JP2014081279A - 三次元形状測定装置および三次元形状測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】三次元形状の測定時間の短縮を図るべく、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に3個以上の基準球を視野に捉えることを可能にする三次元形状測定装置および三次元形状測定方法を提供する。
【解決手段】ワーク10を保持するためのワーク支持部3と、ワーク支持部3に付設される基準球9・9・・・と、ワーク10と基準球9・9・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク10と基準球9・9・・・を含む画像を撮影するカメラ2b・2bと、前記画像に基づき、ワーク10の三次元形状を演算する演算部2cと、を備え、ワーク支持部3は、ワーク10を支持するための支持軸7と、支持軸7を、該支持軸7の軸回りに回転可能に支持する回転部6と、回転部6を水平軸回りに回動可能に支持する基台部4と、を備え、回転部6の外周部(円盤部材8の外周部)に、3個以上(本実施形態では8個)の基準球9・9・・・が付設される。
【選択図】図1
【解決手段】ワーク10を保持するためのワーク支持部3と、ワーク支持部3に付設される基準球9・9・・・と、ワーク10と基準球9・9・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク10と基準球9・9・・・を含む画像を撮影するカメラ2b・2bと、前記画像に基づき、ワーク10の三次元形状を演算する演算部2cと、を備え、ワーク支持部3は、ワーク10を支持するための支持軸7と、支持軸7を、該支持軸7の軸回りに回転可能に支持する回転部6と、回転部6を水平軸回りに回動可能に支持する基台部4と、を備え、回転部6の外周部(円盤部材8の外周部)に、3個以上(本実施形態では8個)の基準球9・9・・・が付設される。
【選択図】図1
Description
本発明は、三次元形状測定装置および三次元形状測定方法の技術に関する。
従来、測定対象物たる物体の三次元形状を測定するための装置である三次元形状測定装置が知られており、例えば、以下に示す特許文献1にその技術が開示され公知となっている。
特許文献1に開示されている三次元形状測定装置においては、測定対象物を固定するための測定治具に、測定対象物の三次元形状を測定する上で必要なデータム(基準となる点、線および面)を取得するための部材である基準部材を備える構成としている。
また、特許文献1に係る三次元形状測定装置においては、基準部材として基準球を採用しており、また、基準球の個数を3個以上とする構成としている。
特許文献1に開示されている三次元形状測定装置においては、測定対象物を固定するための測定治具に、測定対象物の三次元形状を測定する上で必要なデータム(基準となる点、線および面)を取得するための部材である基準部材を備える構成としている。
また、特許文献1に係る三次元形状測定装置においては、基準部材として基準球を採用しており、また、基準球の個数を3個以上とする構成としている。
そして、特許文献1に係る三次元形状測定装置においては、該測定装置の視野に少なくとも3個の基準球が含まれる角度(視線方向)から、測定対象物の三次元形状の撮影を行って、測定対象物の三次元形状とともに、少なくとも3個の基準球の三次元形状を同時に撮影する構成としている。
そして、各基準球の撮影データを画像処理等して、各基準球の中心位置を算出することによって、各基準球の中心位置(基準点)を取得することができ、また、3つ以上の基準球の中心位置が求められれば、各中心位置を通る平面(基準面)を取得することができる。
特許文献1に係る三次元形状測定装置では、このようにして取得した基準点および基準面を基準として、複数の角度(視線方向)から撮影した各三次元形状を合成することによって、測定対象物の全体的な三次元形状を精度よく測定できる構成としている。
特許文献1に係る三次元形状測定装置では、このようにして取得した基準点および基準面を基準として、複数の角度(視線方向)から撮影した各三次元形状を合成することによって、測定対象物の全体的な三次元形状を精度よく測定できる構成としている。
しかしながら、特許文献1に係る三次元形状測定装置に示す如く、従来は、測定治具に基準球が固定され、基準球と測定対象物の絶対的な位置関係が固定されている構成であるため、測定対象物を撮影する角度によっては、測定対象物や測定治具の影に基準球が位置して、3個以上の基準球を視野に捉えることができない場合があった。
基準球を2個以下しか捉えられない場合には、基準面を形成することができず、三次元形状を形成できないため、従来は、測定治具に対する測定対象物の固定状態(姿勢)を何度が修正する段取り替えの作業が必要になり、三次元形状の測定に要する時間が長くなる要因となっていた。
基準球を2個以下しか捉えられない場合には、基準面を形成することができず、三次元形状を形成できないため、従来は、測定治具に対する測定対象物の固定状態(姿勢)を何度が修正する段取り替えの作業が必要になり、三次元形状の測定に要する時間が長くなる要因となっていた。
