JPH05280941A

JPH05280941A - ３次元形状入力装置

Info

Publication number: JPH05280941A
Application number: JP4076475A
Authority: JP
Inventors: Mutsuko Gomi; 睦子五味; Kazutoshi Iketani; 和俊池谷; Yukifumi Tsuda; 幸文津田; Toyoki Kawahara; 豊樹川原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】対象物の３次元形状を３次元ＣＡＤシステム
やコンピュータグラフィックスシステム等へ入力する３
次元形状入力装置に関するもので、入力する計測データ
の量が膨大であるという課題を解決し、計測された形状
を保存したまま効率良くデータ量を削減することを目的
とする。【構成】カメラ１０６からの輝度信号をデジタル化し
た画像信号より三次元座標値を座標演算手段１１０で計
算し、三次元座標値より平面領域を認識して各平面領域
内の複数の点データを１つの面として代表することによ
り形状情報をデータ圧縮手段１１１で圧縮するととも
に、データ圧縮手段１１１により圧縮されたデータを入
力先のシステムのデータフォーマットにフォーマット変
換手段１１２で変換することにより、対象物の３次元形
状を高速かつ高精度に計測し、計測された形状を保存し
たまま効率良くデータ量を削減し３次元ＣＡＤやコンピ
ュータグラフィックスシステムへ入力することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対象物の３次元形状を高
速かつ高精度に３次元ＣＡＤシステムやコンピュータグ
ラフィックスシステム等へ入力する３次元形状入力装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、３次元モデルのデザインを行うツ
ールとして各種産業のデザイン分野に３次元ＣＡＤが導
入されつつある。しかし、３次元ＣＡＤで直接モデリン
グを行うことは、形状入力の困難さからかなりの訓練が
必要である。そこで、粘土や木材を素材とするデザイン
・モデルをデザイナーが作成し、これを計測してＣＡＤ
に入力するという方法が用いられており、デザイン・モ
デルの計測は手計測、あるいは接触式や非接触式の３次
元デジタイザー等によって行われている。従来の３次元
形状入力装置は、例えば、日経コンピュータグラフィッ
クス１９８８年９月号「ＣＡＤデータ入力に変革を起こ
すか、簡易型３次元形状入力装置」記載の構成が知られ
ている。

【０００３】以下、従来の３次元形状入力装置について
説明する。図１０は従来の３次元形状入力装置を示すも
のである。図１０において、１００１は被測定物に照射
するスリット光を発生させるレーザ光源、１００２はス
リット光の光路を変更させるミラー、１００３はスリッ
ト光、１００４は被測定物、１００５は被測定物を回転
させるターンテーブル、１００６はスリット光１００３
の散乱光を読み取るカメラ、１００７はカメラ１００６
の出力信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ
変換器、１００８は画像信号を記憶する画像メモリ、１
００９は画像信号によりスリット散乱光の中心位置を計
算するスリット散乱光中心位置検出手段、１０１０はス
リット散乱光の中心位置より３次元座標値を計算する座
標演算手段、１０１１は計測データを入力先のシステム
用のデータフォーマットに変換するデータフォーマット
変換手段、１０１２は全体系を制御するスキャナ制御手
段、１０１３は本装置で得られる３次元形状データ、１
０１４は３次元ＣＡＤシステムである。

【０００４】以上のように構成された３次元形状入力装
置について、以下その動作について説明する。まず、レ
ーザ光源１００１からのスリット光１００３はミラー１
００２により光路を変更し被測定物１００４に照射され
る。被測定物１００４はスリット光１００３を受けなが
らターンテーブル１００５により回転する。カメラ１０
０６は回転中の被測定物１００４からのスリット散乱光
を回転に同期して撮像する。この場合、撮像されたカメ
ラ１００６上のスリット散乱光の像は被測定物１００４
の表面の形状に応じたスリット散乱光の凹凸を示してい
る。Ａ／Ｄ変換器１００７はカメラ１００６の信号をデ
ジタル信号に変換し、この信号は画像メモリ１００８に
画像信号として一時的に記憶される。スリット散乱光中
心位置検出手段１００９は画像信号からカメラの水平走
査ライン毎にスリット散乱光の輝度の中心位置を求め、
測定点の像とみなす。座標演算手段１０１０において測
定点の像とカメラのレンズ中心を結ぶ直線とカメラの光
軸のなす角、および基線長（スリット光源からカメラの
レンズ中心までの距離）と、レーザスリット光の投射角
度を用いて三角測量法の原理により測定点の３次元座標
値を計算する。このようにして１つのスリット光に対し
て被測定物の３次元形状データを取得する。そして回転
角毎の三次元形状データを取得することで、最終的に被
測定物全体の３次元形状データを取得する。データフォ
ーマット変換手段１０１１は被測定物１００４の全体の
３次元座標値の形状データを点列データ、またはメッシ
ュ状のデータとして入力先のシステム用のデータフォー
マットに変換し、フォーマット変換された３次元形状デ
ータ１０１３は３次元ＣＡＤシステム１０１４に入力さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、計測されるポイント数が多いことからデ
ータ量が膨大になるため、３次元ＣＡＤシステムのメモ
リの関係により視点変更による再作図やレンダリング等
の画像生成機能に多くの時間がかかり、操作性が低下す
るという課題を有していた。

