JP7028086B2 - Shape measuring device and shape measuring method - Google Patents
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本発明は、測定対象物の形状を光切断法により測定する形状測定装置および形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring device and a shape measuring method for measuring the shape of an object to be measured by an optical cutting method.
光切断法は、相対移動する測定対象物に照射した線状光の反射光を撮像装置で撮像し、その撮像画像に写る線の曲がり具合から測定対象物の凹凸を測定する手法である。図5は、測定対象物の形状を光切断法により測定する従来の形状測定装置101を示す。形状測定装置101は、ラインレーザやスリット光等の線状光を照射する線状光源102を備え、搬送されている測定対象物100の測定面100aに対して線状光を照射する。
The light cutting method is a method in which the reflected light of linear light irradiated to a relatively moving measurement object is imaged by an image pickup device, and the unevenness of the measurement object is measured from the degree of bending of the line reflected in the image. FIG. 5 shows a conventional
形状測定装置101は、測定対象物100の測定面100a上に形成された光切断線L1を、エリアカメラ103により撮影し、得られた撮像画像(光切断画像とも呼ぶ)を演算処理装置104に出力する。この際、測定面100aが平坦であれば撮像画像には直線状の光切断線L1が現れる。しかし、測定面100aに凹凸がある場合には曲りのある光切断線L1が得られる。このように、光切断線L1の曲がり具合に基づき、照射断面における凹凸を測定する方法を光切断法と呼ぶ。
The
光切断法では、測定対象物100と、線状光源102およびエリアカメラ103とを相対移動させているが、例えば、鉄鋼等の製造プロセスでは、固定された搬送ライン上を一様なサイズでない製品(例えば、厚み変動や、幅変動がある測定対象物100)が移動することもある。また、図6Aに示すように、測定対象物100を搬送中に、測定対象物100の幅中心が搬送ラインの幅方向中心からずれてしまい、測定対象物100が斜行してしまうこともある。
In the optical cutting method, the object to be measured 100 and the
特許文献1では、例えば、測定対象物100にサイズ変動が生じたり、或いは、測定対象物100が斜行してしまったときに、エリアカメラ103のレンズに生じるフォーカスズレを自動補正する方法を提案している。また、特許文献2には、フレームの周囲に枠を設け、その枠に撮影対象物がかかったらズームアウトして視野外れを防止することが開示されている。さらに、特許文献3には、追従対象物体が移動したときに、監視用のカメラが設置された旋回台を回転させる構成が開示されている。
Patent Document 1 proposes, for example, a method of automatically correcting the focus shift that occurs in the lens of the
しかしながら、特許文献1では、エリアカメラ103の撮像視野に光切断線L1が収まっていることが必要である。そのため、図6Bに示すように、例えば湾曲状に変形した測定対象物100等が搬送されたり、或いは、測定対象物100が大きく斜行して、光切断線L1が撮像視野からはみ出してしまった場合(以下、視野外れとも呼ぶ)には、フォーカス補正ができないばかりか、光切断線L1を基に測定面100aの表面形状を測定できないという問題があった。
However, in Patent Document 1, it is necessary that the optical cut line L1 is within the imaging field of view of the
また、特許文献2では、ズームアウトすることで、フレーム毎に空間分解能が変化してしまうため、測定面100aの形状測定へ適用できないという問題があった。さらに、特許文献3では、旋回台を高速に回転させ難いため、測定対象物100が搬送ライン上を高速に移動する場合、測定対象物100の急峻なサイズ変動や斜行に対して、旋回台が追従し難い。そのため、特許文献3でも、光切断線L1の視野外れが生じてしまい、光切断線L1を基に測定面100aの表面形状を測定できないという問題があった。
Further, in
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光切断線を基に測定対象物の表面形状を、従来よりも確実に測定できる形状測定装置および形状測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a shape measuring device and a shape measuring method capable of measuring the surface shape of a measurement object based on an optical cutting line more reliably than before. With the goal.
本発明の形状測定装置は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定装置において、前記測定面に線状光を照射する線状光源と、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、を有し、前記演算処理装置は、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御部と、を備えるものである。 The shape measuring device of the present invention is a shape measuring device for measuring the shape of the measuring surface of an object to be measured, in which a linear light source that irradiates the measuring surface with linear light and light on the measuring surface by the linear light. A first imaging unit that captures a predetermined region including a cutting line and extracts a part of the acquired image as an optical cutting line extraction image, and at least an imaging region of the optical cutting line extraction image, and the light The surface shape of the object to be measured is calculated based on the second imaging unit that acquires a wide area image captured by imaging the area of the measurement surface that is wider than the image area of the cut line extracted image, and the optical cut line extracted image. It has an arithmetic processing apparatus, and the arithmetic processing apparatus includes an optical cutting line position measuring unit for measuring an optical cutting line position from the wide area captured image, and the first imaging unit from the inside of the optical cutting line extracted image. When the optical cutting line deviates, the extraction position for extracting the optical cutting line extraction image from the captured image is set to the extraction position where the optical cutting line is included in the optical cutting line extraction image based on the optical cutting line position. It is provided with an imaging field control unit that can be changed to.
また、本発明の形状測定装置は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定装置において、前記測定面に線状光を照射する線状光源と、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、を有し、前記演算処理装置は、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整部と、を備えるものである。 Further, the shape measuring device of the present invention is a shape measuring device for measuring the shape of the measuring surface of an object to be measured, in which a linear light source that irradiates the measuring surface with linear light and the measuring surface by the linear light. A first imaging unit that captures a predetermined region including the optical cut line and extracts a part of the acquired image as an optical cut line extraction image, and at least an imaging region of the optical cut line extraction image, and A second image pickup unit that acquires a wide area image captured by imaging a region of the measurement surface that is wider than the image area of the light cut line extracted image, and a surface shape of the object to be measured based on the light cut line extracted image. The arithmetic processing apparatus has an arithmetic processing apparatus for calculating, and the arithmetic processing apparatus has an optical cutting line position measuring unit for measuring an optical cutting line position from the wide area captured image, and a first imaging unit for focusing on the optical cutting line. When it deviates, it is provided with a focus adjusting unit for changing the focus position of the first imaging unit to a focus position in which the light cutting line is in focus based on the light cutting line position.
