JPH08313217A - Noncontact image measuring system - Google Patents
Noncontact image measuring systemInfo
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- JPH08313217A JPH08313217A JP7146809A JP14680995A JPH08313217A JP H08313217 A JPH08313217 A JP H08313217A JP 7146809 A JP7146809 A JP 7146809A JP 14680995 A JP14680995 A JP 14680995A JP H08313217 A JPH08313217 A JP H08313217A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＣＣＤカメラ等の撮
像装置を駆動手段によって三次元方向に駆動して被測定
対象を撮像すると共に、撮像された画像を表示手段で観
察しながら測定を行う非接触画像計測システムに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention drives an image pickup device such as a CCD camera in a three-dimensional direction by a driving means to pick up an image of an object to be measured, and performs observation while observing the picked up image on a display means. The present invention relates to a non-contact image measurement system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】顕微鏡及び非接触画像測定機等の非接触
画像計測システムでは、通常、被測定対象であるワーク
を対物レンズを介してＣＣＤカメラで撮像し、この撮像
された画像をモニタで観察しながら計測したい箇所のエ
ッジ等を指定して、幅、径、長さ等の測定を行ってい
る。しかし、レンズの倍率とＣＣＤの受光面積との関係
により、モニタに表示されるワークの画像はワーク全体
の一部分でしかない場合が多い。このため、ワークの測
定したい部分を映し出すには、ワークに対するカメラの
位置を適当に移動し、測定したい位置を見つけ出さなけ
ればならない。特に、高倍率のレンズを用いた測定で
は、こうした作業は手間がかかる。そこで、例えば、ズ
ームレンズ，パワーターレット等の対物レンズを用いて
一旦低倍率にして大まかな位置を見つけ出してから高倍
率に変えて測定する箇所をモニタに映し出したり、ある
いは対物レンズの内側から可視域のレーザ光等を照射さ
せることによってカメラの位置をワークへ合わせたりす
る方法が採用されている。2. Description of the Related Art In a non-contact image measuring system such as a microscope and a non-contact image measuring device, a work to be measured is usually photographed by a CCD camera through an objective lens, and the photographed image is observed on a monitor. Meanwhile, the width, diameter, length, etc. are measured by designating the edge of the place to be measured. However, due to the relationship between the magnification of the lens and the light receiving area of the CCD, the image of the work displayed on the monitor is often only a part of the whole work. Therefore, in order to project the portion of the workpiece to be measured, the position of the camera with respect to the workpiece must be appropriately moved to find the position to be measured. Especially, in the measurement using a high-magnification lens, such work is troublesome. Therefore, for example, use a zoom lens, power turret, or other objective lens to temporarily lower the magnification to find a rough position, and then change to a higher magnification to display the measurement point on the monitor, or from the inside of the objective lens to the visible range. The method of aligning the position of the camera with the work by irradiating the laser beam or the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の非接触画像計測システムのうち、前者の場合に
おいては、どんなに低倍率のレンズを用いたとしても、
ステージ全体を映し出すことはできず、やはりステージ
をある程度適当に操作し、測定したい位置を見つけ出さ
なければならない。また、後者の場合においては、カメ
ラの位置を知ることはできても、やはりステージをある
程度適当に移動させて、測定したい位置を見つけ出さな
ければならない。このため、こうした作業を容易にする
ことが望まれる。However, of the above-mentioned conventional non-contact image measuring systems, in the former case, no matter how low the magnification of the lens is used,
It is not possible to project the entire stage, and it is still necessary to operate the stage to some extent to find the position to be measured. Further, in the latter case, although the position of the camera can be known, the stage still needs to be appropriately moved to find the position to be measured. Therefore, it is desired to facilitate such work.
【０００４】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、測定したい部分を容易に映し出すことがで
きる非接触画像計測システムを提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a non-contact image measuring system capable of easily displaying a portion to be measured.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係る非接触画
像計測システムは、表示画面中に被測定対象の全体画像
と、撮像手段によって実際に撮像している部分の拡大画
像とを同時に表示させ、前記被測定対象の全体画像中の
任意の位置を指定可能にすると共に、この位置指定に応
答して前記被測定対象における指定位置に前記撮像手段
を移動させることを特徴とする。A non-contact image measuring system according to the present invention displays a whole image of an object to be measured and a magnified image of a portion actually being imaged by an image pickup means on a display screen at the same time. It is possible to specify an arbitrary position in the entire image of the measured object, and move the imaging means to a specified position in the measured object in response to the position designation.
