JPH0727528A - 構造物の部材の計測方法および計測装置 - Google Patents
構造物の部材の計測方法および計測装置Info
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- JPH0727528A JPH0727528A JP16908093A JP16908093A JPH0727528A JP H0727528 A JPH0727528 A JP H0727528A JP 16908093 A JP16908093 A JP 16908093A JP 16908093 A JP16908093 A JP 16908093A JP H0727528 A JPH0727528 A JP H0727528A
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- Japan
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- measuring
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度・短時間・少人数・低コストという４
つの条件を同時に満たすように、規模が大きくしかも多
数の測点を有する構造物の部材を測定すること。 【構成】 固体撮像素子カメラ１を用いて写真測量方式
により測定する範囲を限定し、その測定範囲に入るよう
にターンテーブル２上の被測定物を回転させて全体の形
状を三次元計測すること。
つの条件を同時に満たすように、規模が大きくしかも多
数の測点を有する構造物の部材を測定すること。 【構成】 固体撮像素子カメラ１を用いて写真測量方式
により測定する範囲を限定し、その測定範囲に入るよう
にターンテーブル２上の被測定物を回転させて全体の形
状を三次元計測すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼橋，鉄塔，鉄骨，コ
ンクリート橋梁などの構造物の部材の三次元形状および
尺度を短時間に高精度で計測するための装置に関するも
のである。
ンクリート橋梁などの構造物の部材の三次元形状および
尺度を短時間に高精度で計測するための装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】多数の測点を有する構造物の形状検査を
詳細に行うには、三次元計測が必要になる。従来、この
ような計測では鋼巻尺，接触型測定機，写真機，測角儀
などが用いられてきた。これらの計測機のうち、鋼巻尺
は取り扱いが簡単である反面、構造物の形状が複雑にな
ると三次元計測ができなくなる。また接触型測定機は高
精度で計測できるが、被測定物が大きい場合は大規模の
装置となり、多大の設備投資を余儀なくされる。さらに
写真機による測定では、多点を同時に計測できるが、フ
ィルムを基に画像解析を行わなければならないので、後
処理に手間がかかる。加えて、最近では測角儀によって
高精度で計測する機械が開発されているが、これは１点
ずつ視準しなければならないので、多大の計測時間を要
する。以上の理由により、これまでは規模が大きく、し
かも多数の測点を有するような構造物を効率良く計測で
きる有効な手段はなかった。
詳細に行うには、三次元計測が必要になる。従来、この
ような計測では鋼巻尺，接触型測定機，写真機，測角儀
などが用いられてきた。これらの計測機のうち、鋼巻尺
は取り扱いが簡単である反面、構造物の形状が複雑にな
ると三次元計測ができなくなる。また接触型測定機は高
精度で計測できるが、被測定物が大きい場合は大規模の
装置となり、多大の設備投資を余儀なくされる。さらに
写真機による測定では、多点を同時に計測できるが、フ
ィルムを基に画像解析を行わなければならないので、後
処理に手間がかかる。加えて、最近では測角儀によって
高精度で計測する機械が開発されているが、これは１点
ずつ視準しなければならないので、多大の計測時間を要
する。以上の理由により、これまでは規模が大きく、し
かも多数の測点を有するような構造物を効率良く計測で
きる有効な手段はなかった。
【０００３】図５(a), (b)は鋼橋部材のうち長さが３ｍ
程度の部材を示す斜視図である。測点は現場継手部のボ
ルト孔１０である。従来はこれらの多数の測点を高精度
で、しかも効率良く計測できる機械は存在しなかった。
程度の部材を示す斜視図である。測点は現場継手部のボ
ルト孔１０である。従来はこれらの多数の測点を高精度
で、しかも効率良く計測できる機械は存在しなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
計測機械によって規模が大きく、しかも多数の測点を有
する構造物を測定するには、高精度・短時間・少人数・
低コストという４つの条件を同時に満たすことができな
い。このため従来の方法では形状検査として計測場に組
み込むための有効な手段がないという問題がある。
計測機械によって規模が大きく、しかも多数の測点を有
する構造物を測定するには、高精度・短時間・少人数・
低コストという４つの条件を同時に満たすことができな
い。このため従来の方法では形状検査として計測場に組
み込むための有効な手段がないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
め本発明においては、固体撮像素子カメラを用いて写真
