定される所定の点）から考えて、一定の間隔を保ちながら正面を向くように、予め定めた方向に予め決めた量だけ、制御ユニット３０が計測情報取得ユニット２０を回転移動させる。例えば、次計測において回転移動により、元々計測領域の−Ａ側に位置していた計測対象を、計測領域の＋Ａ側に位置させることで、次計測において、無効領域であった領域の計測を行うことができる。

これに対して、輝度コントラスト低下領域では、輝度飽和領域とは反対に、光の入射量が少ないため、次計測では正反射となる軸に近い角度で測定する必要がある。この場合も、先に推定した無効領域における対象物１５の面の法線方向に対して、無効領域に照射されている投影装置１０からのパターン光入射角度、及びその領域からカメラ装置２１に向かう反射光の角度が、所定分の量変化するように、制御ユニット３０が計測情報取得ユニット２０の位置及び（又は）姿勢を変化させる。

この場合における、移動制御の一例を説明する。図７に示す計測情報取得ユニット２０の場合、カメラ装置２１に対して−Ａ側に投影装置１０が設けられている。このため、カメラ装置２１の全撮影領域（計測領域）のうち、＋Ａ側の撮像領域の方が投影装置１０から遠いため、光が当たりにくく、輝度コントラスト低下領域が生じやすい。このようなことから、輝度コントラスト低下領域が計測領域の＋Ａ側に生じた場合、制御ユニット３０は、計測情報取得ユニット２０を＋Ａ側に移動させる。

具体的には、制御ユニット３０は、測定領域の水平方向の長さの半分の長さ分、計測情報取得ユニット２０を移動させる。これにより、元々計測領域の＋Ａ側に位置した対象物１５を、次計測において、計測領域の−Ａ側に位置させることができ、次計測で無効領域となるはずの領域の計測を行うことができる。

また、別の移動制御例を説明する。例えば、対象物１５が「既知」の物体である場合、予め既知の物体上に所定の点を定めておく。この所定の点が常に計測情報取得ユニット２０の原点（計測情報取得ユニット２０に設定される所定の点）から考えて、一定の間隔を保ちながら正面を向くように、予め定めた方向に予め決めた量だけ、制御ユニット３０が計測情報取得ユニット２０を回転移動させて対象物の計測を行う。

なお、対象物１５の反射モデルが既知の場合、制御ユニット３０は、次計測の位置及び姿勢の算出に、その反射モデル情報を用いる。これにより、制御ユニット３０は、計測情報取得ユニット２０の、より適した位置及び姿勢を算出することができる。

これに対して、対象物１５が「未知」の物体の場合、制御ユニット３０は、対象物１５の有効な計測領域内の形状情報における中心点を算出し、その点に対して、上述の既知の物体で行ったように、計測情報取得ユニット２０を回転移動させて対象物の計測を行う。

次に、オクルージョン領域においては、その領域に投影される投影装置１０からのパターン光が、対象物１５の形状により生じているため、推定された領域中の対象物１５の面の法線方向、及び無効領域に照射されている投影装置１０からのパターン光入射角度より、計測情報取得ユニット２０をどちらに回り込ませて計測を行えばオクルージョン領域を次回の計測で補完できるかを推定できる。

この場合における移動制御の一例を説明する。図７に示すように、カメラ装置２１に対して−Ａ側に投影装置１０が設けられている計測情報取得ユニット２０の場合、対象物１５に対して−Ａ側から光が当たる。このため、対象物１５に凹部または凸部が存在していた場合、凹部または凸部により光が遮蔽され、凹部または凸部の＋Ａ側にオクルージョン領域が生じやすい。この場合、計測情報取得ユニット２０を「所定の角度」で回転させ、又は、図７の＋Ａ側に移動させることで、次計測時に無効領域となるはずの領域を計測することができる。

一例ではあるが、「所定の角度」としては、９０度〜２７０度が好ましく、また、１８０度を除く９０度〜２７０度が、より好ましい。これは、上述の計測用パターンとして、一方向の縞パターンの投影のみを行う計測情報取得ユニット２０において、縞パターンの方向と同じ方向に対象物１５のエッジが存在した際に計測精度が悪くなる不都合を防止するためである。

また、別の移動制御例として、上述のように輝度飽和領域および輝度コントラスト低下領域で行ったように、制御ユニット３０は、所定の点を定めて計測情報取得ユニット２０を回転移動してもよい。