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、三次元形状の測定時間の短縮を図るべく、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に3個以上の基準球を視野に捉えることを可能にする三次元形状測定装置および三次元形状測定方法を提供することを目的としている。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、測定対象物を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、前記保持治具に付設される、前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材と、前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、前記画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を演算する演算部と、を備える三次元形状測定装置であって、前記保持治具は、前記測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための回転部と、前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、を備え、前記回転部の外周部に、3個以上の前記基準部材が付設されるものである。
請求項2においては、前記基準部材は、基準球であるものである。
請求項3においては、測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部に前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材を3個以上付設した回転部と、前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、を備える、前記測定対象物を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、を備える三次元形状測定装置を用いて、前記水平軸回りの回動位置と前記支持軸の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程と、前記支持軸によって所定の姿勢に支持される前記測定対象物を、前記3個以上の基準部材を視野に捉えつつ撮影する第二の工程と、を備え、前記第一の工程および前記第二の工程を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を測定するものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1ないし請求項3においては、測定対象物をどの角度から撮影する場合であっても、確実に3個以上の基準球を測定対象物とともに視野に捉えることができる。
これにより、測定対象物の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状測定装置による測定時間の短縮を図ることができる。
これにより、測定対象物の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状測定装置による測定時間の短縮を図ることができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置の全体構成について、図1および図2を用いて説明をする。
図1に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置1は、測定対象物たるワーク10の三次元形状を測定するための装置であり、測定部2、ワーク支持部3等を備える構成としている。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置の全体構成について、図1および図2を用いて説明をする。
図1に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置1は、測定対象物たるワーク10の三次元形状を測定するための装置であり、測定部2、ワーク支持部3等を備える構成としている。
本実施形態で示す三次元形状測定装置1の測定対象とするワーク10は、図2に示すような回転翼(インペラ)であり、主翼10a・10a・・・と副翼10b・10b・・・が複雑に入り組んだ形状を有している。
測定対象物が、回転翼のように複雑な三次元形状を有している場合には、できる限り多くの角度から三次元形状を撮影することによって、より精度よく三次元形状を測定することが可能になる。
尚、本実施形態では、三次元形状測定装置1の測定対象物を複雑な三次元形状を有するワーク10とする場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置の測定対象物をこれに限定するものではない。
測定対象物が、回転翼のように複雑な三次元形状を有している場合には、できる限り多くの角度から三次元形状を撮影することによって、より精度よく三次元形状を測定することが可能になる。
