JPH06207820A - Detecting method for and correcting method for light spot in three-dimensional measurement - Google Patents

Detecting method for and correcting method for light spot in three-dimensional measurement

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JPH06207820A
JPH06207820A JP301893A JP301893A JPH06207820A JP H06207820 A JPH06207820 A JP H06207820A JP 301893 A JP301893 A JP 301893A JP 301893 A JP301893 A JP 301893A JP H06207820 A JPH06207820 A JP H06207820A
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Abstract

PURPOSE:To prevent significant increase in processing time by detecting a pixel for receiving light from a light spot for measurement while luminance data from pixels are stored into a frame memory. CONSTITUTION:A spot decision circuit 11 is so arranged to store data alone, for example, of nine pixels 4 (a group of pixels) one-dimensionally in sequence among luminance data to be fed in serial from the pixels 4 of a solid sensor 3 while the luminance data are sent to a frame memory 10. A judging section 13 of the circuit 11 calculates a curved surface based on the luminance data from the nine pixels 4 stored 12 and only when it is judged 15-17 that the inclination, height and center are within a set value, X and Y coordinates of the pixels 4 positioned at the center of the group of the pixels are stored into an FIFO memory 21. This enables the calculating of an output curve only based on the luminance data of the pixels 4 stored in the memory 21 and those 4 in the perimeter thereof thereby enabling significant reduction in computing time required for the detection of the light spot for measurement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、三次元測定に於いて、
測定精度を向上させるため、CCDカメラの固体センサ
のピクセル数を増加させても、処理速度が低下しないよ
うにした光点の検出方法、及び、この光点検出時に於け
る固体センサの各ピクセルの感度不足等の欠陥を補正す
る補正方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to three-dimensional measurement.
In order to improve the measurement accuracy, even if the number of pixels of the solid-state sensor of the CCD camera is increased, the processing speed does not decrease, and the detection method of the light spot, The present invention relates to a correction method for correcting defects such as insufficient sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のボディーなどの被測定物の三次
元測定の測定方法の1つとして、2台以上のCCDカメ
ラを用いて被測定物を撮像し、この時の画像データを元
に、三角測量法によって被測定物の寸法を算出する測定
方法がある。
2. Description of the Related Art As one of the measuring methods for three-dimensional measurement of an object to be measured such as an automobile body, the object to be measured is imaged using two or more CCD cameras, and based on the image data at this time, There is a measuring method for calculating the dimensions of the object to be measured by the triangulation method.

【0003】この測定方法では、図7及び図8に示す如
く、各CCDカメラ(1)のレンズ(2)を通して受光面とな
る固体センサ(3)に、被測定物(H)上の所定位置に形成し
た測定用光点(P)からの光線が入射した時、固体センサ
(3)を構成する多数のピクセル(4)の内、光線による出力
があるピクセル群よりの出力中心の、固体センサ(3)の
中心からの位置を検出し、この位置データから測定用光
点(P)の各CCDカメラ(1)からの角度を算出する(尚、
図8中(L)は、CCDカメラ(1)の光軸である)。
In this measuring method, as shown in FIGS. 7 and 8, the solid-state sensor (3) serving as a light-receiving surface is passed through the lens (2) of each CCD camera (1) to a predetermined position on the object (H) to be measured. When a light beam from the measuring light spot (P) formed on the
Among the many pixels (4) that make up (3), the position of the output center from the pixel group that outputs light rays is detected from the center of the solid-state sensor (3), and the light spot for measurement is measured from this position data. Calculate the angle of each CCD camera (P) from each CCD camera (1)
8 (L) is the optical axis of the CCD camera (1)).

【0004】そして、2台以上のCCDカメラ(1)から
得た各角度データを元に、測定用光点(P)の位置を算出
する。
Then, the position of the measuring light spot (P) is calculated based on the respective angle data obtained from two or more CCD cameras (1).

【0005】このようにして、被測定物(H)上の多数の
測定用光点(P)からのデータを順次演算していくことに
より、被測定物(H)の三次元寸法を得るようにしてい
る。
In this way, the three-dimensional size of the object to be measured (H) is obtained by sequentially calculating the data from the many measuring light spots (P) on the object to be measured (H). I have to.

【0006】尚、被測定物(H)上に多数の測定用光点(P)
を形成する手段としては、例えば、レーザスキャナ(5)
を使用し、被測定物(H)上にレーザスポットを順次照射
すればよい。
It should be noted that a large number of measuring light spots (P) are provided on the object (H) to be measured.
As a means for forming, for example, a laser scanner (5)
And the laser spot may be sequentially irradiated onto the object to be measured (H).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記CCDカメラ(1)
により測定用光点(P)の角度検出を行う場合に於いて、
測定面の寸法測定精度を、0.1mm以下と言った非常に高
精度な物にしようとすると、各CCDカメラ(1)の固体
センサ(3)には、ピクセル数が1000×1000といった非常
にピクセル数の多い物を使用する必要が生じる。
The above CCD camera (1)
When detecting the angle of the measuring light spot (P) by
If we try to make the dimension measurement accuracy of the measurement surface very high, such as 0.1 mm or less, the solid-state sensor (3) of each CCD camera (1) has an extremely high pixel count of 1000 × 1000. It is necessary to use a large number of items.