【０００６】この発明に係る非接触画像計測システム
は、より具体的に言えば、ワーク座標系に配置された被
測定対象を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像さ
れた前記被測定対象の画像を表示する表示手段と、この
表示手段に表示された前記被測定対象の画像から所定の
計測値を求めるための処理を実行する計測処理手段と、
前記ワーク座標系における前記撮像手段の位置を変化さ
せる駆動手段と、前記被測定対象の全体画像を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記被測定対象
の全体画像を前記表示手段の表示画面の少なくとも一部
に表示させる手段と、前記表示手段に表示された前記被
測定対象の全体画像のうちの任意の位置を指定するため
の位置指定手段と、この位置指定手段で指定された前記
被測定対象の全体画像における位置に対応する前記ワー
ク座標系の位置を算出する位置算出手段と、この位置算
出手段で算出された位置に前記撮像手段が位置するよう
に前記駆動手段を制御する手段とを備えたことを特徴と
する。More specifically, the non-contact image measuring system according to the present invention includes an image pickup means for picking up an object to be measured arranged in a work coordinate system, and an object to be measured picked up by the image pickup means. Display means for displaying an image, and measurement processing means for executing processing for obtaining a predetermined measurement value from the image of the object to be measured displayed on the display means,
Driving means for changing the position of the image pickup means in the work coordinate system, storage means for storing the entire image of the measured object, and the entire image of the measured object stored in the storage means of the display means. A means for displaying on at least a part of the display screen, a position designating means for designating an arbitrary position in the whole image of the object to be measured displayed on the display means, and a position designating means Position calculating means for calculating the position of the work coordinate system corresponding to the position in the whole image of the object to be measured, and controlling the driving means so that the imaging means is located at the position calculated by the position calculating means. And means.
【０００７】また、この発明に係る非接触画像計測シス
テムは、前記記憶手段に記憶される前記被測定対象の全
体画像が、計測に先だって、前記撮像手段によって前記
被測定対象を全体に亘って撮像することにより得られた
画像であることを特徴とする。Further, in the non-contact image measuring system according to the present invention, the whole image of the object to be measured stored in the storage means is imaged by the imaging means over the entire object to be measured prior to measurement. The image is obtained by
【０００８】更に、この発明に係る非接触画像計測シス
テムは、前記記憶手段に記憶される前記被測定対象の全
体画像が、ＣＡＤシステムから与えられた前記被測定対
象を示すＣＡＤデータにより構成されるものであること
を特徴とする。Further, in the non-contact image measuring system according to the present invention, the whole image of the measured object stored in the storage means is composed of CAD data indicating the measured object given from a CAD system. It is characterized by being a thing.
【０００９】更に、この発明に係る非接触画像計測シス
テムは、前記表示手段が、１つの表示画面上に第１のウ
ィンドウと第２のウィンドウとを表示し、前記第１のウ
ィンドウ内に前記撮像装置で撮像された前記被測定対象
の画像を表示し、前記第２のウィンドウ内に前記被測定
対象の全体画像を表示するものであることを特徴とす
る。Further, in the non-contact image measuring system according to the present invention, the display means displays a first window and a second window on one display screen, and the imaging is performed in the first window. An image of the object to be measured captured by the device is displayed, and an entire image of the object to be measured is displayed in the second window.
【００１０】[0010]
【作用】この発明の非接触画像計測システムによれば、
表示画面中に被測定対象の全体画像と、撮像手段によっ
て実際に撮像している部分の拡大画像とを同時に表示さ
せ、前記被測定対象の全体画像中の任意の位置を指定可
能にすると共に、この位置指定に応答して前記被測定対
象の全体画像における位置に対応するワーク座標系の位
置を算出することにより、前記被測定対象における指定
位置に前記撮像手段を移動させるので、被測定対象の所
望する位置の拡大画像を極めて簡単な操作で表示画面中
に表示させることができる。According to the non-contact image measuring system of the present invention,
While simultaneously displaying the entire image of the object to be measured on the display screen and the enlarged image of the portion actually being imaged by the image pickup means, it is possible to specify any position in the entire image of the object to be measured, In response to this position designation, by calculating the position of the work coordinate system corresponding to the position in the entire image of the measurement target, the image pickup means is moved to the designated position in the measurement target. A magnified image at a desired position can be displayed on the display screen by an extremely simple operation.
【００１１】また、この発明の非接触画像計測システム
によれば、計測に先立って前記撮像手段によって被測定
対象を全体に亘って撮像し、得られた全体画像を記憶手
段に記憶することにより、表示画面中に前記被測定対象
の全体画像を表示させることができる。Further, according to the non-contact image measuring system of the present invention, the object to be measured is entirely imaged by the image pickup means before the measurement, and the obtained whole image is stored in the storage means. The entire image of the measurement target can be displayed on the display screen.
【００１２】更に、この発明の非接触画像計測システム
によれば、被測定対象の全体画像が、ＣＡＤシステムか
ら与えられた被測定対象を示すＣＡＤデータにより構成
されていても、前記被測定対象の全体画像を前記記憶手
段に記憶させ、表示画面中に表示させることができる。Further, according to the non-contact image measuring system of the present invention, even if the whole image of the object to be measured is composed of the CAD data indicating the object to be measured provided from the CAD system, The entire image can be stored in the storage means and displayed on the display screen.
