JP2851424B2 - 3D coordinate measuring device - Google Patents

3D coordinate measuring device

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JP2851424B2
JP2851424B2 JP50187891A JP50187891A JP2851424B2 JP 2851424 B2 JP2851424 B2 JP 2851424B2 JP 50187891 A JP50187891 A JP 50187891A JP 50187891 A JP50187891 A JP 50187891A JP 2851424 B2 JP2851424 B2 JP 2851424B2
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Japan
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light
circuit
signal
pulse
camera
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修 小関
和則 樋口
新 山本
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は三次元座標測定装置、特に光切断線に沿って
物理的な位置が変動する、例えば移動または振動する被
測定物の三次元座標を高速で高精度に測定する装置およ
び被測定物の塗装色などのためその反射率が極めて異な
るような被測定物の三次元座標を高速、高精度に測定す
る装置の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional coordinate measuring apparatus, and more particularly to a three-dimensional coordinate of an object whose physical position fluctuates along a light-section line, for example, a moving or vibrating object, at high speed and with high accuracy. The present invention relates to an improvement in an apparatus for measuring a three-dimensional coordinate of an object to be measured at a high speed and with high accuracy, the reflectance of which is extremely different due to a paint color of the object to be measured, and the like.

背景技術 機械部品や製品の生産工程などにおいては、その寸法
計測や検査を行うため、移動または振動する被測定物の
三次元座標を高速に検出した、という要望が多い。特に
被測定物が三次元形状をしている場合にはその形状的な
特徴を把握するため、被測定物表面の多点における三次
元座標を高速に検出し、当該被測定物の三次元形状を効
率良く正確に測定したいという要望が強い。従来の測定
手段としては、物体の表面にパルススリット光を投射
し、かつ、2値化スリット光像の近傍のみを演算処理す
ることにより、移動中の被測定物の形状を高速に検出す
るものがある(特開昭64−78109号)。
2. Description of the Related Art In the production process of mechanical parts and products, there are many demands for detecting the three-dimensional coordinates of a moving or vibrating object at high speed in order to measure and inspect its dimensions. In particular, when the object to be measured has a three-dimensional shape, the three-dimensional shape of the object to be measured is detected at a high speed in order to grasp the characteristics of the shape. There is a strong demand for efficient and accurate measurement of Conventional measuring means detects the shape of a moving object at high speed by projecting pulsed slit light on the surface of an object and calculating only the vicinity of the binarized slit light image. (JP-A-64-78109).

上記構成からなる従来の測定手段は、光切断線の中心
位置を2値化後、細線化して求めているので、光切断線
中心位置の検出分解能力は0.5画素となり、形状検出精
度が悪く、またTVカメラ信号を部分的に読みだすための
特殊なカメラコントローラや演算制御部が必要であり装
置が高価となるなど、実用上解決すべき問題点を有す
る。
The conventional measuring means having the above configuration binarizes the center position of the light cutting line and then obtains it by thinning, so the detection resolution capability of the center position of the light cutting line is 0.5 pixel, and the shape detection accuracy is poor. In addition, a special camera controller or arithmetic control unit for partially reading out the TV camera signal is required, and the apparatus becomes expensive.

また、本発明者等が案出したものとして、スリット光
源とTVカメラとによる光切断法において、TVカメラの水
平走査毎に光切断線の重心位置を検出し、テーブルを参
照して三次元座標を実時間で検出する装置がある。
Further, as a method devised by the present inventors, in a light cutting method using a slit light source and a TV camera, the center of gravity of a light cutting line is detected for each horizontal scan of the TV camera, and three-dimensional coordinates are referred to with reference to a table. There is a device that detects in real time.

しかしこの装置は、スリット光を連続投射し、その反
射光を1/30秒の間TVカメラで撮像するため、1/30秒間に
被測定物が移動すると画像がぼけ、三次元座標検出が適
正でない。
However, this device continuously projects slit light and captures the reflected light with a TV camera for 1/30 second, so if the object to be measured moves in 1/30 second, the image will be blurred, and three-dimensional coordinate detection is appropriate. Not.

また、工場などで太陽光等の広い波長範囲を有する外
乱光がある時は、スリット光源の波長だけを透過させる
バイドパスフィルターだけでは十分なsn比(以下s/nと
記す)が得られない場合がある。
In addition, when there is disturbance light having a wide wavelength range such as sunlight in a factory or the like, a sufficient sn ratio (hereinafter, referred to as s / n) cannot be obtained only by a pass filter that transmits only the wavelength of the slit light source. There are cases.

発明の開示 本発明の目的は、上記従来の問題点を解消するもの
で、高速に移動中の被測定物の三次元座標を正しく検出
し、従来には見当たらない反射率の大きく異なる被測定
物について良好な反射信号が得られるよう広範囲にスリ
ット光の投射強度を設定すると共に、反射率の異なる被
測定物について適切なスリット光投射強度を自動設定
し、かつ多重反射に対して正しく三次元座標測定を行う
こと、さらに太陽光などの外乱光の下でも正しい三次元
座標測定の可能な三次元座標測定装置を提供することに
ある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, to correctly detect the three-dimensional coordinates of an object moving at a high speed, and to detect an object having a greatly different reflectance that has not been found conventionally. The slit light projection intensity is set over a wide range so that a good reflection signal can be obtained, and the appropriate slit light projection intensity is automatically set for DUTs with different reflectivities. It is another object of the present invention to provide a three-dimensional coordinate measuring apparatus capable of performing a measurement and a correct three-dimensional coordinate measurement even under disturbance light such as sunlight.

本発明の第1発明の三次元座標測定装置は、被測定物
表面に向けてスリット光を所定角度で投光するスリット
光源と、このスリット光により被測定物表面上に形成さ
れる光切断線を撮影するTVカメラと、該TVカメラのフィ
ールド信号に同期して前記スリット光源をパルス駆動す
るパルス発光指令を供給するとともに、演算期間設定信
号を出力するパルス信号発生回路と、TVカメラの水平走
査に同期してTVカメラから出力されるビデオ信号をデジ
タルビデオ信号Viに変換するA/D変換回路と、ビデオ信
号から光切断線を抽出するためのしきい値を設定するし
きい値設定回路と、デジタルビデオ信号Viが前記しきい
値を越えている間だけ光切断線抽出信号を出力する光切
断線抽出回路と、TVカメラの映像素子の水平方向画素の
位置を表す水平方向アドレスKiを発生する水平アドレス
発生回路と、光切断線抽出回路から光切断線抽出信号が
出力されている期間、A/D変換回路を介して出力される
ビデオ信号Viを累積演算する累積加算回路と、光切断線
抽出回路から光切断線抽出信号が出力されている期間、
A/D変換回路を介して出力されるビデオ信号Viと、水平
アドレス発生回路から出力される水平方向アドレスKiと
の積Vi×Kiを累積演算する累積乗算回路と、前記累積乗
算回路の出力ΣVi×Kiを前記累積加算回路の出力ΣViで
割り算し、この演算値Ksを水平光切断位置として出力す
る水平光切断位置検出回路と、TVカメラの水平同期信号
をカウントし、垂直光切断位置Lsを検出する垂直光切断
位置検出回路と、予め水平光切断位置及び垂直光切断位
置と実際の被測定物表面の三次元座標値との対応関係が
TVカメラのレンズ歪を補正してテーブル化して記憶さ
れ、検出された水平光切断位置Ksおよっび垂直光切断位
置Lsに基づき、被測定物表面の三次元座標値を出力する
ルックアップテーブルと、ルックアップテーブルから出
力される三次元座標値を、前記演算期間設定信号と同期
して特定の期間だけ書き込み可能とする記憶回路とによ
り構成される。
A three-dimensional coordinate measuring apparatus according to a first aspect of the present invention includes a slit light source that projects slit light at a predetermined angle toward a surface of an object to be measured, and a light cutting line formed on the surface of the object to be measured by the slit light. A pulse signal generation circuit for supplying a pulse light emission command for pulse driving the slit light source in synchronization with a field signal of the TV camera, outputting a calculation period setting signal, and a horizontal scanning of the TV camera. An A / D conversion circuit for converting a video signal output from a TV camera into a digital video signal Vi in synchronization with a video signal, and a threshold setting circuit for setting a threshold for extracting a light cutting line from the video signal A light-section line extraction circuit that outputs a light-section line extraction signal only while the digital video signal Vi exceeds the threshold value, and a horizontal address that indicates the position of a horizontal pixel of a video element of the TV camera. A horizontal address generation circuit for generating Ki, and a cumulative addition circuit for cumulatively calculating the video signal Vi output through the A / D conversion circuit during a period in which the light cutting line extraction signal is output from the light cutting line extraction circuit. While the optical cutting line extraction signal is being output from the optical cutting line extracting circuit,
An accumulative multiplication circuit for accumulating a product Vi × Ki of a video signal Vi output through an A / D conversion circuit and a horizontal address Ki output from a horizontal address generation circuit, and an output ΣVi of the accumulative multiplication circuit × Ki is divided by the output ΣVi of the accumulative addition circuit, the calculated value Ks is output as a horizontal light cutting position, a horizontal light cutting position detection circuit, and the horizontal synchronization signal of the TV camera is counted, and the vertical light cutting position Ls is calculated. The vertical light cutting position detection circuit to be detected, and the correspondence between the horizontal light cutting position and the vertical light cutting position and the actual three-dimensional coordinate value of the surface of the DUT are determined in advance.
A lookup table that outputs a three-dimensional coordinate value of the surface of the object to be measured based on the horizontal light cutting position Ks and the vertical light cutting position Ls that are stored in a table by correcting the lens distortion of the TV camera and stored. And a storage circuit that can write the three-dimensional coordinate values output from the look-up table for a specific period in synchronization with the operation period setting signal.