測量方式により測定する範囲を限定し、その測定範囲に
入るように被測定物を回転させて全体の形状を三次元計
測する。
め本発明においては、固体撮像素子カメラを用いて写真
測量方式により測定する範囲を限定し、その測定範囲に
入るように被測定物を回転させて全体の形状を三次元計
測する。
【０００６】また、本発明では被測定物を三次元測定す
るために固体撮像素子カメラを設置すると共に、被測定
物を乗せるターンテーブルを設け、その回転角を計測す
るためのロータリーエンコーダを設けて全体の形状を三
次元計測する計測装置を構成する。
るために固体撮像素子カメラを設置すると共に、被測定
物を乗せるターンテーブルを設け、その回転角を計測す
るためのロータリーエンコーダを設けて全体の形状を三
次元計測する計測装置を構成する。
【０００７】また、ターンテーブルの回転角の計測に関
しては、ターンテーブルに設けた基準点をターンテーブ
ルの回転前と１回転近く回転した後で固体撮像素子カメ
ラにより三次元測定することによって、ロータリーエン
コーダのキャリブレーションをしなくても済むような計
測方法を用いる。
しては、ターンテーブルに設けた基準点をターンテーブ
ルの回転前と１回転近く回転した後で固体撮像素子カメ
ラにより三次元測定することによって、ロータリーエン
コーダのキャリブレーションをしなくても済むような計
測方法を用いる。
【０００８】さらに、ターンテーブルの回転角の計測装
置としては、固体撮像素子カメラを設置すると共に、タ
ーンテーブルにロータリーエンコーダと基準点を設け
て、ロータリーエンコーダのキャリブレーションをしな
くても済むような計測装置を構成する。
置としては、固体撮像素子カメラを設置すると共に、タ
ーンテーブルにロータリーエンコーダと基準点を設け
て、ロータリーエンコーダのキャリブレーションをしな
くても済むような計測装置を構成する。
【０００９】
【作用】上述のように本発明の第１〜第４発明によれ
ば、固体撮像素子カメラの視野に入った多数の測点を即
座に計測することができる。また本発明では、鋼橋の例
を採ると、ターンテーブル上に部材を複数個重ねて同時
に計測できるので計測効率が向上する。さらに、本発明
では固体撮像素子カメラを必要最小限にとどめているの
で計測場は狭いエリアで済み、計測装置は大規模になら
ないためコストも低下する。
ば、固体撮像素子カメラの視野に入った多数の測点を即
座に計測することができる。また本発明では、鋼橋の例
を採ると、ターンテーブル上に部材を複数個重ねて同時
に計測できるので計測効率が向上する。さらに、本発明
では固体撮像素子カメラを必要最小限にとどめているの
で計測場は狭いエリアで済み、計測装置は大規模になら
ないためコストも低下する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明実施の一例態様を説明するが、
これは単に説明用のもので、発明思想の制限または限定
を意味するものではない。
これは単に説明用のもので、発明思想の制限または限定
を意味するものではない。
【００１１】図１は第１発明の計測原理を説明するため
の平面図である。図のＯ−ｘ1 ｙ1ｚ1 は２台の固体撮
像素子カメラ１で計測するカメラ座標系である。いま、
測点ｉを２台の固体撮像素子カメラ１で計測し、ターン
テーブル２をθ1 （ラジアン）回転したとすると、測点
ｉのカメラ計測座標値（ｘ1 〔ｉ〕，ｙ1 〔ｉ〕，ｚ 1
〔ｉ〕）は下記(1) 式のようにＯ−ＸＹＺの三次元計測
大座標値（Ｘ〔ｉ〕，Ｙ〔ｉ〕，Ｚ〔ｉ〕）として統合
することができる。
の平面図である。図のＯ−ｘ1 ｙ1ｚ1 は２台の固体撮
像素子カメラ１で計測するカメラ座標系である。いま、
測点ｉを２台の固体撮像素子カメラ１で計測し、ターン
テーブル２をθ1 （ラジアン）回転したとすると、測点
ｉのカメラ計測座標値（ｘ1 〔ｉ〕，ｙ1 〔ｉ〕，ｚ 1
〔ｉ〕）は下記(1) 式のようにＯ−ＸＹＺの三次元計測
大座標値（Ｘ〔ｉ〕，Ｙ〔ｉ〕，Ｚ〔ｉ〕）として統合
することができる。
【数１】 以上のように、本発明の第１発明は被測定物を回転させ
ながら固体撮像素子カメラによって全体の形状を三次元
計測する方法である。
ながら固体撮像素子カメラによって全体の形状を三次元
計測する方法である。
【００１２】図２は第２発明の計測装置を説明するため
の斜視図である。図において、固体撮像素子カメラ１を
２台用いて写真測量方式により測定する範囲を限定し、
その測定範囲に入るようにターンテーブル２上の被測定
物４を回転させ、その回転角を計測するためロータリー
エンコーダ３をターンテーブル２に設けて構造物の計測
装置を構成する。
の斜視図である。図において、固体撮像素子カメラ１を
２台用いて写真測量方式により測定する範囲を限定し、
その測定範囲に入るようにターンテーブル２上の被測定
物４を回転させ、その回転角を計測するためロータリー
エンコーダ３をターンテーブル２に設けて構造物の計測
装置を構成する。
【００１３】図３は第３発明のターンテーブルの回転角
の計測方法を説明するための平面図である。図におい
て、ターンテーブル２に設けた基準点Ｓを、ターンテー
ブルの回転前の位置Ｓ1 と１回転に近い位置ＳN をそれ
ぞれ固体撮像素子カメラによって三次元測定する。そし
てこれらの座標値を基にΔＬの寸法を算出し、これとタ
ーンテーブル２の回転中心Ｏから基準点Ｓまでの距離Ｒ
