JPH03249511A - 三次元形状認識装置 - Google Patents
三次元形状認識装置Info
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- JPH03249511A JPH03249511A JP4581890A JP4581890A JPH03249511A JP H03249511 A JPH03249511 A JP H03249511A JP 4581890 A JP4581890 A JP 4581890A JP 4581890 A JP4581890 A JP 4581890A JP H03249511 A JPH03249511 A JP H03249511A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は三次元形状認識装置に関し、特に非接触式のも
のに適用して有用なものである。
のに適用して有用なものである。
〈従来の技術〉
工作機械の分野において、倣い加工や衝突を防止する用
途で、三次元形状を認識する必要が生じる場合がある。
途で、三次元形状を認識する必要が生じる場合がある。
非接触の三次元形状８識の一手法として光切断法がある
。これは、スリット光が測定対象物に当たり、乱反射し
た像より、測定対象物の座標を求めるものである。
。これは、スリット光が測定対象物に当たり、乱反射し
た像より、測定対象物の座標を求めるものである。
この光切断法による従来の三次元形状認識装置を、第３
図に示す。同図に示すようにテーブル１上に載置した測
定対象物２には、スリット光発生器３からスリット光４
が照射される。カメラ５は、スリット光照射により形成
された光学像を撮影する。このカメラ５で撮影された画
像に対応した画像データは画像取り込み器６に取り込ま
れ、画像データを座標演算Ｎ７で演算することにより測
定対象物２の形状を認識している。
図に示す。同図に示すようにテーブル１上に載置した測
定対象物２には、スリット光発生器３からスリット光４
が照射される。カメラ５は、スリット光照射により形成
された光学像を撮影する。このカメラ５で撮影された画
像に対応した画像データは画像取り込み器６に取り込ま
れ、画像データを座標演算Ｎ７で演算することにより測
定対象物２の形状を認識している。
第４図（ａｌは第３図の平面図、第４図（ｂ）は第３図
の正面図であり、スリット光４と平行な面をｚ −ｘ平
面にとり、スリット光４とカメラ５の光軸とがなす角度
をθとし、光軸をｙ−Ｚ平面にとっている。
の正面図であり、スリット光４と平行な面をｚ −ｘ平
面にとり、スリット光４とカメラ５の光軸とがなす角度
をθとし、光軸をｙ−Ｚ平面にとっている。
ここで、座標演算Ｍ７による座標の算出演算を、第５図
（ａ） （ｂ） （ｃｌを参照して説明する。なお第５
図（Ｃ１はカメラ５で撮影した画像内の座標を示す。
（ａ） （ｂ） （ｃｌを参照して説明する。なお第５
図（Ｃ１はカメラ５で撮影した画像内の座標を示す。
スリット光４ばｚ −ｘ平面に対し平行であるから、ス
リット光の式は ｙ＝Ｑ ・・・（１）
物体距離りでのレンズの拡大率をＭとするとＢＬ Ｍ −−＝ −−一 ・・・（２）Ｂ
ｆ ｙ −ｚ平面における視角の式は、 画像内座標 をａとすれば Ｌｃｗθ−Ｍａ繊θ ２＝Ｌ幽θ＋Ｍａ働θ９ ＬＭ（？ Ｌ繊θ＋Ｍａ（ト）θ （３） スリッ ト光の切断線のＺ座標は式（１）から ＬＭａ Ｚ Ｌ癲θ＋Ｍａ（１）θ （４） 同じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−ｚｍθβ ８＝ｆ ＬＭａ（９）θ 、１ ＝（Ｌ−Ｌ繊θ＋Ｍａ（資）θ） ｆ Ｍａ慟θ −（Ｉ Ｌｍθ＋Ｍａｃｓｔｒｅ）Ｍβ ・（
５）式（４）ｉ５）よりｚ座標及びＸ座標が算出される
。
リット光の式は ｙ＝Ｑ ・・・（１）
物体距離りでのレンズの拡大率をＭとするとＢＬ Ｍ −−＝ −−一 ・・・（２）Ｂ
ｆ ｙ −ｚ平面における視角の式は、 画像内座標 をａとすれば Ｌｃｗθ−Ｍａ繊θ ２＝Ｌ幽θ＋Ｍａ働θ９ ＬＭ（？ Ｌ繊θ＋Ｍａ（ト）θ （３） スリッ ト光の切断線のＺ座標は式（１）から ＬＭａ Ｚ Ｌ癲θ＋Ｍａ（１）θ （４） 同じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−ｚｍθβ ８＝ｆ ＬＭａ（９）θ 、１ ＝（Ｌ−Ｌ繊θ＋Ｍａ（資）θ） ｆ Ｍａ慟θ −（Ｉ Ｌｍθ＋Ｍａｃｓｔｒｅ）Ｍβ ・（
５）式（４）ｉ５）よりｚ座標及びＸ座標が算出される
。
測定対象物全体にこの演算を行うことにより、形状が認
識できる。
識できる。
〈発明が解決しようとする課題〉
上述したように光切断法による三次元形状認識装置では
、スリット光４が測定対象物に当たって乱反射した光を
カメラ５が受光し、その像より測定対象物の座標を求め
るのであるが、測定対象物の素材、形状によっては実像
以外に虚像が発生することがある。
、スリット光４が測定対象物に当たって乱反射した光を
カメラ５が受光し、その像より測定対象物の座標を求め
るのであるが、測定対象物の素材、形状によっては実像
以外に虚像が発生することがある。
更に評言すると、測定対象物２が第６図に示すような形
状で、しかもその素材が金属等のように表面が平滑なも