上記構成からなる本第1発明の三次元座標測定装置
は、物理的に位置が変動(例えば、移動または振動)す
る被測定物の表面に向け、パルス信号発生回路により設
定された高さと幅のパルススリット光を投射する。この
パルススリット光による光切断線像は、そのパルスの短
い期間だけTVカメラに入射するためTVカメラが得るスリ
ット光像はブレのないシャープな画像となる。その結果
スリット光像の水平切断線位置が精度良く検出できるた
め、三次元座標が正しく検出できる。
The three-dimensional coordinate measuring apparatus according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration is configured such that the height and the width set by the pulse signal generation circuit are directed toward the surface of the object whose position physically fluctuates (for example, moves or vibrates). A pulse slit light is projected. Since the light cut line image by the pulse slit light enters the TV camera only for a short period of the pulse, the slit light image obtained by the TV camera becomes a sharp image without blur. As a result, the position of the horizontal cutting line of the slit light image can be accurately detected, so that the three-dimensional coordinates can be correctly detected.

さらに、パルススリット光投射によりスリット光の平
均投射エネルギーを1:50,000以上(光源の出力(パルス
高さに相当)可変範囲1:50程度×パルス幅可変範囲1:1,
000以上)の範囲で安定に変えることが可能となるの
で、自動車の塗装後ボディのように反射率の違いが非常
に大きい被測定物に対しても良好な反射信号の検出が可
能となる。また、三次元座標値の記憶回路はルックアッ
プテーブルから出力される三次元座標値を、パルス信号
発生回路から出力される演算期間設定信号が出力されて
いる特定期間(この期間は、使用するTVカメラの特性で
決められる。例えば、CCD方式のTVカメラは、一般に、
あるフィールド期間内に撮像した画像をそのフィールド
の直後のフレーム期間内に映像信号として出力するの
で、このときは、パルススリット光が投射されたフィー
ルドの直後の1フレーム期間が前述の特定期間となる)
だけ書き込み可能とするのでパルスが投射された瞬間の
被測定物の三次元座標値が正しく計測される。
Furthermore, the average projection energy of the slit light by pulse slit light projection is 1: 50,000 or more (output of light source (corresponding to pulse height) Variable range 1: 50 × Pulse width variable range 1: 1,
(000 or more), it is possible to detect a good reflection signal even for an object to be measured having a very large difference in reflectivity, such as a painted body of an automobile. The three-dimensional coordinate value storage circuit stores the three-dimensional coordinate values output from the look-up table in a specific period during which the calculation period setting signal output from the pulse signal generation circuit is output (this period corresponds to the TV used). For example, CCD TV cameras are generally
Since an image captured in a certain field period is output as a video signal in a frame period immediately after the field, one frame period immediately after the field on which the pulsed slit light is projected is the above-described specific period. )
Since only writing is possible, the three-dimensional coordinate value of the DUT at the moment when the pulse is projected is correctly measured.

そして、TVカメラからは、その水平走査に同期してビ
デオ信号が順次出力され、TVカメラから1本の水平走査
ビデオ信号の出力が終了する毎に、速やかにその水平走
査ライン上にある光切断線の水平切断位置Ksおよび垂直
切断位置Lsを検出する。特に、本発明は水平光切断位置
Ksの検出に荷重平均法を用い、精度の良い位置検出を実
現する。
Then, the video signal is sequentially output from the TV camera in synchronization with the horizontal scanning, and each time the output of one horizontal scanning video signal from the TV camera is completed, the light cutting on the horizontal scanning line is immediately performed. The horizontal cutting position Ks and the vertical cutting position Ls of the line are detected. In particular, the present invention is a horizontal light cutting position
Uses the load averaging method to detect Ks and achieves accurate position detection.

また、本発明は、各切断位置KsおよびLsに対応してこ
の走査ライン上に存在する光切断線測定ポイントPの三
次元座標値(X,Y,Z)を、Ks、Lsの検出とほとんど同時
にかつ実時間で光切断線に沿う多数点P0,P1,・・・の三
次元座標値を得ることを特徴とする。
Further, the present invention converts the three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) of the light cutting line measurement point P present on this scanning line corresponding to each of the cutting positions Ks and Ls into almost the same values as the detection of Ks and Ls. It is characterized in that three-dimensional coordinate values of many points P0, P1,... Along the light cutting line are obtained simultaneously and in real time.

本発明は、水平光切断位置Ksおよび垂直切断位置Lsと
実際の被測定物表面の三次元座標値(X,Y,Z)との対応
関係を、TVカメラに使用されているレンズの歪を含めて
予め計測しその結果をルックアップテーブル内にテーブ
ル化して記憶しておく。そして、検出された水平光切断
位置Ksおよび垂直光切断位置Lsに基づき、特別な演算を
することなく、かつ、レンズ歪の影響を受けることなく
正確にかつ高速に被測定物表面の三次元座標値(X,Y,
Z)を出力することを特徴とする。
The present invention relates the correspondence between the horizontal light cutting position Ks and the vertical cutting position Ls and the actual three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) of the surface of the device under test, by using the distortion of the lens used in the TV camera. The results are measured in advance, and the results are tabulated and stored in a look-up table. Then, based on the detected horizontal light cutting position Ks and vertical light cutting position Ls, three-dimensional coordinates of the surface of the object to be measured accurately and at high speed without special calculation and without being affected by lens distortion. Value (X, Y,
Z) is output.

図面の簡単な説明 第1図および第2図は本発明の第1実施例をそれぞれ
示すブロック線図およびタイミングチャート図、第3図
および第4図は本発明の第2実施例をそれぞれ示すブロ
ック線図およびフローチャート図、第5図および第6図
(a)は本発明の第3実施例をそれぞれ示すブロック線
図およびフローチャート図、第6図(b)は多重反射が
あるときのTVカメラの映像信号の状態を示す図、第7図
(a),(b)はTVカメラの映像信号の状態をそれぞれ
示す図、第8図はスリット光投射強度に対するTVカメラ
の映像信号強度を示す図、第9図(a),(b),
(c)はそれぞれvmax,W,ΣViのスリット光投射強度に
対する変化を示す図、第10図はスリット光および太陽光
のTVカメラへの入射エネルギー状況を示す図、第11図お
よび第12図は本発明の第4実施例をそれぞれ示す構成図
および線図、第13図は本発明の第5実施例を示す構成図
である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 are a block diagram and a timing chart, respectively, showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are blocks each showing a second embodiment of the present invention. 5 and 6 (a) are a block diagram and a flowchart, respectively, showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a diagram of a TV camera with multiple reflection. FIGS. 7 (a) and 7 (b) are diagrams each showing a state of a video signal of a TV camera, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing a video signal intensity of a TV camera with respect to a slit light projection intensity. 9 (a), (b),
(C) is a diagram showing the change of vmax, W, ΔVi with respect to the slit light projection intensity, FIG. 10 is a diagram showing the incident energy of the slit light and sunlight to the TV camera, and FIG. 11 and FIG. FIG. 13 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

発明を実施するための最良の形態 本発明の第2発明は、前記パルス信号発生回路が、ス
リット光源にパルス駆動の発光指令を出力したフィール
ド期間の直後の1フレーム期間内のみ演算期間設定信号
を記憶回路に出力することを特徴とする。CCD方式のTV
カメラは、一般に、あるフィールド期間内に撮像した画
像をそのフィールドの直後の1フレーム期間内に映像信
号として出力するので、これによりパルススリット光発
光時の座標値が記憶回路に正しく記憶される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to a second aspect of the present invention, the pulse signal generation circuit outputs an operation period setting signal only within one frame period immediately after a field period in which a pulse driving light emission command is output to a slit light source. The data is output to a storage circuit. CCD TV
Generally, a camera outputs an image captured during a certain field period as a video signal within one frame period immediately after the field, so that the coordinate value at the time of emitting the pulse slit light is correctly stored in the storage circuit.

このパルススリット光投射に同期した演算により、物
体が高速移動あるいは振動していても、その三次元座標
が正しくかつ実時間で検出できる。
By the calculation synchronized with the pulse slit light projection, even if the object is moving or vibrating at high speed, its three-dimensional coordinates can be detected correctly and in real time.

本発明の第3発明が前記パルス信号発生回路が被測定
物の測定領域内における位置に応じて測定開始を指示す
るスタート信号を出力するスタート信号発生回路を含
み、前記スタート信号が発生した直後に現れるフィール
ドに前記スリット光源をパルス駆動する発光指令を出力
することを特徴とする。
A third invention of the present invention is that the pulse signal generation circuit includes a start signal generation circuit that outputs a start signal for instructing a start of measurement in accordance with a position of the device under test in a measurement area, and immediately after the start signal is generated. A light emission command for pulse driving the slit light source is output in a field where the light appears.

