JP3511474B2 - Two-dimensional scanning range sensor projector scanning method and system apparatus, and computer-readable recording medium recording two-dimensional scanning range sensor projector scanning program - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、任意方向に光線を
照射可能な投光器と、その反射を観測する受光器を組合
せた２次元走査型レンジセンサを用いて、計測を行う際
の光線走査方法である２次元走査型レンジセンサ投光器
走査方法、及びその実施に直接用いる２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置、並びに２次元走査型
レンジセンサ投光器走査プログラムを記録したコンピュ
ータで読取り可能な記録媒体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a two-dimensional scanning range sensor in which a light projector capable of irradiating a light beam in an arbitrary direction and a light receiver for observing its reflection are combined to perform a light beam scanning method for measurement. And a two-dimensional scanning range sensor projector scanning system device used directly for implementing the method, and a computer-readable recording medium storing a two-dimensional scanning range sensor projector scanning program. It is a thing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、何らかのセンサを用いて３次元
情報を得ようとする場合には、その精度及び信頼性の点
で、非接触による視覚センサが用いられている。特に、
レーザ走査型のセンサは産業用ロボット、ＣＧデータ用
入力装置等、その応用範囲も広い。2. Description of the Related Art Generally, when three-dimensional information is to be obtained using some kind of sensor, a non-contact visual sensor is used in terms of accuracy and reliability. In particular,
The laser scanning type sensor has a wide range of applications such as industrial robots and CG data input devices.

【０００３】現行センサの多くは、予め設定された軌跡
（直線あるいは円状）にてレーザ走査を行うため、計測
対象の形状・姿勢に関わらず一定の走査を行い、３次元
データを得ていた。Since most of the current sensors perform laser scanning on a preset locus (straight line or circular shape), constant scanning is performed irrespective of the shape and orientation of the measuring object to obtain three-dimensional data. .

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
一定のレーザ走査を用いて計測を行う場合、計測対象物
の形状・姿勢の変化に伴い、その計測精度も変動すると
いう問題点があった。However, in the case where the measurement is performed using a constant laser scanning as in the prior art, there is a problem that the measurement accuracy also changes with the change in the shape and orientation of the measurement object. It was

【０００５】この問題点を解決するためにレーザ走査軌
跡を自由に設定可能なセンサ（２次元走査型レンジセン
サ）が開発されており、より高度な計測を実現するシス
テムとして期待が高い。この２次元走査型レンジセンサ
を用いて計測対象の形状・姿勢の変化に応じた最適な計
測を行うことができるレーザ走査の方法及びシステム装
置が求められている。In order to solve this problem, a sensor (two-dimensional scanning range sensor) capable of freely setting a laser scanning locus has been developed, and it is highly expected as a system for realizing more advanced measurement. There is a demand for a laser scanning method and a system device capable of performing optimal measurement according to changes in the shape and orientation of a measurement target using this two-dimensional scanning range sensor.

【０００６】例えば、計測精度の安定化、３次元計測の
効率化、並びに、計測精度の高精度化及び高速化を図る
ものが求められている。For example, there is a demand for stabilization of measurement accuracy, improvement of efficiency of three-dimensional measurement, and improvement of measurement accuracy and speed.

【０００７】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次の通りである。The main objects of the present invention to be solved are as follows.

【０００８】本発明の第１の目的は、２次元走査型レン
ジセンサを用いて計測対象物の形状・姿勢の変化に応じ
た計測により計測精度の安定化を図ることができる２次
元走査型レンジセンサ投光器走査方法及びシステム装置
並びに２次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラム
を記録した記録媒体を提供せんとするものである。A first object of the present invention is to provide a two-dimensional scanning type range sensor capable of stabilizing the measurement accuracy by using a two-dimensional scanning type range sensor and performing measurement according to changes in the shape and orientation of a measurement object. A sensor light projector scanning method and system device, and a recording medium on which a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program is recorded.

【０００９】本発明の第２の目的は、３次元計測の効率
化を図る計測を行うことができる２次元走査型レンジセ
ンサ投光器走査方法及びシステム装置並びに２次元走査
型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録した記録媒
体を提供せんとするものである。A second object of the present invention is to record a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning method and system device and a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program capable of performing measurement for improving the efficiency of three-dimensional measurement. It is intended to provide the recording medium.

【００１０】本発明の第３の目的は、計測精度の高精度
化及び高速化を図る計測を行うことができる２次元走査
型レンジセンサ投光器走査方法及びシステム装置並びに
２次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録
した記録媒体を提供せんとするものである。A third object of the present invention is to provide a two-dimensional scanning range sensor projector scanning method and system device capable of performing a measurement with high accuracy and high speed, and a two-dimensional scanning range sensor projector scanning. The purpose is to provide a recording medium in which the program is recorded.

【００１１】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らか
となろう。Other objects of the present invention include the specification, drawings,
Especially, it will be apparent from the description of each claim.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決に当たり、任意の方向に光線を照射する投光器と、当
該投光器からの光線が計測対象物に当たった反射光を受
光し観測情報を作成する受光手段と、当該受光手段から
の前記観測情報に基づく走査軌跡を用いて決定及び変更
された実際の走査経路を走査するように前記投光手段を
駆動する制御手段を備える手段を講じた特徴を有する。Means for Solving the Problems In solving the above problems, the present invention receives an observation information by receiving a light projector which irradiates a light beam in an arbitrary direction and a reflected light which the light beam from the light projector hits an object to be measured. A means including a light receiving means to be created and a control means for driving the light projecting means so as to scan the actual scanning path determined and changed using the scanning locus based on the observation information from the light receiving means is taken. It has characteristics.

【００１３】また、前記投光器から前記計測対象物に方
向可変設定自在に光線を当てて、その反射光を受光手段
で受光して観測情報を作成し、当該受光手段からの観測
情報からの３次元位置データに基づく走査軌跡を決定
し、当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査
経路を決定及び変更して走査計測を行う手法を講じた特
徴を有するとともに、当該手法を実行するプログラムを
記録した記録媒体を創作した特徴を有する。Further, a light beam is variably and variably set on the object to be measured from the light projector, the reflected light is received by the light receiving means to create observation information, and three-dimensional information is obtained from the observation information from the light receiving means. A program for executing a method of determining a scanning locus based on position data, taking a method of sequentially determining and changing an actual scanning path to perform scanning measurement so as to scan the scanning locus, and executing the method. It has the feature of creating a recording medium in which is recorded.

