JPH04203905A - 光学測定用測定点部材及び光学測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、立体的形状の被測定物をＣＣＤカメラなどで
測定する際の、測定の基準点となる光学測定用測定点部
材、及び、この測定点部材を使ってＣＣＤカメラで被測
定物を測定する光学測定方法に関する。

［従来の技術］ 自動車のボディーなどの立体的形状をもつ被測定物の表
面検査、寸法測定などは、通常において、撮像ＣＣＤカ
メラ等の２台の光学測定器を使って、三角測量法にて行
われる。このような測定は、事前に被測定物と光学測定
器の相対位置の寸法関係を正確に把握しておく必要があ
る。そこで、測定事前に、被測定物の光学測定器で測定
される測定エリアに、また、被測定物とこれを支持する
盤台の一部を含めた測定エリアに、測定基準点となるマ
ーク付きシールの複数枚を貼っておいて、シールのマー
クの位置を光学測定器で求め、被測定物と光学測定器の
相対位置寸法関係を求めるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者は、立体的形状をもつ被測定物の光学測定の各
種方法、装置を検討した結果、光学測定器に高解像度の
ＣＣＤカメラを使用した測定方法、装置を開発した。と
ころが、この開発に伴って、次なる問題が生じた。

ＣＣＤカメラは、画素数が１０００ｘ　１０００以上と
多数ある高解像度のものが開発され、これを使用すると
、被測定物を０．１ａｍ以下の高精度で測定することが
できることが分かっている。しかし、ＣＣＤカメラで被
測定物との相対位置関係を出すため１、被測定物を撮像
して得た画像データから、被測定物に貼られた上記シー
ルのマークの座標データを正確に検知するのは、マーク
周辺からの光によるノイズの影響が大で、困難であり、
正確な相対位置関係を求める作業に時間を要した。

また、上記高解像度のＣＣＤカメラで被測定物を撮像し
て、高い精度で測定できる被測定物の測定エリアは、１
立方ｍ程度の範囲である。そのため、自動車のボデーな
どの１立方ｍを超える大形被測定物を測定する場合は、
被測定物の測定エリアを１ｍ２未満の範囲で、何カ所に
分散させて設けるようにしている。この場合、被測定物
に分散させた各測定エリア毎にＣＣＤカメラとの相対位
置関係を求めておいて、各測定エリアの測定を行うよう
にしている。しかし、これでは被測定物の全体をＣＣＤ
カメラで高精度に測定するのに、かなりの時間を要し、
被測定物の加工、検査などの生産性を悪くする要因にな
っている。

本発明は、かかるＣＣＤカメラを使用した被測定物の測
定上の現実問題に鑑みてなされたもので、ＣＣＤカメラ
と被測定物の相対位置関係を求めるのに有効な、そして
、大形被測定物の測定に有効な技術的手段を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ＣＣＤカメラで被測定物を測定する事前に、
ＣＣＤカメラと被測定物との相対位置関係を求めるのに
有効な技術的手段として、点状の光源と、光源を点燈さ
せる電源と、光源と電源を収納保持する本体と、本体に
固定され、本体を外部の被測定物に離脱可能に取り付け
る付着手段とを具備してなる光学測定用測定点部材を提
供するものである。

また、本発明は、大形被測定物をＣＣＤカメラで測定す
るに有効な技術的手段として、被測定物でのＣＣＤカメ
ラで測定される測定エリアを、それぞれの周辺一部をオ
ーバラップさせて複数設定し、隣接する測定エリアのオ
ーバラップ部分に上記測定点部材の複数を配置し、各測
定エリアのＣＣＤカメラで撮像された画像データにおけ
る前記測定点部材の光源の座標点データを、共通の測定
基準点データとすることで、各測定エリアの測定データ
を同一座標系に関連付けする測定方法を提供するもので
ある。

［作用］ 光源とその電源を有する測定点部材を、光源を点灯させ
て被測定物に取り付け、被測定物をＣＣＤカメラなどで
撮像すると、その画像データから被測定物における測定
点部材の光源の座標点データが明確に読み取れる。従っ
て、被測定物に測定点部材の複数を取り付けて、これを
測定基準点とすれば、被測定物とＣＣＤカメラなどの光
学測定器との相対位置関係を求めるデータ処理などが容
易、正確に行えるようになる。また、測定点部材の本体
に固定された付着手段は、被測定物の材質に応じた磁石
、接着テープなどが使用され、これを介して測定点部材
を被測定物に離脱可能に取り付けるようにすることで、
測定点部材は、様々な種類の被測定物の任意の箇所に着
脱容易に取り付けることができる。

