JP4291178B2 - 3次元形状測定システム、同測定方法および3次元形状測定用ステージ装置 - Google Patents
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Description
上記実施形態においては、基準物体OBに関する基準物体情報の算出を3次元測定機により行っていたが、これに限定されるものではなく、例えば以下に示す変形実施形態によっても基準物体情報の算出を行うことができる。
上記実施形態における図6に示す3次元画像生成プログラムのステップS36による座標変換係数の算出処理では、ある特定された3つの基準物体OBである基準物体OB1,OB2,OB3の定点に対応した固定座標系における座標値を表すデータセット(xa1,ya1,za1),(xa2,ya2,za2),(xa3,ya3,za3)と、同基準物体OB1,OB2,OB3の定点に対応したカメラ座標系における座標値を表すデータセット(xb1,yb1,zb1),(xb2,yb2,zb2),(xb3,yb3,zb3)とを用いて座標変換係数の算出を行った。しかし、この方法に代えて、例えば、ある特定された2つの基準物体OBの定点の座標値と1つの平面の式とを用いることにより座標変換係数を算出することもできる。
上記実施形態および第1の変形実施形態においては、基準物体OBとして球径25mmの8つの球体を用いたが、プローブ49または触針70の接触によって定点などの基準物体情報が特定でき、かつ3次元形状測定装置20による外形形状の測定によって物体が特定できるとともに同物体によって規定される定点の座標値が特定できるものであれば、球体の径および個数は限定されるものではなく、さらには、球体以外の物体を基準物体OBとして利用することもできる。例えば、立方体、直方体、円柱体、円錐体など、物体および定点を特定し易い物体を基準物体として利用できる。
Claims (24)
- 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定システムにおいて、
複数の基準物体を上面に固定したステージを用意しておくとともに、複数の基準物体をそれぞれ識別するための識別パラメータと、前記複数の基準物体によって特定される各定点の位置を表す第1座標系の座標値とを記憶手段に予め記憶しておき、
前記ステージの上面に測定対象物を載せた状態で、前記1つまたは複数の3次元形状測定装置に、測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を同測定対象物および複数の基準物体に対して相対的に異なる複数の位置で測定させ、同測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群を生成する立体形状データ群生成手段と、
前記生成した各立体形状データ群から前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する抽出手段と、
前記各立体形状データ群に対し、前記抽出した複数の基準物体に対して予め記憶されている各定点の位置を表す第1座標系の座標値と、前記抽出された複数の基準物体に関する立体形状データ群を用いて計算された各定点の位置を表す第2座標系の座標値とにより、第2座標系の座標値を第1座標系の座標値に変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手段と、
前記測定された測定対象物の3次元表面形状を表す各立体形状データ群を、前記計算した座標変換係数を用いて第1座標系の座標値により表された各立体形状データ群に座標変換する座標変換手段と、
前記座標変換された複数の立体形状データ群を合成する合成手段と
を含むことを特徴とする3次元形状測定システム。 - 前記抽出手段は、少なくとも3つの基準物体を抽出する請求項1に記載した3次元形状測定システム。
- 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定システムにおいて、
複数の基準物体を上平面に固定したステージを用意しておくとともに、複数の基準物体をそれぞれ識別するための識別パラメータと、前記ステージの上平面に関する情報と、前記複数の基準物体によって特定される各定点の位置を表す第1座標系の座標値とを記憶手段に予め記憶しておき、
前記ステージの上平面に測定対象物を載せた状態で、前記1つまたは複数の3次元形状測定装置に、測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を同測定対象物および複数の基準物体に対して相対的に異なる複数の位置で測定させ、同測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群を生成する立体形状データ群生成手段と、
前記生成した各立体形状データ群から前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する抽出手段と、
前記生成した各立体形状データ群から前記ステージの上平面を表す情報を計算する情報計算手段と、