【００１４】更に具体的詳細に述べると、当該課題の解
決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に
亙る新規な特徴的構成手段又は手法を採用することによ
り、前記目的を達成するよう為される。More specifically, in order to solve the problem, the present invention achieves the above-mentioned object by adopting a novel characteristic construction means or method ranging from a superordinate concept to a subordinate concept enumerated below. Done.

【００１５】即ち、本発明方法の第１の特徴は、任意方
向に光線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線
を当てて、その反射光を受光手段により受光する２次元
走査型レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形
状を計測する際の、前記投光手段から照射する光線の走
査方法であって、予め行う光線の走査である予備走査を
行い、当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変
換して予備走査の計測結果として蓄積し、当該予備走査
の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を
走査するように、逐次、実際の走査経路を決定及び変更
して本走査を行うものであり、前記走査軌跡の決定が、
前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、当該微小領域から微小領域の法線を検出し、当該微
小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持
つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線を決定
し、当該面及び当該面の法線から全ての前記面を通過し
連続な閉ループ曲線を前記走査軌跡としてなる２次元走
査型レンジセンサ投光器走査方法の構成採用にある。That is, the first feature of the method of the present invention is a two-dimensional scanning range in which a light beam is projected onto an object to be measured by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. A method of scanning a light beam emitted from the light projecting means when measuring a three-dimensional shape of the measurement target using a sensor, performing preliminary scanning, which is scanning of the light beam performed in advance, and observing the preliminary scanning. The information is converted into three-dimensional position data and accumulated as the measurement result of the preliminary scanning, the scanning trajectory is determined using the measurement result of the preliminary scanning, and the actual scanning path is sequentially determined so as to scan the scanning trajectory. The main scanning is performed by determining and changing, and the determination of the scanning trajectory is
The measurement result of the preliminary scan is divided into minute areas that are surface elements, the normal line of the minute area is detected from the minute area, and the minute area and the normal line of the minute area are divided into minute areas having the same direction component. Configuration of a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning method in which a labeled surface and a normal to the surface are determined, and a continuous closed loop curve that passes through all the surfaces from the surface and the normal to the surface is used as the scanning locus It is in adoption.

【００１６】本発明方法の第２の特徴は、任意方向に光
線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線を当て
て、その反射光を受光手段により受光する２次元走査型
レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形状を計
測する際の、前記投光手段から照射する光線の走査方法
であって、予め行う光線の走査である予備走査を行い、
当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果として蓄積し、当該予備走査の計測
結果を用いて走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を走査す
るように、逐次、実際の走査経路を決定及び変更して本
走査を行うものであり、前記走査軌跡の決定が、前記予
備走査の計測結果を面素である微小領域に分割し、当該
微小領域から微小領域の法線を検出し、当該微小領域及
び当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持つ微小領
域にラベリングした面及び当該面の法線を決定し、当該
面及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該面の
稜線方向を決定し、当該面の稜線方向から前記稜線を垂
直に横切り連続な閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡と
して決定する２次元走査型レンジセンサ投光器走査方法
の構成採用にある。The second feature of the method of the present invention is a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. When measuring the three-dimensional shape of the measurement object using the method of scanning a light beam emitted from the light projecting means, a preliminary scan, which is a scanning of a light beam performed in advance, is performed.
The observation information of the preliminary scan is converted into three-dimensional position data, accumulated as the measurement result of the preliminary scan, the scanning locus is determined using the measurement result of the preliminary scan, and the scanning locus is sequentially scanned. The main scanning is performed by determining and changing the actual scanning path, and the determination of the scanning locus divides the measurement result of the preliminary scanning into minute areas that are plane elements, and determines the method from the minute areas to the minute areas. The line is detected, and the surface labeled with the minute area having the same direction component and the normal of the surface are determined from the minute area and the normal of the minute area, and each surface is determined from the surface and the normal of the surface. Adopting a configuration of a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning method in which the ridge direction of the surfaces intersecting each other is determined, and a continuous closed loop curve that crosses the ridge line vertically from the ridge direction of the surfaces is obtained to determine the scanning locus. is there

【００１７】本発明方法の第３の特徴は、本発明方法の
第１又は第２の特徴における走査軌跡の決定が、前記面
及び前記面の法線から前記各面の重心点を決定し、当該
各面の重心点を通過することも条件とする前記閉ループ
を求めて前記走査軌跡を決定してなる２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査方法。A third feature of the method of the present invention is that the determination of the scanning locus in the first or second feature of the method of the present invention determines the center of gravity of each surface from the surface and the normal line of the surface, A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning method, wherein the scanning locus is determined by obtaining the closed loop, which also requires passing through the center of gravity of each surface.

【００１８】本発明方法の第４の特徴は、任意方向に光
線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線を当て
て、その反射光を受光手段により受光する２次元走査型
レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形状を計
測する際の、前記投光手段から照射する光線の走査方法
であって、予め行う光線の走査である予備走査を行い、
当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果として蓄積し、当該予備走査の計測
結果を用いて走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を走査す
るように、逐次、実際の走査経路を決定及び変更して本
走査を行うものであり、前記走査軌跡の決定が、前記予
備走査の計測結果を面素である微小領域に分割し、当該
微小領域から微小領域の法線を検出し、当該微小領域及
び当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持つ微小領
域にラベリングした面及び当該面の法線を決定し、当該
面及び当該面の法線から当該各面を検出する上で最も少
ない点を通る閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡として
なる２次元走査型レンジセンサ投光器走査方法の構成採
用にある。The fourth characteristic of the method of the present invention is a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is projected onto a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. When measuring the three-dimensional shape of the measurement object using the method of scanning a light beam emitted from the light projecting means, a preliminary scan, which is a scanning of a light beam performed in advance, is performed.
The observation information of the preliminary scanning is converted into three-dimensional position data and accumulated as the measurement result of the preliminary scanning, the scanning locus is determined using the measurement result of the preliminary scanning, and the scanning locus is sequentially scanned. The main scanning is performed by determining and changing the actual scanning path, and the determination of the scanning locus divides the measurement result of the preliminary scanning into minute areas that are plane elements, and determines the method from the minute areas to the minute areas. Detect a line, determine the surface labeled with the minute area and the normal of the minute area to the minute area having the same direction component and the normal of the surface, and then the surface and the normal of the surface. In this case, a scanning method of a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning method is used in which a closed loop curve passing through the least number of points is detected.