尚、本実施形態では、三次元形状測定装置1の測定対象物を複雑な三次元形状を有するワーク10とする場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置の測定対象物をこれに限定するものではない。
図1に示す如く、測定部2は、所謂、非接触3次元光学式デジタイザと呼ばれる装置であり、三次元形状の測定対象物たるワーク10に対して干渉縞を投影するための光(以下、測定補助光と呼ぶ)を照射するとともに、ワーク10で反射した測定補助光を2箇所のカメラで撮影して、当該対象物の3次元形状を測定することができる汎用的な装置である。
尚、ワーク10に対して照射する光としては、レーザー光、LED照明光等を採用することができる。
尚、ワーク10に対して照射する光としては、レーザー光、LED照明光等を採用することができる。
測定部2は、ワーク10に測定補助光を照射するための部位である照射部2aや、ワーク10で反射した測定補助光(より詳しくは、干渉縞)を受光(撮影)するための部位である一対のカメラ2b・2b等を備えている。
また、測定部2は、一対のカメラ2b・2bにより異なった角度から撮影した複数の干渉縞の撮影データに基づいて、ワーク10の三次元形状を演算するための部位である演算部2cを備えている。
尚、本実施形態では、測定部2が、ワーク支持部3に対する鉛直上方に配置し、カメラ2b・2bの角度(視線方向)を鉛直下方に向けて、ワーク10を撮影する場合を例示しているが、照射部2aやカメラ2b・2bの角度は変更可能な構成として、ワーク10の姿勢に合わせて、照射部2aやカメラ2b・2bの角度を適宜変更する構成としてもよい。
また、測定部2は、一対のカメラ2b・2bにより異なった角度から撮影した複数の干渉縞の撮影データに基づいて、ワーク10の三次元形状を演算するための部位である演算部2cを備えている。
尚、本実施形態では、測定部2が、ワーク支持部3に対する鉛直上方に配置し、カメラ2b・2bの角度(視線方向)を鉛直下方に向けて、ワーク10を撮影する場合を例示しているが、照射部2aやカメラ2b・2bの角度は変更可能な構成として、ワーク10の姿勢に合わせて、照射部2aやカメラ2b・2bの角度を適宜変更する構成としてもよい。
ワーク支持部3は、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10を支持するための部位であり、基台部4、支持基部5、回転部6、支持軸7等を備える構成としている。
また、ワーク支持部3は、カメラ2b・2bに対するワーク10の姿勢を変更可能としつつ支持することができるように構成されている。
そして、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置1は、従来の三次元形状測定装置に比して、このワーク支持部3の構成が相違している点に特徴を有している。
また、ワーク支持部3は、カメラ2b・2bに対するワーク10の姿勢を変更可能としつつ支持することができるように構成されている。
そして、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置1は、従来の三次元形状測定装置に比して、このワーク支持部3の構成が相違している点に特徴を有している。
ワーク支持部3の構成について、図3〜図5を用いて、さらに詳細に説明をする。
図3(a)(b)に示す如く、基台部4は、ワーク支持部3を、測定部2の直下における所定位置に固定するための部位であり(図1参照)、躯体や作業台の上面等に対して、図示しないボルト等を用いて、変位不能な状態で固定されている。
基台部4の上部には、支持孔4a・4aを形成しており、該支持孔4a・4aにおいて、軸部材4bを水平に保持しつつ、軸支する構成としている。
図3(a)(b)に示す如く、基台部4は、ワーク支持部3を、測定部2の直下における所定位置に固定するための部位であり(図1参照)、躯体や作業台の上面等に対して、図示しないボルト等を用いて、変位不能な状態で固定されている。
基台部4の上部には、支持孔4a・4aを形成しており、該支持孔4a・4aにおいて、軸部材4bを水平に保持しつつ、軸支する構成としている。
支持基部5は、ワーク10を支持するための軸部である支持軸7を支持するための部位である。
支持基部5は、基台部4に軸支されている軸部材4bによって、該軸部材4bを軸心として回動可能な状態で支持されている。
また、支持基部5と支持軸7の間には、回転部6を介設する構成としている。
支持基部5は、基台部4に軸支されている軸部材4bによって、該軸部材4bを軸心として回動可能な状態で支持されている。
また、支持基部5と支持軸7の間には、回転部6を介設する構成としている。
回転部6は、支持軸7を軸心回りに回転可能な状態で支持するための部材であって、支持基部5の回動軸たる軸部材4bの軸心方向に対して直交する方向に向けた回転軸(図示せず)を有している。
そして、支持軸7を、回転部6の回転軸と支持軸7の軸心を一致させた状態で、回転部6に対して付設する構成としている。
そして、支持軸7を、回転部6の回転軸と支持軸7の軸心を一致させた状態で、回転部6に対して付設する構成としている。
このような構成により、支持軸7は、回転部6が軸心回りに回転するのに伴って、該支持軸7の軸心回りに回転し、また、支持軸7は、支持基部5が軸部材4bを軸心として回動するのに伴って、軸部材4bを軸心として回動する。
また、図3(a)(b)および図4に示す如く、回転部6には、円盤状の部材である円盤部材8を付設している。
円盤部材8は、複数の基準球9・9・・・をワーク支持部3に付設するための部材であり、該円盤部材8の中心軸を回転部6の回転軸(即ち、支持軸7の軸心)に一致させた状態で、回転部6および支持軸7と一体となるように固定されている。
そして、ワーク支持部3では、円盤部材8の外周部8aに沿って、支持軸7の軸心を中心とする放射状に複数の基準球9・9・・・を配置する構成としている。
円盤部材8は、複数の基準球9・9・・・をワーク支持部3に付設するための部材であり、該円盤部材8の中心軸を回転部6の回転軸(即ち、支持軸7の軸心)に一致させた状態で、回転部6および支持軸7と一体となるように固定されている。
そして、ワーク支持部3では、円盤部材8の外周部8aに沿って、支持軸7の軸心を中心とする放射状に複数の基準球9・9・・・を配置する構成としている。
尚、本実施形態では、回転部6の周囲に基準球9を付設するための部位として円盤部材8を設ける構成としているが、回転部6の周囲に基準球9を付設するための部位の態様を円盤状に限定するものではなく、回転部6と一体的に構成される部位であって、回転部6の周囲に基準球9・9・・・を付設できる態様であればよい。
そして、ワーク支持部3では、図5に示す如く、各基準球9・9・・・は、回転部6が軸心回りに回転するのに伴って、回転部6(即ち、支持軸7)と一体的に回転し、また、支持基部5が軸部材4bを軸心として回動するのに伴って、軸部材4bを軸心として支持軸7と一体的に回動する。
基準球9は、所定の直径を有する球体状の部材であって、測定部2によって三次元形状の測定をするときに、ワーク10の位置決め基準となるデータムを取得するための部材である。
基準球9は、測定部2によってワーク10の三次元形状を撮影するときに同時に撮影され、演算部2cによって、その球の中心位置の三次元座標を求めて、基準球9の基準座標を取得するとともに、3個以上の基準球9・9・9の基準座標を取得することによって、その3点を通過する基準面を取得する用途に用いられる。
尚、本実施形態では、ワーク10のデータムを取得するための基準部材として、基準球を採用した場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置における基準部材の態様をこれに限定するものではなく、球形以外の形状を有する各種のマーカーを採用する構成としてもよい。
基準球9は、測定部2によってワーク10の三次元形状を撮影するときに同時に撮影され、演算部2cによって、その球の中心位置の三次元座標を求めて、基準球9の基準座標を取得するとともに、3個以上の基準球9・9・9の基準座標を取得することによって、その3点を通過する基準面を取得する用途に用いられる。
尚、本実施形態では、ワーク10のデータムを取得するための基準部材として、基準球を採用した場合を例示しているが、本発明に係る三次元形状測定装置における基準部材の態様をこれに限定するものではなく、球形以外の形状を有する各種のマーカーを採用する構成としてもよい。
次に、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法の流れについて、図5を用いて、説明をする。
図5に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法は、三次元形状測定装置1を用いて実現することができ、ワーク10の姿勢を調整する姿勢調整工程(STEP−1)、ワーク10の画像を撮影する撮影工程(STEP−2)、撮影した画像を画像処理し三次元形状を演算する画像処理工程(STEP−4)等を備える構成としている。
図5に示す如く、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法は、三次元形状測定装置1を用いて実現することができ、ワーク10の姿勢を調整する姿勢調整工程(STEP−1)、ワーク10の画像を撮影する撮影工程(STEP−2)、撮影した画像を画像処理し三次元形状を演算する画像処理工程(STEP−4)等を備える構成としている。
姿勢調整工程(STEP−1)は、ワーク支持部3を調整して、ワーク10の姿勢を調整する工程である。
より具体的には、姿勢調整工程(STEP−1)では、支持軸7の軸心回りの回転位置を調整する操作と、支持軸7の軸部材4bを軸心とする回動位置を調整する操作、いずれか一方、あるいは、両方の操作によって、支持軸7に固定されるワーク10の姿勢を調整する。
より具体的には、姿勢調整工程(STEP−1)では、支持軸7の軸心回りの回転位置を調整する操作と、支持軸7の軸部材4bを軸心とする回動位置を調整する操作、いずれか一方、あるいは、両方の操作によって、支持軸7に固定されるワーク10の姿勢を調整する。
また、姿勢調整工程(STEP−1)では、支持軸7に固定されるワーク10の姿勢を調整するとともに、円盤部材8の外周部8aに沿って設けられている複数の基準球9・9・・・の姿勢についても、併せて調整することができる。
撮影工程(STEP−2)は、カメラ2b・2bによって、所定の姿勢に調整されたワーク10の画像を撮影する工程である。