【００１３】更に、この発明の非接触画像計測システム
によれば、第１及び第２のウィンドウを用いて、各ウィ
ンドウ内に被測定対象の全体画像と、撮像手段によって
実際に撮像している部分の拡大画像とを表示することに
より、各画像が重ならずに、位置指定及び測定操作を容
易に行うことができる。Further, according to the non-contact image measuring system of the present invention, the first and second windows are used, and the whole image of the object to be measured is displayed in each window and the portion actually imaged by the image pickup means. By displaying the enlarged image of, the position designation and the measurement operation can be easily performed without overlapping the images.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図１は、この発明の一実施例に係る非
接触画像計測システムの構成を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a non-contact image measuring system according to an embodiment of the present invention.
【００１５】このシステムは、非接触画像計測型の三次
元測定機１と、この三次元測定機１を駆動制御すると共
に、必要なデータ処理を実行するコンピュータシステム
２と、計測結果をプリントアウトするプリンタ３とによ
り構成されている。三次元測定機１は、次のように構成
されている。即ち、架台１１上には、ワーク１２を載置
する測定テーブル１３が装着されており、この測定テー
ブル１３は、図示しないＹ軸駆動機構によってＹ軸方向
に駆動される。架台１１の両側縁中央部には上方に延び
る支持アーム１４，１５が固定されており、この支持ア
ーム１４，１５の両上端部を連結するようにＸ軸ガイド
１６が固定されている。このＸ軸ガイド１６には、撮像
ユニット１７が支持されている。撮像ユニット１７は、
図示しないＸ軸駆動機構によってＸ軸ガイド１６に沿っ
て駆動される。撮像ユニット１７の下端部には、ＣＣＤ
カメラ１８が測定テーブル１３と対向するように装着さ
れている。また、撮像ユニット１７の内部には、図示し
ない照明装置、レンズ交換機構及びフォーカシング機構
の他、ＣＣＤカメラ１８のＺ軸方向の位置を移動させる
Ｚ軸駆動機構が内蔵されている。コンピュータシステム
２は、コンピュータ本体２１、キーボード２２、ジョイ
スティックボックス２３、マウス２４及びＣＲＴディス
プレイ２５を備えて構成されている。This system is a non-contact image measuring type three-dimensional measuring machine 1, a computer system 2 which drives and controls the three-dimensional measuring machine 1 and executes necessary data processing, and prints out measurement results. It is composed of the printer 3. The coordinate measuring machine 1 is configured as follows. That is, a measurement table 13 on which the work 12 is placed is mounted on the gantry 11, and the measurement table 13 is driven in the Y-axis direction by a Y-axis drive mechanism (not shown). Support arms 14 and 15 extending upward are fixed to central portions of both side edges of the gantry 11, and an X-axis guide 16 is fixed so as to connect both upper end portions of the support arms 14 and 15. An imaging unit 17 is supported by the X-axis guide 16. The imaging unit 17 is
It is driven along the X-axis guide 16 by an X-axis drive mechanism (not shown). At the lower end of the imaging unit 17, a CCD
The camera 18 is mounted so as to face the measurement table 13. Further, inside the image pickup unit 17, a Z-axis drive mechanism for moving the position of the CCD camera 18 in the Z-axis direction is incorporated in addition to an illumination device, a lens exchange mechanism, and a focusing mechanism (not shown). The computer system 2 includes a computer main body 21, a keyboard 22, a joystick box 23, a mouse 24, and a CRT display 25.
【００１６】コンピュータ本体２１は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ及びハードディスク装置等から構成され、ソ
フトウェアとの結合によって、図２に示すような各種の
機能を実現する。即ち、モニタ画像ウィンドウ生成部３
１及びステージ画像ウィンドウ生成部３２は、ＣＲＴデ
ィスプレイ２５の表示画面上に、例えば図３に示すよう
な、モニタ画像ウィンドウ４１（第１のウィンドウ）
と、ステージ画像ウィンドウ４２（第２のウィンドウ）
とを生成する。モニタ画像ウィンドウ４１には、ＣＣＤ
カメラ１８が現在撮像しているワーク１２の一部を示す
モニタ画像が表示され、ステージ画像ウィンドウ４２に
は、ＣＣＤカメラ１８でワーク１２を全体に亘って撮像
して得られた全体画像であるステージ画像が表示され
る。ＣＣＤカメラ１８から取り込まれたモニタ画像とス
テージ画像とは、それぞれ画像メモリ３３の異なる記憶
領域に格納される。ステージ画像は、ワーク１２の全体
画像であるため情報量が多い。このため、画像メモリ３
３から読み出されたステージ画像は、画像処理部３４で
適宜圧縮されてステージ画像ウィンドウ４２内に表示さ
れる。圧縮の手法としては、例えば走査を１行おきに行
う飛び越し走査を行ったり、多値画像を２値化する等の
処理を行えばよい。The computer main body 21 includes a CPU and RO
It is composed of an M, a RAM, a hard disk device and the like, and realizes various functions as shown in FIG. 2 by being combined with software. That is, the monitor image window generator 3
1 and the stage image window generation unit 32 displays a monitor image window 41 (first window) on the display screen of the CRT display 25, for example, as shown in FIG.
