JPH04140606A - Shape measuring apparatus - Google Patents

Shape measuring apparatus

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JPH04140606A
JPH04140606A JP26465990A JP26465990A JPH04140606A JP H04140606 A JPH04140606 A JP H04140606A JP 26465990 A JP26465990 A JP 26465990A JP 26465990 A JP26465990 A JP 26465990A JP H04140606 A JPH04140606 A JP H04140606A
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measurement
sawtooth wave
light
shape
video signal
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幸男 佐藤
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KIYADEITSUKUSU KK
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Abstract

PURPOSE:To measure the shape at real time in a simple constitution by extracting a voltage value of a sawtooth wave synchronized with a horizontal synchronous signal at the detecting timing of a luminance peak included in a video signal. CONSTITUTION:A measuring light casting device 30 scans while casting light every minute angle theta sequentially. The measuring light from the device 30 is reflected at the surface of an object Q to be measured, and reaches a TV camera 25 which is a photodetecting device. A video signal output from the camera 32 is input to a distance information analyzing device 34, based on which distance data Z related to the surface form of the object Q is analyzed. A measuring controller 36 controls the whole of this apparatus, supplying angular data theta related to the casting of the measuring light to the device 30. Moreover, the controller 36 feeds a parameter necessary for the analysis of the distance data to the device 34. Upon receipt of the analyzed distance data Z from the device 34, the controller 36 sends the data to a display device 38.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は測定対象の形状を非接触で光学的に計測する形
状計測装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a shape measuring device that optically measures the shape of an object to be measured in a non-contact manner.

[従来の技術] 測定対象へ測定光を照射し、測定対象にて反射された反
射測定光を、例えばビデオカメラで受光して、この受光
情報に基づいて測定対象の形状を計測する非接触式の形
状計測装置が知られており、各方面の分野においてその
応用が期待されている。
[Prior art] A non-contact method that irradiates measurement light onto a measurement target, receives the reflected measurement light reflected by the measurement target using, for example, a video camera, and measures the shape of the measurement target based on the received light information. 2. Description of the Related Art Shape measuring devices are known, and their applications are expected in various fields.

第5図には、上記形状計測の原理が示されている。FIG. 5 shows the principle of the shape measurement described above.

図において、光源10から所定角度θで放射された測定
光100は、計測対象である物体Qの表面で反射され、
受光点12に到達する。ここで、光源10と受光点12
との間の距離はlであり、図において、lの方向をX軸
方向としてXYZの直交座標系が設定されている。なお
、図においては、測定光100としてスリット光が示さ
れている。
In the figure, measurement light 100 emitted from a light source 10 at a predetermined angle θ is reflected on the surface of an object Q to be measured.
The light reaches the light receiving point 12. Here, the light source 10 and the light receiving point 12
The distance between the two is l, and in the figure, an XYZ orthogonal coordinate system is set with the direction of l as the X-axis direction. Note that in the figure, a slit light is shown as the measurement light 100.

実際の形状計測装置においては、受光装置として例えば
テレビカメラが用いられている。そして、このテレビカ
メラの撮像面が図において、模式的に14で示されてい
る。
In an actual shape measuring device, for example, a television camera is used as a light receiving device. The imaging surface of this television camera is schematically indicated by 14 in the figure.

従って、図に示す構図から理解されるように撮像面14
における測定光の受光位置は、測定光100の照射角度
θ及び物体Qの表面形状(Z軸方向の距離2)に依存し
ている。なお、撮像面14における受光位置(X座標)
がXで示されている。
Therefore, as understood from the composition shown in the figure, the imaging surface 14
The light receiving position of the measurement light at depends on the irradiation angle θ of the measurement light 100 and the surface shape of the object Q (distance 2 in the Z-axis direction). Note that the light receiving position (X coordinate) on the imaging surface 14
is indicated by an X.

このような形状計測原理については、例えば特開昭62
−228106号公報に詳細に説明されており、結論を
述べれば、物体Qの形状に係る距離2は以下に示す第1
式で表わされる。
Regarding such shape measurement principles, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62
It is explained in detail in Publication No. 228106, and the conclusion is that the distance 2 related to the shape of the object Q is the first distance shown below.
It is expressed by the formula.

z=f−J/ (x+f−tanθ)−(第1式)従っ
て、測定光100を走査、すなわち順次θを可変させな
がら照射を行うことにより、物体Qに関する所定範囲の
三次元形状情報を得ることが可能である。
z=f-J/(x+f-tanθ)-(Equation 1) Therefore, by scanning the measurement light 100, that is, by irradiating it while sequentially varying θ, three-dimensional shape information of a predetermined range regarding the object Q is obtained. Is possible.