【0008】また、角度検出時には、図9に示す如く、
各ピクセル(4)からの輝度信号レベルの分布に対応した
出力曲線を算出し、この出力曲線の最大値の位置から、
最大値を出力しているピクセル(4)の中の更にどの位置
が高出力の中心となっているかを検出し、この位置の角
度を検出することにより、0.1mm以下の寸法測定精度を
保証することになる。
Further, at the time of angle detection, as shown in FIG.
Calculate the output curve corresponding to the distribution of the luminance signal level from each pixel (4), from the position of the maximum value of this output curve,
By detecting which position in the pixel (4) that outputs the maximum value is the center of high output, and detecting the angle of this position, a dimensional measurement accuracy of 0.1 mm or less is guaranteed. It will be.

【0009】この様に、2台のCCDカメラ(1)を用い
た3次元測定により、0.1mm以下と言った寸法精度を保
証しようとすると、固体センサ(3)を構成する100万
ものピクセル(4)からの各輝度データを一旦フレームメ
モリー内に記憶させた後、このフレームメモリに記憶さ
せたデータから100万のピクセル(4)の各輝度を求め
ることにより、この多数のピクセル(4)の中からレーザ
スポットによる出力がある僅か数百のピクセル群を検出
し、このピクセル群の中から測定用光点(P)を検出する
と言った処理を行わねばならず、上記処理に時間が掛か
ると言った問題があった。
As described above, when it is attempted to guarantee the dimensional accuracy of 0.1 mm or less by the three-dimensional measurement using the two CCD cameras (1), 1 million pixels (that constitute the solid-state sensor (3) ( After storing each luminance data from 4) once in the frame memory, by obtaining each luminance of one million pixels (4) from the data stored in this frame memory, It is necessary to detect only a few hundred pixel groups that output laser spots from the inside, and to detect the measurement light spot (P) from this pixel group. There was a problem I said.

【0010】即ち、3次元測定の検出精度を2倍にしよ
うとすると、固体センサ(3)を構成するピクセル(4)の数
は4倍となり、測定精度を向上させようとするほど、測
定用光点検出までにかかる処理時間が大幅に増加すると
言った問題があった。
That is, if the detection accuracy of the three-dimensional measurement is to be doubled, the number of pixels (4) constituting the solid-state sensor (3) will be four times. There is a problem that the processing time required for detecting the light spot increases significantly.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】被測定物上に形成される
測定用光点を複数のCCDカメラにより撮像し、この時
の固体センサの各ピクセルからの輝度信号レベルの分布
に対応した出力曲線を算出し、この出力曲線の最大値を
出力している位置を検出し、この位置の角度を算出する
ことにより、被測定物の三次元の寸法を求めるものに於
いて、固体センサの各ピクセルからの輝度データをフレ
ームメモリに記憶させる間に、固体センサの所定数のピ
クセル群の輝度データを順次スポット判定回路に取込
み、このスポット判定回路にて、所定数のピクセルから
の輝度信号レベルの分布に対応した曲線或いは曲面を順
次算出し、この曲線或いは曲面が測定用光点からの物で
あると判別された時、この曲線或いは曲面の中心に位置
するピクセルの固体センサ上での位置を記憶して行き、
フレームメモリに固体センサの各ピクセルからの輝度デ
ータの記憶が終了した時点で、固体センサのどのピクセ
ルが測定用光点からの光を受光しているかの判別を終了
するようにしたものである。
An output curve corresponding to the distribution of the luminance signal level from each pixel of the solid-state sensor at this time is obtained by imaging a measuring light spot formed on an object to be measured with a plurality of CCD cameras. Is calculated, the position at which the maximum value of this output curve is output is detected, and the angle at this position is calculated to obtain the three-dimensional dimension of the DUT. While storing the luminance data from the pixel sensor in the frame memory, the luminance data of a predetermined number of pixel groups of the solid-state sensor are sequentially taken into the spot judgment circuit, and the spot judgment circuit distributes the luminance signal level from the predetermined number of pixels. When a curve or curved surface corresponding to is calculated and the curve or curved surface is determined to be from the light spot for measurement, the solid state of the pixel located at the center of the curve or curved surface Continue to store the position on the capacitors,
When the storage of the brightness data from each pixel of the solid-state sensor is completed in the frame memory, the determination of which pixel of the solid-state sensor receives the light from the measurement light spot is completed.