【０００６】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、対象物の３次元形状を高速かつ高精度に計測し、
計測された形状を保存したまま効率良くデータ量を削減
して３次元ＣＡＤシステムやコンピュータグラフィック
スシステムへ入力する３次元形状入力装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、被測定物に照射するスリット光を発生させ
るスリット光源と、被測定物を移動させる移動機構と、
被測定物からのスリット光の散乱光を撮像するカメラ
と、前記カメラからの輝度信号をデジタル化した画像信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記画像信号を記憶する
画像メモリと、前記画像メモリに記憶された画像信号よ
りスリット散乱光の中心位置を検出するスリット散乱光
中心位置検出手段と、そのスリット散乱光中心位置より
三次元座標値を計算する座標演算手段と、その三次元座
標値より平面領域を認識して各平面領域内の複数の点デ
ータを１つの面として代表することにより形状情報を圧
縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮手段により圧
縮されたデータを入力先のシステムのデータフォーマッ
トに変換するデータフォーマット変換手段の構成を有し
ている。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成によって、三次元座標値より
平面領域を認識して、各平面領域内の複数の点データを
１つの面として代表することにより、計測された形状を
保存したまま効率良くデータ量を削減して３次元ＣＡＤ
システムやコンピュータグラフィックスシステムへ入力
することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例における３次元形
状入力装置の構成図である。図１において、１０１は被
測定物に照射するスリット光を発生させるレーザ光源、
１０２はスリット光の光路を変更させるミラー、１０３
は被測定物に照射するスリット光、１０４は被測定物、
１０５は被測定物を回転させるターンテーブル、１０６
はスリット光１０３の散乱光を読み取るカメラ、１０７
はカメラ１０６の出力信号をデジタル化した画像信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、１０８は画像信号を記憶する画
像メモリ、１０９は画像信号によりスリット散乱光の中
心位置を計算するスリット散乱光中心位置検出手段、１
１０はスリット散乱光の中心位置より三次元座標値を計
算する座標演算手段、１１１は前記三次元座標値より平
面領域を認識して各平面領域内の複数の点データを１つ
の面として代表することにより形状情報を圧縮するデー
タ圧縮手段、１１２は前記データ圧縮手段により圧縮さ
れたデータを入力先のシステム用のデータフォーマット
に変換するデータフォーマット変換手段、１１３は全体
系を制御するスキャナ制御手段、１１４は本装置で得ら
れる三次元形状データ、１１５は３次元ＣＡＤシステム
である。

【００１１】以上のように構成された３次元形状入力装
置について、その動作を説明する。まず、レーザ光源１
０１からのスリット光１０３はミラー１０２により光路
を変更し被測定物１０４に照射される。被測定物１０４
はスリット光１０３を受けながらターンテーブル１０５
により回転する。カメラ１０６は回転中の被測定物１０
４からのスリット散乱光を回転に同期して撮像する。こ
の場合、撮像されたカメラ１０６上のスリット散乱光の
像は被測定物１０４の表面の形状に応じたスリット散乱
光の凹凸を示している。