前記各立体形状データ群に対し、前記抽出した複数の基準物体に対して予め記憶されている各定点の位置を表す第1座標系の座標値および前記予め記憶されているステージの上平面に関する情報と、前記抽出された複数の基準物体に関する立体形状データ群を用いて計算された各定点の位置を表す第2座標系の座標値および前記計算したステージの上平面に関する情報とにより、第2座標系の座標値を第1座標系の座標値に変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手段と、
前記測定された測定対象物の3次元表面形状を表す各立体形状データ群を、前記計算した座標変換係数を用いて第1座標系の座標値により表された各立体形状データ群に座標変換する座標変換手段と、
前記座標変換された複数の立体形状データ群を合成する合成手段と
を含むことを特徴とする3次元形状測定システム。 - 前記抽出手段は、少なくとも2つの基準物体を抽出する請求項3に記載した3次元形状測定システム。
- 前記記憶手段に記憶されているステージの上平面に関する情報および前記情報計算手段によって計算されるステージの上平面に関する情報は、共に前記ステージの上平面の法線ベクトルを表すベクトル値である請求項3または請求項4に記載した3次元形状測定システム。
- 前記抽出手段は、前記立体形状データ群生成手段により生成された各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する際に、同抽出される各基準物体の定点の位置を表す第2座標系の座標値を計算することを含み、
前記座標変換手段は、予め記憶されている定点の位置を表す第1座標系の座標値と、前記抽出手段にて計算された各基準物体の定点の位置を表す第2座標系の座標値とを用いて座標変換係数を計算するものである請求項1ないし請求項5のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定システム。 - 前記ステージを、前記複数の基準物体の定点が同一な円の円周線上にあり、前記円の中心と前記複数の基準物体の各定点を通るとともに、互いに隣り合う一対の直線がなす角度はそれぞれ異なるように構成した請求項1ないし請求項6のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定システム。
- 前記複数の基準物体は、それらの形状、大きさおよび反射率のうちのいずれか1つをそれぞれ異ならせた請求項1ないし請求項6のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定システム。
- 前記複数の基準物体は球体であり、前記定点は前記球体の中心である請求項1ないし請求項8のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定システム。
- 前記ステージの上面を、垂直軸線回りに回転可能に構成した請求項1ないし請求項9のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定システム。
- 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定方法において、
複数の基準物体を上面に固定したステージを用意しておくとともに、複数の基準物体をそれぞれ識別するための識別パラメータと、前記複数の基準物体によって特定される各定点の位置を表す第1座標系の座標値とを記憶手段に予め記憶しておき、
前記ステージの上面に測定対象物を載せた状態で、前記1つまたは複数の3次元形状測定装置に、測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を同測定対象物および複数の基準物体に対して相対的に異なる複数の位置で測定させ、同測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群を生成する立体形状データ群生成ステップと、
前記生成した各立体形状データ群から前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する抽出ステップと、
前記各立体形状データ群に対し、前記抽出した複数の基準物体に対して予め記憶されている各定点の位置を表す第1座標系の座標値と、前記抽出された複数の基準物体に関する立体形状データ群を用いて計算された各定点の位置を表す第2座標系の座標値とにより、第2座標系の座標値を第1座標系の座標値に変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算ステップと、
前記測定された測定対象物の3次元表面形状を表す各立体形状データ群を、前記計算した座標変換係数を用いて第1座標系の座標値により表された各立体形状データ群に座標変換する座標変換ステップと、
前記座標変換された複数の立体形状データ群を合成する合成ステップと
を含むことを特徴とする3次元形状測定方法。 - 前記抽出ステップは、少なくとも3つの基準物体を抽出する請求項11に記載した3次元形状測定方法。
- 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定方法において、
複数の基準物体を上平面に固定したステージを用意しておくとともに、複数の基準物体をそれぞれ識別するための識別パラメータと、前記ステージの上平面に関する情報と、前記複数の基準物体によって特定される各定点の位置を表す第1座標系の座標値とを記憶手段に予め記憶しておき、
