JPH07332949A - 三次元形状入力装置 - Google Patents
三次元形状入力装置Info
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- JPH07332949A JPH07332949A JP6124922A JP12492294A JPH07332949A JP H07332949 A JPH07332949 A JP H07332949A JP 6124922 A JP6124922 A JP 6124922A JP 12492294 A JP12492294 A JP 12492294A JP H07332949 A JPH07332949 A JP H07332949A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置本体に回転機構を取り付ける際に生じる
取り付け誤差等の製造誤差がある場合であっても、その
誤差を容易に補正して測定対象物の断面形状を正確に計
測できる三次元形状入力装置を提供する。 【構成】 回転機構４による所定角度の回転姿勢毎に、
光学機構３により検出される測定対象物２からの散乱光
線束データから測定対象物２の表面形状データを演算導
出し、その表面形状データを回転機構４の回転中心周り
に座標回転して断面形状データを求める演算機構５に対
し、回転機構４の回転軸芯に平行に取り付けた基準測定
対象物としての半径Ｒの円筒に対する、演算機構５によ
り演算導出された複数の回転姿勢毎の表面形状データか
ら、それぞれの中心座標を求めて、求まった複数の回転
姿勢毎の中心座標を通る円の中心座標を、演算機構５に
よる座標回転演算の回転中心として補正する回転中心座
標補正機構６を設ける。
取り付け誤差等の製造誤差がある場合であっても、その
誤差を容易に補正して測定対象物の断面形状を正確に計
測できる三次元形状入力装置を提供する。 【構成】 回転機構４による所定角度の回転姿勢毎に、
光学機構３により検出される測定対象物２からの散乱光
線束データから測定対象物２の表面形状データを演算導
出し、その表面形状データを回転機構４の回転中心周り
に座標回転して断面形状データを求める演算機構５に対
し、回転機構４の回転軸芯に平行に取り付けた基準測定
対象物としての半径Ｒの円筒に対する、演算機構５によ
り演算導出された複数の回転姿勢毎の表面形状データか
ら、それぞれの中心座標を求めて、求まった複数の回転
姿勢毎の中心座標を通る円の中心座標を、演算機構５に
よる座標回転演算の回転中心として補正する回転中心座
標補正機構６を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの測定用光線
束を測定対象物に向けて照射し、前記測定対象物の表面
で散乱した光線束を検出する光学機構と、前記光学機構
から臨む前記測定対象物の測定面を変化させる回転機構
と、前記回転機構による所定角度の回転姿勢毎に前記光
学機構により検出された散乱光線束の検出データに基づ
いて、前記測定対象物の表面形状データを演算導出し、
且つ、演算導出された表面形状データを前記回転機構の
回転中心周りに座標回転して断面形状データを演算導出
する演算機構とを設けて構成してある三次元形状入力装
置に関する。
束を測定対象物に向けて照射し、前記測定対象物の表面
で散乱した光線束を検出する光学機構と、前記光学機構
から臨む前記測定対象物の測定面を変化させる回転機構
と、前記回転機構による所定角度の回転姿勢毎に前記光
学機構により検出された散乱光線束の検出データに基づ
いて、前記測定対象物の表面形状データを演算導出し、
且つ、演算導出された表面形状データを前記回転機構の
回転中心周りに座標回転して断面形状データを演算導出
する演算機構とを設けて構成してある三次元形状入力装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の三次元形状入力装置としては、
測定対象物の断面形状を入力するために、前記回転機構
による所定角度の回転姿勢毎に前記光学機構により検出
された散乱光線束の検出データに基づいて、前記測定対
象物の表面の形状データ（座標データ）を求める第一演
算機構と、前記第一演算機構による形状データを前記回
転機構の回転中心周りに座標回転演算して得られた値を
合成して断面形状データを求める第二演算機構とで演算
機構を構成していた。
測定対象物の断面形状を入力するために、前記回転機構