【0012】また、上記光点の検出時、固体センサの各
ピクセルに感度不足等の欠陥がある場合は、固体センサ
の各ピクセルからの輝度データをフレームメモリに記憶
させる間に、固体センサの所定数のピクセル群の輝度デ
ータを順次スポット判定回路に取込み、このスポット判
定回路にて、所定数のピクセルからの輝度信号レベルの
分布に対応した曲線或いは曲面を順次算出すると共に、
固体センサの各ピクセルの内、感度不足等の欠陥のある
ピクセルの位置を予め設定できるようにしておくことに
よって、正常なピクセルからのデータは固体センサのデ
ータをそのまま出力し、欠陥のあるピクセルであった場
合は、スポット判定回路の算出した曲線或いは曲面より
求めたデータを出力することにより、固体センサの欠陥
による影響を小さくするようにしたものである。
Further, at the time of detecting the light spot, if each pixel of the solid-state sensor has a defect such as insufficient sensitivity, a predetermined value of the solid-state sensor is stored while the brightness data from each pixel of the solid-state sensor is stored in the frame memory. The brightness data of a number of pixel groups are sequentially taken into the spot determination circuit, and this spot determination circuit sequentially calculates a curve or curved surface corresponding to the distribution of the brightness signal level from a predetermined number of pixels,
By setting the position of the defective pixel such as lack of sensitivity among the pixels of the solid-state sensor in advance, the data from the normal pixel is output as it is from the solid-state sensor and the defective pixel is detected. In that case, the influence of the defect of the solid-state sensor is reduced by outputting the data obtained from the curve or curved surface calculated by the spot determination circuit.

【0013】[0013]

【作用】上記した如く、CCDカメラの固体センサの各
ピクセルからの輝度データをフレームメモリに記憶させ
て行く間に、各ピクセルの内、どのピクセルが測定用光
点からの光を受光しているかを検出しておくことによ
り、フレームメモリに記憶された各ピクセルの輝度デー
タを元に測定用光点の位置を算出する時、この算出に必
要なピクセルの輝度データだけを元に演算動作を行える
ようにしたものである。
As described above, which one of the pixels receives the light from the measuring light spot while the luminance data from each pixel of the solid state sensor of the CCD camera is being stored in the frame memory. By detecting, the position of the light spot for measurement is calculated based on the brightness data of each pixel stored in the frame memory, and the calculation operation can be performed based on only the brightness data of the pixel required for this calculation. It was done like this.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明に係る光点検出方法を説明す
るためのブロック図である。
1 is a block diagram for explaining a light spot detecting method according to the present invention.

【0015】同図に於いて、(3)は、100万個のピク
セル(4)からなるCCDカメラの固体センサ、(10)は、
固体センサ(3)の各ピクセル(4)からシリアルに送られて
くる輝度データを順次記憶して行くフレームメモリ、(1
1)は、フレームメモリ(10)内に各ピクセル(4)からの輝
度データを記憶させて行く間に、各ピクセル(4)の内、
レーザスポット(5)により被測定物上に形成された測定
用光点(P)からの光を受光しているピクセル(4)のみを検
出し、その位置を記憶するスポット判定回路である。
In the figure, (3) is a solid-state sensor of a CCD camera consisting of 1 million pixels (4), and (10) is
A frame memory that sequentially stores the brightness data sent serially from each pixel (4) of the solid-state sensor (3), (1
1), while storing the luminance data from each pixel (4) in the frame memory (10), among each pixel (4),
The spot determination circuit detects only the pixel (4) receiving the light from the measurement light spot (P) formed on the object to be measured by the laser spot (5) and stores the position.

【0016】このスポット判定回路(11)は、固体センサ
(3)の各ピクセル(4)からシリアルに送られてくる輝度デ
ータの内、所定数のピクセル(4)、この実施例では9個
のピクセル(4)の輝度データのみを順次記憶して行く記
憶部(12)と、記憶部(12)のデータを元に、この9個のピ
クセル(4)からなるピクセル群が測定用光点(P)からの光
を受光しているかを否かを判別するための判別部(13)か
らなっている。
This spot determination circuit (11) is a solid-state sensor.
Among the brightness data serially sent from each pixel (4) of (3), only the brightness data of a predetermined number of pixels (4), in this embodiment, nine pixels (4) are sequentially stored. Based on the data of the storage unit (12) and the storage unit (12), it is determined whether or not the pixel group consisting of the nine pixels (4) is receiving the light from the measuring light spot (P). It comprises a discriminating section (13) for discriminating.

【0017】上記記憶部(12)は、横方向に3個一組とな
ったメモリ(a)〜(c)、(d)〜(f)、(g)〜(i)を3段に重
ね、かつ、メモリ(c)とメモリ(d)との間、及びメモリ
(f)とメモリ(g)との間には、それぞれ、横方向のピクセ
ル数分の遅れを作るための遅延回路(14a)(14b)を挿入し
てあり、固体センサ(3)からシリアルに送られてくる各
ピクセル(4)の輝度データが、図1の矢印に示す如く、
各段の左から右に向けて順次送られると、記憶部(12)に
は、常に、隣接する9個のピクセル(4)からなるピクセ
ル群の輝度データを記憶するようにしてある。
The storage unit (12) is a set of three memories (a) to (c), (d) to (f), and (g) to (i) which are arranged in a row in the lateral direction and are stacked in three stages. And between the memory (c) and the memory (d), and the memory
Delay circuits (14a) and (14b) for making a delay corresponding to the number of pixels in the horizontal direction are inserted between (f) and the memory (g), respectively, and serially from the solid-state sensor (3). The brightness data of each pixel (4) sent is as shown by the arrow in FIG.
When sequentially sent from the left to the right of each stage, the storage section (12) always stores the brightness data of the pixel group consisting of nine adjacent pixels (4).

