JPH0526638A - 三次元形状認識装置 - Google Patents
三次元形状認識装置Info
- Publication number
- JPH0526638A JPH0526638A JP3181454A JP18145491A JPH0526638A JP H0526638 A JPH0526638 A JP H0526638A JP 3181454 A JP3181454 A JP 3181454A JP 18145491 A JP18145491 A JP 18145491A JP H0526638 A JPH0526638 A JP H0526638A
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- Japan
- Prior art keywords
- sensitivity
- image
- dimensional shape
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定対象物の材質や、面性状に基因する測定
誤差を軽減することができる三次元形状認識装置を提供
する。 【構成】 光切断法を用いた非接触式の三次元形状認識
装置において、画像取り込み器８に取り込んだ画像に基
づきこの画像の光度を求め、撮像に適した光強度（規準
光強度）との比較を行い、取り込んだ像の強度の方が高
い場合にはＣＣＤカメラ４の感度を下げる方向に、一方
取り込んだ像の強度の方が低い場合にはＣＣＤカメラ４
の感度を上げる方向に感度変更信号１１をＣＣＤカメラ
制御器７にフィードバックし、ＣＣＤカメラ４の感度を
自動的に調整する自動絞り器１０を備え、ＣＣＤカメラ
４自身の感度を撮像された像の光強度に応じて自動的に
変化させるようにしたものである。
誤差を軽減することができる三次元形状認識装置を提供
する。 【構成】 光切断法を用いた非接触式の三次元形状認識
装置において、画像取り込み器８に取り込んだ画像に基
づきこの画像の光度を求め、撮像に適した光強度（規準
光強度）との比較を行い、取り込んだ像の強度の方が高
い場合にはＣＣＤカメラ４の感度を下げる方向に、一方
取り込んだ像の強度の方が低い場合にはＣＣＤカメラ４
の感度を上げる方向に感度変更信号１１をＣＣＤカメラ
制御器７にフィードバックし、ＣＣＤカメラ４の感度を
自動的に調整する自動絞り器１０を備え、ＣＣＤカメラ
４自身の感度を撮像された像の光強度に応じて自動的に
変化させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元形状認識装置に関
し、光切断法を用いた非接触式の三次元形状認識装置と
して有用なものである。
し、光切断法を用いた非接触式の三次元形状認識装置と
して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の分野においては、三次元形状
を様々な材質に対して、認識する技術の一つとして光切
断法を用いた非接触式の三次元形状認識装置がある。
を様々な材質に対して、認識する技術の一つとして光切
断法を用いた非接触式の三次元形状認識装置がある。
【０００３】従来技術に係る光切断法を用いた三次元形
状認識装置を図３に示す。同図に示すように、前記三次
元形状認識装置の光源であるスリット光発生器１から
は、スリット光２を照射し、測定対象物３の表面に形成
された面形状に沿ってできた像を斜め上方より撮像手段
であるＣＣＤカメラ４で撮影している。ＣＣＤカメラ４
で撮影した画像は、ＣＣＤカメラ制御器７により設定さ
れた感度でＡ／Ｄ変換され、画像取り込み器８により取
り込まれる。座標演算器９は、画像取り込み器８の出力
信号に基づき画像座標を測定対象物３の三次元座標に変
換する。
状認識装置を図３に示す。同図に示すように、前記三次
元形状認識装置の光源であるスリット光発生器１から
は、スリット光２を照射し、測定対象物３の表面に形成
された面形状に沿ってできた像を斜め上方より撮像手段
であるＣＣＤカメラ４で撮影している。ＣＣＤカメラ４
で撮影した画像は、ＣＣＤカメラ制御器７により設定さ
れた感度でＡ／Ｄ変換され、画像取り込み器８により取
り込まれる。座標演算器９は、画像取り込み器８の出力
信号に基づき画像座標を測定対象物３の三次元座標に変
換する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる三次元形状認識
装置において、画像取り込み器８により取り込まれる像
は図４（ａ）に示すように、有限の幅を持った線とな
る。したがって、座標演算器９においては、測定点を特
定するために、像の重心を求めた後、座標変換演算を行
っている。
装置において、画像取り込み器８により取り込まれる像
は図４（ａ）に示すように、有限の幅を持った線とな
る。したがって、座標演算器９においては、測定点を特
定するために、像の重心を求めた後、座標変換演算を行
っている。
【０００５】また、スリット光像の幅、光強度は、測定
対象物３の面性状材質の反射率レンズ５のピント、絞り
６の調整により変えることが可能である。ただ、レンズ
５のピント、絞り６の変更は撮像範囲や焦点深度までも
変えてしまうため、従来方式では固定値となっている。
対象物３の面性状材質の反射率レンズ５のピント、絞り
６の調整により変えることが可能である。ただ、レンズ
５のピント、絞り６の変更は撮像範囲や焦点深度までも