上記構成からなる本第3発明の三次元座標測定装置
は、パルス信号発生回路が、スタート信号発生回路によ
り被測定物の測定領域内への位置に応じて測定開始を指
示するスタート信号を出力すると共に、TVカメラのフィ
ールド信号を入力し、フィールドの奇数および偶然状態
を検出することにより、前記スタート信号が入力した直
後に現れるフィールド期間中に前記スリット光源をパル
ス駆動する発光指令を出力するとともに、前記パルス発
生指令が出力されるフィールドの直後の1フレームの期
間、演算期間設定信号を記憶回路に出力する。CCD方式
のTVカメラは、あるフィールド期間内に撮像した画像を
そのフィールドの直後のフレーム期間内に映像信号とし
て出力するので、これによりパルススリット光発光時の
座標値が記憶回路に正しく記憶される。このパルススリ
ット光投射に同期した演算により、物体が高速移動ある
いは振動していても、その三次元座標が正しくかつ実時
間で検出できる。
In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to the third aspect of the present invention, the pulse signal generating circuit outputs a start signal for instructing the start of measurement in accordance with the position of the device under test in the measurement area by the start signal generating circuit. Along with the input of the field signal of the TV camera, by detecting the odd and even states of the field, while outputting a light emission command for pulse driving the slit light source during a field period that appears immediately after the start signal is input, An operation period setting signal is output to the storage circuit during one frame period immediately after the field where the pulse generation command is output. Since the CCD type TV camera outputs an image captured in a certain field period as a video signal in a frame period immediately after the field, the coordinate value at the time of pulse slit light emission is correctly stored in the storage circuit. . By the calculation synchronized with the pulse slit light projection, even if the object is moving or vibrating at high speed, its three-dimensional coordinates can be detected correctly and in real time.

さらにこのパルススリット光投射により、投射スリッ
ト光の平均強度(エネルギー)を極めて大きな範囲に変
えることが出来る。スリット光源に半導体レーザを用い
ると、この出力の安定な可変範囲は1:50程度であるの
で、スリット光を連続投射する時のスリット光の投射強
度(エネルギー)は1:50程度となる。自動車ボディの塗
装は白から黒までの、かつ光沢のある塗装がなされるの
で、その光の反射率は極めて大きく変化し、1:1,000以
上に及ぶことがある。このためスリット光の連続投射で
は白〜黒のボディ色によらず安定したスリット光の反射
光を得ることは不可能となる。ところが、このパルス投
射を用いると、パルス幅の大きさで光の平均出力を制御
することができる。
Further, the average intensity (energy) of the projected slit light can be changed to an extremely large range by the pulse slit light projection. When a semiconductor laser is used as the slit light source, the stable variable range of the output is about 1:50, so the projection intensity (energy) of the slit light when continuously projecting the slit light is about 1:50. Automotive bodies are painted in white to black and glossy, so their light reflectivity can vary greatly and can be as high as 1: 1,000 or more. For this reason, continuous projection of slit light makes it impossible to obtain stable reflected light of slit light irrespective of the white to black body color. However, when this pulse projection is used, the average output of light can be controlled by the magnitude of the pulse width.

なぜならば、CCDカメラは1フィールド期間内に入力
された光エネルギーを蓄積するので、スリット光のパル
ス幅がτ、パルス高さがhの時は、丁度、h×τ/τ
の強度の連続スリット光が投射されたのと等価となる。
ここで、τは1フレーム時間である。
Because the CCD camera accumulates the light energy input within one field period, when the pulse width of the slit light is τ and the pulse height is h, just h × τ / τ f
This is equivalent to the projection of continuous slit light having the intensity of.
Here, τ f is one frame time.

今、hの範囲は前述したレーザの可変範囲の1:50程度
であり、τ/τの範囲は1:1,000以上にすることは容
易であるので、結局平均強度(エネルギー)の可変範囲
は1:50×1,000=1:50,000以上にすることが可能とな
る。この結果、光沢のある白色と黒色のように極めて反
射率の異なった被測定物でも良好な反射光が得られ、正
しい三次元座標測定が実現できる。
Now, the range of h is about 1:50 of the variable range of the laser described above, and the range of τ / τ f can be easily set to 1: 1,000 or more. Therefore, the variable range of the average intensity (energy) is eventually 1: 50 × 1,000 = 1: 50,000 or more. As a result, a good reflected light can be obtained even on a measured object having extremely different reflectances, such as glossy white and black, and correct three-dimensional coordinate measurement can be realized.

本発明の第4発明は、各水平走査毎に検出された光切
断線幅および光切断線の最大強度の少なくともいずれか
一方の値に基づき、スリット光の投射強度を制御する制
御回路を含むことを特徴とする。
A fourth invention of the present invention includes a control circuit for controlling a projection intensity of slit light based on at least one of a light cutting line width detected at each horizontal scan and a maximum intensity of the light cutting line. It is characterized by.

水平走査毎に検出された光切断線は、投射されるスリ
ット光の強度が一定であっても、被測定物の反射率が高
いほどその幅または最大強度の少なくとも一方が大きく
なる。従って、水平走査毎に検出された光切断線の幅ま
たは最大強度が予め設定した値となるように、スリット
光の投射強度を制御することにより、常に一定の反射光
を得ることができる。なお、スリット光の投射強度(エ
ネルギー)は、パルス光の幅および高さの少なくとも一
方の変化により制御できる。さらに、水平走査毎の光切
断線幅と最大強度との積が予め設定された値となるよう
にスリット光の強度を決定してもよい。
Even if the intensity of the projected slit light is constant, at least one of the width and the maximum intensity increases as the reflectance of the measured object increases, even if the intensity of the projected slit light is constant. Therefore, by controlling the projection intensity of the slit light so that the width or the maximum intensity of the light cutting line detected every horizontal scanning becomes a preset value, it is possible to always obtain a constant reflected light. The projection intensity (energy) of the slit light can be controlled by changing at least one of the width and the height of the pulse light. Further, the intensity of the slit light may be determined so that the product of the light cutting line width and the maximum intensity for each horizontal scan has a preset value.

本発明の第5発明は、前記累積加算回路の出力ΣViに
基づきスリット光投射強度を制御する制御回路を含むこ
とを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is characterized in that the fifth aspect of the present invention includes a control circuit for controlling the slit light projection intensity based on the output ΔVi of the accumulation circuit.

累積加算回路の出力ΣViは、光切断線強度の積分値で
あるので、単に光切断線幅や光切断線強度最大値をスリ
ット光投射強度設定に用いるのに比べ、以下の理由によ
り、さらに精密な自動強度設定が行なえる。
Since the output ΣVi of the accumulative addition circuit is an integral value of the light-section line intensity, it is more precise than the simple use of the light-section line width or the maximum value of the light-section line intensity for setting the slit light projection intensity for the following reasons. Automatic intensity setting.

第7図(a),(b)にそれぞれ示すように、TVカメ
ラにより光切断線を観測したときの1水平走査分の信号
の強度vは、スリット光源に半導体レーザを用いている
場合、概ね次式のガウス分布の形 v=V0・exp(−K0−Ki)/B) で表せる。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the intensity v of the signal for one horizontal scan when observing the light cutting line by the TV camera is approximately the same as that when the semiconductor laser is used as the slit light source. The form of the Gaussian distribution of the following equation can be expressed as v = V 0 · exp (−K 0 −K i ) / B).

ここで、K0は強度vが最大(V0)となるときのTVカメ
ラの水平方向座標である。
Here, K 0 is the horizontal coordinate of the TV camera when the intensity v becomes maximum (V 0 ).

例えば、スリット光源としての半導体レーザの駆動電
流を増加させて、スリット光投射強度を増加させると上
式のV0が増加する(Bも一般に増加する)。この様子を
示したのが第8図で、さらに、駆動電流を増加しつづけ
ると一般にTVカメラのCCDが飽和し信号強度vも第8図
のように飽和する。このときの投射強度(または駆動電
流)と最大信号出力vmax、信号vがしきい値を横切る幅
W、およびしきい値を越える面積ΣViの関係は第9図の
ようになる。
For example, when the driving current of the semiconductor laser as the slit light source is increased to increase the slit light projection intensity, V 0 in the above equation increases (B generally also increases). FIG. 8 shows this state. When the drive current is further increased, the CCD of the TV camera is generally saturated, and the signal intensity v is also saturated as shown in FIG. At this time, the relationship between the projection intensity (or drive current) and the maximum signal output vmax, the width W of the signal v crossing the threshold value, and the area ΔVi exceeding the threshold value are as shown in FIG.

この第9図(a)に示すように、vmaxは、強い投射強
度では飽和し、さらに、ノイズが重畳するとその影響を
受け易い。また、Wは飽和しにくいが、TVカメラの画素
数によって第9図(b)に示すように階段状に量子化さ
れる。これに対し、ΣViは積分値であるため投射強度に
対する飽和が少なく、その変化も幅Wに比べ滑らかにな
る。このため、面積ΣViを用いることで投射強度の自動
設定を広い範囲に精密に行える。
As shown in FIG. 9 (a), vmax saturates at a high projection intensity, and is more susceptible to the superposition of noise. In addition, although W is unlikely to be saturated, it is quantized stepwise as shown in FIG. 9B according to the number of pixels of the TV camera. On the other hand, since ΔVi is an integral value, the saturation with respect to the projection intensity is small, and the change is smoother than the width W. For this reason, the automatic setting of the projection intensity can be precisely performed over a wide range by using the area ΔVi.

第6発明は、スリット光をパルスで投射するときに、
スリット光投射期間の間のみ、TVカメラのシャッタを開
けるようにしたもので、これにより以下に説明するよう
に太陽光等広い波長特性を持つ外乱光のもとで、s/nよ
く反射光を検出できる。
According to a sixth aspect of the invention, when projecting slit light with a pulse,
Only during the slit light projection period, the shutter of the TV camera is opened, and as described below, reflected light can be s / n well under disturbance light having a wide wavelength characteristic such as sunlight, as described below. Can be detected.