【００１２】Ａ／Ｄ変換器１０７はカメラ１０６の信号
をデジタル信号に変換し、この信号は画像メモリ１０８
に画像信号として一時的に記憶される。スリット散乱光
中心位置検出手段１０９は画像信号からカメラの水平走
査ライン毎にスリット散乱光の輝度の中心位置を求め、
測定点の像とみなす。座標演算手段１１０において測定
点の像とカメラのレンズ中心を結ぶ直線とカメラの光軸
のなす角、および基線長（スリット光源からカメラのレ
ンズ中心までの距離）と、レーザスリット光の投射角度
を用いて三角測量法の原理により測定点の３次元座標値
を計算する。このようにして１つのスリット光に対して
被測定物の３次元形状データを取得する。そして回転角
毎の三次元形状データを取得することで、最終的に被測
定物１０４の全体の三次元形状データを取得する。

【００１３】データ圧縮手段１１１は前記三次元座標値
より平面領域を認識して、各平面領域内の複数の点デー
タを１つの面として代表することにより形状情報を圧縮
する。データフォーマット変換手段１１２はデータ圧縮
手段１１１により圧縮された被測定物全体の３次元座標
値の形状データを点列データ、またはメッシュ状データ
として入力先のＣＡＤシステム用のデータフォーマット
に変換し、フォーマット変換された３次元形状データ１
１４は３次元ＣＡＤシステム１１５に入力される。

【００１４】データ圧縮手段１１１によって行われる操
作の詳細を説明する。図２は、データ圧縮手段において
平面領域を認識する手法のフローを示している。まず、
手順２１で対象物の計測された３次元座標値を入力す
る。手順２２では微小領域として測定点を頂点とする４
角形パッチを作成し、（数１）により各パッチの法線ベ
クトルＮを算出する。Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄は４角形を構
成する頂点列である。

【００１５】

【数１】

【００１６】図３は測定点より４角形パッチを生成した
状態を表すものである。３１は測定点、３２は４角形パ
ッチである。測定点はｘ，ｙ座標値が格子状に並んでい
るため、図３に示すように隣接する測定点３１の４点を
使って四角形パッチ３２を作ることができる。但し、デ
ータの欠けにより４頂点が揃わない場合は、パッチを作
成しないものとする。次に、手順２３で各パッチが平面
部であるか否かに分類し、平面部であればラベル１、平
面部でなければラベル７のラベル付けを行う（分類方法
Ａ）。作成されたラベルマップの例を図４に示す。手順
２４では、手順２３によって作成されたラベルマップに
おいてラベル１の膨張、及びラベル７の膨張を行う。

【００１７】図５は膨張操作を説明する図である。例え
ば、ラベル１の膨張は、図５でｏ印のついたラベル７の
８近傍のパッチのラベルを調査し、ラベル１のパッチが
４つ以上あれば、ｏ印のパッチのラベルを７から１に変
更する。この操作を全てのパッチについて行う。手順２
５では、ラベルマップにおいてラベル７の輪郭を追跡す
ることにより、平面であると判断されたラベル１のパッ
チの集合すなわち平面領域を抽出する（トラッキング方
法Ｂ）。手順２６で、得られた平面領域のおおよその形
状を表す頂点を検出する（頂点検出方法Ｃ）。これによ
り、手順２４迄で得られた、輪郭の凹凸が激しい平面領
域を多角形で近似することができる。手順２７で、計測
された点データのうち手順２６で得られた平面領域に含
まれる点データを捨てる。

【００１８】以上の操作により、平面領域を構成する頂
点と、平面領域以外の点データを分割して得ることがで
き、平面領域は平面として、またその他の点データはメ
ッシュ状データとしてＣＡＤに渡すことにより、形状を
保存したままデータ量の効率良い削減を簡易に行うこと
ができる。ただし、手順２６の頂点検出及びそれに付随
する手順２７は、入力先のＣＡＤシステムや用途により
平面領域を多角形で持つ必要性がない場合は省くことが
できる。また、ＣＡＤに渡す幾何的要素（メッシュ状
等）は本発明を限定するものではなく、用途やＣＡＤの
形状表現能力、機能に応じて変更することができる。更
に、より適切な法線ベクトルを得るには、手順２１の測
定された３次元座標値に平滑化処理等を施すとよい。各
パッチの法線ベクトルの算出についても、注目パッチと
その８近傍の法線ベクトルの平均をとることにより平面
抽出の信頼度が向上する。