また、本発明の形状測定装置は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定装置において、前記測定面に線状光を照射する線状光源と、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、を有し、前記演算処理装置は、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御部と、前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整部と、を備えるものである。 Further, the shape measuring device of the present invention is a shape measuring device for measuring the shape of the measuring surface of an object to be measured, in which a linear light source that irradiates the measuring surface with linear light and the measuring surface by the linear light. A first imaging unit that captures a predetermined region including the optical cut line and extracts a part of the acquired image as an optical cut line extraction image, and at least an imaging region of the optical cut line extraction image, and A second image pickup unit that acquires a wide area image captured by imaging a region of the measurement surface that is wider than the image area of the light cut line extracted image, and a surface shape of the object to be measured based on the light cut line extracted image. It has an arithmetic processing device for calculating, and the arithmetic processing apparatus includes an optical cutting line position measuring unit for measuring the optical cutting line position from the wide area captured image, and the optical cutting line extracted image in the first imaging unit. When the optical cutting line deviates from the above, the optical cutting line is included in the optical cutting line extraction image based on the optical cutting line extraction position at which the optical cutting line extraction image is extracted from the captured image. When the imaging field control unit that changes the extraction position and the first imaging unit are out of focus on the optical cutting line, the focus position of the first imaging unit is set to the optical cutting line based on the optical cutting line position. It is provided with a focus adjusting unit for changing the focus position to the focus position.
本発明の形状測定方法は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定方法において、前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、を有し、前記演算処理ステップは、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御ステップと、を備えるものである。 The shape measuring method of the present invention is a shape measuring method for measuring the shape of the measuring surface of an object to be measured, wherein the measuring surface is irradiated with linear light, and the first imaging unit is used to obtain the linear light. It includes a first imaging step of imaging a predetermined region including a light cut line on a measurement surface and extracting a part of the acquired image as an optical cut line extraction image, and at least an imaging region of the optical cut line extraction image. Based on the second imaging step of acquiring a wide-area image captured by the second imaging unit, which is an image of a region of the measurement surface wider than the image area of the optical cut line extracted image, and the optical cut line extracted image. The calculation processing step includes an arithmetic processing step for calculating the surface shape of the object to be measured, and the arithmetic processing step includes an optical cutting line position measuring step for measuring the optical cutting line position from the wide area captured image, and the first imaging. When the optical cutting line deviates from the light cutting line extraction image in the unit, the extraction position for extracting the optical cutting line extraction image from the captured image is determined based on the optical cutting line position, and the optical cutting line extraction image is obtained. It is provided with an imaging field control step for changing to an extraction position including the optical cutting line.
また、本発明の形状測定方法は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定方法において、前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、を有し、前記演算処理ステップは、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整ステップと、を備えるものである。 Further, the shape measuring method of the present invention is a shape measuring method for measuring the shape of the measuring surface of a measurement object, wherein the linear light is irradiated by an irradiation step of irradiating the measuring surface with linear light and a first imaging unit. The first imaging step of imaging a predetermined region including the optical cut line on the measurement surface and extracting a part of the acquired image as an optical cut line extracted image, and at least the imaging region of the optical cut line extracted image. A second imaging step of acquiring a wide-area image captured by the second imaging unit, which includes the image of a region of the measurement surface that is wider than the image area of the optical cut line extracted image, and the optical cut line extracted image. The calculation processing step includes an arithmetic processing step for calculating the surface shape of the object to be measured based on the above, and the arithmetic processing step includes an optical cutting line position measuring step for measuring the optical cutting line position from the wide area captured image, and the first. 1 When the image pickup unit is out of focus on the light cut line, the focus adjustment step of changing the focus position of the first image pickup unit to a focus position in which the light cut line is in focus based on the light cut line position. , Is provided.
また、本発明の形状測定方法は、測定対象物の測定面の形状を測定する形状測定方法において、前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、を有し、前記演算処理ステップは、前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御ステップと、前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整ステップと、を備えるものである。 Further, the shape measuring method of the present invention is a shape measuring method for measuring the shape of the measuring surface of a measurement object, wherein the linear light is irradiated by an irradiation step of irradiating the measuring surface with linear light and a first imaging unit. The first imaging step of imaging a predetermined region including the optical cut line on the measurement surface and extracting a part of the acquired image as an optical cut line extracted image, and at least the imaging region of the optical cut line extracted image. A second imaging step of acquiring a wide-area image captured by the second imaging unit, which includes the image of a region of the measurement surface that is wider than the image area of the optical cut line extracted image, and the optical cut line extracted image. The calculation processing step includes an arithmetic processing step for calculating the surface shape of the object to be measured based on the above, and the arithmetic processing step includes an optical cutting line position measuring step for measuring the optical cutting line position from the wide area captured image, and the first. When the optical cut line deviates from the inside of the optical cut line extracted image in the imaging unit, the extraction position for extracting the optical cut line extracted image from the captured image is set based on the optical cut line position. When the image pickup field control step of changing the extraction position to include the light cut line in the extracted image and the focus position of the first image pickup unit are out of focus by the first image pickup unit, the focus position of the first image pickup unit is changed to the light. It includes a focus adjustment step for changing to a focus position in which the optical cutting line is in focus based on the cutting line position.
本発明によれば、広域撮像画像内に含まれた光切断線の位置に基づいて、第1撮像部が撮像画像内から抽出する光切断線抽出画像の抽出位置を変更させるようにしたことで、光切断線抽出画像内からの光切断線の視野外れを防止できる。かくして、本発明では、光切断線を基に測定対象物の表面形状を、従来よりも確実に測定できる。 According to the present invention, the extraction position of the optical cut line extracted image extracted from the captured image is changed by the first imaging unit based on the position of the optical cut line included in the wide area captured image. , It is possible to prevent the optical cut line from being out of the field of view from the extracted image. Thus, in the present invention, the surface shape of the object to be measured can be measured more reliably than before based on the optical cut line.
また、本発明によれば、広域撮像画像内に含まれた光切断線の位置に基づいて、第1撮像部のフォーカス位置を変更させるようにしたことで、第1撮像部における光切断線に対するフォーカス外れを防止できる。かくして、本発明では、光切断線を基に測定対象物の表面形状を、従来よりも確実に測定できる。 Further, according to the present invention, the focus position of the first image pickup unit is changed based on the position of the light cut line included in the wide area captured image, so that the light cut line in the first image pickup unit is changed. You can prevent out of focus. Thus, in the present invention, the surface shape of the object to be measured can be measured more reliably than before based on the optical cut line.