[発明が解決しようとする課題] 従来の形状計測装置においては、一般に、撮像された画
像を計算機内部の画像メモリに一旦格納し、この画像メ
モリから格納された画像情報を順次読み出して、輝度レ
ベルの差から受光位置を解析し、この解析された受光位
置Xを上記第1式に代入することにより距離情報2を得
ていた。
[Problems to be Solved by the Invention] In conventional shape measuring devices, generally, a captured image is temporarily stored in an image memory inside a computer, and the stored image information is sequentially read out from this image memory to determine the brightness level. The distance information 2 was obtained by analyzing the light receiving position from the difference between the two and substituting the analyzed light receiving position X into the first equation.

従って、このようなソフトウェア的な形状の解析は、非
常に時間がかかり、このため、運動する物体の計測等を
行えないという問題があった。
Therefore, such software-based shape analysis takes a very long time, and therefore there is a problem in that it is impossible to measure a moving object.

一方、上記特開昭62−228106号公報で提案され
た形状計測装置においては、リアルタイムでの形状計測
が実現可能とされていたが、装置が複雑化し、生産コス
トの増大をまねくという課題があった。
On the other hand, the shape measuring device proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-228106 was said to be capable of real-time shape measurement, but it had the problem of complicating the device and increasing production costs. Ta.

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、リアルタイムでの形状計測が行える簡易な構
成の形状計測装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a shape measuring device with a simple configuration that can perform shape measurement in real time.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、測定対象へ測定
光を照射し測定対象からの反射測定光をテレビカメラで
受光して、この受光情報に基づいて測定対象の形状計測
を行う形状計測装置において、前記テレビカメラから出
力されるビデオ信号の水平同期信号に同期した鋸波を発
生する鋸波発生手段と、前記ビデオカメラから出力され
るビデオ信号のうち前記反射測定光の受光を示す輝度ピ
ークを検出する輝度ピーク検出手段と、前記輝度ピーク
が検出されたタイミングで前記鋸波の電圧値を抽出する
受光位置サンプル手段と、を有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention irradiates measurement light onto a measurement object, receives the reflected measurement light from the measurement object with a television camera, and uses a television camera to detect the measurement light based on the received light information. In a shape measuring device that measures the shape of a measurement target, a sawtooth wave generating means for generating a sawtooth wave synchronized with a horizontal synchronizing signal of a video signal output from the television camera; The apparatus is characterized by comprising a brightness peak detection means for detecting a brightness peak indicating reception of the reflected measurement light, and a light reception position sampling means for extracting the voltage value of the sawtooth wave at the timing when the brightness peak is detected. .

また、本発明は、前記鋸波発生手段と前記受光位置サン
プル手段との間に鋸波に所定の計測演算を施すアナログ
演算回路を設けたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that an analog calculation circuit is provided between the sawtooth wave generating means and the light receiving position sampling means for performing predetermined measurement calculations on the sawtooth wave.

[作用〕 上記構成によれば、ビデオ信号に含まれる輝度ピークが
検出されると、その検出タイミングで鋸波の電圧値がサ
ンプルされるため、サンプルされた電圧値は水平期間に
おける反射測定光の受光位置(x)を示すことになる。
[Operation] According to the above configuration, when a brightness peak included in a video signal is detected, the voltage value of the sawtooth wave is sampled at the detection timing, so the sampled voltage value is based on the reflected measurement light in the horizontal period. This indicates the light receiving position (x).

つまり、テレビカメ、うからのビデオ信号の出力と共に
、そのビデオ信号に含まれる反射測定光の受光位置(x
)を連続的に得ることが可能となる。
In other words, along with the output of the video signal from the TV camera and the camera, the receiving position (x
) can be obtained continuously.

従って、何らソフトウェア的に受光位置を求めることな
く、鋸波の電圧値としてリアルタイムで受光位置(x)
を抽出でき、更に距離情報(z)を解析することが可能
となる。
Therefore, the light receiving position (x) can be calculated in real time as a sawtooth wave voltage value without any software determining the light receiving position.
It becomes possible to extract the distance information (z) and further analyze the distance information (z).