による所定角度の回転姿勢毎に前記光学機構により検出
された散乱光線束の検出データに基づいて、前記測定対
象物の表面の形状データ（座標データ）を求める第一演
算機構と、前記第一演算機構による形状データを前記回
転機構の回転中心周りに座標回転演算して得られた値を
合成して断面形状データを求める第二演算機構とで演算
機構を構成していた。
【０００３】しかし、上述した従来技術によれば、第二
演算機構を、第一演算機構による値を回転機構の回転中
心周りに座標回転演算して得られた値をそのまま合成し
て断面形状データを求めるものであったために、測定対
象物本来の断面形状とは異なったものになるおそれがあ
った。回転機構を装置本体に取り付ける際の取り付け誤
差等により、回転機構による測定対象物の回転中心が設
計された値と異なる場合があるためである。
演算機構を、第一演算機構による値を回転機構の回転中
心周りに座標回転演算して得られた値をそのまま合成し
て断面形状データを求めるものであったために、測定対
象物本来の断面形状とは異なったものになるおそれがあ
った。回転機構を装置本体に取り付ける際の取り付け誤
差等により、回転機構による測定対象物の回転中心が設
計された値と異なる場合があるためである。
【０００４】そこで、前記回転機構の回転軸芯に重なら
せて基準測定対象物としての半径Ｒの円筒を取り付け
て、前記演算機構により得られた断面形状データと、任
意の中心点から描いた半径Ｒの円との重なり度合いが最
も大きい円の中心点を演算導出して、その値を以後の座
標回転演算を行うための回転中心とする回転中心座標補
正機構を設けることが提案されている（特願平６−９２
６４号）。
せて基準測定対象物としての半径Ｒの円筒を取り付け
て、前記演算機構により得られた断面形状データと、任
意の中心点から描いた半径Ｒの円との重なり度合いが最
も大きい円の中心点を演算導出して、その値を以後の座
標回転演算を行うための回転中心とする回転中心座標補
正機構を設けることが提案されている（特願平６−９２
６４号）。
【発明が解決しようとする課題】しかし、図３及び図４
に示すように、前記回転機構には、保持用の凹部４ａに
測定対象物２の一端を挿入した後に、測定対象物２を回
転軸心に対する径方向の三方から挟持する挟持機構を設
けて、任意の形状の測定対象物２を取り付けることがで
きるように構成していたために、基準測定対象物として
の半径Ｒの円筒を、前記回転機構の回転軸芯に平行に取
り付けることはできるが、回転軸芯に重ならせて取り付
けることが困難であるという欠点があった。本発明の目
的は上述した従来欠点を解消し、装置本体に回転機構を
取り付ける際に生じる取り付け誤差等の製造誤差がある
場合であっても、その誤差を容易に補正して測定対象物
の断面形状を正確に計測できる三次元形状入力装置を提
供する点にある。
に示すように、前記回転機構には、保持用の凹部４ａに
測定対象物２の一端を挿入した後に、測定対象物２を回
転軸心に対する径方向の三方から挟持する挟持機構を設
けて、任意の形状の測定対象物２を取り付けることがで
きるように構成していたために、基準測定対象物として
の半径Ｒの円筒を、前記回転機構の回転軸芯に平行に取
り付けることはできるが、回転軸芯に重ならせて取り付
けることが困難であるという欠点があった。本発明の目
的は上述した従来欠点を解消し、装置本体に回転機構を
取り付ける際に生じる取り付け誤差等の製造誤差がある
場合であっても、その誤差を容易に補正して測定対象物
の断面形状を正確に計測できる三次元形状入力装置を提
供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による三次元形状入力装置の特徴構成は、回
転機構の回転軸芯に平行に取り付けた基準測定対象物と
しての半径Ｒの円筒に対して、前記演算機構により演算
導出された前記回転機構による複数の回転姿勢毎の断面
形状データから、それぞれの中心座標を求めて、求まっ
た複数の回転姿勢毎の中心座標を通る円の中心座標を、
前記演算機構による座標回転演算の回転中心とする回転
中心座標補正機構を設けてある点にある。上述の構成に
おいて、前記回転中心座標補正機構による回転中心の補
正時における前記回転機構による回転姿勢が少なくとも
３姿勢であることが好ましい。
め、本発明による三次元形状入力装置の特徴構成は、回
転機構の回転軸芯に平行に取り付けた基準測定対象物と
しての半径Ｒの円筒に対して、前記演算機構により演算
導出された前記回転機構による複数の回転姿勢毎の断面