TVカメラは入射する光を1フレーム時間τ(τ
33.3msec)だけ積分し、その結果を映像信号として出力
する。いま、パルススリット光(パルス幅τとする)
および太陽光のTVカメラへの単位時間当り入射エネルギ
ーを、それぞれ、asl(joule/sec)、asu(joule/sec)
とするとシャッタなしの場合、1フレーム時間における
パルススリット光の入射エネルギー(Asl)と太陽光の
入射エネルギー(Asu)は、それぞれ時間積分により、 となり、s/nは Asl/Asu=τP aslF asu となる。
The TV camera converts the incident light into one frame time τ FF =
33.3 msec) and output the result as a video signal. Now, pulse slit light (pulse width τ P )
And sl (joule / sec) and a su (joule / sec), respectively,
When there is no shutter, the incident energy (Asl) of the pulse slit light and the incident energy (Asu) of the sunlight in one frame time are respectively calculated by time integration. Next, s / n becomes Asl / Asu = τ P a sl / τ F a su.

つぎに、パルス投射時間τの期間のみTVカメラのシ
ャッタを開けた場合は、パルススリット光のTVカメラへ
の入射エネルギー(Asl′)と太陽光の入射エネルギー
(Asu′)は、それぞれ となり、s/nは Asl′/Asu′=τP aslP asu=asl/asu で表される。
Next, when the shutter of the TV camera is opened only during the pulse projection time τ P , the incident energy of the pulse slit light to the TV camera (Asl ′) and the incident energy of sunlight (Asu ′) are respectively Next, s / n is expressed by Asl '/ Asu' = τ P a sl / τ P a su = a sl / a su.

このことから、例えばパルス発光時間τが33.3μse
cのとき、単位時間当りの太陽エネルギーasuがパルスス
リット光の単位時間当りエネルギーaslの1/1000倍の大
きさでも、TVカメラがシャッタ動作しないときのs/n
は、33.3×10-16×asl/(33.3×10-3×asl/1000)=1
となる。これに対し、シャッタ動作させると、同じ条件
でs/nは、asl/(asl/1000)=1000と大きく改善され
る。(第10図参照) 本発明の第7発明は、TVカメラの水平走査期間内の任
意の範囲についてウインドを設定し、このウインド内に
存在している光切断線についてのみ座標演算を実施させ
ることを特徴とするものである。この目的は、凹型の対
象物などで生じるスリット光の多重反射の影響を取りの
ぞくことである。対象物の形状が既知の場合、多重反射
の生じ方はあらかじめ予想をつけることができる場合が
多い。このような場合1次反射信号が発生する部分にウ
インドをあらかじめ設定しておくことで高次(2次、3
次・・)反射の影響を受けないで、正確に3次元座標を
検出することができる。
From this, for example, the pulse emission time τ P is 33.3 μse
When c, at 1/1000 times the size of the solar energy a su per pulse unit of the slit light time energy a sl per unit time, s / n when the TV camera does not operate the shutter
Is 33.3 × 10 −16 × a sl /(33.3×10 −3 × a sl / 1000) = 1
Becomes On the other hand, when the shutter is operated, s / n is greatly improved to asl / ( asl / 1000) = 1000 under the same conditions. (Refer to FIG. 10.) According to a seventh aspect of the present invention, a window is set for an arbitrary range within a horizontal scanning period of a TV camera, and a coordinate calculation is performed only for a light cutting line existing in the window. It is characterized by the following. The purpose of this is to eliminate the influence of multiple reflection of slit light generated in a concave object or the like. When the shape of the object is known, it is often possible to predict in advance how multiple reflections will occur. In such a case, by setting a window in advance at the portion where the primary reflection signal is generated, a higher order (secondary, third order) can be obtained.
Next, three-dimensional coordinates can be accurately detected without being affected by reflection.

第1実施例 第1図,第2図には本発明に係る三次元座標測定装置
の好適な第1実施例が示されている。(第1,第2発明相
当)。
First Embodiment FIGS. 1 and 2 show a preferred first embodiment of a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to the present invention. (Corresponding to the first and second inventions).

第1実施例の装置は、スリット光源12とTVカメラ14と
を含む。
The apparatus of the first embodiment includes a slit light source 12 and a TV camera 14.

そして第1図に示すごとく、スリット光源12から三次
元被測定物に向けパルス信号発生回路1より設定された
該TVカメラのフィールド信号に同期させて、パルス幅と
パルス高さを有するパルススリット光を所定角度で投光
し、被測定物上に形成される光切断線をTVカメラ14を用
いて撮影する。
As shown in FIG. 1, a pulse slit light having a pulse width and a pulse height is synchronized with the field signal of the TV camera set by the pulse signal generation circuit 1 from the slit light source 12 toward the three-dimensional device under test. Is projected at a predetermined angle, and a light cutting line formed on the object to be measured is photographed using the TV camera 14.

CCDエリアセンサを用いたTVカメラを使用した時に、
パルススリット光を投射して三次元座標を実時間演算す
る場合について説明する。この場合、スリット光をパル
ス投射して得たTVカメラの画像から正しく三次元座標を
得るには、パルス投射は、演算を行う1フレーム期間の
直前のフィールド内で開始、終了しなくてはいけない。
なぜならば、CCDカメラはあるフィールド期間に入力さ
れた光のエネルギーを蓄積して検出した画像を、そのフ
ィールドの直後の1フレーム期間の鑑、映像信号として
出力するからである。
When using a TV camera with a CCD area sensor,
A case where three-dimensional coordinates are calculated in real time by projecting pulse slit light will be described. In this case, in order to correctly obtain three-dimensional coordinates from the image of the TV camera obtained by pulse projection of the slit light, the pulse projection must start and end in the field immediately before one frame period in which the calculation is performed. .
This is because the CCD camera accumulates the energy of light input during a certain field period and outputs an image detected as a video signal in view of one frame period immediately after the field.

以下、パルス発光を偶数フィールドで行い、続く1フ
レーム(奇数フィールド+偶数フィールド)で座標演算
を行う場合について、第1図、第2図により説明する。
Hereinafter, a case where pulse emission is performed in an even-numbered field and coordinate calculation is performed in the next one frame (odd-numbered field + even-numbered field) will be described with reference to FIGS.

第2図に示すように、今TVカメラの奇数フィールドに
おいて、スタート信号発生回路50からパルス信号発生回
路1におけるフィールド検出回路51にスタート信号が入
力されたとすると、奇数フィールド検出回路51は第2図
図示のようにスタート信号が入力されてから始めての奇
数フィールド終了時点(a1)を検出し、この検出信号を
発光信号発生回路52へ供給する。発光信号発生回路52に
はパルス幅設定回路53から所定のパルス幅τが与えられ
ているので、前記a1時点に同期してパルス幅τの発光信
号が発生される。この発光信号はドライブ回路54に供給
される。ドライブ回路54にはパルス高さ設定回路55から
所定のパルス高さhが与えられており、これにより、ド
ライブ回路54はパルス幅τ、パルス高さhのドライブ信
号をスリット光源に出力し、これにより、スタート信号
が入った次の偶数フィールド(a1〜b1の間)内にパルス
スリット光が投射される。このパルススリット光投射に
より振動している物でも静止したスリット画像がTVカメ
ラに撮像される。一方前記発光信号は同時に演算期間設
定回路56へも入力される。演算期間設定回路56には、奇
数フィールド検出回路51のフィールド開始信号が供給さ
れており、これにより演算期間設定回路56は、発光信号
が出てから最初の1フレーム期間(この場合b1〜b2
間)演算期間設定信号を記憶回路48に供給する。
As shown in FIG. 2, assuming that a start signal is input from the start signal generation circuit 50 to the field detection circuit 51 in the pulse signal generation circuit 1 in the odd field of the TV camera, the odd field detection circuit 51 As shown in the figure, the end point (a 1 ) of the odd field which is started after the start signal is input is detected, and this detection signal is supplied to the light emission signal generation circuit 52. The emission signal generating circuit 52 a predetermined pulse width τ from the pulse width setting circuit 53 in is given, the light emission signal having a pulse width τ in synchronization with the a 1 point is generated. This light emission signal is supplied to the drive circuit 54. A predetermined pulse height h is given to the drive circuit 54 from the pulse height setting circuit 55, whereby the drive circuit 54 outputs a drive signal having a pulse width τ and a pulse height h to the slit light source. As a result, the pulse slit light is projected into the next even field (between a 1 and b 1 ) in which the start signal is input. A stationary slit image is captured by the TV camera even with a vibrating object by the pulse slit light projection. On the other hand, the light emission signal is also input to the calculation period setting circuit 56 at the same time. The calculation period setting circuit 56 is supplied with the field start signal of an odd field detection circuit 51, thereby calculating the period setting circuit 56, the first frame period after leaving the light emitting signals (in this case b 1 ~b (2 ) An operation period setting signal is supplied to the storage circuit 48.

20〜46までの回路で構成される座標演算回路は、実時
間で座標演算を繰り返しており、演算した座標値を座標
テーブルから記録回路48に入力しているので、前記演算
期間設定信号が記憶回路48に入力されている期間の座標
演算結果が有効となり、記憶回路48に記憶される。これ
によりパルススリット光発光のあとの最初の1フレーム
期間の間に演算された座標値が記憶回路48に正しく記憶
される。
The coordinate calculation circuit composed of circuits 20 to 46 repeats the coordinate calculation in real time, and inputs the calculated coordinate values from the coordinate table to the recording circuit 48, so that the calculation period setting signal is stored. The coordinate calculation result during the period input to the circuit 48 becomes valid and is stored in the storage circuit 48. As a result, the coordinate values calculated during the first one frame period after the emission of the pulse slit light are correctly stored in the storage circuit 48.