また、被測定物をＣＣＤカメラで撮像して寸法測定する
場合、被測定物の２台のＣＣＤカメラで測定される測定
エリアを、一部オーバラツプさせて複数設け、このオー
バラップ部分に上記測定点部材の複数を配置して、これ
をＣＣＤカメラで撮像すると、測定点部材の座標データ
がオーバラッ・ブする２つの測定エリアに共通となり、
２つの測定エリアが同一の座標系に関連付けされて測定
される。このような測定エリアの関連付けを、大形被測
定物に順にオーバラップさせて分散させた複数の測定エ
リアに対して順次に行えば、大形被測定物とＣＣＤカメ
ラの相対位置関係を求める作業が、初めの測定エリアの
測定の事前に一回だけ行えば済むといったことが可能と
なり、被測定物のＣＣＤカメラによる測定作業の能率が
上がる。

［実施例］ 第１図ないし第６図は、本発明に係る測定点部材の各種
実施例を示す。

第１図及び第２図に示される測定点部材１は、発光ダイ
オードなどの点状の光源２とその電源３、及び、光源２
と電源３を収納保持する本体４と、本体４の一部に固定
された付着手段の磁石５で構成される。磁石５と光源２
は、本体４の上下に配置される。

この測定点部材１は、例えば第７図に示すように、２台
のＣＣＤカメラ３０．３１で寸法測定される磁性体の被
測定物１０に、磁石５を吸着させることで離脱可能に取
り付けられる。被測定物１０は自動車のボディーなどで
、これの表面の、ＣＣＤカメラ３０．３１で撮像される
測定エリアに測定点部材１の複数個が、光源２を点灯さ
せた状態で配置される。測定エリアをＣＣＤカメラ３０
．３１で撮像した画像データから、各測定点部材１の光
源２の座標点ヲ求めると、各ＣＣＤカメラ３０．３１の
光軸に対する各測定点部材１の方向が検知され、ＣＣＤ
カメラ３０．３１と被測定物１０の相対位置の寸法関係
が測定される。その後、被測定物１０の測定エリアから
必要に応じた測定点部材１を取り外して、測定エリアに
例えばレーザスポットを走査させ、測定エリアをＣＣＤ
カメラ３０．３１で読み取ったデータをコンピュータで
処理すると、被測定物１０の測定エリアの表面形状、寸
法が高精度で測定される。

第３図及び第４図に示す測定点部材１は、本体４にユニ
バーサルジヨイント２０を介して揺動可能に取り付けた
光投射用揺動体２１に光源２を内蔵させたものである。

揺動体２１はユニバーサルジヨイント２０で本体４に対
して前後左右に略１８θ°回転し１、その回転中心と光
源２の中心が、揺動体２１の先端の光投射口２２の中心
線上に並ぶようにしである。

従って、第３図の測定点部材１を被測定物１０に取り付
け、揺動体２１を回転させて、その中心線が常にＣＣＤ
カメラの方向に向くようにしておくと、ＣＣＤカメラは
光源２の中心からの光が揺動体２１の回転中心の定点か
らの光として検知する。つまり、測定点部材１の光源２
は、いずれの角度の方向にあるＣＣＤカメラに対しても
点光源として写り、ＣＣＤカメラで測定される測定点部
材１の位置座標の検出精度が上がる。

第５図に示す測定点部材１は、非磁性体で、粘度質や木
質系の軟質の被測定物１１に取り付けるのに有効なもの
で、本体４の裏面に付着手段としてのピン６を突設する
。この測定点部材１は、被測定物１１にピン６を刺すこ
とで取り付けられる。

第６図に示す測定点部材１は、本体４の裏面に付着手段
として接着テープを固着したものである。

この場合、測定点部材１が取り付けられる被測定物１２
は、接着テープ７の接着材８が付着する材質のものであ
ればよく、汎用性に優れる。

なお、測定点部材１の付着手段は、上記例に限らず、吸
盤などであってもよい。また、本体の側面に光源の投射
口を設けたものであってもよく、測定点部材の具体的構
造は、その用途に応じて種々変更される。

次に、第８図を参照して、大形の被測定物１３を２台以
上のＣＣＤカメラ３０．３１で測定する際の、本発明に
係る測定方法を説明する。

大形被測定物１３を盤台１４に立設し、その前方に２台
のＣＣＤカメラ３０．３１が三脚３２．３３で支持され
て設置される。２台のＣＣＤカメラ３０．３１で、始め
に測定される被測定物１３上での測定エリアをＡ１次に
測定される測定エリアをＢとする。２つの測定エリアＡ
ＳＢは１立方ｍ未満で、被測定物１３上で互いに周辺一
部をオーバラップさせ、このオーバラップ部分Ｃに上記
測定点部材１の３個以上を取り付ける。

大形の被測定物１３の初めの測定エリアＡの測定に際し
、被測定物１３とＣＣＤカメラ３０．３１の相対位置関
係を求めておく。その後、ＣＣＤカメラ３０．３１で測
定エリアＡを撮像し、その画像データから測定エリアＡ
の所望の測定を行う。次に、ＣＣＤカメラ３０．３１に
よる被測定物１３での測定エリアをＡからＢに移し、測
定エリアＢを撮像して所望の測定を行う。初めの測定エ
リアＡでの画像データから得られるオーバラップ部分Ｃ
の測定点部材１の座標点データは、次の測定エリアＢか
ら得られる測定点部材１の座標点データと一致し、この
測定点部材１の座標点データを２つの測定エリアＡ、Ｂ
の共通の測定基準点データとして処理すれば、２つの測
定エリアＡ、Ｈの画像データが同一の座標系に関連付け
される。従って、２回目の測定エリアＢの測定に際して
は、事前にＣＣＤカメラ３０．３１と被測定物１３の相
対位置関係を求める必要がない。