より具体的には、撮影工程(STEP−2)では、ワーク10の姿勢に対応して姿勢が調整された複数の基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えつつ、所定の姿勢に調整されたワーク10の画像を撮影する。
より具体的には、撮影工程(STEP−2)では、ワーク10の姿勢に対応して姿勢が調整された複数の基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えつつ、所定の姿勢に調整されたワーク10の画像を撮影する。
そして、本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、姿勢調整工程(STEP−1)と撮影工程(STEP−2)を、ワーク10の三次元形状を特定するために必要な全ての姿勢における画像を撮影し終わるまで、交互に繰り返して(即ち、(STEP−1)〜(STEP−3)を繰り返して)、複数のワーク10の画像を撮影する構成としている。
本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、複数のワーク10の画像を撮影するときに、ワーク10を支持軸7に対して付け替えたりする工程(所謂、段取り替え)を行わなくても、ワーク支持部3によって、ワーク10の姿勢を容易に変更することができるため、複数の姿勢におけるワーク10の画像を短時間で撮影することができる。
そして、本発明の一実施形態に係る三次元測定方法では、(STEP−1)〜(STEP−3)において撮影したワーク10の複数の姿勢における複数の画像に基づき、演算部2cで画像処理を行うことによって(STEP−4)、ワーク10の三次元形状を取得する構成としている。
ここで、撮影工程(STEP−2)におけるカメラ2b・2bによる基準球9・9・・・の見え方について、図6および図7を用いて説明をする。
図6に示す如く、ワーク支持部3は、支持基部5を、基台部4に対して軸部材4bを中心として回動させることができるため、姿勢調整工程(STEP−1)において、ワーク10を軸部材4b回りに回転させつつ、撮影工程(STEP−2)において、測定部2によって、種々の角度から、ワーク10の三次元形状を測定することができる。
図6に示す如く、ワーク支持部3は、支持基部5を、基台部4に対して軸部材4bを中心として回動させることができるため、姿勢調整工程(STEP−1)において、ワーク10を軸部材4b回りに回転させつつ、撮影工程(STEP−2)において、測定部2によって、種々の角度から、ワーク10の三次元形状を測定することができる。
また、図6に示す如く、ワーク支持部3は、支持軸7および円盤部材8を、回転部6の軸心回りに回転させることができるため、姿勢調整工程(STEP−1)において、ワーク10を回転部6の軸心回りに回転させつつ、撮影工程(STEP−2)において、測定部2によって、種々の角度から、ワーク10の三次元形状を測定することができる。
例えば、姿勢調整工程(STEP−1)において、支持軸7の軸心方向が鉛直方向を向くようにワーク10の姿勢を調整するとき、複数の基準球9・9・・・は、図7(a)に示すように、支持軸7の軸心を中心とする放射状に配置されるように構成している。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10の影に位置する基準球9は存在しないため、撮影工程(STEP−2)においては、全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10の影に位置する基準球9は存在しないため、撮影工程(STEP−2)においては、全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
また、例えば、姿勢調整工程(STEP−1)において、支持軸7の軸心方向から鉛直方向から所定の角度だけ傾斜した方向を向くようにワーク10の姿勢を調整するとき、複数の基準球9・9・・・は、図7(b)に示すように、支持軸7の軸心を中心とする楕円形の軌道状に配置されるように構成している。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10や支持軸7の影に基準球9が位置する可能性があるが、円盤部材8の支持軸7回りの回転角度を調整することによって、撮影工程(STEP−2)において、容易に全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10や支持軸7の影に基準球9が位置する可能性があるが、円盤部材8の支持軸7回りの回転角度を調整することによって、撮影工程(STEP−2)において、容易に全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
さらに、例えば、姿勢調整工程(STEP−1)において、支持軸7の軸心方向が水平方向を向くようにワーク10の姿勢を調整するとき、複数の基準球9・9・・・は、図7(c)に示すように、側面視における円盤部材8の上に一列に並ぶように配置される構成としている。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10や支持軸7の影に基準球9が位置する可能性があるが、円盤部材8の支持軸7回りの回転角度を調整することによって、撮影工程(STEP−2)において、容易に全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
そして、このとき、カメラ2b・2bの視野において、ワーク10や支持軸7の影に基準球9が位置する可能性があるが、円盤部材8の支持軸7回りの回転角度を調整することによって、撮影工程(STEP−2)において、容易に全ての基準球9・9・・・をカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
さらに、ワーク支持部3では、支持軸7の軸心を中心として放射状に複数の基準球9・9・・・を配置しているため、ワーク10を軸部材4bおよび回転部6の軸心回りに回転しても、撮影工程(STEP−2)において、測定部2のカメラ2b・2bの視野には、常に3個以上の基準球9・9・・・を確実に捉えることができる。
このため、ワーク支持部3に対してワーク10の段取り替えをしなくても、回転部6の回転角度と軸部材4b回りの支持基部5の回転角度を調整することによって、容易に3個以上の基準球9・9・・・を視野に捉える姿勢とすることができる。
このため、ワーク支持部3に対してワーク10の段取り替えをしなくても、回転部6の回転角度と軸部材4b回りの支持基部5の回転角度を調整することによって、容易に3個以上の基準球9・9・・・を視野に捉える姿勢とすることができる。
尚、本実施形態では、円盤部材8の周囲に合計8個の基準球9・9・・・を設ける構成を例示しているが、円盤部材8の周囲に設ける基準球9の個数は3個以上であればよい。
即ち、ワーク支持部3において、円盤部材8の周囲に少なくとも3個の基準球9・9・9が付設されていれば、ワーク10を軸部材4bおよび回転部6の軸心回りに回転させることによって、カメラ2b・2bの視野に3個の基準球9・9・9を捉えることができるように、ワーク10の姿勢を修正することが可能である。
即ち、ワーク支持部3において、円盤部材8の周囲に少なくとも3個の基準球9・9・9が付設されていれば、ワーク10を軸部材4bおよび回転部6の軸心回りに回転させることによって、カメラ2b・2bの視野に3個の基準球9・9・9を捉えることができるように、ワーク10の姿勢を修正することが可能である。
そして、基準球9の個数を増やせば、姿勢調整工程(STEP−1)において、ワーク10の姿勢を変更させる(支持軸7を回動、あるいは、回転させる)回数が少なくて済むため、基準球9の大きさ、円盤部材8の大きさ、カメラ2b・2bの視野の広さ、ワーク10の形状の複雑さ度合等を適宜考慮して、基準球9の個数を決定することができる。
即ち、三次元形状測定装置1による三次元形状測定方法では、姿勢調整工程(STEP−1)において、支持軸7を軸部材4b回りに回動させ、あるいは、支持軸7を軸心回りに回転させることによって、段取り替えをすることなく、撮影工程(STEP−2)において、容易に多くの角度から三次元形状を撮影することが可能である。
またこのような三次元形状測定装置1は、ワーク10(即ち、回転翼)のように、複雑な三次元形状を有する測定対象物の三次元形状の測定する用途に用いるのに特に好適である。
またこのような三次元形状測定装置1は、ワーク10(即ち、回転翼)のように、複雑な三次元形状を有する測定対象物の三次元形状の測定する用途に用いるのに特に好適である。
即ち、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定装置1は、測定対象物たるワーク10を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具たるワーク支持部3と、ワーク支持部3に付設される、ワーク10の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材たる基準球9・9・・・と、ワーク10と基準球9・9・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク10と基準球9・9・・・を含む画像を撮影するカメラ2b・2bと、前記画像に基づき、ワーク10の三次元形状を演算する演算部2cと、を備えるものであって、ワーク支持部3は、ワーク10を支持するための軸部である支持軸7と、支持軸7を、該支持軸7の軸回りに回転可能に支持するための回転部6と、回転部6を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部4と、を備え、回転部6の外周部(より詳しくは、回転部6と一体的に構成される円盤部材8の外周部8a)に、3個以上(本実施形態では8個)の基準球9・9・・・が付設されるものである。