And the stage image window 42 (second window)
Produces and. In the monitor image window 41, the CCD
A monitor image showing a part of the work 12 that the camera 18 is currently picking up is displayed, and the stage image window 42 is a stage that is an entire image obtained by picking up the work 12 with the CCD camera 18 over the entire stage. The image is displayed. The monitor image and the stage image captured from the CCD camera 18 are stored in different storage areas of the image memory 33, respectively. Since the stage image is the entire image of the work 12, it has a large amount of information. Therefore, the image memory 3
The stage image read out from No. 3 is appropriately compressed by the image processing unit 34 and displayed in the stage image window 42. As a compression method, for example, interlaced scanning in which scanning is performed every other row or processing such as binarization of a multivalued image may be performed.
【００１７】一方、マウス２４から供給されるｘ方向パ
ルスＰｘとｙ方向パルスＰｙとは、マウスドライバ３５
でカウントされる。これによりマウスドライバ３５から
は、カーソルの位置情報ｘ，ｙが出力される。カーソル
生成部３６は、マウスドライバ３５から出力されるカー
ソルの位置情報ｘ，ｙに基づいて、図３に示すような、
マウス座標系（表示画面の座標系）における位置ｘ，ｙ
に表示するカーソル４３を生成する。On the other hand, the x-direction pulse Px and the y-direction pulse Py supplied from the mouse 24 are supplied to the mouse driver 35.
Is counted in. As a result, the mouse driver 35 outputs cursor position information x and y. Based on the cursor position information x and y output from the mouse driver 35, the cursor generation unit 36, as shown in FIG.
Position x, y in mouse coordinate system (coordinate system of display screen)
To generate a cursor 43 to be displayed.
【００１８】表示画面生成部３７は、モニタ画像ウィン
ドウ生成部３１で生成されたモニタ画像ウィンドウ４１
と、ステージ画像ウィンドウ生成部３２で生成されたス
テージ画像ウィンドウ４２とを表示画面上で重ならない
ように合成すると共に、カーソル生成部３６で生成され
たカーソル４３を表示画面上に配置した表示画面を生成
し、ＣＲＴディスプレイ２５に供給する。The display screen generating section 37 has a monitor image window 41 generated by the monitor image window generating section 31.
And the stage image window 42 generated by the stage image window generation unit 32 so as not to overlap on the display screen, and the cursor 43 generated by the cursor generation unit 36 is arranged on the display screen. It is generated and supplied to the CRT display 25.
【００１９】一方、マウスドライバ３５は、カーソルの
位置情報ｘ，ｙを出力する他に、マウス２４のクリック
信号Ｓを検出する。このクリック信号Ｓとカーソル位置
情報ｘ，ｙとは、コマンド識別部３８に供給されてい
る。コマンド識別部３８は、表示画面上の図示しない種
々のコマンドボックス上にカーソル４３が位置した状態
でマウス２４のクリック信号Ｓが検出されたときに、起
動すべきコマンドを識別する。計測処理／位置算出部３
９は、コマンド識別部３８で起動されたコマンドに基づ
いて、画像処理部３４を起動して、画像メモリ３３内の
モニタ画像に対し、エッジ検出用のツールを生成した
り、２値化処理、エッジ検出等の各処理を施して、所定
の計測値を算出する。また、計測処理／位置算出部３９
は、この計測処理に先だって、駆動制御部４０を制御し
て、ワーク１２の全体に亘るステージ画像の取り込みの
ための処理を実行したり、ステージ画像ウィンドウ４２
上の任意の位置が指定されたときに、マウス座標系にお
ける指定位置から実際のワーク座標系における指定位置
を算出し、駆動制御部４０を制御して、ＣＣＤカメラ１
８を指定位置に移動させる。On the other hand, the mouse driver 35 detects the click signal S of the mouse 24 in addition to outputting the cursor position information x and y. The click signal S and the cursor position information x and y are supplied to the command identifying unit 38. The command identifying unit 38 identifies the command to be activated when the click signal S of the mouse 24 is detected with the cursor 43 positioned on various command boxes (not shown) on the display screen. Measurement processing / position calculation unit 3
Reference numeral 9 activates the image processing unit 34 based on the command activated by the command identifying unit 38 to generate a tool for edge detection on the monitor image in the image memory 33, perform binarization processing, A predetermined measurement value is calculated by performing each processing such as edge detection. Also, the measurement processing / position calculation unit 39
Prior to this measurement processing, the drive control unit 40 is controlled to execute processing for capturing a stage image over the entire work 12, or the stage image window 42.
When an arbitrary position above is designated, the designated position in the actual work coordinate system is calculated from the designated position in the mouse coordinate system, and the drive control unit 40 is controlled to make the CCD camera 1
8 is moved to the designated position.