【００１９】本発明方法の第５の特徴は、本発明方法の
第４の特徴における走査軌跡の決定が、前記面及び前記
面の法線の決定の後、当該面及び当該面の法線から各面
が互いに交差する当該面の稜線方向を決定し、当該面の
稜線方向から稜線が１点で交わる稜線集交点を決定し、
当該稜線集交点を中心とした円である閉ループ曲線を求
めて前記走査軌跡としてなる２次元走査型レンジセンサ
投光器走査方法の構成採用にある。The fifth feature of the method of the present invention is that the determination of the scanning locus in the fourth feature of the method of the present invention is performed from the surface and the normal line of the surface after the determination of the surface and the normal line of the surface. Determine the ridge direction of the surface where each surface intersects with each other, and determine the ridge line intersection where the ridge lines intersect at one point from the ridge direction of the surface,
A two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning method is adopted in which a closed loop curve which is a circle centering on the intersection of the ridge lines is obtained and used as the scanning locus.

【００２０】本発明方法の第６の特徴は、本発明方法の
第１、第２、第３、第４又は第５の特徴における予備走
査が、センサ視野内の均一的な走査であるラスタ走査又
はスパイラル走査である２次元走査型レンジセンサ投光
器走査方法の構成採用にある。A sixth feature of the method of the present invention is a raster scan in which the pre-scan in the first, second, third, fourth or fifth feature of the method of the present invention is a uniform scan in the sensor field of view. Alternatively, the configuration of a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning method that is spiral scanning is adopted.

【００２１】本発明方法の第７の特徴は、本発明方法の
第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における
本走査が、前記走査軌跡と現在の観測情報からの３次元
位置データである現在の計測データとを比較して、逐
次、実際の走査経路を決定及び変更して行ってなる２次
元走査型レンジセンサ投光器走査方法の構成採用にあ
る。The seventh feature of the method of the present invention is that the main scan in the first, second, third, fourth, fifth or sixth feature of the method of the present invention is based on the scanning locus and the current observation information. The present invention employs a configuration of a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning method in which the actual scanning path is sequentially determined and changed by comparing the current measurement data, which is the three-dimensional position data, of 1.

【００２２】本発明装置の第１の特徴は、計測対象物の
３次元形状を得るための走査計測を行うシステム装置で
あって、任意の方向に光線を照射する投光手段と、当該
投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反射光
を受光し観測情報を作成する受光手段と、当該受光手段
からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用いて決定及び
変更された実際の走査経路を走査するように前記投光手
段を駆動する制御手段を有し、当該制御手段が、前記受
光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置データを
作成する３次元位置演算器と、当該３次元位置演算器か
らの前記３次元位置データに基づき前記走査軌跡を計算
する走査軌跡決定器と、当該走査軌跡決定器からの前記
走査軌跡に基づき前記投光手段を駆動するための信号を
作成するレンズ駆動信号発生器とを具備し、前記走査軌
跡決定器が、前記３次元位置演算器からの３次元位置デ
ータを蓄積するセンサデータ蓄積部と、当該センサデー
タ蓄積部からの蓄積された３次元位置データを面素であ
る微小領域に分割する面素検出部と、当該面素検出部か
らの当該微小領域から当該微小領域の法線を計算する面
素法線検出部と、当該面素法線検出部からの当該微小領
域及び当該微小領域の法線から面及び当該面の法線方向
を決定する形状決定部と、当該形状決定部からの当該面
及び当該面の法線方向から走査軌跡である閉ループ曲線
を決定する走査軌跡決定部とを具備してなる２次元走査
型レンジセンサ投光器走査システム装置の構成採用にあ
る。A first feature of the device of the present invention is a system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, which includes a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction and the light projecting means. A light receiving unit that receives reflected light from the means that has hit the measurement object and creates observation information, and an actual scanning path that is determined and changed using a scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator for generating three-dimensional position data based on the observation information from the light receiving means, and the control means for driving the light projecting means so as to scan A scanning locus determiner that calculates the scanning locus based on the three-dimensional position data from the position calculator, and a lens that generates a signal for driving the light projecting unit based on the scanning locus from the scanning locus determiner. Drive A signal generator, the scanning locus determiner stores the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and the three-dimensional position data stored from the sensor data storage unit. A surface element detecting unit that divides the surface element into minute areas, a surface element normal detecting unit that calculates a normal line of the minute area from the minute area from the surface element detecting unit, and the surface element normal detection A shape determination unit that determines a surface and a normal direction of the surface from the minute area and a normal line of the minute area from a part, and a scanning trajectory from the surface and the normal direction of the surface from the shape determination unit. A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device comprising a scanning locus determining unit for determining a closed loop curve is adopted.

【００２３】本発明装置の第２の特徴は、本発明装置の
第１の特徴における走査軌跡決定部が、前記形状決定部
からの前記面及び前記面の法線方向に基づき前記面の重
心点を計算し、当該重心点を通る閉ループ曲線を決定し
てなる２次元走査型レンジセンサ投光器走査システム装
置の構成採用にある。A second feature of the apparatus of the present invention is that the scanning locus determining unit in the first feature of the apparatus of the present invention is based on the surface from the shape determining unit and the normal direction of the surface, and the center of gravity of the surface. Is calculated and a closed loop curve passing through the center of gravity is determined to adopt the configuration of a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device.

【００２４】本発明装置の第３の特徴は、本発明装置の
第１の特徴における走査軌跡決定部が、前記形状決定部
からの前記面及び前記面の法線方向から、当該各面を検
出する上で最も少ない点を通る閉ループ曲線を決定する
２次元走査型レンジセンサ投光器走査システム装置の構
成採用にある。A third feature of the device of the present invention is that the scanning locus determining unit in the first feature of the device of the present invention detects each surface from the surface from the shape determining unit and the normal direction of the surface. The two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system apparatus adopts a configuration for determining a closed loop curve passing through the least number of points.