【0018】また、この輝度データは固体センサ(3)の
一つのピクセル(4)から輝度データが送られてくる毎に
順次更新され、記憶部(12)に記憶されるピクセル群の固
体センサ(3)上に対する位置関係は順次移動し、固体セ
ンサ(3)上の全ピクセル(4)の輝度データが、記憶部(12)
の各メモリ(14)に順次一時的に記憶されるようにしてあ
り、かつ、上記作業と同時進行で固体センサ(3)のデー
タをフレームメモリ(10)に送るようにしてある。
The brightness data is sequentially updated each time the brightness data is sent from one pixel (4) of the solid-state sensor (3), and the solid-state sensor (of the pixel group) stored in the storage unit (12) is stored. 3) The positional relationship with respect to the top moves sequentially, and the brightness data of all pixels (4) on the solid-state sensor (3) is stored in the storage unit (12).
Of the solid-state sensor (3) is sent to the frame memory (10) simultaneously with the above work.

【0019】尚、この実施例の場合、固体センサ(3)の
ピクセル数は、1000×1000であり、かつ、スポット判定
回路(11)で計算されるマトリクスが3×3であるため、
各遅延回路(14a)(14b)は997ピクセル分の遅延回路によ
って構成してある。
In the case of this embodiment, the number of pixels of the solid-state sensor (3) is 1000 × 1000 and the matrix calculated by the spot determination circuit (11) is 3 × 3.
Each delay circuit (14a) (14b) is composed of a delay circuit for 997 pixels.

【0020】上記記憶部(12)に記憶された輝度データか
ら、ピクセル群が測定用光点(P)からの光を受光してい
るか否かを判別し、受光している場合はその位置を記憶
する判別部(13)は、記憶部(12)に記憶された9個のピク
セル(4)からの輝度データを元に、図2(A)乃至(D)及び
図3(A)乃至(D)に示す如く、メモリを3個ずつに分割
し、8種類の分布データを算出し、このデータから図4
に示すような輝度データの分布に対応した曲面(U)を算
出し、この曲面(U)の傾きが、予め設定された設定値内
に入っているか否かを判別する傾き判別部(15)と、上記
曲面(U)の高さが、予め設定された設定値内に入ってい
るか否かを判別する高さ判別部(16)と、上記曲面(U)の
頂点が、9個のピクセル(4)の内、中央のピクセル(4)上
に位置するか否かを判別する中心判別部(17)と、記憶部
に輝度データが記憶されている9個のピクセル(4)の
内、中央に位置するピクセル(4)の固体センサ(3)上での
X座標、Y座標を検出するXカウンタ(18)及びYカウン
タ(19)と、傾き判別部(15)、高さ判別部(16)、中心判別
部(17)からの判別結果がすべてOKの時のみ、AND回
路(20)からの記憶許可信号により9個のピクセル(4)の
中央に位置するピクセル(4)のX座標及びY座標を記憶
して行くFIFOメモリ(21)とからなっている。
From the luminance data stored in the storage section (12), it is judged whether or not the pixel group receives the light from the measuring light spot (P). If so, the position is determined. The discriminating unit (13) to be stored, based on the luminance data from the nine pixels (4) stored in the storage unit (12), FIGS. 2 (A) to 2 (D) and 3 (A) to (A). As shown in D), the memory is divided into three parts, and eight types of distribution data are calculated.
Calculate the curved surface (U) corresponding to the distribution of the luminance data as shown in, the inclination of the curved surface (U), the inclination determination unit (15) to determine whether it is within the preset value And a height discriminating unit (16) for discriminating whether or not the height of the curved surface (U) is within a preset value, and the vertex of the curved surface (U) has 9 pixels. Of the four pixels (4), the central discriminating unit (17) for discriminating whether or not the pixel is located on the central pixel (4) and the nine pixels (4) in which the luminance data is stored in the storage unit, An X counter (18) and a Y counter (19) for detecting the X coordinate and the Y coordinate of the pixel (4) located at the center on the solid-state sensor (3), an inclination determination unit (15), and a height determination unit ( 16), the X coordinate of the pixel (4) located at the center of the nine pixels (4) by the storage permission signal from the AND circuit (20) only when all the determination results from the center determination unit (17) are OK. And Y coordinate It is made from a FIFO memory (21) go.

【0021】尚、傾き判別部(15)及び高さ判別部(16)に
予め設定される設定値(A)(B)(C)(D)は、ピクセル群の各
ピクセル(4)からの輝度データの輝度レベルに対応して
得られる曲面の内、被測定物上に照射されたレーザスポ
ットによる測定用光点(P)を捕らえた時に得られる曲面
の傾斜及び高さを基準として設定してあり、被測定物上
に外光の反射等によって形成される光点と、レーザスポ
ットによって形成された測定用光点(P)とを明確に分離
できるようにしてある。
The set values (A), (B), (C) and (D) preset in the inclination discriminating section (15) and the height discriminating section (16) are obtained from each pixel (4) of the pixel group. Of the curved surface obtained corresponding to the brightness level of the brightness data, the inclination and height of the curved surface obtained when capturing the measurement light spot (P) by the laser spot irradiated on the DUT are set as the reference. The light spot formed by reflection of external light on the object to be measured and the measurement light spot (P) formed by the laser spot can be clearly separated.