【００１９】手順２３の分類方法Ａについて更に詳細を
説明する。本方法では、手順３１で算出した各パッチの
単位法線ベクトルの内積を用いる。図６はあるパッチが
平面部か否かの判断を行う方法を説明するものである。
図６のパッチａが平面部であるか否かの判断を行うには
まず、図６に示すパッチｂとパッチｂ’、パッチｃと
ｃ’、パッチｄとｄ’、パッチｅとｅ’、以上４組の内
積を求める。

【００２０】

【数２】

【００２１】しきい値をδｄとし、これらの４組の内積
値ｖの全てが（数２）を満たすならばパッチａを平面部
としてラベル１を与えることにする。それ以外、すなわ
ち４組の内積値ｖのうち、（数２）を満たさないものが
１組でもあればパッチａを平面ではない部分としてラベ
ル７を与えることにする。図６のようにパッチを隣接し
たパッチではなく、パッチを１つ隔てて内積を求めるこ
とにより、法線ベクトルの誤差を比較的抑えて平面部を
抽出することができる。

【００２２】手順２５のトラッキング方法Ｂについて図
７を参照にして更に詳細を説明する。トラッキングはラ
ベルマップにおいて行う。格子状のラベルマップを左上
からカメラの水平走査ライン方向に順に走査していき、
走査方向に向かって右側に隣接するパッチのラベルが１
であるようなラベル７のパッチを検出すると、そのパッ
チが平面領域の輪郭追跡の始点になる。次に、この始点
を図７のパッチａとして、優先順位番号０のパッチがラ
ベル７であるかを調べる。ラベル７であれば、パッチａ
から優先順位番号０のパッチに向かって右側のパッチの
ラベルが１であるかどうかを調べる。ラベル１であれ
ば、パッチａと優先順位番号０のパッチを輪郭の一部と
して結ぶことができる。もし、優先順位番号０のパッチ
がこれらの条件を満たさなければ、優先順位番号１から
順に同様の操作を行う。輪郭の一部として、パッチａと
結ぶべきパッチが決まったら、そのパッチを図７のパッ
チａとして上記の操作を繰り返す。このように輪郭が一
周するまで、この操作を繰り返す。本手法では輪郭線は
時計回りで追跡される。ただし、図７に記した優先順位
番号は追跡された輪郭を表す情報として全て記憶してお
く。

【００２３】以上のようにして１つの閉じた輪郭が検出
されると、次の輪郭の始点を検出するために、前回の輪
郭の始点より、向かって右側のパッチのラベルが１であ
るようなラベル７のパッチをカメラの水平走査ライン方
向に探索する。輪郭の始点の探索がすべてのパッチにつ
いて終了したとき、計測データより全ての平面領域の抽
出が終了する。

【００２４】手順２６の頂点検出方法Ｃについて更に詳
細を説明する。トラッキング方法Ｂにおいて記憶した優
先順位番号を、以下、方向値ｘ₀、・・、ｘ_i、・・、ｘ
_nと呼ぶ。まず、方向値の差分をとる。差分δｘ_iは

【００２５】

【数３】

【００２６】により得られる。この方向値の差分は０な
らばｘ_iからｘ_i+1へは同方向に進むことを意味し、ー１
ならばｘ_iからｘ_i+1へは４５度時計方向へ進むことを意
味し、＋１ならばｘ_iからｘ_i+1へは４５度反時計方向へ
進むことを意味する。以下、方向値の差分がー２、＋
２、であれば角度９０度で同様の意味を持つ。従って、
０と７の間をまたぐ計算を行う場合には上記の意味を考
え、例えば、ｘ_i+1＝０、ｘ_i＝７のとき δｘ_i＝１
というような計算を行うことにする。差分値が０以外で
あるような点の間は輪郭線の屈折点であり、平面領域の
頂点であるといえるが、実際のラベルマップ上で追跡さ
れた輪郭は図８（ａ）のようにかなりの凹凸を持ってお
り、輪郭追跡方向の変化部分を全て頂点として認識する
とかなり複雑な多角形が生成される。そこで、輪郭追跡
方向の差分値に０以外の値が検出されたとき、そのｍ個
先までの差分値の和をとり、和が０であればこの輪郭方
向の変化は頂点を表すものではないと判断する。和が０
でなければ、和をとった複数パッチの中央を頂点とす
る。