変えてしまうため、従来方式では固定値となっている。
【０００６】上述した様にレンズ５のピントや、絞り６
を固定してしまうと、スリット光２の像の幅や、光強度
は、材質や測定面の傾きにより変化し、重心演算の結
果、測定誤差を生み出す場合があるという問題を生起し
ている。例えば、図４（ｂ）に示すように、光強度が低
い時（図４（ｂ）中、上方の図）と、高い時（図４
（ｂ）中、下方の図）とでは、重心径に差が生じてく
る。すなわち、上記三次元形状認識装置では、様々な測
定対象物３に対して常に一定の幅及び強度を持った像を
とらえることは不可能であった。
を固定してしまうと、スリット光２の像の幅や、光強度
は、材質や測定面の傾きにより変化し、重心演算の結
果、測定誤差を生み出す場合があるという問題を生起し
ている。例えば、図４（ｂ）に示すように、光強度が低
い時（図４（ｂ）中、上方の図）と、高い時（図４
（ｂ）中、下方の図）とでは、重心径に差が生じてく
る。すなわち、上記三次元形状認識装置では、様々な測
定対象物３に対して常に一定の幅及び強度を持った像を
とらえることは不可能であった。
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、測定対象
物の材質や、面性状に基因する測定誤差を軽減すること
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。
物の材質や、面性状に基因する測定誤差を軽減すること
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。
【０００８】
【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、
明の構成は、
【０００９】光源であるスリット光発生器から測定対象
物にスリット光を照射し、測定対象物の表面に形成され
た測定対象物の形状に沿うスリット光の像を、スリット
光と平行な面に対し、斜め位置から撮像手段により撮影
し、この結果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三次元形状認識装置におい
て、撮像手段を制御する撮像手段制御器と、画像データ
の取り込みを行う画像取込み器と、取り込まれた画像デ
ータを基に撮像手段の感度が測定に対して適切か否かを
判断し、前記撮像手段制御器へ、感度変更信号をフィー
ドバックする自動絞り器と、取り込まれた画像データか
ら、測定対象物の形状を認識する座標演算器とを有する
ことを特徴とする。
物にスリット光を照射し、測定対象物の表面に形成され
た測定対象物の形状に沿うスリット光の像を、スリット
光と平行な面に対し、斜め位置から撮像手段により撮影
し、この結果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三次元形状認識装置におい
て、撮像手段を制御する撮像手段制御器と、画像データ
の取り込みを行う画像取込み器と、取り込まれた画像デ
ータを基に撮像手段の感度が測定に対して適切か否かを
判断し、前記撮像手段制御器へ、感度変更信号をフィー
ドバックする自動絞り器と、取り込まれた画像データか
ら、測定対象物の形状を認識する座標演算器とを有する
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成の本発明によれば、測定対象物の面性
状，材質，傾き等によって変化するスリット光像の強度
をとらえ、強度が強いときには撮像手段の感度を自動的
に下げ、逆に強度が弱ければ感度を自動的に上げる信号
を撮像手段制御器へフィードバックし、適度な光強度の
像が得られるように撮像手段の感度を調整する。
状，材質，傾き等によって変化するスリット光像の強度
をとらえ、強度が強いときには撮像手段の感度を自動的
に下げ、逆に強度が弱ければ感度を自動的に上げる信号
を撮像手段制御器へフィードバックし、適度な光強度の
像が得られるように撮像手段の感度を調整する。
【００１１】
【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。
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。
【００１２】図１に示すように、本実施例に係る三次元
形状認識装置は、画像取り込み器８と座標演算器９との
間に自動絞り器１０を設けたものである。この自動絞り
器１０は、撮影された像の光強度からＣＣＤカメラ制御
器７で設定されているＣＣＤカメラ４の感度が適切か否
かを判断し、不適切な場合は、感度変更信号１１をＣＣ
Ｄカメラ制御器７にフィードバックし、ＣＣＤカメラ４
の感度を変化させる。
形状認識装置は、画像取り込み器８と座標演算器９との
間に自動絞り器１０を設けたものである。この自動絞り
器１０は、撮影された像の光強度からＣＣＤカメラ制御
器７で設定されているＣＣＤカメラ４の感度が適切か否
かを判断し、不適切な場合は、感度変更信号１１をＣＣ
Ｄカメラ制御器７にフィードバックし、ＣＣＤカメラ４
の感度を変化させる。
【００１３】かかる本実施例の作用を、自動絞り器１０
における信号処理のアルゴリズムを中心にして図２のフ
ローチャートに基づき詳説する。
における信号処理のアルゴリズムを中心にして図２のフ
ローチャートに基づき詳説する。
【００１４】本実施例における自動絞り機能によれば、
まず像を取り込み部２１に取り込み、画像全体で最大光