形状データから、それぞれの中心座標を求めて、求まっ
た複数の回転姿勢毎の中心座標を通る円の中心座標を、
前記演算機構による座標回転演算の回転中心とする回転
中心座標補正機構を設けてある点にある。上述の構成に
おいて、前記回転中心座標補正機構による回転中心の補
正時における前記回転機構による回転姿勢が少なくとも
３姿勢であることが好ましい。
【０００６】
【作用】一般の測定対象物を計測する前に、基準測定対
象物としての半径Ｒの円筒をその軸芯が回転機構の回転
軸芯と平行になるように取り付けて、光学機構により散
乱光線束を検出する。次に、散乱光線束の検出データに
基づいて演算機構により求まる表面形状データのうち、
回転機構の回転軸心と垂直な面上の表面形状データを断
面形状データ（基準測定対象物が半径Ｒの円筒であるの
で半径Ｒの円弧となる）として演算導出する。回転中心
座標補正機構は、前記回転機構による複数の回転姿勢毎
に演算導出された複数の円弧を示す形状データから、そ
れぞれの中心座標を求めて、求まった複数の中心座標を
通る円の中心座標を求めて、前記演算機構による座標回
転演算の回転中心とするのである。ここに、複数の中心
座標を通る円の中心座標を求めるには、例えば、任意の
中心点から描いた円との重なり度合いが最も大きい円の
中心点を、例えば、最小二乗法により演算導出すればよ
い。求まった回転中心座標を座標回転演算を行うための
回転中心として設定し、以後、演算機構は、一般の測定
対象物を計測する際には、補正後の値を中心座標として
座標回転演算を行うのである。
象物としての半径Ｒの円筒をその軸芯が回転機構の回転
軸芯と平行になるように取り付けて、光学機構により散
乱光線束を検出する。次に、散乱光線束の検出データに
基づいて演算機構により求まる表面形状データのうち、
回転機構の回転軸心と垂直な面上の表面形状データを断
面形状データ（基準測定対象物が半径Ｒの円筒であるの
で半径Ｒの円弧となる）として演算導出する。回転中心
座標補正機構は、前記回転機構による複数の回転姿勢毎
に演算導出された複数の円弧を示す形状データから、そ
れぞれの中心座標を求めて、求まった複数の中心座標を
通る円の中心座標を求めて、前記演算機構による座標回
転演算の回転中心とするのである。ここに、複数の中心
座標を通る円の中心座標を求めるには、例えば、任意の
中心点から描いた円との重なり度合いが最も大きい円の
中心点を、例えば、最小二乗法により演算導出すればよ
い。求まった回転中心座標を座標回転演算を行うための
回転中心として設定し、以後、演算機構は、一般の測定
対象物を計測する際には、補正後の値を中心座標として
座標回転演算を行うのである。
【０００７】このとき、上述の回転中心座標補正機構に
よる回転中心の補正時における前記回転機構による回転
姿勢が少なくとも３姿勢であれば、正確な回転中心が求
まるのである。
よる回転中心の補正時における前記回転機構による回転
姿勢が少なくとも３姿勢であれば、正確な回転中心が求
まるのである。
【０００８】
【発明の効果】従って、本発明によれば、装置本体に回
転機構を取り付ける際に生じる取り付け誤差等の製造誤
差がある場合であっても、その誤差を容易に補正して測
定対象物の断面形状を正確に計測できる三次元形状入力
装置を提供することができるようになった。
転機構を取り付ける際に生じる取り付け誤差等の製造誤
差がある場合であっても、その誤差を容易に補正して測
定対象物の断面形状を正確に計測できる三次元形状入力
装置を提供することができるようになった。
【０００９】
【実施例】以下実施例を説明する。図１に示すように、
三次元形状入力装置は、光源８からの測定用光線束をＸ
−Ｙ参照面１上の測定対象物２に向けて照射し、前記測
定対象物２の表面で散乱した光線束を検出する光学機構
３と、前記光学機構３から臨む前記測定対象物２の測定
面を変化させる回転機構４と、前記回転機構４による所
定角度の回転姿勢毎に前記光学機構３により検出された
散乱光線束の検出データに基づいて、前記測定対象物２
の表面形状データを演算導出し、且つ、演算導出された
表面形状データを前記回転機構４の回転中心周りに座標
回転して前記測定対象物２の断面形状データを演算導出
する演算機構５とを設けて構成してある。
三次元形状入力装置は、光源８からの測定用光線束をＸ
−Ｙ参照面１上の測定対象物２に向けて照射し、前記測
定対象物２の表面で散乱した光線束を検出する光学機構
３と、前記光学機構３から臨む前記測定対象物２の測定