以下図面について、本発明の一実施形態を詳述する。以下の説明において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, similar elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
<本発明の形状測定装置について>
図1は、本発明による形状測定装置1の構成を示す概略図である。形状測定装置1は、搬送ラインに沿って搬送方向Dに搬送される測定対象物100の測定面100aを撮像し、得られた撮像画像内から一部領域ER1を光切断線抽出画像として抽出する。ここで、光切断線抽出画像とは、撮像画像内から光切断線L1が写った領域周辺のみを関心領域(以下、ROI:Region of interestと称する)として抽出したものであり、以下、ROI画像とも称する。
<About the shape measuring device of the present invention>
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the shape measuring device 1 according to the present invention. The shape measuring device 1 images the
形状測定装置1は、ROI画像に対して画像処理を実行することにより、測定面100aの表面形状を測定する。この形状測定装置1は、線状光源6と撮像装置2と演算処理装置3と記憶部4と表示装置5とを備えており、以下これらの構成について順番に説明する。
The shape measuring device 1 measures the surface shape of the measuring
線状光源6は、レーザやLED等の公知の光源からなり、測定対象物100の測定面100aに、線状光Lを照射する。測定対象物100の測定面100aの線状光Lが照射された箇所には、線状の明るい部位(光切断線)L1が形成される。光切断線L1からの反射光は撮像装置2により撮像される。撮像装置2は、ROI画像を生成する第1撮像部11aと、ROI画像の撮像領域も含みかつROI画像よりも広域な領域ER2を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部11bと、第1撮像部11aのフォーカス調整を行うためのフォーカス調整用モータ12とを有する。
The linear
第1撮像部11aは、例えばエリアカメラであり、初めに光切断線L1が形成された測定面100aの所定領域を撮像し、撮像視野全体の全画素が露光された撮像画像を内部に取得する。その後、第1撮像部11aは、取得した撮像画像の中から、光切断線L1を含んだ一部領域ER1内の画素のみを読み出し、ROI画像として抽出する。
The first
なお、ここで撮像画像とは、ディスプレイに表示される具体的な画像としての形態だけでなく、画像として生成される前の撮像データも含まれる。よって、撮像視野全体の全画素が露光された撮像データを、具体的な画像として形成することなく、露光によって取得した全画素のデータのうちから、一部領域ER1内の画素に対応した部分だけを読み出して、直接ROI画像とすることもできる。 Here, the captured image includes not only the form as a concrete image displayed on the display but also the captured data before being generated as an image. Therefore, without forming the imaging data in which all the pixels of the entire imaging field are exposed as a concrete image, only the portion corresponding to the pixels in the partial area ER1 is out of the data of all the pixels acquired by the exposure. Can also be read out and directly converted into a ROI image.
このように、第1撮像部11aは、撮像視野全体の全画素が露光された撮像画像内から、光切断線L1周辺を写したROI画像を抽出することで、撮像画像よりもデータ量が低減されたROI画像を生成する。第1撮像部11aは、測定対象物100が搬送されている間、撮像画像を所定間隔で取得してゆき、撮像画像が得られる度にROI画像を得、当該ROI画像を演算処理装置3に順次送出する。
In this way, the
ここで、高速で測定対象物100が搬送される場合や、撮像間隔を短くして高密度に形状測定を行う場合には、高フレームレートが要求されるが、第1撮像部11aで得られるフルフレーム(第1撮像部11aの撮像視野全体の撮像画像)では伝送データ量が大きく、単位時間当たりの伝送可能量の上限による制約から、十分なフレームレートが得られない。よって、第1撮像部11aにおいて光切断線L1の視野外れを防止するためにフルフレームにして視野を広くするという対処方法は好ましくない。
Here, when the object to be measured 100 is transported at high speed or when the shape is measured at high density by shortening the imaging interval, a high frame rate is required, but it can be obtained by the
そのため、フルフレームで対処するのではなく、第1撮像部11aの撮像視野全体の中から、光切断線L1が写った一部領域ER1のみを抽出し、画像伝送速度を高速化することが望ましい。しかしながら、光切断線L1が写った一部領域ER1を抽出するROI画像を小さくすればするほど、光切断線L1の視野外れの可能性が高くなる。
Therefore, it is desirable to increase the image transmission speed by extracting only a part of the region ER1 in which the optical cut line L1 is captured from the entire imaging field of view of the
そこで、本発明による形状測定装置1では、ROI画像を生成する第1撮像部11aとは別に、ROI画像よりも広域な測定面100a上の領域を撮像する第2撮像部11bを設けるようにした。ここで、第1撮像部11aは、従来通り光切断線L1の曲がり具合から測定面100aの凹凸を測定するためのROI画像を生成するものである。一方、第2撮像部11bは、測定面100a上で変動する光切断線L1の位置(以下、光切断線位置と称する)を測定するために、当該測定面100aを撮像するものである。
Therefore, in the shape measuring device 1 according to the present invention, in addition to the
第2撮像部11bは、ROI画像の撮像領域を含み、かつ、ROI画像の撮像領域よりも広域な測定面100aの領域を撮像した広域撮像画像を取得する。これにより、第2撮像部11bは、ROI画像内から光切断線L1が外れた際にも、測定面100aの光切断線L1を撮像した広域撮像画像を取得し得る。そのため、第2撮像部11bは、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行により、光切断線位置が変動しても、測定面100a上の光切断線L1を撮像できる視野が設定されている。
The
第2撮像部11bは、測定対象物100が搬送されている間、広域撮像画像を所定間隔で取得してゆき、これを演算処理装置3に順次送出する。ここで、広域撮像画像は、少なくとも第1撮像部11aで取得される撮像画像よりも低解像度または低画質でなり、撮像画像よりもデータ量が低減されている。なお、好ましくは、広域撮像画像のデータ量がROI画像と同等のデータ量となるように、低解像度または低画質の広域撮像画像とすることが望ましい。これにより、第2撮像部11bから演算処理装置3へのデータ転送速度を高速化し得、演算処理装置3は、ROI画像の取得タイミングと同等の取得タイミングで広域撮像画像を取得することも可能である。