強度を持つ画素のアドレス（ｘ・ｙ）を、最大光強度画
素判断部２２により検知し、そのアドレスの光強度Ｂ
（ｘ・ｙ）を、光強度抽出部２３で得る。この光強度Ｂ
（ｘ・ｙ）と予め設定していた基準光強度Ｂn との差△
Ｂを引算部２４により求める。この強度差△Ｂが光強度
差比較部２５で予め設定されている強度差の許容値内△
Ｂn であるならば、現在の像は適切であるとみなし座標
演算器９に信号を送出する。
まず像を取り込み部２１に取り込み、画像全体で最大光
強度を持つ画素のアドレス（ｘ・ｙ）を、最大光強度画
素判断部２２により検知し、そのアドレスの光強度Ｂ
（ｘ・ｙ）を、光強度抽出部２３で得る。この光強度Ｂ
（ｘ・ｙ）と予め設定していた基準光強度Ｂn との差△
Ｂを引算部２４により求める。この強度差△Ｂが光強度
差比較部２５で予め設定されている強度差の許容値内△
Ｂn であるならば、現在の像は適切であるとみなし座標
演算器９に信号を送出する。
【００１５】一方、不適切な場合は、△Ｂ値に比例した
感度変更信号１１をＣＣＤ感度変更部２６から送出し、
ＣＣＤカメラ制御器７内のＣＣＤ素子３１からの信号の
増幅器２９の増幅率を感度変更信号１１に対応させて変
化させる。
感度変更信号１１をＣＣＤ感度変更部２６から送出し、
ＣＣＤカメラ制御器７内のＣＣＤ素子３１からの信号の
増幅器２９の増幅率を感度変更信号１１に対応させて変
化させる。
【００１６】続いて、像を、取り込み部２７に取り込ん
だ後、最大光強度画素判断部２２に保持されている画素
アドレス（ｘ・ｙ）の強度を調べ、光強度差比較部２５
で許容誤差内に入るまで同様の動作をくり返していく。
だ後、最大光強度画素判断部２２に保持されている画素
アドレス（ｘ・ｙ）の強度を調べ、光強度差比較部２５
で許容誤差内に入るまで同様の動作をくり返していく。
【００１７】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的な説明したよ
うに、本発明では、撮像手段の絞りを変化させることな
く、撮像手段の感度を変化させることで像の光強度レベ
ルを適正に自動的に調整を行なうことができるので、焦
点深度を変化させることなく、様々な材質、面性状，反
射率，面の傾き等による光強度レベルの変化に伴う測定
誤差を排除できる。
うに、本発明では、撮像手段の絞りを変化させることな
く、撮像手段の感度を変化させることで像の光強度レベ
ルを適正に自動的に調整を行なうことができるので、焦
点深度を変化させることなく、様々な材質、面性状，反
射率，面の傾き等による光強度レベルの変化に伴う測定
誤差を排除できる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック線図である。
【図２】前記実施例の自動絞り機能を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】従来技術を示すブロック線図である。
【図４】（ａ）はスリット光の像を概念的に示す説明
図、（ｂ）はその光強度分布を二つの場合について示す
グラフである。
図、（ｂ）はその光強度分布を二つの場合について示す
グラフである。
１ スリット光発生器 ２ スリット光 ３ 測定対象物 ４ ＣＣＤカメラ ７ ＣＣＤカメラ制御器 ８ 画像取り込み器 ９ 座標演算器 １０ 自動絞り器 １１ 感度変更信号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光源であるスリット光発生器から測定対
象物にスリット光を照射し、測定対象物の表面に形成さ
れた測定対象物の形状に沿うスリット光の像を、スリッ
ト光と平行な面に対し、斜め位置から撮像手段により撮
影し、この結果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三次元形状認識装置におい
て、 撮像手段を制御する撮像手段制御器と、 画像データの取り込みを行う画像取込み器と、 取り込まれた画像データを基に撮像手段の感度が測定に
対して適切か否かを判断し、前記撮像手段制御器へ、感
度変更信号をフィードバックする自動絞り器と、 取り込まれた画像データから、測定対象物の形状を認識
する座標演算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 |
|---|---|---|---|
| JP3181454A JPH0526638A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 三次元形状認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3181454A JPH0526638A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 三次元形状認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526638A true JPH0526638A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16101045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3181454A Withdrawn JPH0526638A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 三次元形状認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526638A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09325009A (ja) * | 1996-06-05 | 1997-12-16 | Minolta Co Ltd | ３次元計測装置 |