【００２５】本発明装置の第４の特徴は、計測対象物の
３次元形状を得るための走査計測を行うシステム装置で
あって、任意の方向に光線を照射する投光手段と、当該
投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反射光
を受光し観測情報を作成する受光手段と、当該受光手段
からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用いて決定及び
変更された実際の走査経路を走査するように前記投光手
段を駆動する制御手段を有し、当該制御手段が、前記受
光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置データを
作成する３次元位置演算器と、当該３次元位置演算器か
らの前記３次元位置データに基づき前記走査軌跡を計算
する走査軌跡決定器と、当該走査軌跡決定器からの前記
走査軌跡に基づき前記投光手段を駆動するための信号を
作成するレンズ駆動信号発生器とを具備し、前記走査軌
跡決定器が、前記３次元位置演算器からの３次元位置デ
ータを蓄積するセンサデータ蓄積部と、当該センサデー
タ蓄積部からの蓄積された３次元位置データを面素であ
る微小領域に分割する面素検出部と、当該面素検出部か
らの当該微小領域から当該微小領域の法線を計算する面
素法線検出部と、当該面素法線検出部からの当該微小領
域及び当該微小領域の法線から面及び当該面の法線方向
を決定する形状決定部と、当該形状決定部からの当該面
及び当該面の法線方向から稜線方向を決定する稜線方向
決定部と、当該稜線方向決定部からの当該稜線方向から
走査軌跡である閉ループ曲線を決定する走査軌跡決定部
とを具備してなる２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置の構成採用にある。A fourth feature of the device of the present invention is a system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, including a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction and the light projecting means. A light receiving unit that receives reflected light from the means that has hit the measurement object and creates observation information, and an actual scanning path that is determined and changed using a scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator for generating three-dimensional position data based on the observation information from the light receiving means, and the control means for driving the light projecting means so as to scan A scanning locus determiner that calculates the scanning locus based on the three-dimensional position data from the position calculator, and a lens that generates a signal for driving the light projecting unit based on the scanning locus from the scanning locus determiner. Drive A signal generator, the scanning locus determiner stores the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and the three-dimensional position data stored from the sensor data storage unit. A surface element detecting unit that divides the surface element into minute areas, a surface element normal detecting unit that calculates a normal line of the minute area from the minute area from the surface element detecting unit, and the surface element normal detection A shape determining unit that determines a surface and a normal direction of the surface from the minute area and a normal line of the minute area from a part, and a ridge direction is determined from the surface and the normal direction of the surface from the shape determining unit. Adopting a configuration of a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device including a ridge line direction determining unit and a scanning locus determining unit that determines a closed loop curve that is a scanning locus from the ridge line direction deciding unit It is in.

【００２６】本発明装置の第５の特徴は、本発明装置の
第４の特徴における走査軌跡決定部が、前記稜線方向決
定部からの前記稜線方向に加えて、前記形状決定部から
の前記面及び前記面の法線方向から前記面の重心点を計
算し、前記稜線に垂直に交差し前記各面の重心点を通る
閉ループ曲線を決定自在に構成してなる２次元走査型レ
ンジセンサ投光器走査システム装置の構成採用にある。A fifth feature of the device of the present invention is that the scanning locus determining unit in the fourth feature of the device of the present invention, in addition to the ridge line direction from the ridge line direction determining unit, the surface from the shape determining unit. And a two-dimensional scanning range sensor light emitter scan configured so that the center of gravity of the surface is calculated from the normal direction of the surface, and a closed loop curve that intersects the ridge line perpendicularly and passes through the center of gravity of each surface can be determined. The system configuration is adopted.

【００２７】本発明装置の第６の特徴は、計測対象物の
３次元形状を得るための走査計測を行うシステム装置で
あって、任意の方向に光線を照射する投光手段と、当該
投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反射光
を受光し観測情報を作成する受光手段と、当該受光手段
からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用いて決定及び
変更された実際の走査経路を走査するように前記投光手
段を駆動する制御手段を有し、当該制御手段が、前記受
光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置データを
作成する３次元位置演算器と、当該３次元位置演算器か
らの前記３次元位置データに基づき前記走査軌跡を計算
する走査軌跡決定器と、当該走査軌跡決定器からの前記
走査軌跡に基づき前記投光手段を駆動するための信号を
作成するレンズ駆動信号発生器とを具備し、前記走査軌
跡決定器が、前記３次元位置演算器からの３次元位置デ
ータを蓄積するセンサデータ蓄積部と、当該センサデー
タ蓄積部からの蓄積された３次元位置データを面素であ
る微小領域に分割する面素検出部と、当該面素検出部か
らの当該微小領域から当該微小領域の法線を計算する面
素法線検出部と、当該面素法線検出部からの当該微小領
域及び当該微小領域の法線から面及び当該面の法線方向
を決定する形状決定部と、当該形状決定部からの当該面
及び当該面の法線方向から稜線方向を決定する稜線方向
決定部と、当該稜線方向決定部からの当該稜線方向から
稜線集交点を決定する稜線集交点決定部と、当該稜線集
交点決定部からの当該稜線集交点から当該稜線集交点を
中心とする円である走査軌跡となる閉ループ曲線を決定
する走査軌跡決定部とを具備してなる２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置の構成採用にある。A sixth feature of the device of the present invention is a system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, including a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction and the light projecting means. A light receiving unit that receives reflected light from the means that has hit the measurement object and creates observation information, and an actual scanning path that is determined and changed using a scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator for generating three-dimensional position data based on the observation information from the light receiving means, and the control means for driving the light projecting means so as to scan A scanning locus determiner that calculates the scanning locus based on the three-dimensional position data from the position calculator, and a lens that generates a signal for driving the light projecting unit based on the scanning locus from the scanning locus determiner. Drive A signal generator, the scanning locus determiner stores the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and the three-dimensional position data stored from the sensor data storage unit. A surface element detecting unit that divides the surface element into minute areas, a surface element normal detecting unit that calculates a normal line of the minute area from the minute area from the surface element detecting unit, and the surface element normal detection A shape determining unit that determines a surface and a normal direction of the surface from the minute area and a normal line of the minute area from a part, and a ridge direction is determined from the surface and the normal direction of the surface from the shape determining unit. The ridge line direction determining unit, the ridge line intersection determining unit that determines the ridge line intersection from the ridge direction from the ridge direction determining unit, and the ridge line intersection from the ridge line intersection from the ridge line intersection determining unit It becomes a scanning locus which is a circle In the configuration adopting the two-dimensional scanning range sensor projector scanning system apparatus comprising; and a scanning path determination unit for determining a loop curve.

【００２８】本発明装置の第７の特徴は、本発明装置の
第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における
走査軌跡決定器が、前記３次元位置演算器からの現在の
３次元位置データ及び前記走査軌跡決定部からの前記閉
ループ曲線を、前記投光手段を駆動するための信号の作
成に用いる２次元位置データであるレンズ駆動座標に変
換する走査座標変換部を、さらに具備してなる２次元走
査型レンジセンサ投光器走査システム装置の構成採用に
ある。The seventh feature of the device of the present invention is that the scanning locus determiner in the first, second, third, fourth, fifth or sixth feature of the device of the present invention is the same as the three-dimensional position calculator. Scanning coordinate conversion unit for converting the current three-dimensional position data of the above and the closed loop curve from the scanning locus determination unit into lens driving coordinates which are two-dimensional position data used to create a signal for driving the light projecting unit. In the configuration adoption of the two-dimensional scanning type range sensor projector scanning system device further comprising:

【００２９】本発明装置の第８の特徴は、本発明装置の
第１、第２、第３、第４、第５、第６又は第７の特徴に
おける投光手段が、レーザ光を発生するレーザ発光器
と、当該レーザ発光器からのレーザ光を屈折させてレー
ザ照射光にするレンズと、当該レンズを水平方向に駆動
する水平方向レンズ駆動装置と、前記レンズを垂直方向
に駆動する垂直方向レンズ駆動装置を有してなる２次元
走査型レンジセンサ投光器走査システム装置の構成採用
にある。The eighth feature of the device of the present invention is that the light projecting means in the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh feature of the device of the present invention generates a laser beam. A laser emitter, a lens that refracts laser light from the laser emitter to produce laser irradiation light, a horizontal lens drive device that drives the lens in the horizontal direction, and a vertical direction that drives the lens in the vertical direction. A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device having a lens driving device is employed.