なお、上述の輝度飽和領域、輝度コントラスト低下領域、オクルージョン領域等の無効領域が複数存在する場合、制御ユニット３０は、対象物１５の計測領域の位置、又は、無効領域の種類で決定した優先順位に従って、無効領域を補完するように、計測情報取得ユニット２０を移動させる。これにより、次計測時に無効領域となるはずの領域のうち、優先順位の高い無効領域を計測することができる。

また、上述のように、計測用パターンとして、一方向の縞パターンの投影のみを行う計測情報取得ユニット２０の場合、縞パターンの方向と同じ方向に対象物１５のエッジが存在すると、計測精度が悪くなる。このため、制御ユニット３０は、データ補完時の計測の際に、計測情報取得ユニット２０を所定の角度分、回転させた後に、データ補完の計測を行う。「所定の角度」とは、対象物１５のエッジと縞パターンの方向が重ならない角度であり、両者の角度差として、少なくとも３度以上の角度差が存在することが好ましい。一例として、９０度の角度差があれば、より好ましい。これにより、縞パターンの方向と同じ方向に対象物１５のエッジが存在した際に計測精度が悪くなる不都合を防止することができる。

（第１の実施の形態の効果）
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の三次元計測装置１は、測距用の撮像画像中にサチュレーション又は輝度コントラスト低下等が発生した場合、サチュレーション又は輝度コントラスト低下等が発生している領域を無効領域として認識する。また、無効領域に相当する対象物１５の部分、計測用パターンの投影角度、及び、カメラ装置２１に対する反射光の入射角度を、無効領域周辺の有効な計測領域の計測結果から推定する。また、無効領域においてサチュレーション又は輝度コントラスト低下を生じさせることのない、計測情報取得ユニット２０と対象物１５の位置及び姿勢の関係を、推定された計測結果に基づいて計算する。

そして、推定された位置及び姿勢に計測情報取得ユニット２０を制御して撮像を行うことで、サチュレーション又は輝度コントラスト低下等が生じていない撮像画像を得て、この撮像画像で、前の計測時に得た撮像画像の無効領域を補完処理する。これにより、対象物１５の三次元形状を精度よく安定して計測することができる。加えて、何度も測り直しをする必要が無くなり、データ補完された欠損等が含まれない計測データを短時間で取得することができる。

（移動対象の変形例）
上述の第１の実施の形態の説明では、補完データを形成可能となるように、計測情報取得ユニット２０の位置及び姿勢を変更することとした。しかし、制御ユニット３０は、
１．計測用パターン光が照射される対象物１５の位置及び姿勢を変更してもよい。
２．投影装置１０のみ位置及び姿勢を変更してもよい。
３．カメラ装置２１のみ位置及び姿勢を変更してもよい。
４．投影装置１０及びカメラ装置２１の相対的な位置関係を変更してもよい。

いずれの場合も各装置に移動機構を設け、システム制御部３１０が、この移動機構を制御して、位置及び姿勢等を変更することで、上述と同じ効果を得ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の説明をする。この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態の三次元計測装置１を設けたロボットの例である。図８は、第２の実施の形態のロボットの多関節を備えたロボットアーム７０を示す図である。この図８において、ロボットアーム７０は、対象物１５をピッキングするためのハンド部７１を備え、ハンド部７１の直近に、第１の実施の形態として説明した三次元計測装置１が設けられている。ロボットアーム７０は、それぞれ屈曲可能な複数の可動部を備え、ハンド部７１の位置及び向きを、制御に従い変更する。

三次元計測装置１は、光の投影方向がハンド部７１の向く方向に一致するように設けられ、ハンド部７１のピッキング対象となっている対象物１５を計測する。

第２の実施の形態のロボットは、ロボットアーム７０に設けられた三次元計測装置１により、ピッキングの対象物１５を近距離から計測することができる。このため、カメラ装置等により、ピッキングの対象物１５を遠方から計測する場合と比較して、計測精度の向上を図ることができる。また、カメラ装置等により遠方から計測する場合生じ得る計測範囲にロボットアーム７０が侵入して邪魔になるといった事も無く、リアルタイムフィードバックも行いやすい。

更に、三次元計測装置１の計測範囲とロボットハンド部７１が重なり合わない位置に三次元計測装置１を設けることで、ロボットハンド部７１と計測範囲が重なることで計測範囲が狭くなるといった課題に対して、より効果を奏する。

