JP4595047B2 - 3次元計測システム、3次元計測方法およびプログラム - Google Patents
3次元計測システム、3次元計測方法およびプログラム Download PDFInfo
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Description
<システム構成概要>
図1は、第1実施形態に係る3次元計測システム1を示す概略図である。図1に示すように、3次元計測システム1は、計測ユニット10と駆動用アーム20とコントローラ30とを備える。
図3は、計測対象物に関する検査動作を示すフローチャートである。計測対象物としての部品61が適宜の保持部材(不図示)によって3次元計測システム1内の適宜の位置に固定され、操作者の開始指示が上記の操作入力部6等を介して入力されると、ステップSP1以降の処理が開始される。なお、正確な計測動作のためには、ステップSP1に先立ってキャリブレーションを行い、計測対象物の配置状態と3次元CADデータとの対応関係を予め求めておくことが好ましい。ここでは、ステップSP1に先立ってプレ撮影動作を行い、計測対象物の位置および姿勢がCADデータ内の所定の位置および姿勢となるように、3次元CADデータの座標系に合わせて計測対象物の実際の配置状態を調整するものとする。なお、実際の位置合わせを行う必要はなく、計測対象物の実際の配置状態と3次元CADデータとの対応関係を求めておけば十分である。このようなキャリブレーション動作(座標系相互間における対応関係の同定動作)によって、本3次元計測システム1は、計測対象物の配置状態を3次元CADデータに基づいてより正確に把握することが可能になる。
上記第1実施形態においては、円柱形成物の面間距離の検査を行う場合について説明したが、この第2実施形態においては、円柱形状物の径(直径)の検査を行う場合について説明する。より詳細には、円柱側面上の各点の3次元座標値を用いることによって、円柱の中心軸に直交する各断面における直径が所定の条件を満たすように、当該円柱形状部品が加工されているか否かを検査する場合を例示する。
この第3実施形態においては、穴の直径の検査を行う場合について説明する。より詳細には、穴が設けられた平面上の各点の3次元座標値を用いることによって、当該穴の直径が所定の条件を満たすように当該穴が加工されているか否かを検査する場合を例示する。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
10 計測ユニット
20 駆動用アーム
30 コントローラ
31 3次元CAD
61,62,63 円柱形状部品(計測対象物)
AZ1,AZ2,AZ11,AZ12,AZ20 視線軸
BZ1,BZ2 法線
CS1,CS2,CS5,CS7 内包球
Pa,Pb,Ph,Sc プリミティブ
Rc,RH,S アノテーション情報
θ 画角
Claims (13)
- 計測用カメラを含む画像式の3次元計測手段と、
計測対象物のCADデータ中にあらかじめ与えられ、かつ前記計測対象物の所定の形状要素についての形状種類と設計寸法と公差とを指定したアノテーション情報を、前記CADデータから取り出す手段と、
取り出された前記アノテーション情報において指定されている前記形状要素を、前記計測対象物の前記プリミティブとして特定する特定手段と、
前記計測対象物のうち、前記特定されたプリミティブに相当する部分を撮影対象領域とするように、前記計測用カメラの位置および姿勢を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1に記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記特定されたプリミティブの所定方向における幅を有する基準線分を内包する内包球を用いて前記計測用カメラの位置および姿勢を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1に記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記特定されたプリミティブの所定方向における幅に調整用の値を加えた幅を有する基準線分を内包する内包球を用いて前記計測用カメラの位置および姿勢を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項2または請求項3に記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記内包球の中心を注視点とするように前記計測用カメラの姿勢を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項4に記載の3次元計測システムにおいて、
前記計測用カメラの姿勢は、前記計測用カメラの視線軸と前記プリミティブとの交点における前記プリミティブの法線が前記視線軸に対して同一方向に配置されるように、決定されていることを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項2から請求項5のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記計測用カメラと前記内包球の中心との距離Lが、前記計測用カメラの画角θと前記内包球の半径rとを用いて表現される値(r/sin(θ/2))となるように、前記計測用カメラの位置を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記特定されたプリミティブが平面の場合には、内包球として、前記平面の所定方向における幅を有する基準線分を内包する球、または、前記特定されたプリミティブの所定方向における幅に調整用の値を加えた幅を有する基準線分を内包する球を想定し、前記内包球を視野内に収めるように前記計測用カメラの位置および姿勢を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記決定手段は、前記プリミティブが非平面の場合には、当該非平面のうち、その法線と前記計測用カメラの視線軸との間の角度が所定値以内となる部分を1回の撮影動作による計測対象領域とするように、前記計測用カメラの位置および姿勢を決定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記アノテーション情報は、円柱形状物の上面と底面との相互間の面間距離情報を含み、
前記特定手段は、前記円柱形状物の上面と底面とをそれぞれプリミティブとして特定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記アノテーション情報は、円柱形状物の径情報を含み、
前記特定手段は、前記円柱形状物の円柱側面をプリミティブとして特定することを特徴とする3次元計測システム。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の3次元計測システムにおいて、
前記アノテーション情報は、平面に設けられた穴の径情報を含み、
前記特定手段は、前記平面をプリミティブとして特定することを特徴とする3次元計測システム。 - 計測用カメラを含む画像式の3次元計測手段を用いた3次元計測方法であって、
計測対象物のCADデータ中にあらかじめ与えられ、かつ前記計測対象物の所定の形状要素についての形状種類と設計寸法と公差とを指定したアノテーション情報を、前記CADデータから取り出す工程と、
取り出された前記アノテーション情報において指定されている前記形状要素を、前記計測対象物の前記プリミティブとして特定する特定工程と、
前記計測対象物のうち、前記特定されたプリミティブに相当する部分を撮影対象領域とするように、前記計測用カメラの位置および姿勢を決定する決定工程と、
を備えることを特徴とする3次元計測方法。 - コンピュータに、
計測対象物のCADデータ中にあらかじめ与えられ、かつ前記計測対象物の所定の形状要素についての形状種類と設計寸法と公差とを指定したアノテーション情報を、前記CADデータから取り出す工程と、
取り出された前記アノテーション情報において指定されている前記形状要素を、前記計測対象物の前記プリミティブとして特定する特定工程と、
前記計測対象物のうち、前記特定されたプリミティブに相当する部分を撮影対象領域とするように、前記計測用カメラの位置および姿勢を決定する決定工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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