【００２７】この手法により平面領域抽出の誤差を吸収
することができ、平面領域を適切な多角形として表現す
ることができる。図８（ｂ）に本手法により頂点を検出
した例を示す。この例では和が０でない箇所が４箇所あ
るため、この平面領域は４角形となる。本実施例では、
ｍとしては２を用いた。また、手順２５のトラッキング
を行う際に、ｎｘｎ個のパッチを１つの窓として、窓内
に１つでもラベル７があれば、その窓のラベルを７とす
ることにして、ラベル付けを各窓に対してやり直しラベ
ルマップを再作成する。このラベルマップにおいてトラ
ッキングを行うことにより手順２６の頂点検出を誤差の
大きいデータに対しても的確に行うことができ、また操
作の高速化にもつながる。

【００２８】手順２７の棄却点の決定について図９を用
いて詳細を説明する。本手順では手順２６で得られた平
面領域をｎ角形として説明を行う。図９はｎ＝４の場合
を示している。図９において９０１は対象物内部の点
Ａ、９０２は面Ａ１、９０３は面Ａ２、９０４は面Ａ
３、９０５は面Ａ４、９０６は手順２６で得られた平面
領域、９０７は平面領域９０６の辺ａ１、９０８は平面
領域９０６の辺ａ２、９０９は平面領域９０６の辺ａ
３、９１０は平面領域９０６の辺ａ４、９１１は点Ａ
（９０１）と平面領域９０６によって構成される４角錘
の内部の点である。まず、対象物内部の一点として点Ａ
（９０１）を決定し、手順２６で得られた平面領域９０
６の１辺ａ１（９０７）と点Ａ（９０１）を通る平面Ａ
１（９０２）の方程式ｆ１＝０を求める。同様に平面領
域の全ての辺ａ２（９０８），・・，ａｎに対してこの
ような平面Ａ２（９０３），・・，Ａｎの方程式ｆ２＝
０，・・，ｆｎ＝０を求める。平面Ａ１（９０２），・
・，Ａｎは底面の無いｎ角錘を形成する。このｎ角錘内
部の任意の１点として点Ｂ（９１１）を決定する。点Ｂ
（９１１）の３次元座標値を方程式ｆ１，・・，ｆｎに
それぞれ代入し得られた値の正負を記憶しておく。これ
らの準備の後、測定点を方程式ｆ１，・・，ｆｎにそれ
ぞれ代入し得られた値の正負を、前準備として記憶され
ている正負と比較する。１つでも正負の符号が異なれ
ば、その測定点は底面の無いｎ角錘の外部の点であると
判断することができる。従って、点データとして残す。
ｎ角錘の内部の点であると判断された点データは平面領
域内の点であるとして棄却する。

【００２９】以上のように本実施例によれば、被測定物
１０４に照射するレーザスリット光１０３を発生する光
源１０１と、被測定物１０４を回転させるターンテーブ
ル１０５と、被測定物１０４によるスリット光の散乱光
を撮像するカメラ１０６と、カメラ１０６からの出力信
号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器１
０７と、上記画像信号を記憶する画像メモリ１０８と、
画像メモリ１０８に記憶された画像信号よりスリット散
乱光の中心位置を検出するスリット散乱光中心位置検出
手段１０９と、スリット散乱光中心位置より被測定物の
三次元座標値を計算する座標演算手段１１０と、前記三
次元座標値より平面領域を認識して各平面領域内の複数
の点データを１つの面として代表することにより形状情
報を圧縮するデータ圧縮手段１１１と、前記データ圧縮
手段１１１により圧縮されたデータを入力先のシステム
用のデータフォーマットに変換するデータフォーマット
変換手段１１２と、全体系を制御するスキャナ制御手段
１１３とを設けることにより、対象物の３次元形状を高
速かつ高精度に計測し、計測された形状を保存したまま
効率良くデータ量を削減して３次元ＣＡＤやコンピュー
タグラフィックスシステムへ入力することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は被測定物に照射す
るスリット光を発生させるスリット光源と、被測定物を
移動させる移動機構と、被測定物からのスリット光の散
乱光を撮像するカメラと、前記カメラからの輝度信号を
デジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前
記画像信号を記憶する画像メモリと、前記画像メモリに
記憶された画像信号よりスリット散乱光の中心位置を検
出するスリット散乱光中心位置検出手段と、スリット散
乱光中心位置より三次元座標値を計算する座標演算手段
と、三次元座標値より平面領域を認識して各平面領域内
の複数の点データを１つの面として代表することにより
形状情報を圧縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮
手段により圧縮されたデータを入力先のシステムのデー
タフォーマットに変換するフォーマット変換手段を設け
ることにより、対象物の３次元形状を高速かつ高精度に
計測し、計測された形状を保存したまま効率良くデータ
量を削減し３次元ＣＡＤやコンピュータグラフィックス
システムへ入力することができる優れた３次元形状入力
装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における３次元形状入力装置
のブロック結線図