例えば、工場の様々な組立てライン等におけるＦＡ(Factory Automation)分野においては、部品の検査及び認識等のために、ロボットアーム７０等のロボットが利用される。このロボットに三次元計測装置１を設けることにより、部品の検査及び認識を精度よく行うことができる。

加えて、ロボットアーム７０の先端部に三次元計測装置１を設けてもよい。この場合、例えば狭所や内径が開口径より大きいツボ等のように、口部の径よりも胴部の径の方が大きい対象物１５の内部空間にロボットアーム７０を入れて内面を計測できる。すなわち、作業エリアが限られる対象物１５でも、ロボットアーム７０の可動範囲であれば計測を行うことができる。

なお、ロボットアーム７０への取り付け面と、三次元計測装置１の長軸方向を含む面とを平行に揃えて設ける。これにより、ロボットアーム７０の先端部の各軸方向の長さを短くすることができる。このため、三次元計測装置１全体を省スペース化でき、周辺環境との干渉を緩和することができる。

また、測距用の撮像画像に無効領域が存在する場合、画像信号及び３次元形状に基づき、次計測において、補完データの取得が可能となる位置及び姿勢を示す位置姿勢情報を、ロボットアーム７０にフィードバックする。これにより、ロボットアーム７０の制御を簡易に行うことができ、補完データを取得して行った計測結果に基づいて、より高精度な部品検査又は認識等を行うことができる。

また、三次元計測装置１位置及び姿勢の関係は、計測対象に対して相対的に変更されればよい。このため、三次元計測装置１をロボットアーム７０に設けた図８の例に対して、計測対象をロボットアーム７０に設け、両者の相対的な位置関係及びロボットアーム７０の姿勢を変更しても良い。

具体的に説明すると、計測対象をロボットアーム７０に設けた場合、三次元計測装置１と計測対象の位置及び姿勢の相対的な関係は、無効領域の種類毎の計測情報取得ユニットの移動制御として上述した位置関係となるように変更されれば良い。

すなわち、輝度飽和領域が計測領域−Ａ側にて生じた場合、三次元計測装置１は、ロボットアーム７０を図７に示す＋Ａ方向に移動させる。この際、測定領域の水平方向長さの半分の長さ分、ロボットアーム７０を移動させれば、元々計測領域の−Ａ側に位置していた対象物１５を、次計測の際に、計測領域の＋Ａ側に位置させることができる。これにより、次計測で無効領域となるはずであった領域の計測を行うことができる。

また、輝度コントラスト低下領域が計測領域の＋Ａ側にて生じていた場合、三次元計測装置１は、ロボットアーム７０を図７のＢ方向に移動させる。この際、測定領域の水平方向の長さの半分の長さ分、ロボットアーム７０を移動させる。一例として、測定領域の水平方向長さが１００ｍｍであれば５０ｍｍ、図７のＢ方向にロボットアーム７０を移動させる。これにより、計測領域の＋Ａ側に位置していた対象物１５を、次計測の際に、計測領域の−Ａ側に位置させることができ、次計測で無効領域となるはずであった領域の計測を行うことができる。

また、オクルージョン領域が生じた場合には、ロボットアーム７０を例えば１８０度回転させ、又は、ロボットアーム７０を図７のＢ方向に移動させる。これにより、上述のように、次計測で無効領域となるはずであった領域の計測を行うことができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態で説明した三次元計測装置１を、例えばスマートフォン又はパーソナルコンピュータ装置等の電子機器に設けた例である。

図９は、三次元計測装置１が設けられたスマートフォン８０を示す図である。スマートフォン８０には、三次元計測装置１と使用者の認証機能が設けられている。使用者の認証機能は、例えば専用のハードウェアにより設けられる。なお、「認証機能部」は、専用のハードウェアの他、コンピュータ構成のＣＰＵがＲＯＭなどのプログラムを実行して実現してもよい。

計測装置１は、使用者８１の顔、耳又は頭部の形状等を計測する。この計測結果に基づいて、認証機能部は、使用者８１がスマートフォン８０に登録された正規のユーザであるか否かを判定する。

