JP5018282B2 - 製品の3次元形状モデルデータ作成方法 - Google Patents
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Description
製品の外面を構成する各部品の外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
製品の外面を計測手段で計測し、画像処理により前記複数のターゲットマークの全体3次元座標値データを取得するとともに、製品の外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記全体3次元座標値データに関連付けて製品外面の3次元座標値からなる全体3次元形状モデルデータを生成する工程と、
外面の一部に前記ターゲットマークが付与された各部品を取り外し、この各部品の取り外しにより露見した部品の外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
前記露見した各部品の外面とこの部品の周囲の部品であって前記製品の外面を構成する部品である周囲部品の外面とを計測手段で計測し、画像処理により前記複数のターゲットマークの部品群3次元座標値データを取得する工程と、
前記周囲部品における同じターゲットマークの部品群3次元座標値データ及び全体3次元座標値データの座標値が一致するように、前記露見した各部品の部品群3次元座標値データを、前記全体3次元形状モデルデータの座標系に座標変換する工程と、
前記露見した各部品の外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記座標変換した部品群3次元座標値データに関連付けて前記各部品の外面の3次元座標値からなる部品群3次元形状モデルデータを生成する工程と、
外面の一部に前記ターゲットマークが付与された前記露見した各部品を取り外し、この各部品の残りの外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
前記取り外してターゲットマークを付与した各部品の全外面を計測手段で計測し、画像処理により該複数のターゲットマークの部品3次元座標値データを取得する工程と、
各部品における同じターゲットマークの部品3次元座標値データ及び部品群3次元座標値データの座標値が一致するように、各部品の部品3次元座標値データを、前記座標変換した部品群3次元形状モデルデータの座標系に座標変換する工程と、
各部品の全外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記座標変換した部品3次元座標値データに関連付けて各部品の全外面の3次元座標値からなる部品3次元形状モデルデータを生成する工程と、
前記全体3次元形状モデルデータと前記部品群3次元座標値データと各部品の前記部品3次元座標値データとを関連付けて前記全体3次元形状モデルデータと前記部品群3次元形状モデルデータと各部品の前記部品3次元形状モデルデータとを合成して、各部品を含む製品の3次元形状モデルデータを作成する工程と、
を有することを特徴とする方法が提供される。
図1は、本実施形態における3次元形状モデルデータの作成方法のプラットフォームとなるシステムの構成を示す図である。
はじめに、図3に示すように、車両10の外面の全体に、光学反射面を有する複数のターゲットマークTを貼り付ける。以下に説明する一連の工程が完了するまで、ターゲットマークTのずれやはがれが生じないように固定する。ボディのような磁性体に対してはマグネット製のターゲットマークを使用すると便利である。ターゲットマークTは車両10の外面全体に概ね均一に貼り付ける。ただし、位置の認識を行うために直線状にならないように留意する。
工程A1で複数のターゲットマークTが付与された車両10の外面を、座標測定カメラ20で複数の位置から撮像する。撮影者は、車両10の周囲を、ポジションを変えながら撮影していく。これにより、各ターゲットマークTについて、少なくとも2つの視点からの2次元画像データを得る。
工程A2で得られた全体3次元座標値データを3次元測定カメラ30にインポートし、その後、車両10の外面形状を、この3次元測定カメラ30で複数の位置から撮像する(図5参照)。この撮影の際には、撮影範囲内に必ずターゲットマークTが複数個収まるように撮影する。
次に、図7に示すように、車両10の蓋物であるボンネット11を取り外す。そして、これにより露見する部分、具体的には、エンジンルーム12内及びエンジン本体13上部に、複数のターゲットマークTを貼り付ける。なお、車両10の別の蓋物であるフロントドア、リヤドア、トランクリッド(リフトゲート)も、この工程で取り外してしまってよい。
工程B1で複数のターゲットマークTが付与された部分を、座標測定カメラ20で複数の位置から撮像する。このとき、工程B1で複数のターゲットマークTが付与された部分だけでなく、エンジンルーム12周辺の車両外面の部分14(工程A1でターゲットマークT1〜T4が付与されている)もあわせて撮影する。
図8に示すように、工程B2で得られた部分3次元座標値データと、工程A2で得られた全体3次元座標値データとでは、座標系が異なっている。そこで、両者の座標系を合わせる処理を行う。
工程B3で座標変換された部分3次元座標値データを、3次元測定カメラ30にインポートし、その後、インポートされた座標値データを基に3次元測定カメラ30でエンジンルーム12内、エンジン本体13上部の撮影を複数の位置から行う(図9参照)。