により、Δθ（ラジアン）を下記の(2) 式のように算出
する。 Δθ＝ΔＬ／Ｒ …(2) 次に、ターンテーブル２が回転し基準点がＳN の位置に
なったときのロータリーエンコーダの読み値をＰN （パ
ルス）とすると、ターンテーブル２が１回転した場合の
ロータリーエンコーダの読み値Ｐ360 （パルス）は下記
の(3) 式になる。 Ｐ360 ＝２π×ＰN ／（２π−Δθ） …(3) したがって、ロータリーエンコーダの読み値がＰi （パ
ルス）になった時のターンテーブル２の回転角θi （ラ
ジアン）は下記の(4) 式のように算出することができ
る。 θi ＝２π×Ｐi ／Ｐ360 …(4) 以上のように、本発明の第３発明はロータリーエンコー
ダのキャリブレーションをしなくても済むような計測方
法である。
の計測方法を説明するための平面図である。図におい
て、ターンテーブル２に設けた基準点Ｓを、ターンテー
ブルの回転前の位置Ｓ1 と１回転に近い位置ＳN をそれ
ぞれ固体撮像素子カメラによって三次元測定する。そし
てこれらの座標値を基にΔＬの寸法を算出し、これとタ
ーンテーブル２の回転中心Ｏから基準点Ｓまでの距離Ｒ
により、Δθ（ラジアン）を下記の(2) 式のように算出
する。 Δθ＝ΔＬ／Ｒ …(2) 次に、ターンテーブル２が回転し基準点がＳN の位置に
なったときのロータリーエンコーダの読み値をＰN （パ
ルス）とすると、ターンテーブル２が１回転した場合の
ロータリーエンコーダの読み値Ｐ360 （パルス）は下記
の(3) 式になる。 Ｐ360 ＝２π×ＰN ／（２π−Δθ） …(3) したがって、ロータリーエンコーダの読み値がＰi （パ
ルス）になった時のターンテーブル２の回転角θi （ラ
ジアン）は下記の(4) 式のように算出することができ
る。 θi ＝２π×Ｐi ／Ｐ360 …(4) 以上のように、本発明の第３発明はロータリーエンコー
ダのキャリブレーションをしなくても済むような計測方
法である。
【００１４】図４(a), (b)は第４発明の計測装置を説明
するための平面図と側面図である。これらの図のよう
に、固体撮像素子カメラ１を設置し、また基準点９をタ
ーンテーブル２に設け、さらにターンテーブル２の下面
側にロータリーエンコーダ３を設置して、ロータリーエ
ンコーダ３のキャリブレーションをしなくても済むよう
な回転角の計測装置を構成する。
するための平面図と側面図である。これらの図のよう
に、固体撮像素子カメラ１を設置し、また基準点９をタ
ーンテーブル２に設け、さらにターンテーブル２の下面
側にロータリーエンコーダ３を設置して、ロータリーエ
ンコーダ３のキャリブレーションをしなくても済むよう
な回転角の計測装置を構成する。
【００１５】
【発明の効果】上述のように本発明の第１〜第４発明に
よれば、固体撮像素子カメラの視野に入った多数の測点
を即座に計測することができる。また本発明では、鋼橋
の例を採ると、ターンテーブル上に部材を複数個重ねて
同時に計測できるので計測効率が向上する。さらに、本
発明では固体撮像素子カメラを必要最小限にとどめてい
るので計測場は狭いエリアで済み、計測装置は大規模に
ならないためコストも低下する。したがって本発明によ
れば、規模が大きく、しかも多数の測点を有する構造物
の部材測定において、高精度・短時間・少人数・低コス
トという４つの条件を同時に満たすことができるという
効果がある。
よれば、固体撮像素子カメラの視野に入った多数の測点
を即座に計測することができる。また本発明では、鋼橋
の例を採ると、ターンテーブル上に部材を複数個重ねて
同時に計測できるので計測効率が向上する。さらに、本
発明では固体撮像素子カメラを必要最小限にとどめてい
るので計測場は狭いエリアで済み、計測装置は大規模に
ならないためコストも低下する。したがって本発明によ
れば、規模が大きく、しかも多数の測点を有する構造物
の部材測定において、高精度・短時間・少人数・低コス
トという４つの条件を同時に満たすことができるという
効果がある。
【図１】本発明の第１発明の測定原理を説明するための
平面図である。
平面図である。
【図２】本発明の第２発明の計測装置を説明するための
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明の第３発明のターンテーブルの回転角の
測定原理を説明するための平面図である。
測定原理を説明するための平面図である。
【図４】(a) は、本発明の第３発明のターンテーブルの
回転角の測定装置を説明するための平面図であり、(b)
は、その側面図である。
回転角の測定装置を説明するための平面図であり、(b)
は、その側面図である。
【図５】(a) は、鋼橋部材の横桁を示す斜視図であり、
(b) は、鋼橋部材の対傾構を示す斜視図である。
(b) は、鋼橋部材の対傾構を示す斜視図である。
１ 固体撮像カメラ（ＣＣＤカメラ） ２ ターンテーブル ３ ロータリーエンコーダ ４ 被測定物（部材） ５ ターンテーブルの回転軸 ｉ 測点 Ｓ1 ターンテーブル回転前の基準点位置 ＳN ターンテーブルを１回転近く廻した時の基準点位
置 ＰN ターンテーブルを１回転近く廻した時のロータリ
ーエンコーダの読み値 θi ターンテーブルの回転角 Ｐi ロータリーエンコーダの読み値 ６ レール ７ ローラ ８ 軸 ９ 基準点 １０ ボルト孔 １１ カメラポスト １２ ターンテーブル支持台
置 ＰN ターンテーブルを１回転近く廻した時のロータリ