このパルススリット光投射に同期した演算により、物
体が高速移動あるいは振動していても、その三次元座標
が正しくかつ実時間で検出できる。
By the calculation synchronized with the pulse slit light projection, even if the object is moving or vibrating at high speed, its three-dimensional coordinates can be detected correctly and in real time.

また、光源のパルス発光を用いているので、TVカメラ
にシャッター機能という特殊機能を持つものを使用しな
くても振動している物体の三次元座標の検出が可能とな
る。
Further, since pulse light emission of the light source is used, it is possible to detect three-dimensional coordinates of a vibrating object without using a TV camera having a special function of a shutter function.

さらにこのパルススリット光投射により、投射スリッ
ト光の平均エネルギーを極めて大きな範囲に変えること
が出来る。スリット光源12に半導体レーザを用いると、
この出力の安定な可変範囲は1:50程度であるので、スリ
ット光を連続投射する時のスリット光の投射強度(エネ
ルギー)は1:50程度となる。自動車ボディの塗装は白か
ら黒までの、かつ光沢のある塗装がなされるので、その
光の反射率は極めて大きく変化し、1:1,000以上に及ぶ
ことがある。このためスリット光の連続投射では白〜黒
のボディ色によらず安定したスリット光の反射光を得る
ことは不可能となる。ところが、このパルス投射を用い
ると、パルス幅の大きさで光の平均出力を制御すること
ができる。
Further, by this pulse slit light projection, the average energy of the projected slit light can be changed to an extremely large range. When a semiconductor laser is used for the slit light source 12,
Since the stable variable range of this output is about 1:50, the projection intensity (energy) of the slit light when continuously projecting the slit light is about 1:50. Automotive bodies are painted in white to black and glossy, so their light reflectivity can vary greatly and can be as high as 1: 1,000 or more. For this reason, continuous projection of slit light makes it impossible to obtain stable reflected light of slit light irrespective of the white to black body color. However, when this pulse projection is used, the average output of light can be controlled by the magnitude of the pulse width.

なぜならば、CCDカメラは1フレーム期間内に入力さ
れた光エネルギーを蓄積するので、スリット光のパルス
幅がτ、パルス高さがhの時は、丁度、h×τ/τ
強度の連続スリット光が投射されたのと等価となる。
This is because the CCD camera accumulates the light energy input within one frame period, and when the pulse width of the slit light is τ and the pulse height is h, the intensity of h × τ / τ f is just continuous. This is equivalent to the projection of slit light.

今、hの範囲は前述したレーザの可変範囲の1:50程度
であり、τ/τの範囲は1:1,000以上にすることは容
易であるので、結局平均エネルギーの可変範囲は1:50×
1,000=1:50,000以上にすることが可能となる。この結
果、光沢のある白色と黒色のように極めて反射率の異な
った被測定物でも良好な反射光が得られ、正しい三次元
座標測定が実現できる。
Now, the range of h is about 1:50 of the variable range of the laser described above, and the range of τ / τ f can be easily set to 1: 1,000 or more. ×
1,000 = 1: 50,000 or more. As a result, a good reflected light can be obtained even on a measured object having extremely different reflectances, such as glossy white and black, and correct three-dimensional coordinate measurement can be realized.

なお、上記実施例に限らず、第1図中の奇数フィール
ド検出回路51、発光信号発生回路52、パルス幅設定回路
53、パルス高さ設定回路55、演算期間設定回路56の一部
または全部を外部に設けたホストコンピュータのソフト
ウェアで実行することももちろん可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and the odd field detection circuit 51, light emission signal generation circuit 52, pulse width setting circuit in FIG.
Of course, part or all of the pulse height setting circuit 55, the pulse height setting circuit 55, and the operation period setting circuit 56 can be executed by software of a host computer provided outside.

また、上記の例は、パルス発光を偶数フィールドで行
い座標演算を続く1フレーム(奇数+偶数フィールド)
で行う場合を示したが、パルス発光を奇数フィールドで
行い座標演算を続く1フレーム(偶数+奇数フィール
ド)で行ってもよい。さらに、パルス発光のフィールド
偶数、奇数を予め決めずに、スタート信号が入った直後
のフィールドで発光させ、その直後の1フレームで演算
するようにしてもよい。
In the above example, one frame (odd + even field) in which pulse emission is performed in an even field and coordinate calculation is continued.
However, the pulse emission may be performed in the odd field and the coordinate calculation may be performed in the subsequent one frame (even number + odd number field). Further, the field of pulse emission may not be determined in advance, and light may be emitted in a field immediately after a start signal is input, and calculation may be performed in one frame immediately after the start signal.

また、本第1実施例の水平アドレス発生回路28は、カ
ウンタを用いて形成され、TVカメラ14から出力されるク
ロック信号をカウントし、このカウント値Kiを撮像素子
の水平方向位置を表す水平方向アドレスとして累積乗算
回路32へ向け出力する。
The horizontal address generating circuit 28 of the first embodiment is formed by using a counter, counts a clock signal output from the TV camera 14, and uses this count value Ki in the horizontal direction representing the horizontal position of the image sensor. The address is output to the accumulative multiplication circuit 32.

前記累積加算回路30は、ハードウエアの乗算累積器を
用いて構成されている。そして光切断線抽出回路22がし
きい値設定回路24で決められるしきい値を越える映像信
号を光切断線として抽出出力している間、A/D変換回路2
0の出力Viと値「1」とを乗算して、その累積値、 を順次演算出力する。
The accumulation circuit 30 is configured using a hardware multiplication accumulator. While the light-section-line extracting circuit 22 extracts and outputs a video signal exceeding the threshold determined by the threshold setting circuit 24 as a light-section line, the A / D conversion circuit 2
The output Vi of 0 is multiplied by the value “1”, and the accumulated value is Are sequentially output.

この累積演算は、TVカメラ14から水平同期信号が出力
される毎に新たに繰り返して行われる。
This accumulation operation is performed anew repeatedly each time a horizontal synchronization signal is output from the TV camera 14.

従って、この累積加算回路30からは、TVカメラ14が水
平走査ビデオ信号を出力する毎に、前記演算値が出力さ
れることになる。
Therefore, the accumulation value is output from the accumulation circuit 30 every time the TV camera 14 outputs the horizontal scanning video signal.

また、前記累積乗算回路32はハードウェアの乗算累積
器を用いて構成されている。そして、光切断線抽出回路
22が光切断線抽出信号を出力している間、A/D変換回路2
0から出力される信号Viと水平アドレス発生回路28の出
力する水平方向アドレスKiとを乗算し、その累積値 を順次演算出力する。
The accumulative multiplication circuit 32 is configured using a hardware multiplication accumulator. And the light cutting line extraction circuit
A / D converter 2
The signal Vi output from 0 is multiplied by the horizontal address Ki output from the horizontal address generation circuit 28, and the accumulated value is multiplied. Are sequentially output.

この累積演算は、TVカメラ14から水平同期信号が出力
される毎にあらたに繰り返しておこなわれる。
This accumulation operation is repeatedly performed each time a horizontal synchronization signal is output from the TV camera 14.

従って、この累積乗算回路32からは、TVカメラ14が水
平走査ビデオ信号を出力する毎に前記演算値が出力され
ることになる。
Therefore, the accumulated multiplication circuit 32 outputs the calculated value every time the TV camera 14 outputs a horizontal scanning video signal.

そして、前記2つの累積演算値ΣViおよびΣVi×Ki
は、割算器で構成された水平光切断位置検出回路38′に
入力され、ここで後者を前者で割算する演算が行われ、
水平光切断位置Ksが求められる。
Then, the two accumulated operation values ΣVi and ΣVi × Ki
Is input to a horizontal light cutting position detection circuit 38 'composed of a divider, where the latter is divided by the former,
The horizontal light cutting position Ks is determined.

また第1実施例の垂直光切断位置検出回路38は、カウ
ンタを用いて構成され、TVカメラ14が現在走査している
水平ラインの番号、すなわち垂直光切断位置Lsを検出す
る。
The vertical light cutting position detection circuit 38 of the first embodiment is configured using a counter, and detects the number of the horizontal line currently being scanned by the TV camera 14, that is, the vertical light cutting position Ls.

第1実施例においては、累積加算回路30の、累積乗算
回路32がハードウエアで構成され、その演算遅れ時間は
数10nsecである。したがって、本第1実施例において
は、最も遅い場合でも水平走査の終了後数10nsecで、Σ
Vi、ΣVi×Ki、Lsを検出することができる。
In the first embodiment, the accumulative multiplying circuit 32 of the accumulative adding circuit 30 is constituted by hardware, and its operation delay time is several tens nsec. Therefore, in the first embodiment, even in the latest case, several tens nsec after the end of the horizontal scanning,
Vi, ΣVi × Ki, Ls can be detected.

さらに、本第1実施例において、水平光切断位置検出
回路38′として市販の標準的ハードウェア割算器を用い
ると、割算時間は数μsecであるため、有効水平走査終
了後5〜6μsec以内で水平光切断位置Ksを検出するこ
とができる。そして、このようにして検出された各ポイ
ントPの水平光切断位置Ksおよび垂直光切断位置Lsはル
ックアップテーブル40へ入力される。第1実施例のルッ
クアップテーブル40は、水平光切断位置Ksおよび垂直光
切断位置Lsと、実際の三次元被測定物10の表面各点にお
ける三次元座標値(X,Y,Z)との対応関係がTVカメラの
レンズ歪を補正した上で予めテーブル化して記憶されて
いる。
Further, in the first embodiment, when a commercially available standard hardware divider is used as the horizontal light cutting position detection circuit 38 ', since the division time is several μsec, it is within 5 to 6 μsec after the end of the effective horizontal scanning. , The horizontal light cutting position Ks can be detected. Then, the horizontal light cutting position Ks and the vertical light cutting position Ls of each point P detected in this way are input to the lookup table 40. The lookup table 40 of the first embodiment stores the horizontal light cutting position Ks and the vertical light cutting position Ls, and the three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) at each point on the surface of the actual three-dimensional device 10 to be measured. The correspondence is stored in a table in advance after correcting the lens distortion of the TV camera.