次に、図10に示すように、エンジン本体13を車両10から取り外す。このエンジン本体13の上部には、工程B1においてターゲットマークTが付与されている。ここでは、工程B1でターゲットマークが付与された外面以外の外面に、追加的に複数のターゲットマークTを貼付する。
工程C1で全外面に複数のターゲットマークTが付与されたエンジン本体13の全外面を、座標測定カメラ20で複数の位置から撮像する。
工程C2で得られた部品3次元座標値データの座標系と、工程B3で座標変換された部分座標値データの座標系(すなわち、工程A2で得られた全体3次元座標値データの座標系)とは異なっている。そこで、工程C2で得られた部品3次元座標値データの座標系を工程B3で座標変換された部分座標値データの座標系に変換する処理を行う。
工程C3で座標変換された部品3次元座標値データを、3次元測定カメラ30にインポートし、その後、インポートされた座標値データを基に3次元測定カメラ30でエンジン本体13の全外面形状を複数の位置から撮像する(図12参照)。
20:座標測定カメラ
30:3次元測定カメラ
31,32,33:CCDカメラ
34:台車
40:パーソナルコンピュータ
Claims (3)
- 複数の部品が組み付けられて構成される製品の形状を測定して製品の3次元形状モデルデータを作成する方法であって、
製品の外面を構成する各部品の外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
製品の外面を計測手段で計測し、画像処理により前記複数のターゲットマークの全体3次元座標値データを取得するとともに、製品の外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記全体3次元座標値データに関連付けて製品外面の3次元座標値からなる全体3次元形状モデルデータを生成する工程と、
外面の一部に前記ターゲットマークが付与された各部品を取り外し、この各部品の取り外しにより露見した部品の外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
前記露見した各部品の外面とこの部品の周囲の部品であって前記製品の外面を構成する部品である周囲部品の外面とを計測手段で計測し、画像処理により前記複数のターゲットマークの部品群3次元座標値データを取得する工程と、
前記周囲部品における同じターゲットマークの部品群3次元座標値データ及び全体3次元座標値データの座標値が一致するように、前記露見した各部品の部品群3次元座標値データを、前記全体3次元形状モデルデータの座標系に座標変換する工程と、
前記露見した各部品の外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記座標変換した部品群3次元座標値データに関連付けて前記各部品の外面の3次元座標値からなる部品群3次元形状モデルデータを生成する工程と、
外面の一部に前記ターゲットマークが付与された前記露見した各部品を取り外し、この各部品の残りの外面に複数のターゲットマークを付与する工程と、
前記取り外してターゲットマークを付与した各部品の全外面を計測手段で計測し、画像処理により該複数のターゲットマークの部品3次元座標値データを取得する工程と、
各部品における同じターゲットマークの部品3次元座標値データ及び部品群3次元座標値データの座標値が一致するように、各部品の部品3次元座標値データを、前記座標変換した部品群3次元形状モデルデータの座標系に座標変換する工程と、
各部品の全外面形状を計測手段で計測し、画像処理により前記座標変換した部品3次元座標値データに関連付けて各部品の全外面の3次元座標値からなる部品3次元形状モデルデータを生成する工程と、
前記全体3次元形状モデルデータと前記部品群3次元座標値データと各部品の前記部品3次元座標値データとを関連付けて前記全体3次元形状モデルデータと前記部品群3次元形状モデルデータと各部品の前記部品3次元形状モデルデータとを合成して、各部品を含む製品の3次元形状モデルデータを作成する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記全体3次元形状モデルデータを生成する工程は、製品外面を前記計測手段である第1撮像手段で複数位置から撮像し、この撮像により得られた複数の2次元画像データに基づいて前記全体3次元座標値データを取得し、次に、製品の外面形状を前記計測手段である第2撮像手段で複数位置から撮像し、この撮像により得られた複数の2次元画像データに基づいて前記部品群3次元形状モデルデータを生成することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記部品3次元形状モデルデータを生成する工程は、各部品の全外面を前記計測手段である第1撮像手段で複数位置から撮像し、この撮像により得られた複数の2次元画像データに基づいて前記部品3次元座標値データを取得し、次に、各部品の全外面形状を前記計測手段である第2撮像手段で複数位置から撮像し、この撮像により得られた複数の2次元画像データに基づいて前記部品3次元形状モデルデータを生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
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