【0022】上記構成に於いて、本発明に係る光点検出
方法により、固体センサ(3)上のどの部分が測定用光点
を検出しているかを検出するには、固体センサ(3)から
シリアルに出力される各ピクセル(4)の輝度データを記
憶部(12)に送ると同時に、記憶部(12)を介してフレーム
メモリ(10)にも送る。
In the above structure, in order to detect which part on the solid-state sensor (3) is detecting the measuring light spot by the light spot detection method according to the present invention, the solid-state sensor (3) is used. The brightness data of each pixel (4) that is serially output is sent to the storage unit (12), and at the same time, sent to the frame memory (10) via the storage unit (12).

【0023】すると、記憶部(12)は、ピクセル(4)の輝
度データの内、隣接する9個のピクセル(4)の輝度デー
タを順次記憶して行く。
Then, the storage section (12) sequentially stores the brightness data of nine adjacent pixels (4) among the brightness data of the pixel (4).

【0024】そして、記憶部(12)の9個のメモリ(14)の
全てが第1回目のの輝度データの記憶を完了すると、こ
の輝度データを元に第1回目の曲面(U)を算出を行い、
この曲面(U)の傾斜が、設定値(A)(B)内に入っているか
否かを傾斜角判別部(15)によって判別し、曲面(U)の高
さが設定値(C)(D)内に入っているか否かを高さ判別部(1
6)によって判別し、更に、曲面(U)の中心が9個のメモ
リの中心上に位置するか否かを中心判別部(17)によって
判別する。
When all of the nine memories (14) of the storage section (12) have finished storing the first brightness data, the first curved surface (U) is calculated based on this brightness data. And then
Whether the inclination of the curved surface (U) is within the set values (A) and (B) is determined by the inclination angle determination unit (15), and the height of the curved surface (U) is set to the set value (C) ( D) Check whether it is inside the height discriminating unit (1
Then, the center discriminating unit (17) discriminates whether the center of the curved surface (U) is located on the center of the nine memories.

【0025】そして、上記3つの判別結果が全てOKの
場合、即ち、今記憶部(12)が記憶しているピクセル群の
中央が、測定用光点(P)からの光を受光していると判別
した時には、この時のピクセル群の内、中央に位置して
いるピクセル(4)のX座標及びY座標を、Xカウンタ(1
8)及びYカウンタ(19)から読み取り、この時のX座標及
びY座標をFIFOメモリ(21)に記憶させる。
When all of the above three determination results are OK, that is, the center of the pixel group currently stored in the storage section (12) receives the light from the measurement light point (P). When it is determined that the X coordinate and the Y coordinate of the pixel (4) located in the center of the pixel group at this time are set to the X counter (1
8) and the Y counter (19) are read, and the X and Y coordinates at this time are stored in the FIFO memory (21).

【0026】以後、固体センサ(3)から記憶部(12)に向
けて各ピクセル(4)からの輝度データが送られ、記憶部
(12)の各メモリ(14)に記憶される輝度データが更新され
る毎に上記作業が繰返される。
Thereafter, the brightness data from each pixel (4) is sent from the solid-state sensor (3) to the storage unit (12), and the storage unit
The above operation is repeated every time the brightness data stored in each memory (14) (12) is updated.

【0027】上記のようにして、固体センサ(3)の各ピ
クセル(4)からの輝度データが記憶部(12)を介してフレ
ームメモリ(10)に送られ、各ピクセル(4)の輝度データ
が記憶されて行く間に、スポット判定回路(11)では、上
記作業と平行して各ピクセル(4)の内、どのピクセル(4)
が測定用光点(P)からの光を受光しているかの検出を行
い、測定用光点(P)からの光を受光しているピクセル(4)
のX座標、Y座標を記憶して行く。
As described above, the brightness data from each pixel (4) of the solid-state sensor (3) is sent to the frame memory (10) via the storage unit (12), and the brightness data of each pixel (4) is sent. In the spot determination circuit (11), which pixel (4) among the pixels (4) is parallel to the above work while being stored.
Pixel (4) that detects whether light is being received from the measuring light spot (P) and is receiving light from the measuring light spot (P)
Memorize the X and Y coordinates of.

【0028】そして、フレームメモリ(10)に固体センサ
(3)の1フレーム分の各ピクセル(4)の輝度データが全て
記憶されると、この記憶作業が終了した時点では、スポ
ット判定回路(11)のFIFOメモリ(21)には、固体セン
サ(3)の測定用光点(P)からの光を受光しているピクセル
(4)のX座標、Y座標が記憶されている。
The solid-state sensor is added to the frame memory (10).
When all the luminance data of each pixel (4) for one frame of (3) is stored, the solid-state sensor () is stored in the FIFO memory (21) of the spot determination circuit (11) when the storage work is completed. Pixel receiving light from the measuring light spot (P) in 3)
The X and Y coordinates of (4) are stored.