また、鋸波発生手段と受光位置サンプル手段との間にア
ナログ演算回路を設けることにより、受光位置サンプル
手段にてサンプルされる前に、鋸波を後に演算解析しや
すいようなアナログ情報形態に処理可能である。
Furthermore, by providing an analog calculation circuit between the sawtooth wave generating means and the light receiving position sampling means, the sawtooth wave is processed into an analog information format that is easy to perform calculation and analysis later, before being sampled by the light receiving position sampling means. It is possible.

従って、例えば、アナログ演算回路として加算器や割算
器を適用することにより、鋸波を形状情報を含む波に変
換でき、更に受光位置サンプル手段でそのサンプルを行
うことにより、直接的に距離情報(2)を得ることが可
能となる。
Therefore, for example, by applying an adder or a divider as an analog calculation circuit, it is possible to convert a sawtooth wave into a wave that includes shape information, and furthermore, by sampling the wave with the light reception position sampling means, it is possible to directly obtain distance information. (2) can be obtained.

[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
[Examples] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図には本発明に係る形状計測装置の全体構成が示さ
れている。また、第2図には本発明に係る形状計測原理
が示されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a shape measuring device according to the present invention. Further, FIG. 2 shows the principle of shape measurement according to the present invention.

まず、第2図を用いて、形状計測原理について説明する
First, the principle of shape measurement will be explained using FIG.

第2図において、(I)には、ビデオカメラから出力さ
れるビデオ信号が示されている。ここで示される波形は
位置水平期間内の信号波形であり、測定対象にて反射さ
れた反射測定光の受光により生じた輝度ピーク20が示
されている。
In FIG. 2, (I) shows a video signal output from a video camera. The waveform shown here is a signal waveform within the positional horizontal period, and shows a brightness peak 20 caused by the reception of the reflected measurement light reflected by the measurement target.

第2図(n)には、上記ビデオ信号の水平同期信号に同
期した銀波が示されている。この銀波は、後述するよう
に、上記輝度ピークの位置を求めるために発生されるも
のである。
FIG. 2(n) shows a silver wave synchronized with the horizontal synchronization signal of the video signal. This silver wave is generated in order to find the position of the luminance peak, as will be described later.

従って、前記輝度ピークを検出するために、(1)に示
されるように、所定のしきい値vthを設定して、その
輝度ピークが検出された時のタイミングで上記銀波の電
圧値を抽出することにより、(III)に示すように、
その抽出された電圧値から位置水平期間における反射測
定光の受光位置Xを求めることが可能である。
Therefore, in order to detect the brightness peak, as shown in (1), a predetermined threshold value vth is set, and the voltage value of the silver wave is extracted at the timing when the brightness peak is detected. By this, as shown in (III),
From the extracted voltage value, it is possible to determine the light reception position X of the reflected measurement light in the position horizontal period.

そして、求められた受光位置Xから距離情報2を得るた
めに、上述した第1式の演算を以下のように行う。
Then, in order to obtain distance information 2 from the determined light receiving position X, the above-mentioned first equation is calculated as follows.

すなわち、(■)に示した電圧値Xに対して、(IV)
に示すように、加算器を用いてf’tanθを加算し、
更に、(V)に示すように、その加算結果でf−1を割
れば、上述した第1式か実現でき、その除算結果から距
離情報2を電圧値として得ることが可能である。
That is, for the voltage value X shown in (■), (IV)
As shown in , add f'tanθ using an adder,
Furthermore, as shown in (V), by dividing f-1 by the addition result, the first equation described above can be realized, and it is possible to obtain distance information 2 as a voltage value from the division result.

ここで、上述のf−tanθ及びf−Jは、所定のコン
トローラから電圧値として供給され、上記加算及び除算
はアナログ的に行われる。
Here, the above-mentioned f-tan θ and f-J are supplied as voltage values from a predetermined controller, and the above addition and division are performed in an analog manner.

従って、以上のように、輝度ピークの検出タイミングで
銀波の電圧値を抽出し、その電圧値をアナログ的に処理
することにより、迅速かつ簡便に距離情報2を得ること
が可能である。
Therefore, as described above, by extracting the voltage value of the silver wave at the detection timing of the brightness peak and processing the voltage value in an analog manner, it is possible to quickly and easily obtain the distance information 2.