以上のようにして、被測定物１３に複数の測定エリアを
、一部をオーバラップさせて順に連続させて設け、それ
ぞれのオーバラップ部分に測定点部材１を配置して、各
測定エリアを順に測定することで、大形の被測定物１３
の測定される測定エリアが同一座標系で順に拡大されて
いく。各々の測定エリアはＣＣＤカメラ３０．３１で高
精度に測定される面積であり、この測定エリアを大形の
被測定物１３の全体に亘り設けると、最終的に被測定物
１３の全体が高精度で、能率良く測定される。

また、被測定物１３が盤台１４に設置される場合、被測
定物１３の測定の事前に盤台１４と被測定物１３の相対
位置関係を求めることができる。この場合は、盤台１４
上の所定の箇所に測定点部材１を取り付け、この測定点
部材１を含むように被測定物１３に初めの測定エリアを
設定して、測定点部材１を測定基準点に測定すればよい
。盤台１４の測定点部材１の取り付は箇所を、盤台１４
上の所定の箇所に罫書きされた番線１５上に設定すれば
、盤台１４と被測定物１３の相対位置関係がより明確に
なり、好都合である。この場合、盤台１４上に設置する
測定点部材１は、第３図に示すものが好適であり、さら
に、盤台１４の番線１５の真上に光源２の中心が位置す
るように被測定物１を設置することが望ましい。

［発明の効果コ 以上のように、本発明の測定点部材によれば、測定点部
材を光源を点灯させて被測定物に取り付け、被測定物を
ＣＣＤカメラなどで撮像すると、その画像データから被
測定物における測定点部材の光源の座標点データが明確
に読み取れ、被測定物とＣＣＤカメラなどの光学測定器
との相対位置関係を求めるなどのデータ処理が容易、正
確に行えるようになる。また、測定点部材の光源はＣＣ
Ｄカメラで容易に検知されるので、被測定物の測定をＣ
ＣＤカメラで高精度で行うことが容易になる。さらに、
測定点部材は、本体に固定された付着手段を介すること
で、様々な種類の被測定物の任意の箇所に着脱容易に取
り付けることができ、様々な種類の被測定物の測定に寄
与できる。

また、被測定物のＣＣＤカメラで測定される測定エリア
を、一部オーバラツプさせて複数設け、このオーバラッ
プ部分に測定点部材の複数を配置して、これをＣＣＤカ
メラで撮像すると、測定点部材の座標データがオーバラ
ップする２つの測定エリアに共通となって、２つの測定
エリアを同一の座標系に関連付けして測定できる。従っ
て、大形の被測定物の測定に際しては、被測定物にＣＣ
Ｄカメラの測定エリアを順にオーバラップさせて、被測
定物全体に設け、各測定エリアを順に測定し、各測定エ
リアの測定データを同一座標系に関連付けすれば、大形
の被測定物の測定が高精度で、かつ、工数少なく高能率
で行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明に係る測定点部材の各実
施例を示し、第１図は第１の実施例の側面図、第２図は
平面図、第３図は第２の実施例の側面図、第４図は平面
図、第５図は第３の実施例の部分側面図、第６図は第４
の実施例の部分側面図、第７図は測定点部材を使用した
被測定物の測定要領を示す平面図、第８図は本発明に係
る測定方法を説明するための測定装置の斜視図である。 （１）・・・測定点部材、　　　（２）・・・光源、（
３）・・・電源、　　　　　　（４）・・・本体、（５
）（６）（７）・・・付着手段、 （１０）　　（１１）　　（１２）　　（１３）・・・
被測定物、（３０）　　（３１）・・・ＣＣＤカメラ。 第１図 第３図 第５図 イマリ〜を季４≦し 第２図 第４図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点状の光源と、光源を点灯させる電源と、光源と
   電源を収納保持する本体と、本体に固定され、本体を外
   部の被測定物に離脱可能に取り付ける付着手段とを具備
   してなる光学測定用測定点部材。
2. （２）被測定物でのＣＣＤカメラで測定される測定エリ
   アを、それぞれの周辺一部をオーバラップさせて複数設
   定し、隣接する測定エリアのオーバラップ部分に請求項
   １記載の測定点部材の３個以上を配置し、各測定エリア
   のＣＣＤカメラで撮像された画像データにおける前記測
   定点部材の光源の座標点データを、共通の測定基準点デ
   ータとすることで、各測定エリアの測定データを同一の
   座標系に関連付けすることを特徴とする光学測定方法。