面を変化させる回転機構４と、前記回転機構４による所
定角度の回転姿勢毎に前記光学機構３により検出された
散乱光線束の検出データに基づいて、前記測定対象物２
の表面形状データを演算導出し、且つ、演算導出された
表面形状データを前記回転機構４の回転中心周りに座標
回転して前記測定対象物２の断面形状データを演算導出
する演算機構５とを設けて構成してある。
【００１０】前記光学機構３は、レーザを用いた光源８
とＣＣＤリニアセンサを用いた受光素子９とを、走査用
の両面ミラー７を挟んで対向配置して、光源８から出力
された光線束を走査用ミラー７及び固定ミラー１０を介
して測定用の光線束として測定対象物２に照射するとと
もに、測定対象物２の表面で散乱した光線束を固定ミラ
ー１０’、走査用ミラー７及び集光レンズ１１を介して
受光素子９に導くように構成してある。
とＣＣＤリニアセンサを用いた受光素子９とを、走査用
の両面ミラー７を挟んで対向配置して、光源８から出力
された光線束を走査用ミラー７及び固定ミラー１０を介
して測定用の光線束として測定対象物２に照射するとと
もに、測定対象物２の表面で散乱した光線束を固定ミラ
ー１０’、走査用ミラー７及び集光レンズ１１を介して
受光素子９に導くように構成してある。
【００１１】前記回転機構４は、図３及び図４に示すよ
うに、モータ（図示せず）駆動により回転自在な保持部
を、測定対象物２の一端を挿入する凹部４ａと、測定対
象物２を回転軸心に対する径方向の三方からそれぞれ独
立して挟持する挟持機構４ｂとで構成してある。前記挟
持機構４ｂは、長手方向が回転軸心と平行姿勢を有する
押圧部材４ｃを螺合式の出退機構により、前記凹部４ａ
の内壁部で測定対象物２を挟持するように構成してあ
る。
うに、モータ（図示せず）駆動により回転自在な保持部
を、測定対象物２の一端を挿入する凹部４ａと、測定対
象物２を回転軸心に対する径方向の三方からそれぞれ独
立して挟持する挟持機構４ｂとで構成してある。前記挟
持機構４ｂは、長手方向が回転軸心と平行姿勢を有する
押圧部材４ｃを螺合式の出退機構により、前記凹部４ａ
の内壁部で測定対象物２を挟持するように構成してあ
る。
【００１２】前記演算機構５は、前記光学機構３を駆動
制御するマイクロコンピュータ及びその周辺回路でなる
制御手段Ｃに組み込まれ、前記光学機構３の駆動に同期
して得られる受光素子９による検出データに基づいて、
測定対象物２の三次元形状を演算導出する。即ち、前記
制御手段Ｃは、前記光学機構３全体をＹ軸方向へ移動さ
せる機構（図示せず）を駆動制御してＹ軸方向に副走査
しながら、モータＭ１により走査用の両面ミラー７をＹ
軸に平行な軸心ｐ周りに回動させて測定用光線束をＸ軸
方向に主走査する操作制御機構Ｃ１と、図２に示すよう
に、受光素子９で検出される測定対象物２の表面からの
散乱光線束の位置Ｘ1 と参照面１の表面からの散乱光線
束の位置Ｘ0 （既知である）との距離Ｘ0 Ｘ1 が、測定
用の光線束の測定対象物２と参照面１との照射位置のＸ
方向への位置ずれΔＸ0 に比例すること、及び、参照面
１からの測定対象物２の表面までのＺ軸方向への距離Ｚ
0 がＺ0 ×θ＝ΔＸ0 なる関係を有することから、測定
用の光線束が照射された点のＸ，Ｙ，Ｚ座標を演算導出
する演算機構５とで構成してある。
制御するマイクロコンピュータ及びその周辺回路でなる
制御手段Ｃに組み込まれ、前記光学機構３の駆動に同期
して得られる受光素子９による検出データに基づいて、
測定対象物２の三次元形状を演算導出する。即ち、前記
制御手段Ｃは、前記光学機構３全体をＹ軸方向へ移動さ
せる機構（図示せず）を駆動制御してＹ軸方向に副走査
しながら、モータＭ１により走査用の両面ミラー７をＹ
軸に平行な軸心ｐ周りに回動させて測定用光線束をＸ軸
方向に主走査する操作制御機構Ｃ１と、図２に示すよう
に、受光素子９で検出される測定対象物２の表面からの
散乱光線束の位置Ｘ1 と参照面１の表面からの散乱光線
束の位置Ｘ0 （既知である）との距離Ｘ0 Ｘ1 が、測定
用の光線束の測定対象物２と参照面１との照射位置のＸ
方向への位置ずれΔＸ0 に比例すること、及び、参照面
１からの測定対象物２の表面までのＺ軸方向への距離Ｚ
0 がＺ0 ×θ＝ΔＸ0 なる関係を有することから、測定
用の光線束が照射された点のＸ，Ｙ，Ｚ座標を演算導出
する演算機構５とで構成してある。
【００１３】前記操作制御機構Ｃ１により、前記回転機
構４に取り付けられた測定対象物２をＹ軸に並行な軸心