The second
また第2撮像部11bは、単に低解像度または低画質にするのではなく、予め想定されるサイズ変動や斜行が発生する時間間隔を超えない程度にフレームレートを低下させて撮像を行ってもよい。
Further, the second
本発明による形状測定装置1では、第2撮像部11bで得られた広域撮像画像内の光切断線位置を演算処理装置3で測定し、この光切断線位置に基づいて、第1撮像部11aで撮像画像から抽出するROI画像の抽出位置を調整する。これにより、形状測定装置1では、ROI画像による高速撮影を可能としつつ、ROI画像からの光切断線L1の視野外れを防止できる。
In the shape measuring device 1 according to the present invention, the position of the optical cut line in the wide area captured image obtained by the second
この場合、演算処理装置3は、第1撮像部11aからROI画像を受け取る第1画像取得部14aと、第2撮像部11bから広域撮像画像を受け取る第2画像取得部14bとを有する。第1画像取得部14aは、第1撮像部11aから逐次入力されるROI画像を、撮像視野制御部15および形状測定部17に送出する。
In this case, the
形状測定部17は、ROI画像内に存在する光切断線L1の曲がり具合に基づいて測定対象物100の測定面100aの凹凸形状を算出する。測定面100aが凹凸のない平坦面である場合には、ROI画像に直線状の光切断線L1が現れる。一方、例えば測定面100aに凸形状がある場合、ROI画像には、測定面100aの凸形状によって生じた曲線部が光切断線L1に現れる。
The
なお、形状測定部17による測定面100aの凹凸形状を算出する算出処理は、国際公開第2016/171265号と同じであるため、ここではその説明は省略するが、例えば、国際公開第2016/171265号に示すように、形状測定部17は、ROI画像の縦方向の各位置において、最大輝度となる水平方向の位置を特定し、光切断線L1の曲線部を求め、測定面100aの凹凸形状を算出する。
Since the calculation process for calculating the uneven shape of the
形状測定部17は、算出した測定面100aの形状を形状画像として記憶部4や表示装置5に送出する。記憶部4は、形状測定部17から受け取った形状画像を記憶し、表示装置5は、形状測定部17から受け取った形状画像を表示する。表示装置5は、測定面100aの形状画像を表示することで、オペレータに対して測定面100aの凹凸の有無を通知できる。記憶部4は、測定面100aの形状画像を記憶することで、例えば、測定面100aにおいて凹凸形状のある位置を特定できる。
The
一方、第2画像取得部14bは、第2撮像部11bから逐次入力される広域撮像画像を、光切断線位置測定部16に送出する。光切断線位置測定部16は、広域撮像画像内の光切断線位置を測定する。ここで、図2Aは、第2撮像部11bにより測定面100aを撮像した広域撮像画像Aの一例である。
On the other hand, the second
広域撮像画像Aにおいて、測定対象物100の搬送方向をX方向とし、X方向に対して直交する光切断線L1の延伸方向をY方向とする。広域撮像画像Aは、例えば、N×M画素の画像I(x,y)であるとする(0≦x≦N-1、0≦y≦M-1)。ここで、xは各画素のX方向位置であり、yは各画素のY方向位置を示す。
In the wide area captured image A, the transport direction of the
光切断線位置測定部16は、下記式(1)に基づき、図2Aの広域撮像画像Aの水平方向(X方向)の各位置において、光切断線L1の延伸方向(縦方向、Y方向)に並ぶ各画素の輝度値の和(累積輝度値)をとり、図2Bに示すような水平方向における各位置での累積輝度値を表した波形(以下、プロジェクション波形と称する)を算出する。
ここで、光切断線位置は、光切断線L1が照射されていない部分とは異なる輝度値で広域撮像画像Aに現れる。従って、プロジェクション波形においても、光切断線L1が照射されている位置の累積輝度値は、光切断線L1が照射されていない他の位置の累積輝度値と比較して、著しく高くなり、ピークとして現れる。例えば、図2Aに示すように、光切断線L1は縦方向に延びているため、図2Bに示すように、プロジェクション波形には光切断線L1の位置がピークとなって現れる。光切断線位置測定部16は、算出したプロジェクション波形において累積輝度値が著しく高くなっている位置を、光切断線位置として測定する。
Here, the position of the optical cut line appears in the wide area captured image A with a luminance value different from that of the portion not irradiated with the optical cut line L1. Therefore, even in the projection waveform, the cumulative luminance value at the position where the optical cutting line L1 is irradiated is significantly higher than the cumulative luminance value at other positions where the optical cutting line L1 is not irradiated, and as a peak. appear. For example, as shown in FIG. 2A, since the optical cutting line L1 extends in the vertical direction, the position of the optical cutting line L1 appears as a peak in the projection waveform as shown in FIG. 2B. The optical cutting line
なお、光切断線位置は、例えば、下記式(2)に示すようにプロジェクション波形のピーク位置としてもよく、また、下記式(3)に示すように、プロジェクション波形の重心位置としてもよい。なお、広域撮像画像から光切断線L1の大まかな位置を特定できれば良いため、広域撮像画像について低解像化および低画質化し得る。
なお、図2Aに示す広域撮像画像Aには、直線部Laと、測定面100aの凸形状によって生じた曲線部Lbとでなる光切断線L1が現れている。図1に示すように、光切断線位置測定部16は、測定した光切断線位置を光切断線位置データとして、撮像視野制御部15およびフォーカス調整部18に送出する。なお、この光切断線位置データは、図2Aに示すように、広域撮像画像Aの水平方向(X方向)での光切断線L1の位置を示すX座標データである。
In the wide area captured image A shown in FIG. 2A, an optical cut line L1 formed by a straight line portion La and a curved portion Lb generated by the convex shape of the
ここで、記憶部4には、第1撮像部11aで取得される撮像画像内での位置と、第2撮像部11bで取得される広域撮像画像内での位置との位置関係を示した対応位置情報が予め記憶されている。撮像視野制御部15は、光切断線位置データを受け取ると、対応位置情報を参照し、光切断線位置測定部16で広域撮像画像から測定された光切断線位置を、第1撮像部11aで取得される撮像画像内での位置に変換する。
Here, the
このようにして、撮像視野制御部15は、広域撮像画像内での位置で示された光切断線位置を、撮像画像内での位置として示し、これを抽出位置データとして第1画像取得部14aを介して第1撮像部11aに送出する。これにより、第1撮像部11aは、撮像画像内から抽出するROI画像の抽出位置を、抽出位置データに基づいて変更し、撮像画像内からROI画像を抽出する。なお、この実施形態の場合、第1撮像部11aは、例えば、抽出位置データの位置を中点とした所定領域を、ROI画像として撮像画像から抽出することで、光切断線L1が含まれたROI画像を生成する。