第1図には、第2図で説明した形状計測原理を適用した
本発明に係る形状計測装置の好適な実施例が示されてい
る。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a shape measuring device according to the present invention to which the shape measuring principle explained in FIG. 2 is applied.

測定光照射装置30は、例えばスポット光あるいはスリ
ット光等の測定光を照射するものであり、その照射は、
微小角度Δθ毎に走査して順次行われる。
The measurement light irradiation device 30 irradiates measurement light such as spot light or slit light, and the irradiation is
Scanning is performed sequentially at every minute angle Δθ.

測定光照射装置30から照射された測定光は、測定対象
である物体Qの表面で反射され、受光装置であるテレビ
カメラ32に到達する。具体的には、レンズ系で集束を
受けた後、内部に設けられた撮像素子(例えばCCD)
に物体Qの測定光反射部分の像が結像する。
The measurement light emitted from the measurement light irradiation device 30 is reflected on the surface of the object Q to be measured, and reaches the television camera 32, which is a light receiving device. Specifically, after being focused by a lens system, an image sensor (such as a CCD) installed inside
An image of the part of the object Q that reflects the measurement light is formed.

距離情報解析装置34は、前記テレビカメラ32からの
出力ビデオ信号を入力してその信号に基づいて物体Qの
表面形状に係る距離情報2を解析するものである。この
距離情報解析装置34については後に第2図を用いて詳
述する。
The distance information analysis device 34 receives the output video signal from the television camera 32 and analyzes distance information 2 related to the surface shape of the object Q based on the signal. This distance information analysis device 34 will be explained in detail later using FIG. 2.

計測コントローラ36は、この装置全体の制御を行うも
のであり、具体的には、前記測定光照射装置30に測定
光照射に係る角度情報θを供給しており、また、前記距
離情報解析装置34に対してその距離情報解析に係る必
要なパラメータf・J!、  f−tanθ、Zmを供
給しテイル。
The measurement controller 36 controls the entire device, and specifically supplies angle information θ related to measurement light irradiation to the measurement light irradiation device 30, and also supplies angle information θ related to measurement light irradiation to the measurement light irradiation device 30. Necessary parameters related to distance information analysis for f・J! , f-tanθ, supplying Zm and tail.

また、この計測コントローラ36は、前記距離情報解析
装置34から解析された距離情報2を受は取り、表示装
置38に送出している。
The measurement controller 36 also receives the distance information 2 analyzed from the distance information analysis device 34 and sends it to the display device 38.

ここで、図示されてはいないが、計測コントローラ36
からは、測定光照射装置30、テレビカメラ32、及び
距離情報解析装置34に所定のコントロール信号を供給
しており、装置全体の同期が図られている。
Here, although not shown, the measurement controller 36
, a predetermined control signal is supplied to the measurement light irradiation device 30, the television camera 32, and the distance information analysis device 34, and the entire device is synchronized.

次に、前記距離情報解析装置34について第3図を用い
て説明する。
Next, the distance information analysis device 34 will be explained using FIG. 3.

図において、テレビカメラ32から供給されるビデオ信
号110は、トリガ回路40に入力されている。
In the figure, a video signal 110 supplied from a television camera 32 is input to a trigger circuit 40.

このトリガ回路40は、ビデオ信号110に含まれる上
述した輝度ピークを検出するものであり、ビデオ信号1
10と所定のしきい値Vthとを比較し、輝度ピークが
検出されると、検出1<ルスを発生している。
This trigger circuit 40 detects the above-mentioned luminance peak contained in the video signal 110, and
10 and a predetermined threshold value Vth, and when a brightness peak is detected, detection 1<rus has occurred.

そして、発生された検出パルスは、波形整形回路42に
入力され、ここで、後のサンプリングのためにパルス幅
の変更(0,5μS→2.0μs)が行われている。
The generated detection pulse is then input to the waveform shaping circuit 42, where the pulse width is changed (from 0.5 .mu.s to 2.0 .mu.s) for later sampling.

一方、前記ビデオ信号110から分離される水平同期信
号112は、銀波発生回路44に入力されている。ここ
で、この水平同期信号112は、テレビカメラ32の別
の端子から供給してもよく、または計測コントローラ3
6から供給してもよい。
On the other hand, a horizontal synchronizing signal 112 separated from the video signal 110 is input to a silver wave generation circuit 44. Here, this horizontal synchronization signal 112 may be supplied from another terminal of the television camera 32 or the measurement controller 3
It may be supplied from 6.