【００２０】次に、このように構成された非接触画像計
測システムの動作について説明する。なお、ここでは、
説明を簡単にするため、システムの機械座標系の原点及
び基準軸と、ワーク座標系の原点及び基準軸とを事前の
操作で一致させているものとする。また、ワーク座標系
はＸ，Ｙ，Ｚ、マウス座標系はｘ，ｙ，ｚで表示する。
先ず、測定を開始する前に、ワーク１２の任意の位置に
手動又はオートフォーカス処理により、ＣＣＤカメラ１
８のピントを合わせる。次に、マウス２４の操作によ
り、図示しない“ステージ画像取り込み”ボタンをクリ
ックすると、計測処理／位置算出部３９のステージ画像
取り込み処理が起動される。Next, the operation of the non-contact image measuring system configured as described above will be described. In addition, here
In order to simplify the explanation, it is assumed that the origin and the reference axis of the machine coordinate system of the system and the origin and the reference axis of the work coordinate system are matched with each other in advance. The work coordinate system is displayed in X, Y, Z, and the mouse coordinate system is displayed in x, y, z.
First, before starting the measurement, the CCD camera 1 is manually or automatically focused on an arbitrary position of the work 12.
Focus on 8. Next, when a "stage image capture" button (not shown) is clicked by operating the mouse 24, the stage image capture processing of the measurement processing / position calculation unit 39 is activated.
【００２１】図４は、ステージ画像取り込み処理を示す
フローチャートである。先ず、予め合焦された位置Ｚに
おいて、現状の対物レンズの倍率Ｌからモニタに映る視
野の水平成分ΔＸ及び垂直成分ΔＹを計算する（Ｓ
１）。次に、ステージを最も左上の初期位置（ワーク座
標系の原点位置）に移動させ（Ｓ２）、その位置でワー
ク１２を撮像し（Ｓ３）、撮像された画像をそのときの
ステージ座標Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ及びレンズ倍率Ｌと共に画
像メモリ３３にセーブする（Ｓ４）。続いて、そこが横
方向（Ｘ方向）一杯の位置であるか否かを判定する（Ｓ
５）。判定の結果、横方向一杯の位置でなければ、モニ
タの視野の水平成分ΔＸだけステージを横（右）方向に
移動させ（Ｓ６）、その位置で再び画像の取り込みを行
う（Ｓ３，Ｓ４）。以下、セーブする情報は、ステージ
座標Ｘ，Ｙのみでよい。一方、横方向一杯の位置であれ
ば、更にそこが縦方向（Ｙ方向）一杯の位置であるか否
かを判定する（Ｓ７）。判定の結果、縦方向一杯の位置
でなければ、モニタの視野の垂直成分ΔＹだけステージ
を縦（下）方向に移動させ（Ｓ８）、その位置でワーク
１２を撮像し（Ｓ３）、撮像された画像をそのときのス
テージ座標Ｘn ，Ｙn と共にセーブする（Ｓ４）。次回
横方向のステージの移動は、前回と逆方向に行われる
（Ｓ６）。一方、縦方向一杯の位置であれば、ステージ
画像ウィンドウを生成する（Ｓ９）。FIG. 4 is a flow chart showing the stage image capturing process. First, at the prefocused position Z, the horizontal component ΔX and the vertical component ΔY of the visual field displayed on the monitor are calculated from the magnification L of the current objective lens (S).
1). Next, the stage is moved to the upper leftmost initial position (origin position of the work coordinate system) (S2), the work 12 is imaged at that position (S3), and the imaged image is taken as the stage coordinate X 1 at that time. It is saved in the image memory 33 together with Y 1 , Z and the lens magnification L (S4). Then, it is determined whether or not the position is the lateral (X direction) full position (S
5). If the result of determination is that the position is not the full position in the horizontal direction, the stage is moved in the horizontal (right) direction by the horizontal component ΔX of the field of view of the monitor (S6), and the image is captured again at that position (S3, S4). Hereinafter, the information to be saved may be only the stage coordinates X and Y. On the other hand, if the position is full in the horizontal direction, it is further determined whether or not the position is full in the vertical direction (Y direction) (S7). If the result of determination is that the position is not the full position in the vertical direction, the stage is moved in the vertical (down) direction by the vertical component ΔY of the field of view of the monitor (S8), the work 12 is imaged at that position (S3), and the image is taken. The image is saved together with the stage coordinates X n and Y n at that time (S4). Next time, the horizontal movement of the stage is performed in the opposite direction to the previous movement (S6). On the other hand, if the position is full in the vertical direction, a stage image window is generated (S9).