In this way, the image pickup
かくして、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行により、撮像画像内で光切断線位置の変動が生じ、現在のROI画像内から光切断線L1が外れる恐れがあっても、第1撮像部11aは、第2撮像部11bで取得した広域撮像画像内での光切断線位置に基づいて、撮像画像内での光切断線L1の位置ずれに追従してROI画像の抽出位置を変更できる。このように、第1撮像部11aは、ROI画像内に光切断線L1が常に写るように撮像画像からの抽出位置を変えてゆき、ROI画像内からの光切断線L1の視野外れを防止し、光切断線L1が常に含まれるROI画像を取得し続けることができる。
Thus, even if there is a possibility that the optical cut line L1 may deviate from the current ROI image due to the change in the position of the optical cut line in the captured image due to the size change of the
かかる構成に加えて、記憶部4には、第2撮像部11bで取得される広域撮像画像内での光切断線位置と、広域撮像画像内での光切断線位置にある光切断線L1に対して第1撮像部11aがフォーカスを合わせることができるフォーカス位置との対応関係を示した合焦対応情報が予め記憶されている。フォーカス調整部18は、光切断線位置データを受け取ると、合焦対応情報を参照し、光切断線位置測定部16で広域撮像画像から測定された光切断線位置から、第1撮像部11aで撮影されている撮像画像内の光切断線L1にフォーカスが合うフォーカス位置を特定する。
In addition to this configuration, the
フォーカス調整部18は、合焦対応情報を基に特定したフォーカス位置をフォーカス設定データとして撮像装置2のフォーカス調整用モータ12に送出する。フォーカス調整用モータ12は、フォーカス設定データを基に、第1撮像部11aのレンズを駆動制御し、当該レンズのフォーカス位置を調整する。これにより、第1撮像部11aは、撮像画像内の光切断線L1に対して常にフォーカスを合わせることができ、撮像画像内から抽出されるROI画像において光切断線L1を細く鮮明に写すことができる。
The
第1撮像部11aは、撮像画像内で光切断線L1にフォーカスが合い、かつ光切断線L1が写ったROI画像を撮像画像内から抽出し、当該ROI画像を演算処理装置3に送出する。かくして、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行により、撮像画像内で光切断線位置の変動が生じ、ROI画像内で光切断線L1に対するフォーカスが外れる恐れがあっても、第1撮像部11aでは、フォーカス設定データに基づいて、ROI画像内の光切断線L1に対して常にフォーカスを合わせることができる。よって、演算処理装置3では、形状測定部17において、ROI画像に基づき光切断線L1の曲がり具合を正確に求めることができ、光切断線位置が変動しても形状測定の精度を維持できる。
The first
<本発明の形状測定処理>
次に、形状測定装置1にて実行される、上述した形状測定処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。図3に示すように、形状測定装置1は、開始ステップからステップSP1およびステップSP9に移る。ここで、図3におけるステップSP1~ステップSP8は、第1撮像部11aに関する処理を示し、ステップSP9~ステップSP14は、第2撮像部11bに関する処理である。
<Shape measurement process of the present invention>
Next, the above-mentioned shape measurement process executed by the shape measuring device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 3, the shape measuring device 1 moves from the start step to step SP1 and step SP9. Here, steps SP1 to SP8 in FIG. 3 show processing related to the
ここでは、先ず始めに第2撮像部11bに関する処理について説明する。ステップSP9において、形状測定装置1は、形状測定処理が開始されると、第2撮像部11bの初期設定を行い、次のステップSP10に移る。ここで、第2撮像部11bは、初期設定として、例えば広域撮像画像内における光切断線L1の予測位置を設定する。また、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行等により、光切断線位置が変動しても、測定面100a上の光切断線L1を撮像できる十分に広い視野を設定する。
Here, first, the processing related to the
ステップSP10において、測定対象物100が搬送ラインに沿って搬送されているときには、ステップSP11に移る。ステップSP11において、演算処理装置3は、測定面100aを撮像した広域撮像画像を第2撮像部11bから取得し、次のステップSP12に移る。ステップSP12において、演算処理装置3は、光切断線位置測定部16によって、広域撮像画像から光切断線位置を測定し、次のステップSP13に移る。
In step SP10, when the object to be measured 100 is transported along the transport line, the process proceeds to step SP11. In step SP11, the
ステップSP13において、撮像視野制御部15は、光切断線位置測定部16により測定した光切断線位置を光切断線位置データとして受け取ると、対応位置情報を参照し、光切断線位置データに対応した抽出位置データを特定する。また、ステップSP13において、フォーカス調整部18は、光切断線位置測定部16により測定した光切断線位置を光切断線位置データとして受け取ると、フォーカス対応情報を参照し、光切断線位置データに対応したフォーカス設定データを特定する。
In step SP13, when the imaging
次にステップSP14に移り、撮像視野制御部15は、特定した抽出位置データを第1撮像部11aに送出し、フォーカス調整部18は、特定したフォーカス設定データを第1撮像部11aに送出して、再び上述したステップSP10に移る。このように、ステップSP10において否定結果が得られるまで、すなわち、測定対象物100が搬送し終わるまで、ステップSP11~ステップSP14を繰り返す。
Next, in step SP14, the image pickup
次に、第1撮像部11aに関する処理について説明する。ステップSP1において、形状測定装置1は、形状測定処理が開始されると、第1撮像部11aの初期設定を行い、次のステップSP2に移る。ここで、第1撮像部11aは、初期設定として、例えば撮像画像内における光切断線L1の予測位置に基づき、撮像画像内からROI画像を抽出する初期の抽出位置と、当該光切断線L1にフォーカスを合わせる初期のフォーカス位置と、を設定する。
Next, the process relating to the first
なお、初期設定として用いる、撮像画像内における光切断線L1の予測位置は、過去の操業データやプロセスコンピュータ(図示せず)からの上位情報等から予め決めておくこともできる。 The predicted position of the optical cut line L1 in the captured image used as the initial setting can be determined in advance from past operation data, higher-level information from the process computer (not shown), and the like.