のである場合、スリット光４の直接の照射による測定対
象物２上の軌跡（以下実像Ｉと称す）の他に、実像■が
形成されている平面２ａに垂直な面である平面２ｂ、２
ｃに、実像ｒの鏡像（す下虚像■と称す）が形成されて
しまう。かかる虚像■が発生した場合、カメラ５に取り
込まれる画像（ｚ −ｘ平面）は、第７図に示すように
実像■と虚像■が混在する画像となり、Ｘ軸上の１つの
座標に対してＺ軸上の座標が２つ存在する場合がある。
状で、しかもその素材が金属等のように表面が平滑なも
のである場合、スリット光４の直接の照射による測定対
象物２上の軌跡（以下実像Ｉと称す）の他に、実像■が
形成されている平面２ａに垂直な面である平面２ｂ、２
ｃに、実像ｒの鏡像（す下虚像■と称す）が形成されて
しまう。かかる虚像■が発生した場合、カメラ５に取り
込まれる画像（ｚ −ｘ平面）は、第７図に示すように
実像■と虚像■が混在する画像となり、Ｘ軸上の１つの
座標に対してＺ軸上の座標が２つ存在する場合がある。
ところが、従来技術においては、実像■と虚像■とを区
別することが不可能であるため、虚像■が発生した場合
には、誤まった形状認識をしてしまう場合がある。
別することが不可能であるため、虚像■が発生した場合
には、誤まった形状認識をしてしまう場合がある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、虚像が形成されても測
定対象物の形状を正確に認識することができる三次元形
状認識装置を提供することを目的とする。
定対象物の形状を正確に認識することができる三次元形
状認識装置を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明の構成は、
スリット光発生器から測定対象物に向けてスリット光を
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 スリット光の照射により測定対象物上に直接形成される
像である実像以外に、この実像の鏡像等である虚像が、
前記画像データ中に発生しているか否かを検出する虚像
発生検出器と、 虚像発生検知器で虚像の発生を検出した場合には測定対
象物のスリット光の照射面及びその近傍部分につや消し
剤を噴射するつや消し剤噴射器と を有することを特徴とする。
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 スリット光の照射により測定対象物上に直接形成される
像である実像以外に、この実像の鏡像等である虚像が、
前記画像データ中に発生しているか否かを検出する虚像
発生検出器と、 虚像発生検知器で虚像の発生を検出した場合には測定対
象物のスリット光の照射面及びその近傍部分につや消し
剤を噴射するつや消し剤噴射器と を有することを特徴とする。
〈作 用〉
上記構成の本発明によれば、虚像が発生した場合にはつ
や消し剤噴射器がつや消し剤をスリット光の照射面及び
その近傍に噴射する。
や消し剤噴射器がつや消し剤をスリット光の照射面及び
その近傍に噴射する。
この結果、スリット光の照射面及びその近傍部分のつや
消し剤が噴射された部分は光沢がなくなり鏡像が形成さ
れることもなくなるので虚像が消失する。
消し剤が噴射された部分は光沢がなくなり鏡像が形成さ
れることもなくなるので虚像が消失する。
く実 施 例〉
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図である。同
図に示すように、虚像発生検知器８は画像とり込みＮ６
に取り込まれた画像データに基づき虚像の発生を検出す
るものである。即ち、Ｘ軸上の１つの座標に対してＺ軸
上の座標が複数個存在する場合には、虚像が発生してい
るので、このことを利用して虚像の発生を検出する。つ
や消し剤噴射器９は、虚像発生検知器８で虚像の発生を
検出した場合には、測定対象物２のスリット光４の照射
面及びその近傍部分につや消し剤を噴射する。
図に示すように、虚像発生検知器８は画像とり込みＮ６
に取り込まれた画像データに基づき虚像の発生を検出す
るものである。即ち、Ｘ軸上の１つの座標に対してＺ軸
上の座標が複数個存在する場合には、虚像が発生してい
るので、このことを利用して虚像の発生を検出する。つ
や消し剤噴射器９は、虚像発生検知器８で虚像の発生を
検出した場合には、測定対象物２のスリット光４の照射
面及びその近傍部分につや消し剤を噴射する。
即ち、つや消し剤噴射器９は、第２図に示すように、ス
リット光発生器３に隣接して配設されており、つや消し
ペンキ及びタルク（ベビーパウダ）等をエアーによりス
リット光３の照射面を含み、これよりも若干広い領域に
噴射する。
リット光発生器３に隣接して配設されており、つや消し
ペンキ及びタルク（ベビーパウダ）等をエアーによりス
リット光３の照射面を含み、これよりも若干広い領域に
噴射する。
かかる本実施例によれば、画像とり込み器６が取り込ん
だ画像データに基づき虚像発生検知Ｎ８が虚像の発生を
検知した場合には、つや消し剤噴射語９がつや消し剤を
、測定対象物２の、スリット光４の照射面及びその近傍
部分に照射する。この結果、つや消し剤の噴射部分は、
光沢がなくなり鏡像が形成されることもなくなるので虚
像が消失する。この結果、座標演算Ｎ７は真正な画像デ
ータに基づき所定の演算を行なう。