【００２２】以上、ステージが縦横の両方向一杯の終了
位置に移動されるまで、上述したステージ画像の取り込
みを繰り返すことにより、ワーク１２の全体画像が、画
像メモリ３３に取り込まれる。なお、ステージ画像が横
方向及び縦方向一杯の位置であるかどうかの判定は、例
えばマシン的に予め決定されているカメラ位置とステー
ジ位置、大きさの情報と現状使われているレンズによる
校正後の一画素寸法及び光軸の位置のズレ量（オフセッ
ト値）等から計算により予めワーク１２の範囲を計測処
理／位置算出部３９に与えておく方法を用いて行えば良
い。As described above, the whole image of the work 12 is captured in the image memory 33 by repeating the capture of the stage image described above until the stage is moved to the end position which is full in both the vertical and horizontal directions. It should be noted that the determination as to whether or not the stage image is at the full position in the horizontal direction and the vertical direction can be made by, for example, the camera position and the stage position which are predetermined in the machine, the size information, and the calibration after the lens currently used. The range of the work 12 may be given to the measurement processing / position calculating unit 39 in advance by calculation from the one pixel size and the amount of deviation (offset value) of the position of the optical axis.
【００２３】図５は、６枚のステージ画像を取り込んだ
ときのステージ画像ウィンドウの一例を示したものであ
る。ステージ画像ウィンドウ４２の内部の表示領域４４
には、ステージ座標Ｘ，Ｙ，Ｚ及びレンズ倍率Ｌに基づ
いて、ワーク１２の全体画像が表示される。次に、マウ
ス２４の操作によって、表示領域４４の所定の位置が指
定されたとき、ＣＣＤカメラ１８をワーク１２の指定位
置に移動させる処理について説明する。FIG. 5 shows an example of a stage image window when 6 stage images are captured. Display area 44 inside the stage image window 42
, The entire image of the work 12 is displayed based on the stage coordinates X, Y, Z and the lens magnification L. Next, a process of moving the CCD camera 18 to a designated position of the work 12 when a predetermined position of the display area 44 is designated by operating the mouse 24 will be described.
【００２４】図６は、計測処理／位置算出部３９におけ
るＣＣＤカメラ１８の移動処理を示すフローチャートで
ある。先ず、マウス２４の操作により、図３（ａ）に示
すように、ワーク１２の測定したい部分にカーソル４３
を移動させ、マウス２４の所定のボタンをクリックする
と（Ｓ１１）、カーソル４３のマウス座標系に基づく位
置Ｐ＝（ｘ，ｙ）が求められる（Ｓ１２）。続いて、そ
れがステージ画像ウィンドウ４２を表示した表示範囲内
であるか否かを判定する（Ｓ１３）。判定の結果、表示
範囲内であれば、マウス座標系に基づく位置Ｐ＝（ｘ，
ｙ）に対応したワーク座標系に基づく位置（Ｘ，Ｙ）が
求められる（Ｓ１４）。即ち、ステージ画像ウィンドウ
４２のマウス座標系における原点位置Ｐ0 を（ｘ0 ，ｙ
0 ）とすると、ワーク座標系における指定位置Ｐ＝
（Ｘ，Ｙ）はＸ＝α（ｘ−ｘ0 ），Ｙ＝β（ｙ−ｙ0 ）
によって求められる。なお、ここでα，βは、マウス座
標系の単位長さに対するワーク座標系の単位長さを示す
係数である。FIG. 6 is a flowchart showing the movement processing of the CCD camera 18 in the measurement processing / position calculation section 39. First, by operating the mouse 24, as shown in FIG. 3A, the cursor 43 is moved to a portion of the workpiece 12 to be measured.
Is moved and a predetermined button of the mouse 24 is clicked (S11), the position P = (x, y) of the cursor 43 based on the mouse coordinate system is obtained (S12). Then, it is determined whether or not it is within the display range in which the stage image window 42 is displayed (S13). If the result of determination is that it is within the display range, position P = (x, based on the mouse coordinate system
The position (X, Y) based on the work coordinate system corresponding to y) is obtained (S14). That is, the origin position P 0 of the stage image window 42 in the mouse coordinate system is set to (x 0 , y
0 ), the specified position P in the work coordinate system =
(X, Y) is X = α (x−x 0 ), Y = β (y−y 0 ).
Required by. Here, α and β are coefficients indicating the unit length of the work coordinate system with respect to the unit length of the mouse coordinate system.
【００２５】次に、計測処理／位置算出部３９は、ＣＣ
Ｄカメラ１８の中心がワーク座標系のＸ，Ｙに位置する
ようにステージを移動させ（Ｓ１５）、その位置でワー
ク１２を撮像する（Ｓ１６）。これにより、図３（ｂ）
に示すようにワーク１２の測定したい部分Ｐ′がモニタ
画像ウィンドウ４１の表示領域４５の中心となるよう
に、モニタ画像ウィンドウ４１にワーク１２が映し出さ
れることになる。Next, the measurement processing / position calculation unit 39 causes the CC
The stage is moved so that the center of the D camera 18 is located at X and Y of the work coordinate system (S15), and the work 12 is imaged at that position (S16). As a result, FIG.
As shown in, the work 12 is displayed on the monitor image window 41 so that the portion P ′ of the work 12 to be measured becomes the center of the display area 45 of the monitor image window 41.
【００２６】この状態で、例えば孔４６の中心位置や直
径を知りたい場合には、図７に示すように、この孔４６
のエッジを横切るように複数のツール４７を立て、これ
に沿ってエッジ検出及び中心、径の算出等を行えばよ
い。また、図７に示すように、この測定結果をステージ
画像ウィンドウ４２の対応する位置に表示させることに
より、測定した箇所を容易に確認することが可能にな
る。In this state, if it is desired to know the center position and the diameter of the hole 46, as shown in FIG.
A plurality of tools 47 may be set up so as to traverse the edges of, and edge detection and calculation of the center and the diameter may be performed along the tools. Further, as shown in FIG. 7, by displaying the measurement result at the corresponding position of the stage image window 42, it becomes possible to easily confirm the measured portion.
【００２７】更に、この実施例によれば、ステージ画像
ウィンドウ４２に表示されるステージ画像は、画像メモ
リ３３に保存されているので、必要に応じて、ステージ
画像を拡大／縮小させて、集中的に測定したい部分のみ
を拡大表示させることにより、更に操作性が向上する。
また、一度にいろいろな大きさ（拡大率）のステージ画
像ウィンドウ４２を複数表示させるようにしてもよい。
更に、ステージ画像ウィンドウ４２のみを表示画面の一
部に表示させ、モニタ画像は表示画面の他の部分に一杯
に表示させるようにしても良い。Furthermore, according to this embodiment, since the stage image displayed in the stage image window 42 is stored in the image memory 33, the stage image can be enlarged / reduced as necessary to concentrate the stage image. The operability is further improved by enlarging and displaying only the portion to be measured.
Further, a plurality of stage image windows 42 of various sizes (magnification ratios) may be displayed at once.
Further, only the stage image window 42 may be displayed on a part of the display screen, and the monitor image may be displayed on the other part of the display screen.
【００２８】なお、以上の実施例では、ワークの全体画
像がＣＣＤカメラから撮像されたものである場合につい
て説明したが、ワークの全体画像はＣＡＤシステムから
与えられたワークを示すＣＡＤデータにより構成された
ものでもよい。この場合には、ワーク座標系の原点及び
軸と、ＣＡＤ上の基準座標系の原点及び軸とを一致させ
ておくことにより、上述した実施例と同様の効果を得る
ことができる。In the above embodiments, the case where the whole image of the work is taken by the CCD camera has been described, but the whole image of the work is composed of the CAD data representing the work given by the CAD system. It may be a thing. In this case, by making the origin and the axis of the work coordinate system coincide with the origin and the axis of the reference coordinate system on CAD, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described embodiment.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
表示画面中に被測定対象の全体画像と、撮像手段によっ
て実際に撮像している部分の拡大画像とを同時に表示さ
せ、前記被測定対象の全体画像中の任意の位置を指定可
能にすると共に、この位置指定に応答して前記被測定対
象における指定位置に前記撮像手段を移動させるので、
当該指定位置の拡大画像を表示画面中に表示させること
ができる。即ち、被測定対象の所望する位置を極めて簡
単な操作で見つけ出すことができる。As described above, according to the present invention,
While simultaneously displaying the entire image of the object to be measured on the display screen and the enlarged image of the portion actually being imaged by the image pickup means, it is possible to specify any position in the entire image of the object to be measured, In response to this position designation, the image pickup means is moved to the designated position in the measured object.
An enlarged image of the designated position can be displayed on the display screen. That is, the desired position of the object to be measured can be found by an extremely simple operation.
【図１】 この発明の一実施例に係る非接触画像計測シ
ステムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a non-contact image measuring system according to an embodiment of the present invention.
【図２】 同システムの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the system.
【図３】 同実施例における表示画面の一例を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing an example of a display screen in the embodiment.
【図４】 同実施例におけるステージ画像取り込み処理
を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a stage image capturing process in the embodiment.
【図５】 同実施例におけるステージ画像ウィンドウの
一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a stage image window in the embodiment.
【図６】 計測処理／位置算出部におけるＣＣＤカメラ
の移動処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing movement processing of a CCD camera in a measurement processing / position calculation unit.
【図７】 同実施例における表示画面の一例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing an example of a display screen in the embodiment.