ｑ周りに例えば９０°ずつ回転させて、一回転で測定対
象物２の表面形状データを四方向から計測し、前記演算
機構５により、四方向からのそれぞれの表面形状データ
を、前記回転機構４の回転軸心座標周りに適宜回転演算
して、前記測定対象物２の断面形状データを演算導出す
る。
構４に取り付けられた測定対象物２をＹ軸に並行な軸心
ｑ周りに例えば９０°ずつ回転させて、一回転で測定対
象物２の表面形状データを四方向から計測し、前記演算
機構５により、四方向からのそれぞれの表面形状データ
を、前記回転機構４の回転軸心座標周りに適宜回転演算
して、前記測定対象物２の断面形状データを演算導出す
る。
【００１４】上述の回転演算を行う場合に、前記回転機
構４の製造誤差や組み付け誤差を考慮すると、図５に示
すように、真の回転中心Ｃからずれた設計値の回転軸心
座標である点Ｃ0 を中心に回転演算すると演算誤差を生
じて、真の断面形状を再現できずに歪んだ断面形状（図
中二点鎖線で示す）となるので好ましくない。そこで、
回転演算の基準となる真の回転中心Ｃに補正する必要が
あり、そのために前記演算機構５に回転中心位置補正機
構６を設けてある。
構４の製造誤差や組み付け誤差を考慮すると、図５に示
すように、真の回転中心Ｃからずれた設計値の回転軸心
座標である点Ｃ0 を中心に回転演算すると演算誤差を生
じて、真の断面形状を再現できずに歪んだ断面形状（図
中二点鎖線で示す）となるので好ましくない。そこで、
回転演算の基準となる真の回転中心Ｃに補正する必要が
あり、そのために前記演算機構５に回転中心位置補正機
構６を設けてある。
【００１５】前記回転中心座標補正機構６は、図６に示
すように、初期に、前記回転機構４の回転軸心に基準測
定対象物２としての半径Ｒの円筒を互いの軸心が平行に
なるように取り付けて（前記凹部４ａに基準測定対象物
２の端面が接当する状態で、前記挟持機構４ｂにより取
り付けると平行姿勢で保持される）計測し、前記回転機
構４による９０°の回転姿勢毎の表面形状データのう
ち、前記回転機構４の回転軸心と垂直な面上の表面形状
データを断面形状データ（基準測定対象物が半径Ｒの円
筒であるので半径Ｒの円弧ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４とな
る）として演算導出し、それぞれの円弧ｒ１，ｒ２，ｒ
３，ｒ４に対する中心座標ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を求
めて、求まった複数の回転姿勢毎の中心座標ｃ１，ｃ
２，ｃ３，ｃ４を通る円の中心座標ｃを、前記演算機構
５による座標回転演算の回転中心とするのである。
すように、初期に、前記回転機構４の回転軸心に基準測
定対象物２としての半径Ｒの円筒を互いの軸心が平行に
なるように取り付けて（前記凹部４ａに基準測定対象物
２の端面が接当する状態で、前記挟持機構４ｂにより取
り付けると平行姿勢で保持される）計測し、前記回転機
構４による９０°の回転姿勢毎の表面形状データのう
ち、前記回転機構４の回転軸心と垂直な面上の表面形状
データを断面形状データ（基準測定対象物が半径Ｒの円
筒であるので半径Ｒの円弧ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４とな
る）として演算導出し、それぞれの円弧ｒ１，ｒ２，ｒ
３，ｒ４に対する中心座標ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４を求
めて、求まった複数の回転姿勢毎の中心座標ｃ１，ｃ
２，ｃ３，ｃ４を通る円の中心座標ｃを、前記演算機構
５による座標回転演算の回転中心とするのである。
【００１６】半径Ｒの円弧ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４のそ
れぞれの中心座標の演算導出について説明する。図７及
び図８に示すように、真の回転中心点ｃ１，ｃ２，ｃ
３，ｃ４（図中Ｃで表す）は設計値である回転中心の近
傍にあると想定されるので、真の回転中心点Ｃの座標が
設計値の回転中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）から各座標
軸方向に±Δｘ1 ，±Δｚ1 で囲まれる方形の領域にあ
ると考え、その領域を中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）の
周りで四分割し、各領域の中心座標（方形の対角線の交