前記ステージの上平面に測定対象物を載せた状態で、前記1つまたは複数の3次元形状測定装置に、測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を同測定対象物および複数の基準物体に対して相対的に異なる複数の位置で測定させ、同測定対象物および複数の基準物体の3次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群を生成する立体形状データ群生成ステップと、
前記生成した各立体形状データ群から前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する抽出ステップと、
前記生成した各立体形状データ群から前記ステージの上平面を表す情報を計算する情報計算ステップと、
前記各立体形状データ群に対し、前記抽出した複数の基準物体に対して予め記憶されている各定点の位置を表す第1座標系の座標値および前記予め記憶されているステージの上平面に関する情報と、前記抽出された複数の基準物体に関する立体形状データ群を用いて計算された各定点の位置を表す第2座標系の座標値および前記計算したステージの上平面に関する情報とにより、第2座標系の座標値を第1座標系の座標値に変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算ステップと、
前記測定された測定対象物の3次元表面形状を表す各立体形状データ群を、前記計算した座標変換係数を用いて第1座標系の座標値により表された各立体形状データ群に座標変換する座標変換ステップと、
前記座標変換された複数の立体形状データ群を合成する合成ステップと
を含むことを特徴とする3次元形状測定方法。 - 前記抽出ステップは、少なくとも2つの基準物体を抽出する請求項13に記載した3次元形状測定方法。
- 前記記憶手段に記憶されているステージの上平面に関する情報および前記情報計算ステップによって計算されるステージの上平面に関する情報は、共に前記ステージの上平面の法線ベクトルを表すベクトル値である請求項13または請求項14に記載した3次元形状測定方法。
- 前記抽出ステップは、前記立体形状データ群生成ステップにより生成された各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて複数の基準物体を抽出する際に、同抽出される各基準物体の定点の位置を表す第2座標系の座標値を計算することを含み、
前記座標変換ステップは、予め記憶されている定点の位置を表す第1座標系の座標値と、前記抽出ステップにて計算された各基準物体の定点の位置を表す第2座標系の座標値とを用いて座標変換係数を計算するものである請求項11ないし請求項15のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定方法。 - 前記ステージを、前記複数の基準物体の定点が同一な円の円周線上にあり、前記円の中心と前記複数の基準物体の各定点を通るとともに、互いに隣り合う一対の直線がなす角度はそれぞれ異なるように構成した請求項11ないし請求項16のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定方法。
- 前記複数の基準物体は、それらの形状、大きさおよび反射率のうちのいずれか1つをそれぞれ異ならせた請求項11ないし請求項16のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定方法。
- 前記複数の基準物体は球体であり、前記定点は前記球体の中心である請求項11ないし請求項18のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定方法。
- 前記ステージの上面を、垂直軸線回りに回転可能に構成した請求項11ないし請求項19のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定方法。
- 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定に利用され、測定対象物を載せるためのステージを有する3次元形状測定用ステージ装置において、
前記ステージの上面に複数の基準物体を固定してなり、前記複数の基準物体によって特定される各定点は同一な円の円周線上にあり、前記円の中心と前記複数の基準物体の各定点を通るとともに、互いに隣り合う一対の直線がなす角度はそれぞれ異なっている3次元形状測定用ステージ装置。 - 1つまたは複数の3次元形状測定装置により測定対象物の3次元表面形状を同測定対象物に対して相対的に異なる複数の位置で測定し、測定対象物の3次元画像を任意の方向から見て表示可能な3次元形状測定に利用され、測定対象物を載せるためのステージを有する3次元形状測定用ステージ装置において、
前記ステージの上面に複数の基準物体を固定してなり、前記複数の基準物体は、それらの形状、大きさおよび反射率のうちのいずれか1つをそれぞれ異ならせた3次元形状測定用ステージ装置。 - 前記複数の基準物体は球体であり、前記定点は前記球体の中心である請求項21に記載した3次元形状測定用ステージ装置。
- 前記ステージの上面を、垂直軸線回りに回転可能に構成した請求項21ないし請求項23のうちのいずれか一つに記載した3次元形状測定用ステージ装置。
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