ここで、銀波発生回路44は、前記水平同期信号112
に同期してその走査信号と同一周期の鋸波V (t)を
発生している。
Here, the silver wave generation circuit 44 generates the horizontal synchronization signal 112.
A sawtooth wave V (t) having the same period as the scanning signal is generated in synchronization with the scanning signal.

発生された鋸波V (t)は、後述のサンプリング回路
52に入力されるが、本実施例においては、アナログ演
算部46を介してサンプリング52に入力されている。
The generated sawtooth wave V (t) is input to a sampling circuit 52, which will be described later, and in this embodiment, it is input to the sampling circuit 52 via an analog calculation section 46.

このアナログ演算部46は、加算器48と除算器50と
から構成されている。
This analog calculation section 46 is composed of an adder 48 and a divider 50.

この加算器48は鋸波に計測コントローラ36から送出
されたf”tanθ信号114を加算するものである。
This adder 48 adds the f''tan θ signal 114 sent from the measurement controller 36 to the sawtooth wave.

また、除算器50は計測コントローラ36から送出され
たf−1信号116を前記加算器48から出力されたV
 (t) 十f−tanθ信号で除算している。なお、
除算器では、分母が0■になると異常動作を生ずる場合
があるので、信号のないときには1■程度になるように
設定されている。
Further, the divider 50 converts the f-1 signal 116 sent from the measurement controller 36 into the V output from the adder 48.
(t) Divided by the 10f-tanθ signal. In addition,
Since abnormal operation may occur in the divider if the denominator becomes 0■, it is set to approximately 1■ when there is no signal.

すなわち、第1式で示した分母での加算及び割算が実行
されている。
That is, addition and division using the denominator shown in the first equation are executed.

そして、除算器50の出力信号、すなわち、演算された
鋸波は、サンプリング回路52に入力されている。
The output signal of the divider 50, ie, the calculated sawtooth wave, is input to a sampling circuit 52.

このサンプリング回路52は、トリガ回路40から出力
された輝度ピーク検出パルスに従って前記演算された鋸
波の電圧値をサンプルするものである。なお、このサン
プリング回路は、例えばアナログスイッチ等で構成され
る。
This sampling circuit 52 samples the voltage value of the calculated sawtooth wave according to the brightness peak detection pulse outputted from the trigger circuit 40. Note that this sampling circuit is composed of, for example, an analog switch.

従って、このサンプリング回路52により受光位置Xが
決定され、距離信号2が求まる。
Therefore, the light receiving position X is determined by this sampling circuit 52, and the distance signal 2 is determined.

なお、本実施例においては、銀波発生回路44とサンプ
リング回路52との間にアナログ演算部46を設けたが
、サンプリング回路52の次段に設けても同様の距離信
号2を得ることが可能である。
In this embodiment, the analog calculation section 46 is provided between the silver wave generation circuit 44 and the sampling circuit 52, but it is also possible to obtain a similar distance signal 2 even if it is provided at the next stage of the sampling circuit 52. be.

しかしながら、トリガ回路40で発生される検出パルス
は、波形整形回路42でパルス幅が変更されても、依然
として高周波成分を多く含み、このようなパルスでサン
プリングを行うと加算器及び除算器での応答が追従でき
ないことが考えられる。そこで、本実施例のように、銀
波発生回路42とサンプリング回路52との間に加算器
48及び除算器50を設けることにより、安定して距離
信号2を得ることが可能である。
However, even if the pulse width is changed by the waveform shaping circuit 42, the detection pulse generated by the trigger circuit 40 still contains many high frequency components, and when sampling with such a pulse, the response in the adder and divider will be may not be able to follow. Therefore, by providing the adder 48 and the divider 50 between the silver wave generation circuit 42 and the sampling circuit 52 as in this embodiment, it is possible to stably obtain the distance signal 2.

なお、計測コントローラ36にマイクロコンピュータ等
を用いた場合には、信号114及び116はコンピュー
タからのデジタル信号をD/A変換器を用いてアナログ
信号に変換して得られる。
Note that when a microcomputer or the like is used as the measurement controller 36, the signals 114 and 116 are obtained by converting digital signals from the computer into analog signals using a D/A converter.