第３の実施の形態は、三次元計測装置１をスマートフォン８０に設けることで、高精度に使用者８１の顔、耳又は頭部の形状等を計測できるため、ユーザ認識精度を向上させることができる。なお、第３の実施の形態の説明では、三次元計測装置１をスマートフォン８０に設けることとしたが、パーソナルコンピュータ装置又はプリンタ装置等の、他の電子機器に設けてもよい。また、個人認証機能以外の他の機能に、三次元計測装置１を用いてもよい。

また、無効領域が存在する場合、画像信号及び３次元形状に基づき、次計測において、補完データを取得可能な位置姿勢を示す位置姿勢情報をスマートフォン８０の表示部に表示する。これにより、ユーザがスマートフォン８０の位置及び姿勢を制御して、データ補完した計測結果より、より高精度な認証処理を行うことができる。

［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態は、第１の実施の形態で説明した三次元計測装置１を、移動体に設けた例である。図１０は、三次元計測装置１を、移動体の一例である自動車に設けた例である。この図１０において自動車の車内８５には、三次元計測装置１及び運転支援機能が設けられている。運転支援機能は、例えば専用のハードウェアにより設けられている。

なお、「運転支援機能」は、専用のハードウェア以外であっても、コンピュータ構成のＣＰＵがＲＯＭ等のプログラムを実行して実現してもよい。三次元計測装置１は、運転者８６の顔及び姿勢等を計測する。この計測結果に基づいて、運転支援機能は、運転者８６の状況に応じた適切な運転支援を行う。

上述の三次元計測装置１を自動車に設けることで、高精度に運転者８６の顔及び姿勢等を計測することができ、車内８５の運転者８６の状態認識精度を向上させることができる。

なお、第４の実施の形態では、三次元計測装置１を自動車に設けることとしたが、三次元計測装置１を電車の車内又は飛行機の操縦席（又は客席）等に設けてもよい。また、運転者８６の顔及び姿勢等の状態認識に三次元計測装置１を用いる以外でも、搭乗者又は車内８５の様子の認識等に三次元計測装置１を用いてもよい。また、三次元計測装置１は、運転者８６の個人認証を行い、車の運転者として予め登録された正規の運転者か否かを判断する、自動車のセキュリティに用いてもよい。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態の説明をする。図１１は、第５の実施の形態の他の移動体を示す図である。図１１に示す移動体は、自律走行が可能な移動体に三次元計測装置１を設けた例である。移動体８７には第１の実施の形態で説明した三次元計測装置１が設けられている。三次元計測装置１は、移動体８７の周囲の物体までの距離をそれぞれ計測する。この計測結果に基づいて、移動体８７は、机８８の位置等の室内８９のレイアウトを認識し、自身の移動経路を算出する。

このように、第５の実施の形態では、三次元計測装置１を移動体８７に設けることで、高精度に移動体８７の周辺の物体の位置を認識して移動経路を算出することができ、移動体８７の運転の支援を行うことができる。なお、この例は、三次元計測装置１を小型の移動体８７に設ける例であるが、三次元計測装置１を自動車等に設けてもよい。また、屋内だけでなく、三次元計測装置１を屋外で用いてもよく、建造物等の計測に用いてもよい。

また、無効領域が存在する場合、画像信号及び３次元形状に基づき、次計測において、補完データを取得可能な位置姿勢を示す位置姿勢情報を移動体８７にフィードバックする。これにより、移動体８７の制御を簡易に行え、データ補完した計測結果より、より高精度な経路判断及びレイアウト算出を行うことができる。

（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態を説明する。第６の実施の形態は、上述の三次元計測装置１を、造形装置の一例である３Ｄプリンタ装置に設けた例である。図１２は、３Ｄプリンタ装置の斜視図である。この図１２に示すように、三次元計測装置１は、３Ｄプリンタ装置９０のヘッド部９１に設けられている。ヘッド部９１は、形成物９２を形成するための造形液を吐出するノズル９３を有する。三次元計測装置１は、３Ｄプリンタ装置９０で形成される形成物９２の形成中等に、形状の計測を行う。３Ｄプリンタ装置９０は、この計測結果に基づいて、形成物９２を形成制御する。

このように、第６の実施の形態の３Ｄプリンタ装置９０は、三次元計測装置１により、形成物９２の形成中等に形状の計測を行うことができ、形成物９２の高精度な造形を行うことができる。