| EP0882946A1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-12-09 | Komatsu Ltd. | Image recognition apparatus by optical cutting method |
| US6789909B2 (en) | 2001-12-12 | 2004-09-14 | Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki | Mirror device for vehicle |
| WO2005103609A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Ihi Aerospace Engineering Co. Ltd. | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
| JP2009168658A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Nikon Corp | 三次元形状計測装置 |
| US20150185000A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-02 | Faro Technologies, Inc. | Line scanner that uses a color image sensor to improve dynamic range |
| JP2016530485A (ja) * | 2013-07-15 | 2016-09-29 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 改善された高いダイナミックレンジを有するレーザラインプローブ |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3181454A patent/JPH0526638A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0882946A1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-12-09 | Komatsu Ltd. | Image recognition apparatus by optical cutting method |
| EP0882946A4 (en) * | 1996-02-20 | 2000-03-22 | Komatsu Mfg Co Ltd | IMAGE RECOGNITION APPARATUS BY OPTICAL CUTTING METHOD |
| JPH09325009A (ja) * | 1996-06-05 | 1997-12-16 | Minolta Co Ltd | ３次元計測装置 |
| US6789909B2 (en) | 2001-12-12 | 2004-09-14 | Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki | Mirror device for vehicle |
| WO2005103609A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Ihi Aerospace Engineering Co. Ltd. | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
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| JP2016530485A (ja) * | 2013-07-15 | 2016-09-29 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 改善された高いダイナミックレンジを有するレーザラインプローブ |
| US20150185000A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-02 | Faro Technologies, Inc. | Line scanner that uses a color image sensor to improve dynamic range |
| US9658061B2 (en) * | 2013-12-31 | 2017-05-23 | Faro Technologies, Inc. | Line scanner that uses a color image sensor to improve dynamic range |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |