JPS6222007A

JPS6222007A - 光切断法による計測装置

Info

Publication number: JPS6222007A
Application number: JP16034385A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Noso; 千典農宗; Hiroshi Saito; 浩斎藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1987-01-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、光切断法によって物体の三次元形状情報を
求める計測装置に関する。

［発明の技術的背景と問題点］第５図に光切断法の光学系の概要を示している。

光源１からスリット光２を対象物３に投射し、その反射
光をテレビカメラ４で撮像する。テレビカメラ４からは
、対象物の３の表面のスリット光２による１ｔｌ１２ａ
　　（光切断線と称する）の画像を含んだ階調のある！
淡画像データが得られる。画像データの一例を第６図（
ａ　）に示している。同図の２ｂは光切断線２ａに対応
した光切断線像である。この画像データを適宜に処理し
、対象物３の三次元形状情報を求めるのである。

光切断法で高精度な計測を行うには、できる限り幅の小
さい光切断線像２ｂを得る必要がある。

しかし、光源１の関係でスリット光２の幅がある程度大
きくなること、対象物３の表面に対するスリット光２の
入射角が大きいと光切断線２ａの幅が大きくなること、
光切断線２ａの輝度が大き過ぎるとカメラ４でブルーミ
ングやスミアが生じること等の影響により、画像データ
中の光切断線像２ｂの幅が太くなり易い。そのために光
切断線像２ｂの線幅を小さくする（１画素分にする）処
理、いわゆる細線化処理が行われる。

この種の装置における細線化処理としては、従来、特開
昭５６−７０４０７号に開示された技術が代表的である
。これは第６図（ａ　）に示すように、カメラ４から得
られた１１淡画像のｘ、ｙ平面上をｙ方向の走査線５で
くまなく二次元走査し、各走査４１！５ごとに次の処理
を行う。走査線５上の各点の濃度値Ｖを検出する（Ｖが
大きい程明るいとする）。濃度値について、ある明るさ
に相当する第１しきい値■２．と、これよりさらに明る
い第２しきい値Ｖ１とを設定しておき、これらと検出濃
度値Ｖとを比較する。

第６図（ｂ）のように、Ｖ＞Ｖ＋　となった走査線上の
ある区間では、その区間の両端点座標値Ｙ１、Ｙ２の平
均値Ｙを代表値とする。また第６図（ｌのように、Ｖｌ
　＞　ｖ＞Ｖ２となった走査線上のある区間では、その
区間内Ｖの最大値を与えた座標値Ｙを代表値とする。こ
のようにして各走査線５と光切Ｉ！Ｆｉ線像２ｂとの交
点座標を上記代表値で１点に決める。つまり、光切断線
像２ｂの線幅を１画素に細線化する。

しかしながら、上述した従来の細線化処理では次の様な
問題点があった。

第６図（ｄ　）に例示した様に、画像データ中の光切断
線像２ｂが走査方向ｙとほぼ平行な線を含んでいて、し
かもその線幅が太い場合、これを上記の様に細線化処理
した画像データは、第６図（ｅ　’）に例示したように
、はぼｙ方向の太い線が階段状に変形してしまう。その
ため、対象物３の正しい三次元形状情報が失われて誤計
測の原因となる。

［発明の目的］この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたちので
あり、その目的は、対象物の三次元形状　　　　　〔情
報をできるだけ忠実に再現できるようにした細線化処理
を行う光切断法による計測装置を提供することにある。

［発明の概要］この発明に係る光切断法による計測装置は、光切断法に
よって生成された光切断線を搬像して階調のある濃淡画
像データを得る撮像手段と、上記画像データ平面上を所
定方向に走査し、その走査線上の濃度値を検出する手段
と、ある走査線上のＡ点からＢ点までの区間の濃度値が
しきい値より明るいとき、Ａ点またはＢ点の座標値を上
記光切断線の像と上記走査線の交点座標の代表値として
抽出する手段とを備えたものである。第１図は上記の各
構成要件を図解したものである。

［発明の実施例］第５図に示したスリット光源１、スリット光２、対象物
３、テレビカメラ４の光学系の構成は・本発明において
も同様である。第２図に示すように、テレビカメラ４か
ら出力される画像データは取り込み回路６を介してメモ
リ７に格納され、メモリ７に格納された画像データをコ
ンピュータ８が処理する。この発明に係る細線化処理も
コンピュータ゛８が行う。

第３図（ａ）はメモリ７に格納された濃淡画像データの
１例を示しており、これは第６図（ｄ　）と同じもので
ある。前述したのと同様に、画像データのｘ、ｙ平面上
をｙ方向の走査線５でくまなく二次元走査し、各走査線
毎に次の様な処理を行う。走査線５上の各点の濃度値■
を検出する（Ｖが大きい程明るいとする）。検出濃度値
Ｖと所定のしきい値Ｔｘとを比較し、第３図（ｂ　）に
示すように走査線５上のＡ点から８点までの区間の濃度
値がしきい値Ｔｘより大きい時、この例ではＢ点の座標
値Ｙを代表値として抽出する。この様に抽出された代表
値によって構成される細線化処理後の画像は第３図（Ｃ
）のようになり、ｙ方向とほぼ平行な太い光切断線像２
ｂがあっても、これが従来のように階段状に変形するこ
とはない。

上記のしきい値Ｔｘは適宜な値を固定的に定めてもよい
し、各走査線の一本毎に浮動的に定めてもよい。浮動し
きい値は例えば次のように定める。

ある走査線５上の濃度値の最大値Ｖ　ｍａｘを検出し、
それに１より小さい適宜な定数αを掛けたものをしきい
値Ｔ（Ｘ）とする。第４図は上記の浮動しきい値を用い
た細線化処理をジンピユータ８で行う場合の処理手順を
示している。

まず走査線５のＸ座標をゼロとしくステップ１００）、
その走査線５上の濃度の最大値Ｖ　ｍａｘ（×）を検出
する（ステップ１０１）。検出した最大値ＶｌａＸ　　
（Ｘ　）が所定の下限値Ｔ　ｓｉｎより大きいか小さい
かを比較し、小さい場合にはこの走査１ａ５上に光切断
線像２ｂがないものとしてステップ１０２から１１１に
ジャンプする。■１ｌａｘ（Ｘ　）がＴ　ｗｉｎより大
きい場合、ＶｌａＸ　　（Ｘ　）に定数αを掛けてしき
い値Ｔ（×）とする（ステップ１０３）。

次に細線化処理を行う。まず走査線５上のｙ座標をゼロ
としくステップ１０４）、走査線５上の点（ｘ　、　ｙ
　）の濃度値Ｖ（Ｘ、Ｖ）を検出し、それがしきい値Ｔ
（Ｘ）より大きいか小さいかを比較する（ステップ１０
５）。しきい値Ｔ（ｘ）より小さい場合は、走査線５上
のｙ座標を更新しながら（ステップ１０６．１０７＞上
記のステップ１０５を繰り返す。

しきい値Ｔ（ｘ）を越える濃度値Ｖ　（ｘ　、　ｙ　）
が検出されると、ステップ１０−８でｙ座標を更新し、
その点の１１ｒ！１値Ｖ（ｘ、ｙ）としきい値Ｔ（Ｘ）
とを比較する。しきい値Ｔ（×）より太きい場合はステ
ップ１０８と１０９を繰り返し、■（Ｘ　）より検出濃
度値が小さくなつならステップ１１０に進み、座標値（
ｘ、ｙ７１）を光切断線ｆｌ１２ｂと走査線５との交点
の座標の代表値として抽出する。この座標値は第３図（
ｂ　）における８点の座標である。以上の処理をＸ座標
をＮまで更新しながら繰り返す（ステップ１１１．１１
２＞。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、この発明に係る光切断法に
よる計測装置にあっては、ある走査線上のある区間の濃
度値がしきい値より明るい時、その区間の端点の一方の
座標値を光切断線像と走査　　　　　ｖ線の交点座標の
代表値として抽出するので、この処理によって細線化さ
れた画像データの忠実度は非常に高く、三次元形状情報
の計測を高精度に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請＾囲に記載した構成要件を図解したブロ
ック図、第２図は本発明の一実施例装置のハードウェア
構成の概略を示すブロック図、第３図は本発明の装置の
動作例を示す波形図、第４図は本発明の処理をコンピュ
ータにて行う場合の処理手順を示すフローチャート、第
５図は光切断法の光学系の概略を示す図、第６図は従来
の問題点を示す波形図である。１・・・スリット光源２・・・スリット光２ａ・・・光切断線２ｂ・・・光切断線像４・・・テレビカメラ５・・・走査線鵞１図第２図第５図ｊ第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光切断法によって生成された光切断線を撮像して
階調のある濃淡画像データを得る撮像手段と、上記画像
データ平面上を所定方向に走査し、その走査線上の濃度
値を検出する手段と、ある走査線上のＡ点からＢ点まで
の区間の濃度値がしきい値より明るいとき、Ａ点または
Ｂ点の座標値を上記光切断線の像と上記走査線の交点座
標の代表値として抽出する手段とを備えた光切断法によ
る計測装置。
（２）上記しきい値が、上記走査線の１本ごとに各走査
線上の最も明るい濃度値に比例して設定されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光切断法による
計測装置。