以上のように、このような距離情報解析装置34によれ
ば、ビデオ信号110に含まれる検出タイミングで受光
位置を特定して距離情報2を得ることが可能である。こ
こで、装置がアナログ回路で構成されているため、極め
て迅速に距離情報を得ることができるという利点を有す
る。
As described above, according to the distance information analysis device 34, it is possible to specify the light receiving position at the detection timing included in the video signal 110 and obtain the distance information 2. Here, since the device is constructed of analog circuits, it has the advantage of being able to obtain distance information extremely quickly.

次に、第4図に示すビデオ信号変換部について説明する
Next, the video signal converter shown in FIG. 4 will be explained.

第3図で示した距離信号2を計測コントーラ36に送出
することにより、計測コントーラ36で画像処理して表
示装置38にて表示を行うことが可能であるが、更に迅
速なる表示を行うために以下に説明するビデオ信号変換
部を設けることが好適である。
By sending the distance signal 2 shown in FIG. 3 to the measurement controller 36, it is possible to process the image in the measurement controller 36 and display it on the display device 38. It is preferable to provide a video signal converter as described below.

第4図において、分岐されたビデオ信号110は、同期
分離回路60に入力されている。この同期分離回路60
は、ビデオ信号から水平同期信号を抽出するものである
。そして、その出力は後述する合成回路62に入力され
ている。
In FIG. 4, a branched video signal 110 is input to a sync separation circuit 60. This synchronous separation circuit 60
extracts a horizontal synchronization signal from a video signal. The output is input to a synthesis circuit 62, which will be described later.

一方、距離情報解析装置にて得られた距離信号2は、減
算器64の一方の入力端子に送出されている。また、こ
の減算器64の他方の入力端子には、計測コントローラ
36から送出された最大距離を示す最大距離信号2 が
入力されている。すなわち、表示装置38へ直接距離信
号を送って表示を行う場合には、物体の凹凸(すなわち
距離2)に応じてその形状を濃淡で表現することが好適
であり、その濃淡表現のために距離信号2と最大距離信
号2 とが比較され、両者の差分が求められている。
On the other hand, the distance signal 2 obtained by the distance information analysis device is sent to one input terminal of the subtracter 64. Further, a maximum distance signal 2 indicating the maximum distance sent from the measurement controller 36 is input to the other input terminal of the subtracter 64. That is, when displaying by directly sending a distance signal to the display device 38, it is preferable to express the shape of the object with shading according to its unevenness (i.e., distance 2), and to express the shading, the distance is Signal 2 and maximum distance signal 2 are compared and the difference between them is determined.

そして、減算器64の出力は、レベル調整回路66に入
力されている。このレベル調整回路66は、表示装置3
8へ送出するビデオ信号のレベルに信号レベルを調節す
るものである。
The output of the subtracter 64 is input to a level adjustment circuit 66. This level adjustment circuit 66 is connected to the display device 3.
The signal level is adjusted to the level of the video signal sent to the video signal.

そして、レベル調整回路66の出力信号と前記同期分離
回路60から出力された同期信号は、合成回路62に入
力され、両者が合成され、距離情報を含むビデオ信号D
zが形成されている。
The output signal of the level adjustment circuit 66 and the synchronization signal output from the synchronization separation circuit 60 are input to a synthesis circuit 62, where they are synthesized and a video signal D containing distance information is generated.
z is formed.

従って、このビデオ信号変換部を設けることにより、計
測コントローラ36で画像形成を行わず、直接表示装置
38で描画を行うことが可能であり、より一層迅速な画
像表示が実現される。
Therefore, by providing this video signal converter, it is possible to directly draw on the display device 38 without forming an image using the measurement controller 36, thereby achieving even faster image display.

なお、本実施例の装置に関し、本発明者らの実験によれ
ば、距離計測精度は物体まで約30cmの距離において
1%程度であり、十分な精度を得ることが実証されてい
る。従って、アナログ的に処理することは問題ないとい
える。
Regarding the device of this embodiment, according to experiments conducted by the present inventors, the distance measurement accuracy is approximately 1% at a distance of about 30 cm from the object, and it has been demonstrated that sufficient accuracy can be obtained. Therefore, it can be said that there is no problem with analog processing.