だ画像データに基づき虚像発生検知Ｎ８が虚像の発生を
検知した場合には、つや消し剤噴射語９がつや消し剤を
、測定対象物２の、スリット光４の照射面及びその近傍
部分に照射する。この結果、つや消し剤の噴射部分は、
光沢がなくなり鏡像が形成されることもなくなるので虚
像が消失する。この結果、座標演算Ｎ７は真正な画像デ
ータに基づき所定の演算を行なう。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明したように、本実施例
によればつや消し剤の噴射により虚像を消失させること
ができるので、正確な三次元形状の認識を行なうことが
できる。
によればつや消し剤の噴射により虚像を消失させること
ができるので、正確な三次元形状の認識を行なうことが
できる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
そのつや消し剤噴射器の配置を説明するための説明図、
第３図は従来技術に係る三次元形状認識装置を示す構成
図、第４図はその座標のとり方を示す説明図、第５図は
三次元座標計算の原理を説明する説明図、第６図は虚像
が発生した場合の測定対象物を示す説明図、第７図はこ
の場合のカメラの画像を示す説明図である。 図面中、 ２は測定対象物、 ３はスリット光発生器、 ４はスリット光、 ５はカメラ、 ７は座標演算器、 ８は虚像発生検知器、 ９はつや消し剤検知器である。
そのつや消し剤噴射器の配置を説明するための説明図、
第３図は従来技術に係る三次元形状認識装置を示す構成
図、第４図はその座標のとり方を示す説明図、第５図は
三次元座標計算の原理を説明する説明図、第６図は虚像
が発生した場合の測定対象物を示す説明図、第７図はこ
の場合のカメラの画像を示す説明図である。 図面中、 ２は測定対象物、 ３はスリット光発生器、 ４はスリット光、 ５はカメラ、 ７は座標演算器、 ８は虚像発生検知器、 ９はつや消し剤検知器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スリット光発生器から測定対象物に向けてスリット光を
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 スリット光の照射により測定対象物上に直接形成される
像である実像以外に、この実像の鏡像等である虚像が、
前記画像データ中に発生しているか否かを検出する虚像
発生検出器と、虚像発生検知器で虚像の発生を検出した
場合には測定対象物のスリット光の照射面及びその近傍
部分につや消し剤を噴射するつや消し剤噴射器と を有することを特徴とする三次元形状認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4581890A JPH03249511A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4581890A JPH03249511A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249511A true JPH03249511A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12729830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4581890A Pending JPH03249511A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569517A (en) * | 1994-06-23 | 1996-10-29 | Tdk Corporation | Optical information medium |
| JP2011512527A (ja) * | 2008-02-18 | 2011-04-21 | ラットゥーンド アンド シーオー ジーエムビーエイチ | 光沢度の高い表面のための測定ステーション |
| JP2016070938A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 敏治 吉川 | 非接触式３ｄスキャナー用の表面反射材 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4581890A patent/JPH03249511A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569517A (en) * | 1994-06-23 | 1996-10-29 | Tdk Corporation | Optical information medium |
| JP2011512527A (ja) * | 2008-02-18 | 2011-04-21 | ラットゥーンド アンド シーオー ジーエムビーエイチ | 光沢度の高い表面のための測定ステーション |
| JP2016070938A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 敏治 吉川 | 非接触式３ｄスキャナー用の表面反射材 |
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