ステップSP2において、測定対象物100が搬送ラインに沿って搬送されているときには、ステップSP3に移る。ステップSP3において、第1撮像部11aは、抽出位置データおよびフォーカス設定データを演算処理装置3から受け取ったか否かを判断する。ステップSP3において、肯定結果が得られると、このことは抽出位置データおよびフォーカス設定データを演算処理装置3から受け取っていないことを表しており、このとき、第1撮像部11aは次にステップSP6に移る。
In step SP2, when the object to be measured 100 is transported along the transport line, the process proceeds to step SP3. In step SP3, the
これに対して、ステップSP3において肯定結果が得られると、このことは抽出位置データおよびフォーカス設定データを演算処理装置3から受け取ったこと、すなわち、第2撮像部11bで取得した広域撮像画像内の光切断線位置を基に、演算処理装置3で抽出位置データおよびフォーカス設定データが特定されたことを示しており、このとき、第1撮像部11aは次のステップSP4およびステップSP5に移る。
On the other hand, when an affirmative result is obtained in step SP3, this means that the extraction position data and the focus setting data are received from the
ステップSP4において、第1撮像部11aは、演算処理装置3から受け取った抽出位置データを基に、撮像画像内からROI画像を抽出する抽出位置を設定し、次のステップSP6に移る。また、ステップSP5において、第1撮像部11aは、演算処理装置3から受け取ったフォーカス設定データを基にレンズを駆動制御し、ROI画像内の光切断線L1にフォーカスが合うようにフォーカスを設定し、次のステップSP6に移る。
In step SP4, the
ステップSP6において、第1撮像部11aは、測定対象物100の測定面100aを撮像し、測定面100a上に光切断線L1が写った撮像画像を内部に取得し、次のステップSP7に移る。ステップSP7において、第1撮像部11aは、ステップSP5で設定されたフォーカス位置を基にフォーカスを合わせ、かつ、ステップSP4で設定された抽出位置で撮像画像内からROI画像を抽出し、得られたROI画像を演算処理装置3に送出して、再びステップSP2に戻る。このように、ステップSP2において否定結果が得られるまで、すなわち、測定対象物100が搬送し終わるまで、ステップSP3~ステップSP7を繰り返す。
In step SP6, the first
測定対象物100が搬送し終わり、ステップSP2において否定結果が得られると、演算処理装置3は次のステップSP8に移る。ステップSP8において、演算処理装置3は、第1撮像部11aから取得した各ROI画像から測定面100aの表面形状を算出し、当該表面形状を記憶部4や表示装置5に送出し、上述した形状算出処理を終了する。
When the
<作用および効果>
以上の構成において、第1撮像部11aは、測定面100a上の光切断線L1を含む所定領域を第1撮像部11aで撮像し、得られた撮像画像の一部領域ER1をROI画像として抽出する。第1撮像部11aは、撮像画像を取得する度に当該撮像画像からROI画像を抽出し、当該ROI画像のみを演算処理装置3に送出する。
<Action and effect>
In the above configuration, the first
このように、形状測定装置1では、データ量を低減したROI画像を第1撮像部11aで生成し、これを演算処理装置3へ送出することで、第1撮像部11aから演算処理装置3へのデータ転送速度を高速化できる。従って、演算処理装置3は、測定対象物100が高速に搬送されている場合や、撮像間隔を短くして高密度に形状測定を行う場合であっても、必要充分なフレームレートが得られ、高速に搬送される測定対象物100の表面形状をROI画像に基づいて算出できる。
As described above, in the shape measuring device 1, the ROI image with a reduced amount of data is generated by the
これ加えて、形状測定装置1では、少なくともROI画像の撮像領域を含み、かつ、ROI画像の撮像領域よりも広域な測定面100aの領域ER2を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部11bにより取得する。これにより、演算処理装置3では、第1撮像部11aでROI画像内から光切断線L1が外れても、第2撮像部11bで取得した広域撮像画像内の光切断線位置に基づいて、第1撮像部11aでの撮像画像内のROI画像の抽出位置を変更させることができる。
In addition, in the shape measuring device 1, the second
例えば、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行が生じ、現在のROI画像内から光切断線L1が大きく外れる場合でも、ROI画像よりも撮像領域が広い広域撮像画像から光切断線L1の位置変化を測定でき、光切断線位置の変化に追従してROI画像の抽出位置も変更できる。これにより、演算処理装置3は、撮像領域が極めて狭いROI画像を用いても、光切断線L1を含むROI画像を常に取得できる。従って、形状測定装置1では、ROI画像からの光切断線L1の視野外れを防止でき、かくして、光切断線L1を基に測定対象物100の表面形状を、従来よりも確実に測定できる。
For example, even if the size of the
また、演算処理装置3では、第1撮像部11aで光切断線L1に対するフォーカスが外れても、第2撮像部11bで取得した広域撮像画像内の光切断線位置に基づいて、第1撮像部11aのフォーカス位置を変更させることができる。
Further, in the
例えば、測定対象物100のサイズ変動や、測定対象物100の斜行が生じ、現在のROI画像内にある光切断線L1の位置が変更し、光切断線L1からフォーカスが大きく外れる場合でも、光切断線位置の変化に追従してフォーカス位置を変更できる。これにより、演算処理装置3は、撮像領域が極めて狭いROI画像を用いることで、光切断線L1に対するフォーカスの位置ズレが生じ易くても、光切断線L1にフォーカスが合ったROI画像を常に取得できる。従って、形状測定装置1では、第1撮像部11aでの光切断線L1に対するフォーカス外れを防止でき、かくして、光切断線L1を基に測定対象物100の表面形状を、従来よりも正確に測定できる。
For example, even if the size of the
<他の実施形態>
なお、上述した実施形態においては、演算処理装置3によって抽出位置データおよびフォーカス設定データの両方を特定し、撮像画像からのROI画像の抽出位置と、撮像画像内の光切断線L1に対するフォーカス位置と、を同時に調整する形状測定装置1について説明したが、本発明はこれに限らず、演算処理装置3によって抽出位置データおよびフォーカス設定データのうちいずれか一方のみを特定するような形状測定装置であってもよい。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, both the extraction position data and the focus setting data are specified by the
また、上述した実施形態においては、現在のROI画像内に光切断線L1が写っているか否かを判断せずに、第1撮像部11aは、演算処理装置3より受け取った抽出位置データおよびフォーカス設定データを基にROI画像の抽出位置やフォーカス位置を変えるようにしたが、本発明はこれに限らない。例えば、現在のROI画像内に光切断線L1が写っているか否かを判断し、ROI画像内に光切断線L1が写っていない場合にのみ、抽出位置データおよびフォーカス設定データを基にROI画像の抽出位置やフォーカス位置を変えるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
ここで、図3との対応部分に同一符号を付して示す図4は、他の実施形態による形状測定処理のフローチャートを示したものである。図4に示す他の実施形態による形状測定処理は、ステップSP12とステップSP13との間に、ステップSP15を設けた点で、上述した図3の形状測定処理と相違している。以下、その相違点に着目して説明する。 Here, FIG. 4, which is shown by assigning the same reference numerals to the portions corresponding to those in FIG. 3, shows a flowchart of the shape measurement process according to another embodiment. The shape measurement process according to the other embodiment shown in FIG. 4 is different from the shape measurement process of FIG. 3 described above in that step SP15 is provided between step SP12 and step SP13. Hereinafter, the differences will be described.