ーエンコーダの読み値 θi ターンテーブルの回転角 Ｐi ロータリーエンコーダの読み値 ６ レール ７ ローラ ８ 軸 ９ 基準点 １０ ボルト孔 １１ カメラポスト １２ ターンテーブル支持台
Claims (4)
- 【請求項１】 固体撮像素子カメラを用いて写真測量方
式により測定する範囲を限定し、その測定範囲に入るよ
うに被測定物を回転させて全体の形状を三次元計測する
ようにしたことを特徴とする構造物の部材の計測方法。 - 【請求項２】 被測定物を三次元測定するために固体撮
像素子カメラを設置すると共に、被測定物を乗せるター
ンテーブルを設け、その回転角を計測するためのロータ
リーエンコーダを設けて全体の形状を三次元計測するよ
うにしたことを特徴とする構造物の部材の計測装置。 - 【請求項３】 ターンテーブルに設けた基準点をターン
テーブルの回転前と１回転近く回転した後で固体撮像素
子カメラにより三次元測定することによって、ロータリ
ーエンコーダのキャリブレーションをしなくても済むよ
うにしたことを特徴とする回転角の計測方法。 - 【請求項４】 ターンテーブルの回転角を計測するた
め、固体撮像素子カメラを設置すると共に、ターンテー
ブルにロータリーエンコーダと基準点を設けて、ロータ
リーエンコーダのキャリブレーションをしなくても済む
ようにしたことを特徴とする回転角の計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169080A JP2731336B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 構造物の部材の計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169080A JP2731336B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 構造物の部材の計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727528A true JPH0727528A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2731336B2 JP2731336B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=15879957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169080A Expired - Fee Related JP2731336B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 構造物の部材の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731336B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010091419A (ko) * | 2000-03-15 | 2001-10-23 | 김시중 | 자동 사진촬영을 이용한 3차원 이미지 제작장치 및 그 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287807A (ja) * | 1985-10-13 | 1987-04-22 | Yasusato Honda | 三次元物体の全体形状の視覚的決定法 |
| JPH04500408A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-01-23 | カムシス・インコーポレーテッド | 変形体の表面のひずみ分布を測定するためのコンピュータ化された方法 |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP5169080A patent/JP2731336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287807A (ja) * | 1985-10-13 | 1987-04-22 | Yasusato Honda | 三次元物体の全体形状の視覚的決定法 |
| JPH04500408A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-01-23 | カムシス・インコーポレーテッド | 変形体の表面のひずみ分布を測定するためのコンピュータ化された方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010091419A (ko) * | 2000-03-15 | 2001-10-23 | 김시중 | 자동 사진촬영을 이용한 3차원 이미지 제작장치 및 그 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2731336B2 (ja) | 1998-03-25 |
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Legal Events
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