【0029】従って、上記記憶作業終了後、フレームメ
モリ(10)に記憶された各ピクセル(4)の輝度データの輝
度信号レベルの分布に対応した出力曲線を算出し、この
出力曲線の最大値の位置から、最大値を出力しているピ
クセル(4)の中の更にどの位置が高出力の中心となって
いるかを検出し、この位置の角度を検出すると言った作
業を行う時、従来の如く、全てのピクセル(4)の輝度デ
ータから出力曲線を算出する必要はなく、FIFOメモ
リ(21)にX座標及びY座標が記憶されているピクセル
(4)とその周囲に位置するピクセル(4)からの輝度データ
のみによって出力曲線を算出すればよい。
Therefore, after the above storage work is completed, an output curve corresponding to the distribution of the brightness signal level of the brightness data of each pixel (4) stored in the frame memory (10) is calculated, and the maximum value of this output curve is calculated. From the position, when detecting which position in the pixel (4) that is outputting the maximum value is the center of high output and performing the task of detecting the angle of this position, as in the past, , It is not necessary to calculate the output curve from the luminance data of all pixels (4), and the pixels whose X and Y coordinates are stored in the FIFO memory (21)
The output curve may be calculated only from the luminance data from (4) and the pixels (4) located around it.

【0030】尚、上記実施例は、記憶部(12)の9個のメ
モリ(a)〜(i)の輝度データを元に輝度の分布に対応した
曲面(U)を求める例について説明したが、9個のメモリ
(a)〜(i)の輝度データから出力曲線を求め、この出力曲
線の傾き、高さ及び頂点の位置から9個のメモリ(a)〜
(i)がレーザスポットからの光を受光しているか否かを
判別するようにしてもよい。
In the above embodiment, an example in which the curved surface (U) corresponding to the luminance distribution is obtained based on the luminance data of the nine memories (a) to (i) of the storage section (12) has been described. , 9 memories
An output curve is obtained from the luminance data of (a) to (i), and nine memories (a) to (a) are obtained from the slope, height and position of the apex of this output curve.
It may be possible to determine whether or not (i) receives light from the laser spot.

【0031】次に、上記実施例に於いて、固体センサ
(3)の各ピクセル(4)の感度分布が均一でなく、ピクセル
(4)のある列のみが極端に感度が悪い場合は、その列の
ピクセル(4)からの輝度データは使用せず、使用禁止と
しているピクセル(4)が、曲面(U)算出時に使用するピク
セル群の中に入っている場合は、このピクセル(4)の両
端のピクセル(4)の輝度データを元に補間を行う場合の
実施例を説明する。
Next, in the above embodiment, the solid-state sensor
The sensitivity distribution of each pixel (4) in (3) is not uniform and
If only the column with (4) is extremely insensitive, the luminance data from pixel (4) in that column is not used and the prohibited pixel (4) is used when calculating the curved surface (U). If the pixel is included in the pixel group, an embodiment will be described in which interpolation is performed based on the luminance data of the pixels (4) at both ends of the pixel (4).

【0032】この実施例に係る補正方法を実現するに
は、図1に示した判別部(13)に、不良ピクセルの位置を
予め記憶させておくディフェクト位置設定部(22)と、X
カウンタ(18)及びYカウンタ(19)からの位置データと、
ディフェクト位置設定部(22)に記憶させた不良ピクセル
の位置データとを比較し、今記憶部(12)に記憶されされ
ているデータに対応したピクセルが不良ピクセルか否か
を判別するための比較回路(23)とを追加する。
In order to implement the correction method according to this embodiment, the discriminator (13) shown in FIG. 1 is provided with a defect position setting unit (22) for pre-storing the position of the defective pixel, and an X position.
Position data from the counter (18) and Y counter (19),
Comparison for comparing with the defective pixel position data stored in the defect position setting section (22) to determine whether or not the pixel corresponding to the data currently stored in the storage section (12) is a defective pixel Add circuit (23) and.

【0033】そして、この比較回路(23)が、今記憶部(1
2)の各メモリ(a)〜(i)に対応しているピクセル(4)に不
良ピクセルのデータが入力されていることを検出する
と、下記の様な補間作業を行う。
Then, this comparison circuit (23) is
When it is detected that defective pixel data is input to the pixel (4) corresponding to each memory (a) to (i) in 2), the following interpolation work is performed.

【0034】例えば、各メモリ(a)〜(i)の内、メモリ
(e)が不良ピクセルからのデータを記憶しているとする
と、不良ピクセルに対応したメモリ(e)の両端のメモリ
(d)(f)の輝度データの平均を不良ピクセルに対応したメ
モリ(e)の輝度データとするのではなく、測定用光点検
出時に得られる曲面(U)の平均的な形状を記憶してお
き、補間を行うことによって得られる曲面(U)が、平均
的な曲面(U)に近付くように補間を行う。
For example, among the memories (a) to (i), the memory
If (e) stores the data from the defective pixel, the memory at both ends of the memory (e) corresponding to the defective pixel.
Instead of using the average of the brightness data of (d) and (f) as the brightness data of the memory (e) corresponding to the defective pixel, the average shape of the curved surface (U) obtained at the time of detecting the measurement light spot is stored. The interpolation is performed so that the curved surface (U) obtained by performing the interpolation approaches the average curved surface (U).

