JP6927294B2 - 計測装置、計測方法及び計測プログラム - Google Patents
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Description
上記の式中、In(x,y)は、LCD20にn番目に表示する縞状のパターンの画素(x,y)における表示階調値を指示する指示値を表し、パターン出力回路412−2は、この指示値をLCD20へ出力する。また、上記の式中、A,Bは、夫々LCD20に表示する縞状の照明パターンの明るさ及び振幅を表し、θは、LCD20に表示する縞状の照明パターンの位相を表す。この例では、nは例えばn=1,2,3,4であり、初期位相の変化を生成するパラメータを表す。サインの項における最初の項が時間変化を表し、サインの項における次の項が空間変化を表す。上記の式に従った縞状の照明パターンをLCD20の表示面に表示することで、4種類の縞状の照明パターンを表示し、各縞状の照明パターンを表示する表示面の手前側に配置された計測対象10をCCDカメラ30で撮像した4枚の画像を取得する。入力画像格納メモリ411−2は、これら4枚の画像の各画素における輝度値I'n(x,y)を格納する。画像算出回路414−1は、入力画像格納メモリ411−2に格納されたこれら4枚の画像の各画素における輝度値I'n(x,y)から、平均輝度画像の各画素値、即ち、平均輝度値Av(x,y)を次式に従って求める。
また、画像算出回路414−1は、入力画像格納メモリ411−2に格納されたこれら4枚の画像の各画素における輝度値I'n(x,y)から、ビジビリティ画像の各画素値、即ち、ビジビリティ値V(x,y)を、次式に従って求める。
図13は、4種類の縞状の照明パターンを表示する表示面の手前側に配置された計測対象を撮像した画像から算出した平均輝度画像とビジビリティ画像の一例を示す図である。この例では、4枚の撮像画像800−1〜800−4が入力画像格納メモリ411−2に格納されるので、画像算出回路414−1は、これら4枚の撮像画像800−1〜800−4から平均輝度画像801とビジビリティ画像802を算出する。LCD20の表示面に表示する照明パターンの生成に用いる上記の式において、縞状の照明パターンの明るさAを画素に依存しない固定値に設定した場合、算出される平均輝度画像801は、明るさAで照明する従来のフラット照明を用いた場合に得られる画像と同じである。一方、ビジビリティ画像802は、この例では照明が写り込んでいる計測対象10の部分の曲率が大きいため、当該部分のビジビリティが著しく悪化してビジビリティ値が小さくなっており、テレセントリック照明を用いた場合に得られる画像に似ている。この場合、平均輝度画像801よりもビジビリティ画像802の方が、LCD20の表示面に表示された照明パターンの画像(即ち、照明部分)と計測対象10の画像10A(即ち、対象部分)との間での画素値の変化が大きいため、寸法計測に利用する各エッジ位置をビジビリティ画像802から求めて寸法計測を行う。なお、仮想線52Eについては、図16と共に後述する。
2 照明装置
3 撮像装置
4 制御装置
5 キーボード
6 モニタ装置
10 計測対象
20 LCD
30 CCDカメラ
40 コンピュータ
41 CPU
42 メモリ
Claims (9)
- 照明パターンを表示面に表示する照明装置と、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置であって、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像する撮像装置と、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の輝度値の平均又は前記輝度値の差を表す輝度情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期輝度情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記輝度情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力することを特徴とする、計測装置。 - 照明パターンを表示面に表示する照明装置と、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置であって、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像する撮像装置と、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の色調値又は色値を表す色情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期色情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記色情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力することを特徴とする、計測装置。 - 前記制御装置は、前記同期制御に応じて、前記表示面に前記照射強度の位相が空間的及び時間的に変調された複数の照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と前記初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出することを特徴とする、請求項1又は2記載の計測装置。
- 前記制御装置は、算出した、前記画像の各画素における前記照明パターンの前記ビジビリティ値が、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期ビジビリティ値に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項記載の計測装置。
- 前記照明パターンは、縞状のパターンであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項記載の計測装置。
- 計測対象の寸法を計測する計測方法であって、
照明装置が、照明パターンを表示面に表示し、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置が、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像し、
プロセッサが、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の輝度値の平均又は前記輝度値の差を表す輝度情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期輝度情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記輝度情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力する、
ことを特徴とする、計測方法。 - 計測対象の寸法を計測する計測方法であって、
照明装置が、照明パターンを表示面に表示し、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置が、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像し、
プロセッサが、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の色調値又は色値を表す色情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期色情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記色情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力する、
ことを特徴とする、計測方法。 - コンピュータに、計測対象の寸法を計測する処理を実行させるためのプログラムであって、
照明装置に照明パターンを表示面に表示させ、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置に、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像させ、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の輝度値の平均又は前記輝度値の差を表す輝度情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期輝度情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記輝度情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。 - コンピュータに、計測対象の寸法を計測する処理を実行させるためのプログラムであって、
照明装置に照明パターンを表示面に表示させ、
前記表示面を撮像するように設けられた撮像装置に、前記表示面と前記撮像装置の間に配置された計測対象の画像を前記表示面を背景に撮像させ、
照射強度の位相が空間的又は時間的に変調された前記照明パターンを生成し、前記照明パターンを前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記画像の各画素の輝度の振幅を前記画像の輝度の平均値で除して、前記画像の各画素における前記照明パターンのビジビリティ値を算出して生成したビジビリティ画像を基に前記計測対象の寸法を計測し、
前記同期制御に応じて、前記照明装置の前記表示面に前記照射強度の位相が時間的に変調された前記照明パターンを表示させる指示を前記照明装置に出力し、前記撮像装置が撮像した複数枚の画像と、前記照明装置と前記撮像装置の間に前記計測対象が配置されていない初期状態で前記撮像装置が前記照明パターンを撮像した初期画像とに基づき前記ビジビリティ値を算出し、
前記複数枚の画像の対応する画素の色調値又は色値を表す色情報を算出し、前記初期画像の各画素における前記照明パターンの初期色情報に対し、差分が一定以上となる画素に基づき前記計測対象の寸法を計測し、
前記ビジビリティ値に基づき計測した前記計測対象の寸法値と、前記色情報に基づき計測した前記計測対象の寸法値のうち、大きい方の寸法値を寸法計測結果として出力する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
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