JPS63313005A - ３次元計測装置 - Google Patents
３次元計測装置Info
- Publication number
- JPS63313005A JPS63313005A JP14956187A JP14956187A JPS63313005A JP S63313005 A JPS63313005 A JP S63313005A JP 14956187 A JP14956187 A JP 14956187A JP 14956187 A JP14956187 A JP 14956187A JP S63313005 A JPS63313005 A JP S63313005A
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- sps2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 101000828738 Homo sapiens Selenide, water dikinase 2 Proteins 0.000 abstract 3
- 102100023522 Selenide, water dikinase 2 Human genes 0.000 abstract 3
- 101000587820 Homo sapiens Selenide, water dikinase 1 Proteins 0.000 abstract 2
- 101000701815 Homo sapiens Spermidine synthase Proteins 0.000 abstract 2
- 102100031163 Selenide, water dikinase 1 Human genes 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光パターン投影により、物体の形状を計測
する３次元計測装置に関するものである。
する３次元計測装置に関するものである。
従来この種の３次元計測装置として第６図及び第７図に
示すものがあった。第６図、第７図は、従来の光投影に
よる３次元計測装置が行なっている、手塚慶−１北橋忠
宏、小川秀夫著、ディジタル画像処理工学、日刊工業新
聞社、（１９８５）、第１９０頁〜第１９１頁に示され
た、スリット光投影法と呼ばれる手法を示すブロック図
及びその構成図である。図において、（１）はスリット
状光パターンを投影する光パターン投影装置、（２）は
画像を読み込むためのテレビカメラ、１３）は画像デー
タを記憶する記憶装置、（４１Ｆ！距離計測結果を記憶
する記憶装置、（５１け光パターン投影袋ｆ（１）によ
り物体に投影されたスリット状パターンと、記憶袋＠
（３）から被計測物体の（以下、物体と記す）スリット
パターンがあたっている部分の３次元距離を計測する演
算装置である。
示すものがあった。第６図、第７図は、従来の光投影に
よる３次元計測装置が行なっている、手塚慶−１北橋忠
宏、小川秀夫著、ディジタル画像処理工学、日刊工業新
聞社、（１９８５）、第１９０頁〜第１９１頁に示され
た、スリット光投影法と呼ばれる手法を示すブロック図
及びその構成図である。図において、（１）はスリット
状光パターンを投影する光パターン投影装置、（２）は
画像を読み込むためのテレビカメラ、１３）は画像デー
タを記憶する記憶装置、（４１Ｆ！距離計測結果を記憶
する記憶装置、（５１け光パターン投影袋ｆ（１）によ
り物体に投影されたスリット状パターンと、記憶袋＠
（３）から被計測物体の（以下、物体と記す）スリット
パターンがあたっている部分の３次元距離を計測する演
算装置である。
次に動作について説明する０光パターン投影装置（１）
によりスリット状の光パターンを物体に当て、テレビカ
メラ（２）でこの画像を読み込み、画像データ記憶装置
（３）に記憶し、演算袋＆′（５）により、光が当って
いる部分の像を検出する０次いで１物体に当てた光パタ
ーンの形状と、検出された光パターンの像の位置から、
３角測量によって、物体上の光が当っている部分までの
距離を測定する。
によりスリット状の光パターンを物体に当て、テレビカ
メラ（２）でこの画像を読み込み、画像データ記憶装置
（３）に記憶し、演算袋＆′（５）により、光が当って
いる部分の像を検出する０次いで１物体に当てた光パタ
ーンの形状と、検出された光パターンの像の位置から、
３角測量によって、物体上の光が当っている部分までの
距離を測定する。
従来の３次元計測装置は、以上のように構成されて−る
ので、スリット状光パターンを物体の形状に合わせて変
化させることができず、スリット状光パターンと物体の
面が平行に近−ときは、生じるスリットのｆＩ＆（線）
が太くなるために誤差が大きくなり、精密な測定ができ
ないという問題点があった。
ので、スリット状光パターンを物体の形状に合わせて変
化させることができず、スリット状光パターンと物体の
面が平行に近−ときは、生じるスリットのｆＩ＆（線）
が太くなるために誤差が大きくなり、精密な測定ができ
ないという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、精密な３次元距離の測定ができる３次元計