【0035】即ち、メモリ(e)が不良ピクセルに対応し
ている場合、両端のメモリ(d)(f)の輝度データの平均を
メモリ(e)の輝度データとして補間を行うと、要する
に、e=(d+f)/2とすると、図5に示すように、
分布データは、破線(L)に示す実際の分布状態と大きく
掛け離れてしまう。
That is, when the memory (e) corresponds to a defective pixel, when the average of the luminance data of the memories (d) and (f) at both ends is used as the luminance data of the memory (e), the interpolation is performed. = (D + f) / 2, as shown in FIG.
The distribution data greatly deviates from the actual distribution state shown by the broken line (L).

【0036】従って、本発明に於いては、上記補間を行
う場合、不良ピクセル(4)に対応したメモリ(e)の両端の
メモリ(d)(f)の輝度データの平均をメモリ(e)の輝度デ
ータとするのではなく、測定用光点検出時に得られる曲
面(U)の平均的な形状を記憶しておき、図6に示す如
く、補間を行うことによって得られる曲面(U)が、実線
(M)に示す平均的な曲面(U)に近付くように補間を行うよ
うにしてある。
Therefore, in the present invention, when the above interpolation is performed, the average of the luminance data of the memories (d) and (f) at both ends of the memory (e) corresponding to the defective pixel (4) is averaged in the memory (e). The average shape of the curved surface (U) obtained at the time of detecting the light spot for measurement is stored, and the curved surface (U) obtained by interpolation is stored as shown in FIG. ,solid line
The interpolation is performed so as to approach the average curved surface (U) shown in (M).

【0037】また、このようにして補間作業を行った場
合、この補間を行ったデータを元に、判別部(13)で判別
を行うと同時に、このデータをフレームメモリ(10)にも
送ることにより、フレームメモリ(10)にも補間されたデ
ータが記憶されるようにしておく。
Further, when the interpolation work is performed in this way, the determination unit (13) makes a determination based on the interpolated data and at the same time sends the data to the frame memory (10). Thus, the interpolated data is also stored in the frame memory (10).

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、CCD
カメラの固体センサの各ピクセルからの輝度データをフ
レームメモリに記憶させて行く間に、各ピクセルの内、
どのピクセルが測定用光点からの光を受光しているかを
検出するようにしたから、フレームメモリに記憶された
各ピクセルの輝度データを元に測定用光点の位置を算出
する時、従来のように、全てのピクセルの輝度データか
ら出力曲線を算出する必要がなくなり、この算出に必要
なピクセルの輝度データだけを元に演算動作を行えるよ
うになる。
As described above, according to the present invention, the CCD
While storing the brightness data from each pixel of the solid state sensor of the camera in the frame memory,
Since it is detected which pixel receives the light from the measurement light spot, when calculating the position of the measurement light spot based on the brightness data of each pixel stored in the frame memory, the conventional As described above, it is not necessary to calculate the output curve from the brightness data of all the pixels, and the calculation operation can be performed based on only the brightness data of the pixels necessary for this calculation.

【0039】従って、三次元測定に於ける測定精度を向
上させるため、CCDカメラの固体センサに、例えばピ
クセル数が100万と言った非常にピクセル数の多いも
のを使用しても、測定用光点検出に要する演算時間が大
幅に増加するのを防止でき、高精度、かつ、高速な三次
元測定を実現できるようになる。
Therefore, in order to improve the measurement accuracy in the three-dimensional measurement, even if the solid-state sensor of the CCD camera has a very large number of pixels, for example, one million, the measuring light is used. The calculation time required for point detection can be prevented from significantly increasing, and high-accuracy and high-speed three-dimensional measurement can be realized.

【0040】また、不良ピクセルの位置を予め記憶して
おき、このピクセルからのデータが記憶部に送られてき
た時には、このピクセルからのデータは使用せず、その
両端に位置するピクセルからのデータと、予め記憶させ
ておいた平均的な分布データとを元に補間作業を行うこ
とにより、より正確な三次元測定を可能にしている。
Further, when the position of the defective pixel is stored in advance and the data from this pixel is sent to the storage section, the data from this pixel is not used, but the data from the pixels located at both ends thereof is not used. By performing the interpolation operation based on the average distribution data stored in advance, more accurate three-dimensional measurement is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を説明するためのブロック図。FIG. 1 is a block diagram for explaining the present invention.

【図2】各ピクセルからの輝度データの分布例を示すグ
ラフ。
FIG. 2 is a graph showing a distribution example of luminance data from each pixel.

【図3】各ピクセルからの輝度データの分布例を示すグ
ラフ。
FIG. 3 is a graph showing a distribution example of brightness data from each pixel.

【図4】図2及び図3のデータを元に作成した曲面を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a curved surface created based on the data of FIGS. 2 and 3;

【図5】従来の補間作業に1例を説明するためのグラ
フ。
FIG. 5 is a graph for explaining an example of conventional interpolation work.