点）である（ｘｔm , ｚｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝の
四点を考える。それぞれの中心座標（ｘｔm ，ｚ
ｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝を数１の（ｘｔ，ｚｔ）
に、且つ、一方向から計測した表面形状のｋ個の有効な
測定データ（回転軸心と円筒の軸心とが一致するので、
如何に回転しても同一のデータが得られることになる）
を（ｘｃi ，ｚｃi ），｛ｉ＝１，２………ｋ｝に代入
して、その二乗誤差和の平均を求め、その値が最小にな
る領域の中心座標（ｘｔm , ｚｔ n ）を演算の回転中心
の基準座標とするのである。ここに、｜ｘｃi −ｘｔ｜
＞Ｒの場合は、無効データとなり採用しないことにす
る。
れぞれの中心座標の演算導出について説明する。図７及
び図８に示すように、真の回転中心点ｃ１，ｃ２，ｃ
３，ｃ４（図中Ｃで表す）は設計値である回転中心の近
傍にあると想定されるので、真の回転中心点Ｃの座標が
設計値の回転中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）から各座標
軸方向に±Δｘ1 ，±Δｚ1 で囲まれる方形の領域にあ
ると考え、その領域を中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）の
周りで四分割し、各領域の中心座標（方形の対角線の交
点）である（ｘｔm , ｚｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝の
四点を考える。それぞれの中心座標（ｘｔm ，ｚ
ｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝を数１の（ｘｔ，ｚｔ）
に、且つ、一方向から計測した表面形状のｋ個の有効な
測定データ（回転軸心と円筒の軸心とが一致するので、
如何に回転しても同一のデータが得られることになる）
を（ｘｃi ，ｚｃi ），｛ｉ＝１，２………ｋ｝に代入
して、その二乗誤差和の平均を求め、その値が最小にな
る領域の中心座標（ｘｔm , ｚｔ n ）を演算の回転中心
の基準座標とするのである。ここに、｜ｘｃi −ｘｔ｜
＞Ｒの場合は、無効データとなり採用しないことにす
る。
【００１７】
【数１】
【００１８】好ましくは、図８に示すように、上述の通
りに求められた基準座標Ｃ1（ｘｔ, ｚｔn ）を中心と
する各座標軸方向に±Δｘ2 ，±Δｚ2 （Δｘ1 ＞Δｘ
2 ，Δｚ1 ＞Δｚ2 ）の領域を考えて、上述と同様の演
算操作を繰り返すことにより求まる基準座標（Ｃ1，Ｃ2
………）をより真の回転中心座標Ｃに近づけるこができ
るのである。
りに求められた基準座標Ｃ1（ｘｔ, ｚｔn ）を中心と
する各座標軸方向に±Δｘ2 ，±Δｚ2 （Δｘ1 ＞Δｘ
2 ，Δｚ1 ＞Δｚ2 ）の領域を考えて、上述と同様の演
算操作を繰り返すことにより求まる基準座標（Ｃ1，Ｃ2
………）をより真の回転中心座標Ｃに近づけるこができ
るのである。
【００１９】上述のようにして求まった円弧ｒ１，ｒ
２，ｒ３，ｒ４に対する中心座標ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ
４を通る円の中心座標ｃを求めるには、例えば、任意の
三点を頂点とする三角形の各頂点に接する外接円の中心
を求める演算を複数組の三角形について行い、それらの
相加平均を採ることにより求まるのである。
２，ｒ３，ｒ４に対する中心座標ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ
４を通る円の中心座標ｃを求めるには、例えば、任意の
三点を頂点とする三角形の各頂点に接する外接円の中心
を求める演算を複数組の三角形について行い、それらの
相加平均を採ることにより求まるのである。
【００２０】ここに、真の回転中心点Ｃの座標が設計値
の回転中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）から各座標軸方向
に±Δｘ1 ，±Δｚ1 で囲まれる方形の領域あると考
え、その領域を中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）の周りで
四分割し、領域の中心座標（方形の対角線の交点）であ