この場合、ステップSP12において、光切断線位置測定部16は、第2撮像部11bから取得した広域撮像画像から光切断線位置を算出すると、次のステップSP15に移る。ステップSP15において、光切断線位置測定部16は、ステップSP12で新たに光切断線位置を測定する前の光切断線位置と、ステップSP12で新たに測定した光切断線位置とが一定値以上変化しているか否かを判断する。
In this case, in step SP12, when the optical cut line
この場合、一定値としては、ステップSP12で光切断線位置を測定する前の光切断線位置から、ステップSP12で新たに測定した光切断線位置に変化すると、第1撮像部11aにおいて、光切断線位置がROI画像内から外れたり、或いは、光切断線L1に対するフォーカスが外れる変位量とする。
In this case, as a constant value, when the optical cut line position before measuring the optical cut line position in step SP12 changes to the light cut line position newly measured in step SP12, the first
ここで、ステップSP15において肯定結果が得られると、このことは、ステップSP12で光切断線位置を測定する前の光切断線位置と、ステップSP12で新たに測定した光切断線位置とが一定値以上変化していること、すなわち、光切断線位置がROI画像内から外れたり、或いは、光切断線L1に対するフォーカスが外れるほど、光切断線位置が変化したことを表しており、このとき、光切断線位置測定部16は、次のステップSP13に移る。
Here, when an affirmative result is obtained in step SP15, this means that the optical cutting line position before measuring the optical cutting line position in step SP12 and the optical cutting line position newly measured in step SP12 are constant values. This indicates that the above changes, that is, the optical cut line position has changed so that the optical cut line position is out of the ROI image or the focus on the optical cut line L1 is out of focus. The cutting line
ステップSP13において、演算処理装置3は、第2撮像部11bで取得した広域撮像画像内の光切断線位置を基に、抽出位置データおよびフォーカス設定データを特定し、上述した図3と同様にステップSP13以降を実行する。
In step SP13, the
一方、ステップSP15において否定結果が得られると、このことは、ステップSP12で光切断線位置を測定する前の光切断線位置と、ステップSP12で新たに測定した光切断線位置とが一定値以上変化していないこと、すなわち、光切断線位置の変位量が小さく、光切断線位置がROI画像内に留まり、光切断線L1に対するフォーカスも合っていることを表しており、このとき、光切断線位置測定部16は、再びステップSP10に戻る。
On the other hand, if a negative result is obtained in step SP15, this means that the optical cut line position before measuring the optical cut line position in step SP12 and the optical cut line position newly measured in step SP12 are equal to or more than a certain value. It means that there is no change, that is, the displacement amount of the optical cutting line position is small, the optical cutting line position stays in the ROI image, and the optical cutting line L1 is also in focus. At this time, the optical cutting line is in focus. The line
この場合、演算処理装置3は、新たに抽出位置データおよびフォーカス設定データを特定せず、これら抽出位置データおよびフォーカス設定データを第1撮像部11aに送出しない。第1撮像部11aは、ステップSP3において否定結果が得られるため、撮像画像から抽出するROI画像の抽出位置や、フォーカス位置を変えずにそのまま維持する。
In this case, the
なお、ここでは、ステップSP12で光切断線位置を測定する前の光切断線位置と、ステップSP12で新たに測定した光切断線位置とが一定値以上変化したときに、抽出位置データおよびフォーカス設定データを演算処理装置3から第1撮像部11aに送出するようにしたが、本発明はこれに限らない。
Here, when the optical cutting line position before measuring the optical cutting line position in step SP12 and the optical cutting line position newly measured in step SP12 change by a certain value or more, the extraction position data and the focus setting are set. The data is sent from the
例えば、光切断線位置の変位を演算処理装置3で判断せずに、第1撮像部11aで判断するようにしてもよい。この場合、第1撮像部11aは、第2撮像部11bで広域撮像画像を取得する度に生成される抽出位置データおよびフォーカス設定データを、その都度受け取り、光切断線位置が一定値以上変化したか否かを判断する。
For example, the displacement of the optical cutting line position may be determined by the
第1撮像部11aは、光切断線位置が一定値以上変化し、光切断線位置がROI画像内から外れたり、或いは、光切断線L1に対するフォーカスが外れると判断したときに、演算処理装置3から受け取った抽出位置データおよびフォーカス設定データを基に、ROI画像の抽出位置を変え、フォーカス位置を変える。このような実施形態であっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
When the first
また、上述した実施形態においては、図2Bに示すようなプロジェクション波形を基に、広域撮像画像内の光切断線位置を測定するようにしたが、本発明はこれに限らない。光切断線位置測定部16は、例えば、広域撮像画像を2値化し、広域撮像画像内の明暗を基に光切断線位置を測定してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the position of the optical cut line in the wide-area captured image is measured based on the projection waveform as shown in FIG. 2B, but the present invention is not limited to this. The optical cut line
また、上述した実施形態においては、測定対象物100を搬送し、撮像装置2および線状光源6を固定するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば測定対象物100を静止させた状態とし、撮像装置2および線状光源6を移動させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
なお、上述した実施形態において、光切断線抽出画像(ROI画像)や、広域撮像画像については、上述した撮像画像と同様に、ディスプレイに表示される具体的な画像としての形態だけでなく、画像として生成される前のデータも当然に含まれるものである。 In the above-described embodiment, the optical cut line extraction image (ROI image) and the wide-area captured image are not only in the form of a specific image displayed on the display, but also in the same manner as the above-mentioned captured image. Of course, the data before it is generated as is also included.
1 形状測定装置
3 演算処理装置
6 線状光源
11a 第1撮像部
11b 第2撮像部
15 撮像視野制御部
18 フォーカス調整部
1 Shape measuring
Claims (8)
前記測定面に線状光を照射する線状光源と、
前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、
を有し、
前記演算処理装置は、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、
前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御部と、
を備える、形状測定装置。 In a shape measuring device that measures the shape of the measurement surface of an object to be measured,
A linear light source that irradiates the measurement surface with linear light,
A first image pickup unit that captures a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light and extracts a part of the acquired image as an optical cut line extraction image.
2.
An arithmetic processing unit that calculates the surface shape of the object to be measured based on the optical cut line extraction image, and
Have,
The arithmetic processing unit is
An optical cutting line position measuring unit that measures the optical cutting line position from the wide-area captured image, and a light cutting line position measuring unit.
When the optical cut line deviates from the light cut line extracted image in the first imaging unit, the extraction position for extracting the optical cut line extracted image from the captured image is set based on the light cut line position. An image pickup field control unit that changes the extraction position to include the optical cut line in the cut line extraction image, and
A shape measuring device.