測装置を得ることを目的とする。
れたもので、精密な３次元距離の測定ができる３次元計
測装置を得ることを目的とする。
この発明に係る３次元計測袋ｆｉｎ、スリット状光パタ
ーンを投影する光パターン投影装置、この光パターンの
変形を制御するパターン制御装置、光パターンを撮影す
るテレビカメラ、画像データを格納する記憶装置、及び
この記憶装置の画像データから光パターンの位置を読み
とり、３次元距離を計算し、次に投影するスリット状光
パターンを決定する中央処理装置を備えなものである。
ーンを投影する光パターン投影装置、この光パターンの
変形を制御するパターン制御装置、光パターンを撮影す
るテレビカメラ、画像データを格納する記憶装置、及び
この記憶装置の画像データから光パターンの位置を読み
とり、３次元距離を計算し、次に投影するスリット状光
パターンを決定する中央処理装置を備えなものである。
この発明における中央処理装置は、スリット状光パター
ンの投影による距離計測結果をフィードバックし、物体
の形状に合わせて次に投影する光パターンを変化させて
投影するので、スリット状光パターンと物体の面が平行
になることを防ぎ、計測結果の精度を向上させる。
ンの投影による距離計測結果をフィードバックし、物体
の形状に合わせて次に投影する光パターンを変化させて
投影するので、スリット状光パターンと物体の面が平行
になることを防ぎ、計測結果の精度を向上させる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
２図において、（６）はスリット状光パターンを投影す
る光パターン投影装置、（７）はスリット状光パターン
を変化させるパターン制御装置、（８）は画像を読み込
なためのテレビカメラ、（９）は画像データを記憶する
記憶装置Ｎ ＧＯは計測結果を記憶する記憶装置、０は
中央処理装置である。
２図において、（６）はスリット状光パターンを投影す
る光パターン投影装置、（７）はスリット状光パターン
を変化させるパターン制御装置、（８）は画像を読み込
なためのテレビカメラ、（９）は画像データを記憶する
記憶装置Ｎ ＧＯは計測結果を記憶する記憶装置、０は
中央処理装置である。
動作について説明する。第２図に示すフローチャートに
おいてステップ（至）で、まず、適当な初期スリット状
光パターンを投影し、それを計測して３次元距離を計算
して記憶装置αＧに格納する。このとき、スリット投影
により生じた線は連結している部分に分割され、各部分
の端点と、曲率の絶対値が閾値を越す点の画像上および
３次元空間中での座標値を隣接データとして保持する。
おいてステップ（至）で、まず、適当な初期スリット状
光パターンを投影し、それを計測して３次元距離を計算
して記憶装置αＧに格納する。このとき、スリット投影
により生じた線は連結している部分に分割され、各部分
の端点と、曲率の絶対値が閾値を越す点の画像上および
３次元空間中での座標値を隣接データとして保持する。
第３図にこれについて例をあげて説明する。第３図にお
いて、実線で示した線が物体上のスリット光の像であり
、破線は対象物体の一例を示す。スリット光の像のうち
の連結部分けＰｌＱＩ Ｆ２およびＦ３ Ｑ２Ｑｓ Ｑ
ａ ’Ｘ’ａであり、Ｐｌ ｅ Ｘ’２ ｅ ２３ ｅ
Ｘ’４ は端点（不連続点）、Ｑｌ 、 Ｑ２ ＃
Ｑ３ ｍ Ｑ４ は曲率極大点を示す〇隣接データ
としては、Ｐｌ、・・・・・・、Ｐ４ｓＱ１ｓ・・・・
・・。
いて、実線で示した線が物体上のスリット光の像であり
、破線は対象物体の一例を示す。スリット光の像のうち
の連結部分けＰｌＱＩ Ｆ２およびＦ３ Ｑ２Ｑｓ Ｑ
ａ ’Ｘ’ａであり、Ｐｌ ｅ Ｘ’２ ｅ ２３ ｅ
Ｘ’４ は端点（不連続点）、Ｑｌ 、 Ｑ２ ＃
Ｑ３ ｍ Ｑ４ は曲率極大点を示す〇隣接データ
としては、Ｐｌ、・・・・・・、Ｐ４ｓＱ１ｓ・・・・
・・。
Ｑ４ の画像上での座標と３次元空間での座標を保持
する。ステップ（至）では投影するスリット状光パター
ンの設定及びそれに沿って変形させながら走査スルため
の走査スリットパターンの初期設定を行なう。第４図（
−） 、 （ｂ）により、これを説明する。７１４４
図（ａ） ＊ （ｂ）はスリット状光パターンの生成の
ためのマスクのパターンを示すものである。
する。ステップ（至）では投影するスリット状光パター
ンの設定及びそれに沿って変形させながら走査スルため
の走査スリットパターンの初期設定を行なう。第４図（
−） 、 （ｂ）により、これを説明する。７１４４
図（ａ） ＊ （ｂ）はスリット状光パターンの生成の
ためのマスクのパターンを示すものである。
第４ Ｅ （＆）はスリット状光パターンの設定を示す
＠５１１ｆｉ前段のスリット状光パターンである。入り
ット状光パターンＳ２けＳｌを平行移動して得られる。
＠５１１ｆｉ前段のスリット状光パターンである。入り
ット状光パターンＳ２けＳｌを平行移動して得られる。
第４図（ｂ）は設定されたスリットパターンＳ２に沿っ
て走査・投影するための走査パターンＳ３を示すもので
ある。Ｓ３の初期状態はマスクパターンＳ３がマスクパ
ターン８２に直交するように設定する。ステップｆｉ４
１では、マスクパターン８２によりパターンを投影して