【００３０】本発明装置の第９の特徴は、本発明装置の
第８の特徴における受光手段が、前記レーザ照射光が前
記計測対象物に当たったレーザ反射光を受光して観測情
報を作成する受光素子を有してなる２次元走査型レンジ
センサ投光器走査システム装置の構成採用にある。A ninth feature of the device of the present invention is that the light receiving means in the eighth feature of the device of the present invention receives the laser reflected light that the laser irradiation light impinges on the measurement object to create observation information. A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device having a light receiving element is employed.

【００３１】本発明記録媒体の第１の特徴は、任意方向
に光線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線を
当てて、その反射光を受光手段により受光する２次元走
査型レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形状
の計測をコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体であっ
て、予め行う光線の走査である予備走査を行い、当該予
備走査の観測情報を３次元位置データに変換して予備走
査の計測結果を蓄積し、当該予備走査の計測結果を用い
て走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を走査するように、
逐次、実際の走査経路を決定及び変更して本走査を一連
実行するものであり、前記走査軌跡の決定が、前記予備
走査の計測結果を面素である微小領域に分割し、当該微
小領域から微小領域の法線を検出し、当該微小領域及び
当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持つ微小領域
にラベリングした面及び当該面の法線を決定し、当該面
及び当該面の法線から全ての前記面を通過し連続な閉ル
ープ曲線を前記走査軌跡としてなる２次元走査型レンジ
センサ投光器走査プログラムを記録したコンピュータで
読取り可能な記録媒体の構成採用にある。The first feature of the recording medium of the present invention is a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. Is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute the measurement of the three-dimensional shape of the measurement object is recorded, and preliminary scanning, which is scanning of light rays performed in advance, is performed. The observation information of is converted into three-dimensional position data, the measurement result of the preliminary scanning is accumulated, the scanning locus is determined using the measurement result of the preliminary scanning, and the scanning locus is scanned.
Sequentially, the actual scanning path is determined and changed, and the main scanning is performed in series.The determination of the scanning locus divides the measurement result of the preliminary scanning into minute areas which are plane elements, and from the minute areas. The normal of the micro area is detected, and the surface labeled with the micro area and the micro area having the same direction component and the normal of the surface are determined from the micro area and the normal of the micro area. (2) A two-dimensional scanning range sensor light projector, which has a continuous closed-loop curve passing through all the surfaces as the scanning locus, is used as a computer-readable recording medium recording a scanning program.

【００３２】本発明記録媒体の第２の特徴は、任意方向
に光線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線を
当てて、その反射光を受光手段により受光する２次元走
査型レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形状
の計測をコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体であっ
て、予め行う光線の走査である予備走査を行い、当該予
備走査の観測情報を３次元位置データに変換して予備走
査の計測結果を蓄積し、当該予備走査の計測結果を用い
て走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を走査するように、
逐次、実際の走査経路を決定及び変更して本走査を一連
実行するものであり、前記走査軌跡の決定が、前記予備
走査の計測結果を面素である微小領域に分割し、当該微
小領域から微小領域の法線を検出し、当該微小領域及び
当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持つ微小領域
にラベリングした面及び当該面の法線を決定し、当該面
及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該面の稜
線方向を決定し、当該面の稜線方向から前記稜線を垂直
に横切り連続な閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡とし
て決定してなる２次元走査型レンジセンサ投光器走査プ
ログラムを記録した記録媒体のコンピュータで読取り可
能な構成採用にある。The second characteristic of the recording medium of the present invention is a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. Is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute the measurement of the three-dimensional shape of the measurement object is recorded, and preliminary scanning, which is scanning of light rays performed in advance, is performed. The observation information of is converted into three-dimensional position data, the measurement result of the preliminary scanning is accumulated, the scanning locus is determined using the measurement result of the preliminary scanning, and the scanning locus is scanned.
Sequentially, the actual scanning path is determined and changed, and the main scanning is performed in series.The determination of the scanning locus divides the measurement result of the preliminary scanning into minute areas which are plane elements, and from the minute areas. The normal of the micro area is detected, and the surface labeled with the micro area and the micro area having the same direction component and the normal of the surface are determined from the micro area and the normal of the micro area. A two-dimensional scanning range sensor light projector, in which the ridge direction of the surface where each surface intersects with each other is determined, and a continuous closed loop curve that crosses the ridge line vertically from the ridge direction of the surface is determined to determine the scanning locus. A computer-readable configuration of a recording medium recording a scanning program is adopted.

【００３３】本発明記録媒体の第３の特徴は、本発明記
録媒体の第１又は第２の特徴における走査軌跡の決定
が、前記面及び前記面の法線から前記各面の重心点を決
定し、当該各面の重心点を通過することも条件とする前
記閉ループを求めて前記走査軌跡を決定してなる２次元
走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録したコ
ンピュータで読取り可能な記録媒体の構成採用にある。A third feature of the recording medium of the present invention is that the scanning locus in the first or second feature of the recording medium of the present invention is determined by determining the center of gravity of each surface from the surface and the normal line of the surface. A computer-readable recording medium recording a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program in which the scanning locus is determined by obtaining the closed loop that also requires passing through the center of gravity of each surface. It is in adoption.