１…三次元測定機、２…コンピュータシステム、３…プ
リンタ、１１…架台、１２…ワーク、１３…測定テーブ
ル、１４，１５…支持アーム、１６…Ｘ軸ガード、１７
…撮像ユニット、１８…ＣＣＤカメラ、２１…コンピュ
ータ本体、２２…キーボード、２３…ジョイスティック
ボックス、２４…マウス、２５…ＣＲＴディスプレイ、
３１…モニタ画像ウィンドウ生成部、３２…ステージ画
像ウィンドウ生成部、３３…画像メモリ、３４…画像処
理部、３５…マウスドライバ、３６…カーソル生成部、
３７…表示画面生成部、３８…コマンド識別部、３９…
計測処理／位置算出部、４０…駆動制御部、４１…モニ
タ画像ウィンドウ、４２…ステージ画像ウィンドウ、４
３…カーソル、４４，４５…表示領域、４６…孔、４７
…ツール。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coordinate measuring machine, 2 ... Computer system, 3 ... Printer, 11 ... Stand, 12 ... Work, 13 ... Measuring table, 14, 15 ... Support arm, 16 ... X-axis guard, 17
... image pickup unit, 18 ... CCD camera, 21 ... computer body, 22 ... keyboard, 23 ... joystick box, 24 ... mouse, 25 ... CRT display,
31 ... Monitor image window generation unit, 32 ... Stage image window generation unit, 33 ... Image memory, 34 ... Image processing unit, 35 ... Mouse driver, 36 ... Cursor generation unit,
37 ... Display screen generation unit, 38 ... Command identification unit, 39 ...
Measurement processing / position calculation unit, 40 ... Drive control unit, 41 ... Monitor image window, 42 ... Stage image window, 4
3 ... Cursor, 44, 45 ... Display area, 46 ... Hole, 47
…tool.
Claims (5)
撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記被測定対象の画像を表示
する表示手段と、 この表示手段に表示された前記被測定対象の画像から所
定の計測値を求めるための処理を実行する計測処理手段
と、 前記ワーク座標系における前記撮像手段の位置を変化さ
せる駆動手段と、 前記被測定対象の全体画像を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記被測定対象の全体画像を
前記表示手段の表示画面の少なくとも一部に表示させる
手段と、 前記表示手段に表示された前記被測定対象の全体画像の
うちの任意の位置を指定するための位置指定手段と、 この位置指定手段で指定された前記被測定対象の全体画
像における位置に対応する前記ワーク座標系の位置を算
出する位置算出手段と、 この位置算出手段で算出された位置に前記撮像手段が位
置するように前記駆動手段を制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする非接触画像計測システム。1. An image pickup means for picking up an object to be measured arranged in a work coordinate system, a display means for displaying an image of the object to be measured picked up by the image pickup means, and the display means for displaying the image. A measurement processing unit that executes a process for obtaining a predetermined measurement value from an image of the measurement target, a driving unit that changes the position of the imaging unit in the work coordinate system, and a whole image of the measurement target is stored. Storage means, means for displaying the entire image of the object to be measured stored in the storage means on at least a part of the display screen of the display means, and the entire image of the object to be measured displayed on the display means. A position designating unit for designating an arbitrary position among them, and a position of the work coordinate system corresponding to the position in the whole image of the measured object designated by the position designating unit is calculated. Non-contact image measurement system for the position calculating means, characterized in that the imaging means to the position calculated by the position calculating means and means for controlling said drive means so as to be located.
象の全体画像は、計測に先だって、前記撮像手段によっ
て前記被測定対象を全体に亘って撮像することにより得
られた画像であることを特徴とする請求項１記載の非接
触画像計測システム。2. The entire image of the object to be measured stored in the storage means is an image obtained by imaging the object to be measured over the entire area by the imaging means prior to measurement. The non-contact image measuring system according to claim 1.
象の全体画像は、ＣＡＤシステムから与えられた前記被
測定対象を示すＣＡＤデータにより構成されるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の非接触画像計測シス
テム。3. The whole image of the object to be measured stored in the storage means is composed of CAD data indicating the object to be measured, which is supplied from a CAD system. The non-contact image measurement system described.
１のウィンドウと第２のウィンドウとを表示し、前記第
１のウィンドウ内に前記撮像装置で撮像された前記被測
定対象の画像を表示し、前記第２のウィンドウ内に前記
被測定対象の全体画像を表示するものであることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の非接触画像
計測システム。4. The display means displays a first window and a second window on one display screen, and the image of the object to be measured imaged by the imaging device in the first window. 4. The non-contact image measurement system according to claim 1, wherein the non-contact image measurement system displays the whole image of the object to be measured in the second window.
撮像手段によって実際に撮像している部分の拡大画像と
を同時に表示させ、前記被測定対象の全体画像中の任意
の位置を指定可能にすると共に、この位置指定に応答し
て前記被測定対象における指定位置に前記撮像手段を移
動させることを特徴とする非接触画像計測システム。5. An entire image of the object to be measured is displayed on the display screen,
A magnified image of the portion actually being imaged by the imaging means is displayed at the same time, and an arbitrary position in the entire image of the measured object can be designated, and in response to this position designation, the measured object A non-contact image measuring system, wherein the image pickup means is moved to a designated position.
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|---|---|---|---|
| JP14680995A JP3672970B2 (en) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | Non-contact image measurement system |
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| JPH08313217A true JPH08313217A (en) | 1996-11-29 |
| JP3672970B2 JP3672970B2 (en) | 2005-07-20 |
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