そして、水平光切断位置Ksおよび垂直光切断位置Lsが
入力される毎に、対応する三次元座標値(X,Y,Z)が記
憶回路48に向け出力する。
Then, each time the horizontal light cutting position Ks and the vertical light cutting position Ls are input, the corresponding three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) are output to the storage circuit 48.

従って、本第1実施例によれば、水平および垂直光切
断位置Ks、Lsが検出されるごとに、何ら特別な演算やソ
フトウェア処理を行うことなく、被測定物10の測定点P
における三次元座標(X,Y,Z)をレンズ歪を補正した正
確な値として迅速に出力することができる。
Therefore, according to the first embodiment, each time the horizontal and vertical light cutting positions Ks and Ls are detected, the measurement point P of the DUT 10 is performed without performing any special calculation or software processing.
, The three-dimensional coordinates (X, Y, Z) can be quickly output as accurate values corrected for lens distortion.

本第1実施例において、このルックアップテーブル40
はX座標テーブル42、Y座標テーブル44、Z座標テーブ
ル46から構成される。各テーブル42、44、46は、それぞ
れ前記Ks、Lsと各三次元座標値X、Y、Zの対応テーブ
ルが予め記憶されたROMを用いて形成されている。
In the first embodiment, the lookup table 40
Is composed of an X coordinate table 42, a Y coordinate table 44, and a Z coordinate table 46. Each of the tables 42, 44, and 46 is formed using a ROM in which a correspondence table between the Ks and Ls and each of the three-dimensional coordinate values X, Y, and Z is stored in advance.

そして各有効水平走査期間が終了すると同時に、Ks、
Lsが各テーブル42、44、46に入力されると、これら各テ
ーブル42、44、46からは、その後数100nsec後に対応し
た三次元座標(X,Y,Z)が出力されこれが前記パルス発
生回路からの演算期間設定信号が入力される期間のみ記
憶回路48に書き込まれる。
At the end of each effective horizontal scanning period, Ks,
When Ls is input to each of the tables 42, 44 and 46, the corresponding tables 42, 44 and 46 output the corresponding three-dimensional coordinates (X, Y, Z) after several hundred nanoseconds, and this is the pulse generation circuit. Is written to the storage circuit 48 only during the period when the calculation period setting signal is input.

第1実施例において、この記憶回路48は、TVカメラ14
の水平ラインの各番号と対応するアドレスをもった半導
体メモリを用いて構成されている。
In the first embodiment, the storage circuit 48 stores the TV camera 14
And the semiconductor memory having an address corresponding to each number of the horizontal line.

そして、垂直光切断位置回路38から出力される垂直光
切断位置Ls(TVカメラ14の水平ラインの番号)で指定さ
れたアドレスに、テーブル42、44、46から出力される三
次元座標(X,Y,Z)を順次記憶する。このようにコンピ
ュータを介さないでメモリアドレスを直接指定すること
をDMA(ダイレクト・メモリ・アドレシング)という。
Then, at the address specified by the vertical light cutting position Ls (horizontal line number of the TV camera 14) output from the vertical light cutting position circuit 38, the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) are sequentially stored. Specifying a memory address directly without using a computer in this way is called DMA (Direct Memory Addressing).

なお、このように半導体メモリに直接データを記憶さ
せる場合には、メモリに座標値が入力されてから数100n
secでデータ記憶が終了する。すなわち、前記有効水平
走査期間終了後約1μsec以内で一点の三次元座標(X,
Y,Z)の記憶が完了する。
When data is directly stored in the semiconductor memory as described above, several hundred nanometers are input after the coordinate value is input to the memory.
Data storage ends in sec. That is, within one microsecond after the end of the effective horizontal scanning period, the three-dimensional coordinates (X,
The storage of (Y, Z) is completed.

このようにして、本第1実施例の装置によれば、水平
ライン上の光切断線に対応する一点の三次元座標値(X,
Y,Z)の検出記憶動作を、TVカメラ14の有効水平走査期
間終了後、約6〜7μsec程度、すなわちその帰線期間
内に完了することができる。
In this way, according to the apparatus of the first embodiment, the three-dimensional coordinate value (X,
The detection and storage operation of (Y, Z) can be completed about 6 to 7 μsec after the effective horizontal scanning period of the TV camera 14, that is, within the retrace period.

この結果、本第1実施例によれば、TVカメラ14の水平
走査周期(63.5μsec)で一点の三次元座標値の検出が
可能となり、光切断線に沿った各点の三次元座標値を実
時間で測定することができる。
As a result, according to the first embodiment, the three-dimensional coordinate value of one point can be detected in the horizontal scanning cycle (63.5 μsec) of the TV camera 14, and the three-dimensional coordinate value of each point along the light section line is calculated. It can be measured in real time.

また、本第1実施例においては、水平光切断位置Ksの
検出のための割算と、X、Y、Z座標値の半導体メモリ
への書き込みに、マイクロコンピュータによるソフトウ
ェア処理を利用することもできる。
Further, in the first embodiment, software processing by a microcomputer can be used for division for detecting the horizontal light cutting position Ks and writing of X, Y, and Z coordinate values to the semiconductor memory. .

このときは、割算に約20μsec、メモリへの書き込み
に20μsec必要なため、そのままでは帰線時間内にこれ
らの処理を行えない。
In this case, since about 20 μsec is required for division and 20 μsec for writing to the memory, these processes cannot be performed within the retrace time as it is.

しかし、まずΣViとΣVi×Kiをマイクロコンピュータ
に取込み、割算を行って水平光切断位置Ksを求め、次に
このKsを別途設けられたラッチ回路に1水平走査期間だ
け記憶させ、そのラッチ出力をルックアップテーブル40
に入力する。
However, first, ΣVi and ΣVi × Ki are taken into a microcomputer, divided to obtain a horizontal light cutting position Ks, and then this Ks is stored in a separately provided latch circuit for one horizontal scanning period, and the latch output is output. The lookup table 40
To enter.

このようにすれば、ルックアップテーブル40の出力は
1水平走査期間保持される。従って、この保持期間の間
に、ルックアップテーブル40から出力されるX、Y、Z
座標値を前記パルス発生回路からの演算期間信号が入力
される期間のみマイクロコンピュータを用い半導体メモ
リへ書き込めば良い。
By doing so, the output of the lookup table 40 is held for one horizontal scanning period. Therefore, during this holding period, X, Y, Z output from the lookup table 40.
The coordinate values may be written to the semiconductor memory using a microcomputer only during the period when the operation period signal from the pulse generation circuit is input.

このような手法は、当該水平ライン上に存在する測定
点の座標データを、次の水平ライン走査期間中に記憶す
るものであり、パイプライン処理の1つである。このよ
うな処理を行うことにより、水平光切断位置Ksの演算と
半導体メモリへのデータの書き込みにマイクロコンピュ
ータを用いた場合でも、1水平走査分の遅れはあるもの
の、一点の三次元座標値の検出記憶を水平走査時間(6
3.5μsec)周期で行い、光切断線に沿った各点の三次元
座標値を実時間で測定することができる。
Such a method stores coordinate data of a measurement point existing on the horizontal line during the next horizontal line scanning period, and is one of pipeline processes. By performing such processing, even when a microcomputer is used to calculate the horizontal light cutting position Ks and write data to the semiconductor memory, there is a delay of one horizontal scan, but the three-dimensional coordinate value of one point is not changed. The detection memory is stored in the horizontal scanning time (6
(3.5 μsec) period, and the three-dimensional coordinate value of each point along the light-section line can be measured in real time.

第2実施例 本発明の第2実施例装置は、第3図図示のように第1
実施例とは異なり、制御回路5が、累積光切断線強度記
憶回路6、平均値計算回路7、比較器8、累積光切断線
強度設定器9、マイクロコンピュータ10で構成されてい
る。マイクロコンピュータ10はパルス信号発生回路の1
のパルス幅設定回路53と、パルス高さ設定回路55に接続
されている。
Second Embodiment An apparatus according to a second embodiment of the present invention comprises a first device as shown in FIG.
Unlike the embodiment, the control circuit 5 includes a cumulative light-section line intensity storage circuit 6, an average value calculation circuit 7, a comparator 8, a cumulative light-section line intensity setting device 9, and a microcomputer 10. The microcomputer 10 is one of the pulse signal generation circuits.
Are connected to a pulse width setting circuit 53 and a pulse height setting circuit 55.