なお、この例では、三次元計測装置１を３Ｄプリンタ装置９０のヘッド部９１に設けることとしたが、３Ｄプリンタ装置９０の他の箇所に設けてもよい。

また、無効領域が存在する場合、画像信号及び対象物１５の３次元形状に基づき、次計測において、補完データを取得可能な位置姿勢を示す位置姿勢情報を３Ｄプリンタ装置９０にフィードバックする。これにより、３Ｄプリンタ装置９０の制御を簡易に行え、データ補完した計測結果より、より高精度な形成制御が出来る。

最後に、上述の各実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な各実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。また、各実施の形態及び各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 三次元計測装置
１０ 投影装置
１１ 垂直共振器面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）
１２ 光学系
１３ 光偏向素子
１４ 計測用パターンの投影光
１５ 対象物
２０ 計測情報取得ユニット
２１ カメラ装置
３０ 制御ユニット
３１ 制御部
３２ 演算処理部
４０ 撮像領域
２１０ レンズ
２１１ 撮像素子
３００ 投影光の投影中心

特開２０１５−１０８４５号公報

Claims (17)

1. 対象物に光を照射する照射部と、
   前記光が照射された対象物を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像された情報に基づき前記対象物を計測する計測部と、
   前記撮像部で撮像された情報が所定の条件を満たす場合に、前記対象物と前記照射部と前記撮像部との相対的な位置関係を変更制御する位置制御部と、
   を有する計測装置。
2. 前記位置制御部は、前記対象物と前記照射部との相対的な位置関係を変更制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記位置制御部は、前記照射部と前記撮像部との相対的な位置関係を変更制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の計測装置。
4. 前記位置制御部は、前記撮像部と前記対象物との相対的な位置関係を変更制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の計測装置。
5. 前記撮像部で撮像された情報に含まれる前記所定の条件を満たす領域を、相対的な位置関係の変更後に前記撮像部で撮像された情報で補完処理する補完処理部を、さらに備えること
   を特徴とする請求項１又は請求項４に記載の計測装置。
6. 前記位置制御部が所定の条件を満たす場合は、撮像された情報に、所定の値以上の輝度値の領域が存在する場合、又は、撮像された情報に、所定の値以下の輝度コントラストの領域が存在する場合であること
   を特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか一項に記載の計測装置。
7. 前記照射部は、所定パターンのパターン光を前記対象物に照射すること
   を特徴とする請求項１から請求項６のうち、いずれか一項に記載の計測装置。
8. 照射部が、対象物に光を照射する照射工程と、
   撮像部が、前記光が照射された対象物を撮像する撮像工程と、
   計測部が、前記撮像工程で撮像された情報に基づき前記対象物を計測する計測工程と、
   位置制御部が、前記撮像部で撮像された情報が所定の条件を満たす場合に、前記対象物
   と前記照射部と前記撮像部との相対的な位置関係を変更制御する位置制御工程と、
   を有する計測方法。
9. 前記位置制御工程では、前記位置制御部が、前記対象物と前記照射部との相対的な位置関係を変更制御すること
   を特徴とする請求項８に記載の計測方法。
10. 前記位置制御工程では、前記位置制御部が、前記照射部と前記撮像部との相対的な位置関係を変更制御すること
    を特徴とする請求項８に記載の計測方法。
11. 前記位置制御工程では、前記位置制御部が、前記撮像部と前記対象物との相対的な位置関係を変更制御すること
    を特徴とする請求項８に記載の計測方法。
12. 前記位置制御工程で所定の条件を満たす場合は、撮像された情報に、所定の値以上の輝度値の領域が存在する場合、又は、撮像された情報に、所定の値以下の輝度コントラストの領域が存在する場合であること
    を特徴とする請求項８から請求項１１のうち、いずれか一項に記載の計測方法。
13. 前記照射工程では、前記照射部が、所定パターンのパターン光を前記対象物に照射すること
    を特徴とする請求項８から請求項１２のうち、いずれか一項に記載の計測方法。
14. 請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の計測装置と、
    前記計測装置を装着した多関節アームと、
    を備えることを特徴とするロボット。
15. 請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の計測装置と、
    前記計測装置による使用者の計測結果に基づいて使用者の認証を行う認証部と、
    を備えることを特徴とする電子機器。
16. 請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の計測装置と、
    前記計測装置による計測結果に基づいて移動体の運転を支援する運転支援部と、
    を備えることを特徴とする移動体。
17. 請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の計測装置と、
    前記計測装置による計測結果に基づいて形成物を形成するヘッドと、
    を備えることを特徴とする造形装置。

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