その像をテレビカメラ（８）により取り込み、記憶装置
（９）に記憶する。ステップ（２）では得られた像に沿
って３次元距離を３角測量によって計算して、記憶装置
（１（Ｉに記憶するとともに、記憶装置（９）に記憶し
た線を連結している部分に分割する。
て走査・投影するための走査パターンＳ３を示すもので
ある。Ｓ３の初期状態はマスクパターンＳ３がマスクパ
ターン８２に直交するように設定する。ステップｆｉ４
１では、マスクパターン８２によりパターンを投影して
その像をテレビカメラ（８）により取り込み、記憶装置
（９）に記憶する。ステップ（２）では得られた像に沿
って３次元距離を３角測量によって計算して、記憶装置
（１（Ｉに記憶するとともに、記憶装置（９）に記憶し
た線を連結している部分に分割する。
ステップωでは、得られた各連結部分ごとに曲率極大点
及び端点を検出する・曲率極大点が存在するかどうかを
判定する（ステップαη）０ステツプ（２）、α窃では
、端点・曲率極大点が存在する場合は隣接データを探索
し、この点の近傍の端点か曲率極大点が隣接データ中に
あるかどうか調べる。このような点が存在している場合
には、ステップ勿においてこの２点に相当する３次元空
間中の２点を結んで３次元ベクトルｌを計算する・この
操作について、第５図で例を示して説明する。第５図に
おいてＸｌは曲率極大点、Ｘｏ は隣接データに含ま
れる、前段のスリット状光パターン投影により得られた
曲率極大点である。ベクトル！は、１−Ｘｌ−χ０によ
り得られる。ｌの両側の面の法線をｍｌ 、笛２ とす
ると、７と ｉｔ、Ｈｚけ直交する。ステップ■ではス
リット状光パターンに沿って、曲率極大点から次の曲率
極大点まで走査するためスリット状光パターンを設定す
る＠これは法線がｌとなるように、パターン制御装ｅ（
７）によってマスクを回転、平行移動することによって
設定する。これにより走査スリットパターンと物体の面
の法線が平行になることを防ぎ、精密な計測を行うこと
ができる。ステップのではステップ＠で得られた走査パ
ターンを、今調べている連結部分の曲率極大点と次の曲
率極大点までの間に相当する領域だけ走査し、ステップ
υでは、この走査スリットパターンの像から、３角測量
によって距離を計算し、記憶装置αＯに記憶して−く。
及び端点を検出する・曲率極大点が存在するかどうかを
判定する（ステップαη）０ステツプ（２）、α窃では
、端点・曲率極大点が存在する場合は隣接データを探索
し、この点の近傍の端点か曲率極大点が隣接データ中に
あるかどうか調べる。このような点が存在している場合
には、ステップ勿においてこの２点に相当する３次元空
間中の２点を結んで３次元ベクトルｌを計算する・この
操作について、第５図で例を示して説明する。第５図に
おいてＸｌは曲率極大点、Ｘｏ は隣接データに含ま
れる、前段のスリット状光パターン投影により得られた
曲率極大点である。ベクトル！は、１−Ｘｌ−χ０によ
り得られる。ｌの両側の面の法線をｍｌ 、笛２ とす
ると、７と ｉｔ、Ｈｚけ直交する。ステップ■ではス
リット状光パターンに沿って、曲率極大点から次の曲率
極大点まで走査するためスリット状光パターンを設定す
る＠これは法線がｌとなるように、パターン制御装ｅ（
７）によってマスクを回転、平行移動することによって
設定する。これにより走査スリットパターンと物体の面
の法線が平行になることを防ぎ、精密な計測を行うこと
ができる。ステップのではステップ＠で得られた走査パ
ターンを、今調べている連結部分の曲率極大点と次の曲
率極大点までの間に相当する領域だけ走査し、ステップ
υでは、この走査スリットパターンの像から、３角測量
によって距離を計算し、記憶装置αＯに記憶して−く。
連結成分の処理がすべて終了していない場合は、ステッ
プ（至）からの処理を繰り返す。スリット状光パターン
により生じた線についてのすべての処理が終了した場合
は、ステップ（至）において、現在調べた線上から検出
された端点・曲率極大点を保持し、隣接データの更新を
行なう。このようにして、スリット光投影による結果を
フィードバックして走査スリットパターンを適応的に変
化させることにより、精密な測定が行える。
プ（至）からの処理を繰り返す。スリット状光パターン
により生じた線についてのすべての処理が終了した場合
は、ステップ（至）において、現在調べた線上から検出
された端点・曲率極大点を保持し、隣接データの更新を
行なう。このようにして、スリット光投影による結果を
フィードバックして走査スリットパターンを適応的に変
化させることにより、精密な測定が行える。
なお、上記実施例では、パターンの変化をマスクの平行
移動・回転によって行うものを示したが、レーザー光を
投射しミラーを制御してパターンを生成してもよい。
移動・回転によって行うものを示したが、レーザー光を
投射しミラーを制御してパターンを生成してもよい。
また、上記実施例で得られた不連続点（端点）・曲率極
大点を記憶しておくことにより、物体の境界線の検出を
行なうことかできる。
大点を記憶しておくことにより、物体の境界線の検出を
行なうことかできる。
以上のように、この発明によれば、スリット状光パター
ンを投影する光パターン投影装置、この光パターンの変