また、本発明の一実施形態に係る三次元形状測定方法は、測定対象物たるワーク10を支持するための軸部である支持軸7と、支持軸7を、該支持軸7の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部(より詳しくは、回転部6と一体的に構成される円盤部材8の外周部8a)にワーク10の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材たる基準球9を3個以上(本実施形態では8個)付設した回転部6と、回転部6を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部4と、を備える、ワーク10を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具たるワーク支持部3と、ワーク10と基準球9・9・・・を視野に捉えつつ、複数の角度からワーク10と基準球9・9・・・を含む画像を撮影するカメラ2b・2bと、を備える三次元形状測定装置1を用いて、回転部6の水平軸回りの回動位置と支持軸7の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程たる姿勢調整工程(STEP−1)と、支持軸7によって所定の姿勢に支持されるワーク10を、3個以上の基準球9・9・・・を視野に捉えつつ撮影する第二の工程たる撮影工程(STEP−2)と、を備え、姿勢調整工程(STEP−1)および撮影工程(STEP−2)を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、ワーク10の三次元形状を測定するものである。
このような構成により、ワーク10をどの角度から撮影する場合であっても、確実に3個以上の基準球9・9・・・をワーク10とともに測定部2におけるカメラ2b・2bの視野に捉えることができる。
これにより、三次元形状測定装置1によれば、ワーク10の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状の測定時間の短縮を図ることができる。
これにより、三次元形状測定装置1によれば、ワーク10の段取り替えを行う必要がなくなり、三次元形状の測定時間の短縮を図ることができる。
1 三次元形状測定装置
2 測定部
2c 演算部
3 ワーク支持部
4 基台部
4b 軸部材
5 支持基部
6 回転部
7 支持軸
8 円盤部材
8a 外周部
9 基準球
10 ワーク
2 測定部
2c 演算部
3 ワーク支持部
4 基台部
4b 軸部材
5 支持基部
6 回転部
7 支持軸
8 円盤部材
8a 外周部
9 基準球
10 ワーク
Claims (3)
- 測定対象物を、所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、
前記保持治具に付設される、前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材と、
前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、
前記画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を演算する演算部と、
を備える三次元形状測定装置であって、
前記保持治具は、
前記測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、
前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための回転部と、
前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、
を備え、
前記回転部の外周部に、
3個以上の前記基準部材が付設される、
ことを特徴とする三次元形状測定装置。 - 前記基準部材は、
基準球である、
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元形状測定装置。 - 測定対象物を支持するための軸部である支持軸と、
前記支持軸を、該支持軸の軸回りに回転可能に支持するための部位であって、その外周部に前記測定対象物の位置および姿勢を検出するための基準となる基準部材を3個以上付設した回転部と、
前記回転部を水平軸回りに回動可能に支持するための基台部と、
を備える、前記測定対象物を所定の位置において所定の姿勢で保持するための保持治具と、
前記測定対象物と前記基準部材を視野に捉えつつ、複数の角度から前記測定対象物と前記基準部材を含む画像を撮影するカメラと、
を備える三次元形状測定装置を用いて、
前記水平軸回りの回動位置と前記支持軸の軸回りの回転位置の、少なくとも一方を変更して、前記所定の姿勢を変更する第一の工程と、
前記支持軸によって所定の姿勢に支持される前記測定対象物を、前記3個以上の基準部材を視野に捉えつつ撮影する第二の工程と、
を備え、
前記第一の工程および前記第二の工程を、交互に複数回繰り返すことにより得られる複数の画像に基づき、前記測定対象物の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする三次元形状測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012229305A JP2014081279A (ja) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | 三次元形状測定装置および三次元形状測定方法 |
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Publications (1)