【図6】本発明な係る補間作業を説明するためのグラ
フ。
FIG. 6 is a graph for explaining an interpolation operation according to the present invention.

【図7】3次元測定の一例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing an example of three-dimensional measurement.

【図8】3次元測定時の固体センサへの測定用光点から
の光の入射状態を示す斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which light from a measurement light spot is incident on a solid-state sensor during three-dimensional measurement.

【図9】出力曲線の一例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing an example of an output curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H 被測定物 P 測定用光点 1 CCDカメラ 3 固体センサ 4 ピクセル 10 フレームメモリ 11 スポット判定回路 12 記憶部 13 判別部 15 傾き判別部 16 高さ判別部 17 中心判別部 18 Xカウンタ 19 Yカウンタ 21 FIFOメモリ 22 ディフェクト位置設定部 23 比較回路 a メモリ b メモリ c メモリ d メモリ e メモリ f メモリ g メモリ h メモリ i メモリ H object to be measured P measurement light spot 1 CCD camera 3 solid state sensor 4 pixel 10 frame memory 11 spot determination circuit 12 storage unit 13 determination unit 15 inclination determination unit 16 height determination unit 17 center determination unit 18 X counter 19 Y counter 21 FIFO memory 22 Defect position setting section 23 Comparison circuit a memory b memory c memory d memory e memory f memory g memory h memory i memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物上に形成される測定用光点を複
数のCCDカメラにより撮像し、この時の固体センサの
各ピクセルからの輝度信号レベルの分布に対応した出力
曲線を算出し、この出力曲線の最大値を出力している位
置を検出し、この位置の角度を算出することにより、被
測定物の三次元の寸法を求めるものに於いて、 固体センサの各ピクセルからの輝度データをフレームメ
モリに記憶させる間に、固体センサの所定数のピクセル
群の輝度データを順次スポット判定回路に取込み、この
スポット判定回路にて、所定数のピクセルからの輝度信
号レベルの分布に対応した曲線或いは曲面を順次算出
し、この曲線或いは曲面が測定用光点からの物であると
判別された時、この曲線或いは曲面の中心に位置するピ
クセルの固体センサ上での位置を記憶して行き、フレー
ムメモリに固体センサの各ピクセルからの輝度データの
記憶が終了した時点で、固体センサのどのピクセルが測
定用光点からの光を受光しているかの判別を終了するよ
うにしたことを特徴とする三次元測定に於ける光点の検
出方法。
1. A measurement light spot formed on an object to be measured is imaged by a plurality of CCD cameras, and an output curve corresponding to a distribution of a luminance signal level from each pixel of a solid-state sensor at this time is calculated, The luminance data from each pixel of the solid-state sensor is used to obtain the three-dimensional dimension of the DUT by detecting the position where the maximum value of this output curve is output and calculating the angle of this position. While storing in the frame memory, the brightness data of a predetermined number of pixel groups of the solid-state sensor are sequentially taken into the spot determination circuit, and in this spot determination circuit, a curve corresponding to the distribution of the brightness signal level from the predetermined number of pixels. Alternatively, when the curved surface is sequentially calculated and it is determined that the curved surface or curved surface is from the measurement light spot, the position of the pixel located at the center of the curved surface or curved surface on the solid-state sensor is determined. When the luminance data from each pixel of the solid-state sensor is stored in the frame memory, the determination of which pixel of the solid-state sensor receives the light from the measuring light spot is ended. A method for detecting a light spot in three-dimensional measurement characterized by the above.
【請求項2】 固体センサの各ピクセルからの輝度デー
タをフレームメモリに記憶させる間に、固体センサの所
定数のピクセル群の輝度データを順次スポット判定回路
に取込み、このスポット判定回路にて、所定数のピクセ
ルからの輝度信号レベルの分布に対応した曲線或いは曲
面を順次算出すると共に、固体センサの各ピクセルの
内、感度不足等の欠陥のあるピクセルの位置を予め設定
できるようにしておくことによって、正常なピクセルか
らのデータは固体センサのデータをそのまま出力し、欠
陥のあるピクセルであった場合は、スポット判定回路の
算出した曲線或いは曲面より求めたデータを出力するこ
とにより、固体センサの欠陥による影響を小さくするよ
うにしたことを特徴とする三次元測定に於ける光点の補
正方法。
2. While the brightness data from each pixel of the solid-state sensor is stored in the frame memory, the brightness data of a predetermined number of pixel groups of the solid-state sensor are sequentially taken into a spot determination circuit, and this spot determination circuit determines a predetermined value. By sequentially calculating the curve or curved surface corresponding to the distribution of the luminance signal level from several pixels, and by setting the position of the defective pixel such as lack of sensitivity among the pixels of the solid-state sensor in advance. , The data from the normal pixel is output as it is from the solid-state sensor, and if it is a defective pixel, the data obtained from the curve or curved surface calculated by the spot determination circuit is output to detect the defect of the solid-state sensor. A method of correcting a light spot in three-dimensional measurement, which is characterized by reducing the influence of the light.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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