【００３４】本発明記録媒体の第４の特徴は、任意方向
に光線を照射可能な投光手段により計測対象物に光線を
当てて、その反射光を受光手段により受光する２次元走
査型レンジセンサを用いて前記計測対象物の３次元形状
の計測をコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体であっ
て、予め行う光線の走査である予備走査を行い、当該予
備走査の観測情報を３次元位置データに変換して予備走
査の計測結果を蓄積し、当該予備走査の計測結果を用い
て走査軌跡を決定し、当該走査軌跡を走査するように、
逐次、実際の走査経路を決定及び変更して本走査を一連
実行するものであり、前記走査軌跡の決定が、前記予備
走査の計測結果を面素である微小領域に分割し、当該微
小領域から微小領域の法線を検出し、当該微小領域及び
当該微小領域の法線から、同じ方向成分を持つ微小領域
にラベリングした面及び当該面の法線を決定し、当該面
及び当該面の法線から当該各面を検出する上で最も少な
い点を通る閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡としてな
る２次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記
録したコンピュータで読取り可能な記録媒体の構成採用
にある。The fourth characteristic of the recording medium of the present invention is a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. Is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute the measurement of the three-dimensional shape of the measurement object is recorded, and preliminary scanning, which is scanning of light rays performed in advance, is performed. The observation information of is converted into three-dimensional position data, the measurement result of the preliminary scanning is accumulated, the scanning locus is determined using the measurement result of the preliminary scanning, and the scanning locus is scanned.
Sequentially, the actual scanning path is determined and changed, and the main scanning is performed in series.The determination of the scanning locus divides the measurement result of the preliminary scanning into minute areas which are plane elements, and from the minute areas. The normal of the micro area is detected, and the surface labeled with the micro area and the micro area having the same direction component and the normal of the surface are determined from the micro area and the normal of the micro area. From the above, there is adopted a configuration of a computer-readable recording medium in which a closed loop curve passing through the least number of points for detecting the respective surfaces is obtained and the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program serving as the scanning locus is recorded.

【００３５】本発明記録媒体の第５の特徴は、本発明記
録媒体の第４の特徴における走査軌跡の決定が、前記面
及び前記面の法線の決定の後、当該面及び当該面の法線
から各面が互いに交差する当該面の稜線方向を決定し、
当該面の稜線方向から稜線が１点で交わる稜線集交点を
決定し、当該稜線集交点を中心とした円である閉ループ
曲線を求めて前記走査軌跡としてなる２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査プログラムを記録したコンピュータ
で読取り可能な記録媒体の構成採用にある。A fifth characteristic of the recording medium of the present invention is that the determination of the scanning locus in the fourth characteristic of the recording medium of the present invention is performed after determining the surface and the normal line of the surface, and then determining the surface and the method of the surface. From the line, determine the ridge direction of the surface where each surface intersects each other,
A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning program which determines a ridgeline intersection point where the ridgelines intersect at one point in the ridgeline direction of the surface, obtains a closed loop curve that is a circle centered on the ridgeline intersection point, and serves as the scanning trajectory. The recording medium is readable and can be read by a computer.

【００３６】本発明記録媒体の第６の特徴は、本発明記
録媒体の第１、第２、第３、第４又は第５の特徴におけ
る本走査が、前記走査軌跡と現在の観測情報からの３次
元位置データである現在の計測データとを比較して、逐
次、実際の走査経路を決定及び変更して行ってなる２次
元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録した
コンピュータで読取り可能な記録媒体の構成採用にあ
る。A sixth characteristic of the recording medium of the present invention is that the main scanning in the first, second, third, fourth or fifth characteristic of the recording medium of the present invention is based on the scanning locus and the current observation information. A computer-readable recording medium in which a scanning program for a two-dimensional scanning type range sensor light projector is recorded by comparing the current measurement data which is three-dimensional position data and sequentially determining and changing an actual scanning path. The configuration is adopted.

【００３７】[0037]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態を、本発明の一実施形態である装置例
１及びこれに対応する方法例１並びに方法例１を実施す
るプログラムを記録した記録媒体例１、同じく装置例２
及びこれに対応する方法例２並びに方法例２を実施する
プログラムを記録した記録媒体例２、同じく装置例３及
びこれに対応する方法例３並びに方法例３を実施するプ
ログラムを記録した記録媒体例３につき順に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings as an embodiment 1 of an apparatus and an example method 1 and a method example 1 corresponding thereto. Recording medium example 1 in which a program is recorded, and device example 2 as well
And a recording medium example 2 in which a program for implementing the method example 2 and the method example 2 corresponding thereto are recorded, and an example in an apparatus 3 and a recording medium example in which a program for implementing the method example 3 and the method example 3 corresponding thereto are recorded. 3 will be described in order.

【００３８】（装置例１） 本装置例を、図１及び図２を参照して説明する。図１
は、本発明の一実施形態である２次元走査型レンジセン
サ投光器走査システム装置の構成図であり、図２は、図
１における走査軌跡決定器の内部構成を示したブロック
構成図である。(Device Example 1) This device example will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Figure 1
2 is a configuration diagram of a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block configuration diagram showing an internal configuration of the scanning locus determiner in FIG. 1.

【００３９】本装置例は、計測対象物１を計測する２次
元走査型レンジセンサ投光器走査システム装置αであ
る。This example of the apparatus is a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system apparatus α for measuring the measuring object 1.

【００４０】２次元走査型レンジセンサ投光器走査シス
テム装置αは、センサヘッドＡ内に、レーザ光２を発生
するレーザ発光器３と、レーザ発光器３からのレーザ光
２を屈折させてレーザ照射光２ａにするレンズ４と、レ
ンズ４を水平方向に駆動する水平方向レンズ駆動装置５
と、レンズ４を垂直方向に駆動する垂直方向レンズ駆動
装置６と、計測対象物１に当たったレーザ反射光２ｂを
受光して観測情報を作成する受光素子７と、受光素子７
からの前記観測情報を受信し３次元位置データを作成す
る３次元位置演算器８と、３次元位置演算器８からの前
記３次元位置データから走査軌跡を計算する走査軌跡決
定器９ａと、走査軌跡決定器９ａからの前記走査軌跡か
らレンズ駆動信号を作成し、水平方向レンズ駆動装置５
及び垂直方向レンズ駆動装置６へ送信するレンズ駆動信
号発生器１０を有する。The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device α includes a laser light emitting device 3 for generating a laser light 2 in the sensor head A and a laser irradiation light for refracting the laser light 2 from the laser light emitting device 3. 2a and a horizontal lens driving device 5 for driving the lens 4 in the horizontal direction
A vertical lens driving device 6 that drives the lens 4 in the vertical direction, a light receiving element 7 that receives the laser reflected light 2b that hits the measurement target 1 and creates observation information, and a light receiving element 7
A three-dimensional position calculator 8 for receiving the observation information from the three-dimensional position data and creating a three-dimensional position data; a scanning locus determiner 9a for calculating a scanning locus from the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8; A lens driving signal is generated from the scanning locus from the locus determiner 9a, and the horizontal lens driving device 5
And a lens drive signal generator 10 for transmitting to the vertical lens drive device 6.