前記測定面に線状光を照射する線状光源と、
前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、
を有し、
前記演算処理装置は、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、
前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整部と、
を備える、形状測定装置。 In a shape measuring device that measures the shape of the measurement surface of an object to be measured,
A linear light source that irradiates the measurement surface with linear light,
A first image pickup unit that captures a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light and extracts a part of the acquired image as an optical cut line extraction image.
2.
An arithmetic processing unit that calculates the surface shape of the object to be measured based on the optical cut line extraction image, and
Have,
The arithmetic processing unit is
An optical cutting line position measuring unit that measures the optical cutting line position from the wide-area captured image, and a light cutting line position measuring unit.
Focus adjustment that changes the focus position of the first image pickup unit to a focus position that focuses on the light cut line based on the light cut line position when the first image pickup unit loses focus on the light cut line. Department and
A shape measuring device.
前記測定面に線状光を照射する線状光源と、
前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像部と、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を取得する第2撮像部と、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理装置と、
を有し、
前記演算処理装置は、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定部と、
前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御部と、
前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整部と、
を備える、形状測定装置。 In a shape measuring device that measures the shape of the measurement surface of an object to be measured,
A linear light source that irradiates the measurement surface with linear light,
A first image pickup unit that captures a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light and extracts a part of the acquired image as an optical cut line extraction image.
2.
An arithmetic processing unit that calculates the surface shape of the object to be measured based on the optical cut line extraction image, and
Have,
The arithmetic processing unit is
An optical cutting line position measuring unit that measures the optical cutting line position from the wide-area captured image, and a light cutting line position measuring unit.
When the optical cut line deviates from the light cut line extracted image in the first imaging unit, the extraction position for extracting the optical cut line extracted image from the captured image is set based on the light cut line position. An image pickup field control unit that changes the extraction position to include the optical cut line in the cut line extraction image, and
Focus adjustment that changes the focus position of the first image pickup unit to a focus position that focuses on the light cut line based on the light cut line position when the first image pickup unit loses focus on the light cut line. Department and
A shape measuring device.
前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、
第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、
を有し、
前記演算処理ステップは、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、
前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御ステップと、
を備える、形状測定方法。 In the shape measurement method for measuring the shape of the measurement surface of the object to be measured,
An irradiation step of irradiating the measurement surface with linear light,
A first imaging step in which a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light is imaged by the first image pickup unit, and a part of the acquired image is extracted as an optical cut line extraction image.
A second image pickup unit acquires a wide area image captured by the second imaging unit, which includes at least an image pickup area of the optical cut line extracted image and an image of a region of the measurement surface which is wider than the image pickup area of the optical cut line extracted image. Imaging step and
An arithmetic processing step for calculating the surface shape of the measurement object based on the optical cut line extraction image, and
Have,
The arithmetic processing step is
The optical cut line position measurement step for measuring the optical cut line position from the wide area captured image, and
When the optical cut line deviates from the light cut line extracted image in the first imaging unit, the extraction position for extracting the optical cut line extracted image from the captured image is set based on the light cut line position. The imaging field control step for changing the extraction position in which the optical cut line is included in the cut line extraction image, and
A shape measuring method.
前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、
第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、
を有し、
前記演算処理ステップは、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、
前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整ステップと、
を備える、形状測定方法。 In the shape measurement method for measuring the shape of the measurement surface of the object to be measured,
An irradiation step of irradiating the measurement surface with linear light,
A first imaging step in which a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light is imaged by the first image pickup unit, and a part of the acquired image is extracted as an optical cut line extraction image.
A second image pickup unit acquires a wide area image captured by the second imaging unit, which includes at least an image pickup area of the optical cut line extracted image and an image of a region of the measurement surface which is wider than the image pickup area of the optical cut line extracted image. Imaging step and
An arithmetic processing step for calculating the surface shape of the measurement object based on the optical cut line extraction image, and
Have,
The arithmetic processing step is
The optical cut line position measurement step for measuring the optical cut line position from the wide area captured image, and
Focus adjustment that changes the focus position of the first image pickup unit to a focus position that focuses on the light cut line based on the light cut line position when the first image pickup unit loses focus on the light cut line. Steps and
A shape measuring method.
前記測定面に線状光を照射する照射ステップと、
第1撮像部によって、前記線状光による前記測定面上の光切断線を含む所定領域を撮像し、取得した撮像画像の一部領域を光切断線抽出画像として抽出する第1撮像ステップと、
少なくとも前記光切断線抽出画像の撮像領域を含み、かつ、前記光切断線抽出画像の撮像領域よりも広域な前記測定面の領域を撮像した広域撮像画像を、第2撮像部により取得する第2撮像ステップと、
前記光切断線抽出画像に基づいて前記測定対象物の表面形状を算出する演算処理ステップと、
を有し、
前記演算処理ステップは、
前記広域撮像画像から光切断線位置を測定する光切断線位置測定ステップと、
前記第1撮像部で前記光切断線抽出画像内から前記光切断線が外れる場合、前記撮像画像から前記光切断線抽出画像を抽出する抽出位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線抽出画像内に前記光切断線が含まれる抽出位置に変更させる撮像視野制御ステップと、
前記第1撮像部で前記光切断線に対するフォーカスが外れる場合、前記第1撮像部のフォーカス位置を、前記光切断線位置に基づいて、前記光切断線にフォーカスが合うフォーカス位置に変更させるフォーカス調整ステップと、
を備える、形状測定方法。 In the shape measurement method for measuring the shape of the measurement surface of the object to be measured,
An irradiation step of irradiating the measurement surface with linear light,
A first imaging step in which a predetermined region including a light cut line on the measurement surface by the linear light is imaged by the first image pickup unit, and a part of the acquired image is extracted as an optical cut line extraction image.
A second image pickup unit acquires a wide area image captured by the second imaging unit, which includes at least an image pickup area of the optical cut line extracted image and an image of a region of the measurement surface which is wider than the image pickup area of the optical cut line extracted image. Imaging step and
An arithmetic processing step for calculating the surface shape of the measurement object based on the optical cut line extraction image, and
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The optical cut line position measurement step for measuring the optical cut line position from the wide area captured image, and
When the optical cut line deviates from the light cut line extracted image in the first imaging unit, the extraction position for extracting the optical cut line extracted image from the captured image is set based on the light cut line position. The imaging field control step for changing the extraction position in which the optical cut line is included in the cut line extraction image, and
Focus adjustment that changes the focus position of the first image pickup unit to a focus position that focuses on the light cut line based on the light cut line position when the first image pickup unit loses focus on the light cut line. Steps and
A shape measuring method.
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