形を制御するパターン制御装置、光パターンを撮影する
テレビカメラ、ｒｓｅデータを格納する記憶装置、及び
この記憶装置の画像データから光パターンの位置を読み
とり、３次元距離を計算し、次に投影するスリット状光
パターンを決定する中央処理装置を備えたことにより、
投影する光パターンを計測結果のフィードバックによっ
て適応的に変化させることができ、計測結果の精度を向
上させることができる３次元計測装置が得られる効果が
ある。
ンを投影する光パターン投影装置、この光パターンの変
形を制御するパターン制御装置、光パターンを撮影する
テレビカメラ、ｒｓｅデータを格納する記憶装置、及び
この記憶装置の画像データから光パターンの位置を読み
とり、３次元距離を計算し、次に投影するスリット状光
パターンを決定する中央処理装置を備えたことにより、
投影する光パターンを計測結果のフィードバックによっ
て適応的に変化させることができ、計測結果の精度を向
上させることができる３次元計測装置が得られる効果が
ある。
第１図はこの発明の一実施例による３次元計測装置を示
すブロック図、第２図はこの発明の一実施例による３次
元計測装置の動作を示すフローチャート、第３図、第４
図、第５図はそれぞれこの発明の一実施例による３次元
計測装置の動作を示す説明図、第６図、第７図は従来の
３次元計測装置を示すブロック図、構成図である０ 図において、（６）・・・光パターン投影装置、（７）
・・・パターン制御装ｆｎ 、（８）・・・テレビカメ
ラ、（９）・・・記憶装置１■・・・中央処理装置であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
すブロック図、第２図はこの発明の一実施例による３次
元計測装置の動作を示すフローチャート、第３図、第４
図、第５図はそれぞれこの発明の一実施例による３次元
計測装置の動作を示す説明図、第６図、第７図は従来の
３次元計測装置を示すブロック図、構成図である０ 図において、（６）・・・光パターン投影装置、（７）
・・・パターン制御装ｆｎ 、（８）・・・テレビカメ
ラ、（９）・・・記憶装置１■・・・中央処理装置であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- スリット状光パターンを投影する光パターン投影装置、
この光パターンの変形を制御するパターン制御装置、光
パターンを撮影するテレビカメラ、画像データを格納す
る記憶装置、及びこの記憶装置の画像データから上記光
パターンの位置を読みとり、３次元距離を計算し、次に
投影する上記スリット状光パターンを決定する中央処理
装置を備えた３次元計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14956187A JPS63313005A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | ３次元計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14956187A JPS63313005A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | ３次元計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63313005A true JPS63313005A (ja) | 1988-12-21 |
Family
ID=15477866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14956187A Pending JPS63313005A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | ３次元計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63313005A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152903A (ja) * | 1984-01-21 | 1985-08-12 | Kosuke Sato | 位置計測方法 |
| JPS62214307A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 物体形状計測装置 |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP14956187A patent/JPS63313005A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152903A (ja) * | 1984-01-21 | 1985-08-12 | Kosuke Sato | 位置計測方法 |
| JPS62214307A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 物体形状計測装置 |
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