【００４１】レーザ発光器３、レンズ４、水平方向レン
ズ駆動装置５及び垂直方向レンズ駆動装置６は投光手段
である投光器Ａ１であり、受光素子７は受光手段であ
り、３次元位置演算器８、走査軌跡決定器９ａ及びレン
ズ駆動信号発生器１０は、当該投光器Ａ１及び当該受光
手段をコンピュータ制御する制御手段Ａ２である。The laser light emitter 3, the lens 4, the horizontal lens driving device 5 and the vertical lens driving device 6 are a light projector A1 which is a light projecting means, and the light receiving element 7 is a light receiving means which is a three-dimensional position calculator 8 The scanning locus determiner 9a and the lens drive signal generator 10 are control means A2 for computer-controlling the light projector A1 and the light receiving means.

【００４２】２次元走査型レンジセンサ投光器走査シス
テム装置αは、計測対象物１の３次元位置データを計測
するが、投光器Ａ１の走査としてのレンズ４の駆動は、
水平方向レンズ駆動装置５、垂直方向レンズ駆動装置６
により２次元に駆動させるような２次元走査型レンジセ
ンサの投光器走査のシステム装置αである。The two-dimensional scanning range sensor light projector scanning system device α measures the three-dimensional position data of the measuring object 1, and the lens 4 is driven to scan the light projector A1.
Horizontal lens driving device 5 and vertical lens driving device 6
It is a system device α for a projector scanning of a two-dimensional scanning type range sensor that is driven two-dimensionally by.

【００４３】水平方向レンズ駆動装置５及び垂直方向レ
ンズ駆動装置６は、レンズ駆動信号発生器１０からの一
意的な駆動信号により、レーザ照射光２ａの方向が任意
の方向となるようにレンズ４を駆動する。The horizontal lens driving device 5 and the vertical lens driving device 6 drive the lens 4 so that the laser irradiation light 2a can be directed in any direction by a unique driving signal from the lens driving signal generator 10. To drive.

【００４４】また、３次元位置演算器８は、受光素子７
からの観測情報、及びレンズ駆動信号発生器１０からの
レンズ駆動信号から、三角測量の原理を用いて、計測対
象物１のレーザ照射点Ｐの３次元位置データを計算す
る。The three-dimensional position calculator 8 includes a light receiving element 7
The three-dimensional position data of the laser irradiation point P of the measurement object 1 is calculated from the observation information from the lens drive signal and the lens drive signal from the lens drive signal generator 10 using the principle of triangulation.

【００４５】また、走査軌跡決定器９ａは、本装置例の
特徴を表すものであり、３次元位置演算器８からの３次
元位置データを蓄積するセンサデータ蓄積部１１ａと、
センサデータ蓄積部１１ａからの蓄積された３次元位置
データを面素である微小領域に分割する面素検出部１２
ａと、面素検出部１２ａからの前記微小領域から当該微
小領域の法線を計算する面素法線検出部１３ａと、面素
法線検出部１３ａからの前記微小領域及び前記微小領域
の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決定
部１４ａと、形状決定部１４ａからの前記面及び前記面
の法線方向から前記面の重心点及び閉ループ曲線を決定
する走査軌跡決定部１５ａと、３次元位置演算器８から
の現在の３次元位置データ及び走査軌跡決定部１５ａか
らの前記閉ループ曲線を２次元位置データであるレンズ
駆動座標に変換しレンズ駆動信号としてレンズ駆動信号
発生器１０へ送信する走査座標変換部１６ａを有する。Further, the scanning locus determiner 9a represents the characteristic of this example of the apparatus, and includes a sensor data storage unit 11a for storing the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8.
A surface element detecting unit 12 that divides the three-dimensional position data accumulated from the sensor data accumulating unit 11a into minute regions that are surface elements.
a, a surface element normal detection unit 13a that calculates a normal line of the minute area from the small area from the surface element detection unit 12a, and the minute area and the method of the minute area from the surface element normal detection unit 13a. A shape determining unit 14a that determines a surface and a normal direction of the surface from a line, and a scanning locus determining unit that determines a center of gravity of the surface and a closed loop curve from the normal direction of the surface and the surface from the shape determining unit 14a. 15a, the current three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8 and the closed loop curve from the scanning locus determining unit 15a are converted into lens driving coordinates that are two-dimensional position data, and a lens driving signal generator is used as a lens driving signal. It has a scanning coordinate conversion unit 16a for transmitting to 10.

【００４６】（方法例１） 本方法例は、前記装置例１に適用したものであり、同じ
く図１、図２と、他に図３及び図４を参照して説明す
る。図３は、装置例１の走査軌跡決定器９ａの内部処理
を示す流れ図であり、図４は、本方法例での走査軌跡を
示す説明図である。(Method Example 1) This method example is applied to the apparatus example 1 and will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flow chart showing an internal process of the scanning locus determiner 9a of the apparatus example 1, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a scanning locus in this method example.

【００４７】最初に、走査について全般的に説明する。
２次元走査型レンジセンサ投光器走査システム装置αの
センサヘッドＡを計測対象物１にセットし、レーザ発光
器３でレーザ光２を発生し、水平方向レンズ駆動装置５
及び垂直方向レンズ駆動装置６により２次元の駆動を可
能に、レンズ４で任意の方向へ屈折させてレーザ照射光
２ａとして計測対象物１に投射させる。First, scanning will be generally described.
The sensor head A of the two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device α is set on the measuring object 1, the laser light 2 is generated by the laser light emitter 3, and the horizontal lens driving device 5 is set.
Also, two-dimensional driving is enabled by the vertical lens driving device 6, and the lens 4 refracts the light in an arbitrary direction to project it as the laser irradiation light 2a onto the measurement target 1.

【００４８】レーザ照射光２ａはＰで反射されて、レー
ザ反射光２ｂを受光素子７で受光して観測情報を作成
し、３次元位置演算器８において、当該観測情報とレン
ズ駆動信号発生器１０からのレンズ駆動信号から三角測
量の原理を用いて３次元位置データを作成する。走査中
の３次元位置データを集めたものが、走査の計測結果と
なる。The laser irradiation light 2a is reflected by P, the laser reflected light 2b is received by the light receiving element 7 to create observation information, and in the three-dimensional position calculator 8, the observation information and the lens drive signal generator 10 are generated. 3D position data is created from the lens drive signal from the above using the principle of triangulation. A collection of three-dimensional position data during scanning is the measurement result of scanning.

【００４９】走査軌跡決定器９ａにおいて、３次元位置
演算器８からの３次元位置データを用いて、走査軌跡を
計算しレンズ４の駆動座標値を作成する。以下で述べる
予備走査では現在の３次元位置データのみを用いるが、
以下で述べる本走査では蓄積された予備走査の計測結果
も共に用いる。The scanning locus determiner 9a uses the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8 to calculate the scanning locus and create the driving coordinate value of the lens 4. Only the current 3D position data is used in the preliminary scan described below,
In the main scan described below, the accumulated measurement results of the preliminary scan are also used.