る（ｘｔm , ｚｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝の四点に対
して数１の式を用いるものを説明したが、±Δｘ1 ，±
Δｚ1 の値は特に限定するものではなく、想定される誤
差の最大値、或いは、若干大きな値とすればよいし、四
分割にこだわるものではなく、さらに多くの領域に分割
して、それぞれの領域の代表点に対して数１の式を用い
るものであってもよい。
の回転中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）から各座標軸方向
に±Δｘ1 ，±Δｚ1 で囲まれる方形の領域あると考
え、その領域を中心点Ｃ0 の座標（ｘ0，ｚ0）の周りで
四分割し、領域の中心座標（方形の対角線の交点）であ
る（ｘｔm , ｚｔn ），｛ｍ，ｎ＝１，２｝の四点に対
して数１の式を用いるものを説明したが、±Δｘ1 ，±
Δｚ1 の値は特に限定するものではなく、想定される誤
差の最大値、或いは、若干大きな値とすればよいし、四
分割にこだわるものではなく、さらに多くの領域に分割
して、それぞれの領域の代表点に対して数１の式を用い
るものであってもよい。
【００２１】上述の実施例では、求められた回転中心座
標（ｘｔm , ｚｔn ）を中心とする各座標軸方向に±Δ
ｘ2 ，±Δｚ2 （Δｘ1 ＞Δｘ2 ，Δｚ1 ＞Δｚ2 ）の
領域を考えて、上述と同様の演算操作を繰り返すことに
より、基準座標をより真の回転中心座標に近づけること
ができる旨説明したが、繰り返し回数は特に限定するも
のではない。
標（ｘｔm , ｚｔn ）を中心とする各座標軸方向に±Δ
ｘ2 ，±Δｚ2 （Δｘ1 ＞Δｘ2 ，Δｚ1 ＞Δｚ2 ）の
領域を考えて、上述と同様の演算操作を繰り返すことに
より、基準座標をより真の回転中心座標に近づけること
ができる旨説明したが、繰り返し回数は特に限定するも
のではない。
【００２２】上述の実施例で用いた式、数１は、この表
現に限定されるものではない。例えば、数２に示すもの
であってもよい。
現に限定されるものではない。例えば、数２に示すもの
であってもよい。
【００２３】
【数２】
【００２４】先の実施例では、円弧の中心座標を求める
のに最小二乗法を用いたものを説明したが、円の一致度
合いの判定はこの方法に限定するものではなく、他の方
法を用いてもよい。
のに最小二乗法を用いたものを説明したが、円の一致度
合いの判定はこの方法に限定するものではなく、他の方
法を用いてもよい。
【００２５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】三次元形状入力装置の全体構成図
【図２】原理を示す説明図
【図３】要部の説明図
【図４】要部の説明図
【図５】要部の説明図
【図６】要部の説明図
【図７】要部の説明図
【図８】要部の説明図
２ 測定対象物 ３ 光学機構 ４ 回転機構 ５ 演算機構 ６ 回転中心座標補正機構 ８ 光源
Claims (2)
- 【請求項１】 光源（８）からの測定用光線束を測定対
象物（２）に向けて照射し、前記測定対象物（２）の表
面で散乱した光線束を検出する光学機構（３）と、前記
光学機構（３）から臨む前記測定対象物（２）の測定面
を変化させる回転機構（４）と、前記回転機構（４）に
よる所定角度の回転姿勢毎に前記光学機構（３）により
検出された散乱光線束の検出データに基づいて、前記測
定対象物（２）の表面形状データを演算導出し、且つ、
演算導出された表面形状データを前記回転機構（４）の
回転中心周りに座標回転して断面形状データを演算導出
する演算機構（５）とを設けて構成してある三次元形状
入力装置であって、 前記回転機構（４）の回転軸芯に平行に取り付けた基準
測定対象物としての半径Ｒの円筒に対して、前記演算機
構（５）により演算導出された前記回転機構（４）によ
る複数の回転姿勢毎の表面形状データから、それぞれの
中心座標を求めて、求まった複数の回転姿勢毎の中心座
標を通る円の中心座標を、前記演算機構（５）による座
標回転演算の回転中心とする回転中心座標補正機構
（６）を設けてある三次元形状入力装置。 - 【請求項２】 前記回転中心座標補正機構（６）による
回転中心の補正時における前記回転機構（４）による回
転姿勢が少なくとも３姿勢である請求項１記載の三次元