以上のように、本実施例の装置によれば、極めて迅速に
形状計測を行い、更に迅速な表示を行うことが可能であ
るので、運動する物体の形状計測等に好適であり、更に
表示画像をモニタしながら、最適な形状計測を行えると
いう利点を有する。
As described above, according to the device of this embodiment, it is possible to perform shape measurement extremely quickly and display it even more quickly, so it is suitable for measuring the shape of a moving object, etc. It has the advantage of being able to perform optimal shape measurement while monitoring the

[発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る形状計測装置によれ
ば、ビデオ信号に含まれる輝度ピークの検出タイミング
で、同期信号の水平同期信号に同期した銀波の電圧値を
抽出することができるので、反射測定光の受光位置を極
めて簡便に検出できると共に、迅速に距離情報を得るこ
とが可能である。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the shape measuring device according to the present invention, the voltage value of the silver wave synchronized with the horizontal synchronization signal of the synchronization signal is extracted at the detection timing of the brightness peak included in the video signal. Therefore, the receiving position of the reflected measurement light can be detected extremely easily, and distance information can be quickly obtained.

また、鋸波発生手段と受光位置サンプル手段との間にア
ナログ演算回路を設けることにより、形状計測演算に係
る、例えば加算器や除算器の動作を安定させて計測を行
うことが可能である。
Furthermore, by providing an analog calculation circuit between the sawtooth wave generation means and the light receiving position sampling means, it is possible to perform measurements while stabilizing the operations of, for example, adders and dividers related to shape measurement calculations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る形状計測装置の全体構成を示すブ
ロック図、 第2図は本発明に係る形状計測原理を示す原理説明図、 第3図は距離情報解析装置の具体的な構成を示すブロッ
ク図、 第4図はビデオ信号変換部の構成を示すブロック図、 第5図は非接触形状計測の原理を示す原理説明図である
。 30 ・・・ 測定光照射装置 32 ・・・ テレビカメラ 34 ・・・ 距離情報解析装置 36 ・・・ 計測コントローラ 38 ・・・ 表示装置 40 ・・・ トリガ回路 44 ・・・ 鋸波発生回路 アナログ演算部 加算器 除算器 サンプリング回路
Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the shape measuring device according to the present invention, Fig. 2 is a principle explanatory diagram showing the shape measuring principle according to the present invention, and Fig. 3 shows the specific configuration of the distance information analysis device. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the video signal converter, and FIG. 5 is a principle explanatory diagram showing the principle of non-contact shape measurement. 30 ... Measurement light irradiation device 32 ... Television camera 34 ... Distance information analysis device 36 ... Measurement controller 38 ... Display device 40 ... Trigger circuit 44 ... Sawtooth wave generation circuit analog calculation Part adder divider sampling circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)測定対象へ測定光を照射し測定対象からの反射測
定光をテレビカメラで受光して、この受光情報に基づい
て測定対象の形状計測を行う形状計測装置において、 前記テレビカメラから出力されるビデオ信号の水平同期
信号に同期した鋸波を発生する鋸波発生手段と、 前記ビデオカメラから出力されるビデオ信号のうち前記
反射測定光の受光を示す輝度ピークを検出する輝度ピー
ク検出手段と、 前記輝度ピークが検出されたタイミングで前記鋸波の電
圧値を抽出する受光位置サンプル手段と、を有すること
を特徴とする形状計測装置。
(1) In a shape measuring device that irradiates measurement light onto a measurement target, receives reflected measurement light from the measurement target with a television camera, and measures the shape of the measurement target based on this received light information, the shape of the measurement target is output from the television camera. a sawtooth wave generating means for generating a sawtooth wave synchronized with a horizontal synchronization signal of a video signal output from the video camera; and a brightness peak detecting means for detecting a brightness peak indicating reception of the reflected measurement light in the video signal output from the video camera. A shape measuring device comprising: a light receiving position sample means for extracting the voltage value of the sawtooth wave at the timing when the brightness peak is detected.
(2)請求項(1)記載の形状計測装置において、前記
鋸波発生手段と前記受光位置サンプル手段との間には、
前記発生された鋸波に所定の計測演算を施すアナログ演
算回路が設けられ、 前記受光位置サンプル手段には既演算鋸波が入力される
ことを特徴とする形状計測装置。
(2) In the shape measuring device according to claim (1), between the sawtooth wave generating means and the light receiving position sampling means,
A shape measuring device characterized in that an analog calculation circuit is provided for performing a predetermined measurement calculation on the generated sawtooth wave, and the already calculated sawtooth wave is input to the light receiving position sampling means.
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