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JP2014081279A true JP2014081279A (ja) | 2014-05-08 |
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Family Applications (1)
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JP2012229305A Pending JP2014081279A (ja) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | 三次元形状測定装置および三次元形状測定方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014081279A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017528714A (ja) * | 2014-09-10 | 2017-09-28 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 3次元座標の光学測定のための方法および3次元測定デバイスの制御 |
JP2018179975A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 一般財団法人電力中央研究所 | 三次元形状の計測方法 |
CN110044296A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 株式会社三丰 | 3d形状的自动跟踪方法和测量机 |
US10401143B2 (en) | 2014-09-10 | 2019-09-03 | Faro Technologies, Inc. | Method for optically measuring three-dimensional coordinates and controlling a three-dimensional measuring device |
US10499040B2 (en) | 2014-09-10 | 2019-12-03 | Faro Technologies, Inc. | Device and method for optically scanning and measuring an environment and a method of control |
KR102081085B1 (ko) * | 2018-11-22 | 2020-02-25 | 주식회사 나노시스템 | 3차원 자유곡면 형상 측정 장치 및 방법 |
-
2012
- 2012-10-16 JP JP2012229305A patent/JP2014081279A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017528714A (ja) * | 2014-09-10 | 2017-09-28 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 3次元座標の光学測定のための方法および3次元測定デバイスの制御 |
US10401143B2 (en) | 2014-09-10 | 2019-09-03 | Faro Technologies, Inc. | Method for optically measuring three-dimensional coordinates and controlling a three-dimensional measuring device |
US10499040B2 (en) | 2014-09-10 | 2019-12-03 | Faro Technologies, Inc. | Device and method for optically scanning and measuring an environment and a method of control |
JP2018179975A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 一般財団法人電力中央研究所 | 三次元形状の計測方法 |
JP7007967B2 (ja) | 2017-04-14 | 2022-01-25 | 一般財団法人電力中央研究所 | 三次元形状の計測方法 |
CN110044296A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 株式会社三丰 | 3d形状的自动跟踪方法和测量机 |
KR102081085B1 (ko) * | 2018-11-22 | 2020-02-25 | 주식회사 나노시스템 | 3차원 자유곡면 형상 측정 장치 및 방법 |
WO2020105978A1 (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 주식회사 나노시스템 | 3차원 자유곡면 형상 측정 장치 및 방법 |
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