形状入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124922A JPH07332949A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 三次元形状入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124922A JPH07332949A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 三次元形状入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332949A true JPH07332949A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14897469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124922A Pending JPH07332949A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 三次元形状入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332949A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039447A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Seiko Epson Corp | クランプ機構、計測装置 |
| WO2010001458A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | 三菱重工業株式会社 | タービンロータの軸曲がり算出システム |
| WO2010001457A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 回転体の芯ずれ算出方法及び芯ずれ算出システム |
| CN108534674A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种icf靶装配参数测量多自由度精密运动平台装置 |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP6124922A patent/JPH07332949A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008039447A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Seiko Epson Corp | クランプ機構、計測装置 |
| WO2010001458A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | 三菱重工業株式会社 | タービンロータの軸曲がり算出システム |
| WO2010001457A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 回転体の芯ずれ算出方法及び芯ずれ算出システム |
| KR101143292B1 (ko) * | 2008-06-30 | 2012-05-14 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 터빈 로터의 축휨 산출 시스템 |
| US8306776B2 (en) | 2008-06-30 | 2012-11-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for calculating misalignment of rotational body |
| US8417479B2 (en) | 2008-06-30 | 2013-04-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | System for calculating axial deformation of turbine rotor |
| CN108534674A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种icf靶装配参数测量多自由度精密运动平台装置 |
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