上記構成からなる第2実施例装置は、第4図に示すよ
うに各水平走査ごとの累積光切断強度出力ΣViは累積光
切断線強度記憶回路6に記憶され、その1フレーム時間
についての平均強度が平均値計算回路7で計算される。
この値が、比較器8において累積光切断線強度設定器9
であらかじめ設定されている上限および下限設定値と比
較され、それが設定値の範囲内になるように、マイクロ
コンピュータ10によりスリット光のパルス幅とパルス高
さが設定される。すなわち、1フレーム時間当たりの平
均強度が上限および下限設定値の範囲外にあるとき、ス
リット光のパルス幅τおよびパルス高さhの少なくとも
一方を所定量ずつ変化させて、前記平均強度が設定値範
囲内に収まるようにする。例えば、パルス幅は一水平走
査時間(63.5μsec)を基本変化量として、また、パル
ス高さは6ビットでは定格値の1/64を基本変化量として
それぞれ微小変化させることができる。従って、平均強
度が上限値よりも大きい場合は、パルス発光毎にパルス
幅またはパルス高さをそれぞれ、63.5μsecまたは1/64
ずつ減少させて、平均強度が上限設定値以下になったと
ころでパルス幅またはパルス高さの設定値を固定する。
平均強度が下限設定値より小さい場合も同様して、パル
ス幅またはパルス高さをそれぞれの基本変化量ずつ増加
させる。ここで、例えばパルス幅のみの可変範囲内で平
均強度が設定値範囲内に収まらない場合は、次にパルス
高さを順次変化させればよい。
In the apparatus of the second embodiment having the above configuration, as shown in FIG. 4, the cumulative light section intensity output ΔVi for each horizontal scan is stored in the cumulative light section line intensity storage circuit 6, and the average intensity for one frame time is stored. Is calculated by the average value calculation circuit 7.
This value is stored in the comparator 8 by the cumulative light section line intensity setting unit 9.
The microcomputer 10 sets the pulse width and the pulse height of the slit light so that the upper limit and the lower limit set values are preset, and the values fall within the set values. That is, when the average intensity per frame time is out of the range of the upper limit and the lower limit, at least one of the pulse width τ and the pulse height h of the slit light is changed by a predetermined amount, and the average intensity is set to the set value. Try to stay within the range. For example, the pulse width can be minutely changed with one horizontal scanning time (63.5 μsec) as the basic change amount, and the pulse height can be minutely changed with 1/64 of the rated value as the basic change amount at 6 bits. Therefore, when the average intensity is larger than the upper limit, the pulse width or the pulse height is set to 63.5 μsec or 1/64 for each pulse emission.
The pulse width or the pulse height is fixed when the average intensity falls below the upper limit set value.
Similarly, when the average intensity is smaller than the lower limit set value, the pulse width or the pulse height is increased by each basic change amount. Here, for example, when the average intensity does not fall within the set value range within the variable range of only the pulse width, the pulse height may be sequentially changed next.

さらに、平均強度が上限および下限設定値と大きく異
なる場合には、上述のようにパルス発光毎にパルス幅ま
たは高さを変化させると、平均強度が設定値範囲内に収
まるのに長時間必要となる。この場合は、各基本変化量
に平均強度と設定値との偏差量に比例した係数を乗算し
た量を変化量とすることで、平均強度の設定値範囲内へ
の収束を早めることができ、測定に要する時間を短縮す
ることができる。
Furthermore, if the average intensity is significantly different from the upper and lower limit set values, changing the pulse width or height for each pulse emission as described above requires a long time for the average intensity to fall within the set value range. Become. In this case, the convergence of the average intensity within the set value range can be expedited by setting the amount obtained by multiplying each basic change amount by a coefficient proportional to the deviation amount between the average intensity and the set value as the change amount, The time required for the measurement can be reduced.

そして前記ΣViは、光切断線強度の積分値であるの
で、単に光切断線幅や光切断線強度最大値をスリット光
投射強度設定に用いるのに比べ、精密な自動強度設定が
行なえる実用上有意義な作用効果を実奏する。
Since ΔVi is an integral value of the light-section line intensity, it is practically possible to perform a precise automatic intensity setting as compared to simply using the light-section line width and the maximum value of the light-section line intensity for the slit light projection intensity setting. Demonstrate meaningful effects.

第3実施例 本発明の第3実施例装置は、第5図図示のようにウイ
ンド回路15が、ウインド設定回路11とゲート回路13で構
成される。TVカメラの水平走査毎に必要な範囲について
ウインドが設定される。この範囲は、被測定物にスリッ
ト光を投射したときにその1次反射成分が撮像される範
囲であり、被測定物の形状が既知の場合、事前に決定で
きる。このウインド内にある光切断線だけがゲート回路
13で抽出され、累積加算回路30、累積乗算回路32に出力
される。このため第3実施例装置は、第6図(a)、
(b)図示のようにウインドが2次,3次・・・の多重反
射を取り除くようにあらかじめ設定されるので、多重反
射の影響を受けないで三次元座標が検出できる前記各実
施例では得られない実用上有意義な作用効果を奏する。
Third Embodiment In a device according to a third embodiment of the present invention, a window circuit 15 includes a window setting circuit 11 and a gate circuit 13 as shown in FIG. A window is set for a necessary range for each horizontal scan of the TV camera. This range is a range in which the primary reflection component is imaged when the slit light is projected on the object to be measured, and can be determined in advance when the shape of the object to be measured is known. Only the light cutting line in this window is the gate circuit
It is extracted at 13 and output to the accumulation circuit 30 and the accumulation circuit 32. Therefore, the apparatus of the third embodiment is shown in FIG.
(B) As shown in the figure, the window is preset so as to remove the secondary, tertiary, and so on multiple reflections, so that the three-dimensional coordinates can be detected without being affected by the multiple reflections. Practically significant effects that cannot be achieved.

第4実施例 本発明の第4実施例装置は、第11図および第12図に示
すように、電子シャッタ機能を持つTVカメラ14を使用
し、パルス発光のための発光信号発生信号をTVカメラの
シャッタ制御入力回路に入力する。パルス発光期間のみ
シャッタを開放して、太陽光など広い波長範囲の成分を
持つ外乱光の下でs/nよく、振動・移動している反射率
の大きく異なる物体の三次元座標を測定できる点が、上
記各実施例とは相違し、その他は同様の作用効果を奏す
る。
Fourth Embodiment A device according to a fourth embodiment of the present invention uses a TV camera 14 having an electronic shutter function as shown in FIGS. 11 and 12, and outputs a light emission signal generation signal for pulse emission to the TV camera. To the shutter control input circuit. The shutter can be opened only during the pulse light emission period to measure the three-dimensional coordinates of a vibrating or moving object with greatly different reflectance under s / n under disturbance light having components in a wide wavelength range such as sunlight. However, this embodiment is different from the above embodiments, and the other embodiment has the same operation and effect.

第5実施例 本発明の第5実施例は、第13図に示すように、制御回
路105を光切断線幅記憶回路101、最大信号強度検出回路
102、最大信号強度記憶回路103、マイクロコンピュータ
100で構成する。
Fifth Embodiment In a fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, a control circuit 105 includes a light-section line width storage circuit 101 and a maximum signal strength detection circuit.
102, maximum signal strength storage circuit 103, microcomputer
Consists of 100.

上記構成からなる第5実施例は、マイクロコンピュー
タ100がパルス信号発生回路のパルス幅設定回路53とパ
ルス高さ設定回路55に接続されている。各水平走査毎の
光切断線信号の最大強度が最大信号強度検出回路102で
検出され、水平走査線数分の光切断線信号の最大強度値
が最大信号強度記憶回路103に記憶される。一方、光切
断線抽出回路22の出力は光切断線幅に相当しており、こ
の値が水平走査線数分だけ光切断線幅記憶回路101に記
憶される。これら記憶された水平走査線数分の光切断線
幅と最大信号強度はマイクロコンピュータ100に入力さ
れ、あらかじめ決められた信号処理(例えば、光切断線
幅と最大信号強度それぞれの1フレーム期間内の平均値
計算、光切断線幅と最大信号強度の積の1フレーム期間
内の平均値計算など)が施され、その結果が予め決めら
れた設定値に等しくなるように、マイクロコンピュータ
100によりスリット光のパルス幅とパルス高さが設定さ
れる。光切断線幅、最大信号強度のスリット光投射強度
(パルス高さ)との関係は、それぞれ第9図(a)、
(b)に示すようになる。さらに光切断線幅と最大信号
強度の積については、近似的に第9図(c)のようにな
るもので、光切断線幅、最大信号強度あるいはそれらの
積を用いて前記実施例とほぼ同様の精度で、かつ、より
簡便にスリット光投射強度を制御できる。
In the fifth embodiment having the above configuration, the microcomputer 100 is connected to the pulse width setting circuit 53 and the pulse height setting circuit 55 of the pulse signal generation circuit. The maximum intensity of the light cutting line signal for each horizontal scan is detected by the maximum signal intensity detection circuit 102, and the maximum intensity value of the light cutting line signal for the number of horizontal scanning lines is stored in the maximum signal intensity storage circuit 103. On the other hand, the output of the light cutting line extraction circuit 22 corresponds to the light cutting line width, and this value is stored in the light cutting line width storage circuit 101 for the number of horizontal scanning lines. The stored light-section line widths and maximum signal intensities for the number of horizontal scanning lines are input to the microcomputer 100, and are subjected to predetermined signal processing (for example, the light-section line width and the maximum signal strength in each one-frame period). The microcomputer calculates the average value, calculates the average value of the product of the light-section line width and the maximum signal intensity within one frame period, and makes the result equal to a predetermined set value.
100 sets the pulse width and pulse height of the slit light. The relationship between the light cutting line width and the slit light projection intensity (pulse height) of the maximum signal intensity is shown in FIG.
The result is as shown in FIG. Further, the product of the light-section line width and the maximum signal strength is approximately as shown in FIG. 9 (c), and is substantially the same as that of the above embodiment using the light-section line width, the maximum signal strength or their product. The slit light projection intensity can be controlled with the same accuracy and more easily.