【図２】同３次元形状入力装置の要部であるデータ圧縮
手段の動作フロー図

【図３】同３次元形状入力装置における四角形パッチ作
成の概念図

【図４】同３次元形状入力装置におけるラベルマップを
示す図

【図５】同３次元形状入力装置における膨張作業の概念
図

【図６】同３次元形状入力装置における法線ベクトルの
内積取得方法の概念図

【図７】同３次元形状入力装置における輪郭追跡の概念
図

【図８】（ａ）は同３次元形状入力装置におけるラベル
マップにおいて追跡された輪郭を示す図（ｂ）は同３次元形状入力装置における頂点検出の概念
図

【図９】同３次元形状入力装置における棄却点決定の説
明図

【図１０】従来の３次元形状入力装置のブロック結線図

【符号の説明】

１０１レーザ光源１０２振動ミラー１０３スリット光１０４被測定物１０５ターンテーブル１０６カメラ１０７Ａ／Ｄ変換器１０８画像メモリ１０９スリット散乱光中心位置検出手段１１０座標演算手段１１１データ圧縮手段１１２データフォーマット変換手段１１３スキャナ制御手段１１５３次元ＣＡＤシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川原豊樹神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１号松下技研株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物に照射するスリット光を発生さ
せるスリット光源と、被測定物を移動させる移動機構
と、被測定物からのスリット光の散乱光を撮像するカメ
ラと、前記カメラからの輝度信号をデジタル化した画像
信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記画像信号を記憶す
る画像メモリと、前記画像メモリに記憶された画像信号
よりスリット散乱光の中心位置を検出するスリット散乱
光中心位置検出手段と、そのスリット散乱光中心位置よ
り三次元座標値を計算する座標演算手段と、その三次元
座標値より平面領域を認識して各平面領域内の複数の点
データを１つの面として代表することにより形状情報を
圧縮するデータ圧縮手段と、前記データ圧縮手段により
圧縮されたデータを入力先システムのデータフォーマッ
トに変換するデータフォーマット変換手段とを備えた３
次元形状入力装置。
【請求項２】被測定物を移動させる移動機構の代わり
にスリット光を被測定物上で２次元的に走査させるスリ
ット光走査手段を備えた請求項１記載の３次元形状入力
装置。
【請求項３】データ圧縮手段が、対象物の３次元座標
値より複数の微小面を構成し、隣接する微小面における
単位法線ベクトルの内積の値から面の方向を比較するこ
とにより平面部分を抽出してデータ量を削減する請求項
１及び２記載の３次元形状入力装置。
【請求項４】データ圧縮手段が、対象物の３次元座標
値より複数の微小面を構成し、ある微小面が平面部であ
るか否かを、微小面の両脇に隣接するまたは両脇方向に
距離の離れた２つの微小面の単位法線ベクトルの内積の
値から面の方向を比較することにより判断し、法線ベク
トルの誤差を比較的抑えて平面部を抽出する請求項１及
び２記載の３次元形状入力装置。
【請求項５】データ圧縮手段が、対象物の３次元座標
値より構成された各微小面を平面部であるか否か判断し
て、隣接する平面部の微小面の集合を１つの平面領域と
し、得られた平面領域のおおよその形状を表す頂点を検
出する際に、平面領域の輪郭を表す線分の方向をデジタ
ルなコードとして表し、線分の方向変化を表す前記コー
ドの差分値を、同方向を０、時計回りか反時計回りかで
正負の符号をつけた値で表し、差分値が０でない点を全
て輪郭の頂点とするのではなく、隣接する複数の線分の
差分値の和が０であれば輪郭の頂点としないことによ
り、輪郭の細かい雑音を取り除き領域のおおまかな形状
を表す輪郭を得る請求項３及び４記載の３次元形状入力
装置。