ところで、被測定物が高速に振動または移動する場合
は、スリット光のパルス幅を狭く保ち、パルス高さを変
化させることによりスリット光投射エネルギーを制御し
て、ブレのないシャープな画像を得ることができる。例
えば、被測定物が振幅±1mm、振動数が10Hzで振動する
場合、被測定物を±0.1mmの精度で、ブレのないよう
に、すなわち静止したものとして測定するためには、測
定誤差を±0.02mmとした場合、パルス幅は500μsec程度
必要である。
By the way, when the object to be measured vibrates or moves at high speed, the slit light pulse width is kept narrow and the slit height is changed to control the slit light projection energy to obtain a sharp image without blur. Can be. For example, if the DUT oscillates with an amplitude of ± 1 mm and a frequency of 10 Hz, the measurement error must be measured with accuracy of ± 0.1 mm without blur, that is, as a stationary object. In the case of ± 0.02 mm, the pulse width needs to be about 500 μsec.

一方、被測定物の反射率が広範囲に変化する場合は、
前述のようにパルス高さの可変範囲が比較的狭いため、
パルス幅を主に変化させることにより、スリット光投射
エネルギーを広範囲に亙って制御できるので、如何なる
反射率の被測定物に対しても測定可能となる。この場
合、パルス高さとパルス幅との積を用いれば更に広範囲
に亙る制御が可能になる。
On the other hand, if the reflectance of the DUT changes over a wide range,
As mentioned above, since the variable range of the pulse height is relatively narrow,
By mainly changing the pulse width, the slit light projection energy can be controlled over a wide range, so that it is possible to measure an object to be measured having any reflectance. In this case, if the product of the pulse height and the pulse width is used, control over a wider range becomes possible.

産業上の利用可能性 本発明においては、被測定物が高速に移動・振動して
も、さらに被測定物の反射率が大きく変化しても、被測
定物表面の三次元座標値をリアルタイムでかつ精密に検
出できるので、機械部品や製品の生産工程において、そ
の寸法測定や検査がインラインで可能になる。従って、
生産工程の自動化を促進するばかりでなく、作業者によ
る場合よりも検査精度が大きく向上する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, even when the object to be measured moves and vibrates at a high speed, and even when the reflectance of the object to be measured greatly changes, the three-dimensional coordinate value of the surface of the object to be measured can be calculated in real time. In addition, since it can be accurately detected, dimensional measurement and inspection can be performed in-line in the production process of mechanical parts and products. Therefore,
In addition to promoting the automation of the production process, the inspection accuracy is greatly improved as compared with the case of the operator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−78108(JP,A) 特開 昭62−220803(JP,A) 特開 平1−284982(JP,A) 特開 昭63−279110(JP,A) 特開 平1−242906(JP,A) 特開 昭63−149507(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-64-78108 (JP, A) JP-A-62-220803 (JP, A) JP-A-1-284982 (JP, A) JP-A-63-78 279110 (JP, A) JP-A-1-242906 (JP, A) JP-A-63-149507 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11 / 30

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被測定物表面に向けてスリット光を所定角
度で投光するスリット光源と、 このスリット光により被測定物表面上に形成される光切
断線を撮影するTVカメラと、 該TVカメラのフィールド信号に同期して前記スリット光
源をパルス駆動するパルス発光指令を供給するととも
に、演算期間設定信号を出力するパルス信号発生回路
と、 TVカメラの水平走査に同期してTVカメラから出力される
ビデオ信号をデジタルビデオ信号Viに変換するA/D変換
回路と、 ビデオ信号から光切断線を抽出するためのしきい値を設
定するしきい値設定回路と、 デジタルビデオ信号Viが前記しきい値を越えている間だ
け光切断線抽出信号を出力する光切断線抽出回路と、 TVカメラの映像素子の水平方向画素の位置を表す水平方
向アドレスKiを発生する水平アドレス発生回路と、 光切断線抽出回路から光切断線抽出信号が出力されてい
る期間、A/D変換回路を介して出力されるビデオ信号Vi
を累積演算する累積加算回路と、 光切断線抽出回路から光切断線抽出信号が出力されてい
る期間、A/D変換回路を介して出力されるビデオ信号Vi
と、水平アドレス発生回路から出力される水平方向アド
レスKiとの積Vi×Kiを累積演算する累積乗算回路と、 前記累積乗算回路の出力ΣVi×Kiを前記累積加算回路の
出力ΣViで割り算し、この演算値Ksを水平光切断位置と
して出力する水平光切断位置検出回路と、 TVカメラの水平同期信号をカウントし、垂直光切断位置
Lsを検出する垂直光切断位置検出回路と、 予め水平光切断位置及び垂直光切断位置と実際の被測定
物表面の三次元座標値との対応関係がTVカメラのレンズ
歪を補正してテーブル化して記憶され、検出された水平
光切断位置Ksおよび垂直光切断位置Lsに基づき、被測定
物表面の三次元座標値を出力するルックアップテーブル
と、 ルックアップテーブルから出力される三次元座標値を、
前記演算期間設定信号と同期して特定の期間だけ書き込
み可能とする記憶回路と を含み、光切断線に沿って被測定物表面の三次元座標を
実時間で測定することを特徴とする三次元座標測定装
置。
1. A slit light source for projecting slit light at a predetermined angle toward the surface of an object to be measured, a TV camera for photographing a light cutting line formed on the surface of the object to be measured by the slit light, A pulse light emission command for pulse driving the slit light source is supplied in synchronization with a field signal of the camera, and a pulse signal generation circuit for outputting an operation period setting signal is output from the TV camera in synchronization with horizontal scanning of the TV camera. An A / D conversion circuit for converting a video signal into a digital video signal Vi; a threshold setting circuit for setting a threshold for extracting a light cutting line from the video signal; A light-section line extraction circuit that outputs a light-section line extraction signal only while the value is exceeded, and a horizontal address that generates a horizontal address Ki that indicates the position of the horizontal pixel of the video element of the TV camera The generation circuit and the video signal Vi output through the A / D conversion circuit during the period when the light-section line extraction signal is output from the light-section line extraction circuit.
And a video signal Vi output through the A / D conversion circuit while the optical cut line extraction signal is being output from the optical cut line extraction circuit.
And a cumulative multiplication circuit for accumulating a product Vi × Ki of the horizontal address Ki output from the horizontal address generation circuit; and A horizontal light cutting position detection circuit that outputs the calculated value Ks as a horizontal light cutting position, and counts the horizontal synchronization signal of the TV camera to determine the vertical light cutting position.
The vertical light cutting position detection circuit that detects Ls, and the correspondence between the horizontal light cutting position and vertical light cutting position and the actual three-dimensional coordinate value of the surface of the DUT are tabulated by correcting the lens distortion of the TV camera. A lookup table that outputs three-dimensional coordinate values of the surface of the device under test based on the detected horizontal light cutting position Ks and the detected vertical light cutting position Ls, and a three-dimensional coordinate value output from the lookup table. ,
A storage circuit that enables writing only for a specific period in synchronization with the operation period setting signal, wherein the three-dimensional coordinates of the surface of the object to be measured are measured in real time along the light-section line. Coordinate measuring device.
【請求項2】前記パルス信号発生回路が、スリット光源
にパルス駆動の発光指令を出力したフィールド期間の直
後のフレーム期間内のみ演算期間設定信号を出力するこ
とを特徴とする請求項1に記載の三次元座標測定装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said pulse signal generation circuit outputs an operation period setting signal only in a frame period immediately after a field period in which a pulse driving light emission command is output to a slit light source. 3D coordinate measuring device.
【請求項3】前記パルス信号発生回路が、被測定物の測
定領域内における位置に応じて測定開始を指示するスタ
ート信号を出力するスタート信号発生回路を含み、前記
スタート信号が発生した直後に現れるフィールドに前記
スリット光源をパルス駆動する発光指令を出力すること
を特徴とする請求項1に記載の三次元座標測定装置。
3. The pulse signal generating circuit includes a start signal generating circuit for outputting a start signal for instructing a start of measurement in accordance with a position of an object to be measured in a measurement area, and appears immediately after the start signal is generated. The three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 1, wherein a light emission command for pulse driving the slit light source is output to a field.
【請求項4】各水平走査毎に検出された光切断線幅およ
び光切断線の最大強度の少なくともいずれか一方の値に
基づき、スリット光の投射強度を制御する制御回路を含
むことを特徴とする請求項1に記載の三次元座標測定装
置。
4. A control circuit for controlling a projection intensity of slit light based on at least one of a light cutting line width and a maximum intensity of the light cutting line detected for each horizontal scan. The three-dimensional coordinate measuring device according to claim 1.
【請求項5】前記累積加算回路の出力ΣViに基づきスリ
ット光投射強度を制御する制御回路を含むことを特徴と
する請求項1に記載の三次元座標測定装置。
5. The three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 1, further comprising a control circuit for controlling a slit light projection intensity based on an output ΣVi of said accumulation circuit.
【請求項6】前記TVカメラが、前記パルス発生回路から
パルス発生指令が発生されている期間のみ、開放状態と
なる電子シャッター機能を有することを特徴とする請求
項1に記載の三次元座標測定装置。
6. The three-dimensional coordinate measurement according to claim 1, wherein the TV camera has an electronic shutter function that is opened only during a period when a pulse generation command is generated from the pulse generation circuit. apparatus.
【請求項7】TVカメラの水平走査毎にウインドを設置
し、このウインド内にある光切断線のみを抽出するウイ
ンド回路を含むことを特徴とする請求項1に記載の三次
元座標測定装置。
7. The three-dimensional coordinate measuring apparatus according to claim 1, further comprising a window circuit for setting a window for each horizontal scan of the TV camera and extracting only a light cutting line within the window.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4821934B1 (en) * 2011-04-14 2011-11-24 株式会社安川電機 Three-dimensional shape measuring apparatus and robot system

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