【００５０】レンズ駆動信号発生器１０において、走査
軌跡決定器９ａからの駆動座標値からレンズ駆動信号を
作成し、水平方向レンズ駆動装置５及び垂直方向レンズ
駆動装置６へ送信して、レンズ４を当該レンズ駆動信号
に対応した方向へレーザ光２を屈折させるように２次元
に駆動させる。以上の手順を繰り返すことにより走査を
行うものである。In the lens drive signal generator 10, a lens drive signal is created from the drive coordinate values from the scanning locus determiner 9a and transmitted to the horizontal direction lens drive device 5 and the vertical direction lens drive device 6, and the lens 4 is moved. The laser light 2 is two-dimensionally driven so as to refract the laser light 2 in the direction corresponding to the lens drive signal. Scanning is performed by repeating the above procedure.

【００５１】次に、実際の走査手順を述べる。先ず、２
次元走査型レンジセンサ投光器走査システム装置αを用
いて、計測対象物１について、センサ視野内のラスタ走
査又はスパイラル走査を行うことにより均一走査である
予備走査を行う。Next, the actual scanning procedure will be described. First, 2
Using the dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device α, preliminary scanning, which is uniform scanning, is performed on the measurement target 1 by performing raster scanning or spiral scanning within the sensor field of view.

【００５２】そして、３次元位置データである予備走査
の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ：ｎ
は、０又は正の整数）（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋは３次元座
標）を走査軌跡決定器９ａのデータ蓄積部１１ａへ蓄積
する。Then, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) (k = 0 to n: n) of the preliminary scan which is the three-dimensional position data.
Stores 0 or a positive integer) (Xk, Yk, Zk are three-dimensional coordinates) in the data storage unit 11a of the scanning trajectory determiner 9a.

【００５３】当該予備走査の計測結果を用いて本走査の
走査軌跡を決定する。以下、走査軌跡決定器９ａ内の内
部処理を各ステップ毎に説明する。The scanning trajectory of the main scanning is determined by using the measurement result of the preliminary scanning. The internal processing in the scanning locus determiner 9a will be described below step by step.

【００５４】先ず、データ蓄積部１１ａにおいて、予備
走査の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）
を面素検出部１２ａへ送信処理する（ＳＴ１Ａ：ＳＴは
ステップ）。First, in the data storage unit 11a, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) of the preliminary scan (k = 0 to n)
Is transmitted to the surface element detecting unit 12a (ST1A: ST is step).

【００５５】次に、面素検出部１２ａにおいて、データ
蓄積部１１ａからの計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）
（ｋ＝０〜ｎ）を、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）に分割
検出し面素として、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）を面素
法線検出部１３ａへ送信する（ＳＴ２Ａ）。Next, in the surface element detection unit 12a, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) from the data storage unit 11a.
(K = 0 to n) is divided and detected into minute areas sk (k = 0 to n), and the minute areas sk (k = 0 to n) are transmitted to the surface element normal detection unit 13a as surface elements (ST2A). ).

【００５６】次に、面素法線検出部１３ａにおいて、面
素検出部１２ａからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）か
ら、微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）を求めて、微小
領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝
０〜ｎ）を形状決定部１４ａへ送信する（ＳＴ３Ａ）。Next, in the surface element normal detecting section 13a, the normal hk (k = 0 to n) of the minute area is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) from the surface element detecting section 12a. , Micro area sk (k = 0 to n) and micro area normal hk (k =
0 to n) are transmitted to the shape determining unit 14a (ST3A).

【００５７】次に、形状決定部１４ａにおいて、面素法
線検出部１３ａからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び
微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）から、同じ方向成分
を持つ面素である微小領域ｓｋ毎にラベリングし形状の
持つ面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ：ｍは、０又は正の整数）及び
面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を決定して、面Ｓｉ
（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を
走査軌跡決定部１５ａへ送信する（ＳＴ４Ａ）。Next, in the shape determining section 14a, the same direction component is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) from the surface element normal detecting section 13a and the normal hk (k = 0 to n) of the minute area. A surface Si (i = 0 to m: m is 0 or a positive integer) having a shape by labeling each small region sk which is a surface element having a surface element, and a normal direction Hi (i = 0 to m) of the surface is determined. And then the surface Si
(I = 0 to m) and the surface normal direction Hi (i = 0 to m) are transmitted to the scanning trajectory determination unit 15a (ST4A).

【００５８】次に、走査軌跡決定部１５ａにおいて、形
状決定部１４ａからの面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法
線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）から、各面Ｓｉ（ｉ＝０〜
ｍ）の重心点ｇｉ（ｉ＝０〜ｍ）を求め、各重心点ｇｉ
（ｉ＝０〜ｍ）を結ぶ連続な閉ループ曲線ｌを求めて、
閉ループ曲線ｌを走査座標変換部１６ａへ送信する（Ｓ
Ｔ５Ａ）。Next, in the scanning locus determination unit 15a, each surface Si (i = i = 0 to m) and the surface normal direction Hi (i = 0 to m) from the shape determination unit 14a are used to determine each surface Si (i = i). 0 to
m) the center of gravity gi (i = 0 to m) is calculated, and each center of gravity gi
Obtain a continuous closed loop curve l connecting (i = 0 to m),
The closed loop curve 1 is transmitted to the scanning coordinate conversion unit 16a (S
T5A).

【００５９】次に、走査座標変換部１６ａにおいて、走
査軌跡決定部１５ａからの閉ループ曲線ｌと、３次元位
置演算器８からの現在の３次元位置データである現在の
計測データ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）とを比
較して、レンズ４の駆動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０
〜ｍ）（ｕ，ｖは２次元座標）に変換して、駆動座標値
Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）を駆動信号発生器１０へ
送信する（ＳＴ６Ａ）。Next, in the scanning coordinate conversion unit 16a, the closed loop curve 1 from the scanning locus determination unit 15a and the current measurement data (Xk, Yk, Yk, Yk, Yk, Yk from the three-dimensional position calculator 8). Zk) (k = 0 to n), and the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0) of the lens 4 is compared.
To m) (u and v are two-dimensional coordinates), and the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m) is transmitted to the drive signal generator 10 (ST6A).

【００６０】その後、駆動信号発生器１０において、駆
動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）をレンズ駆動信
号として、当該レンズ駆動信号に基づきレンズ４を駆動
して、本走査の走査計測を行う。Thereafter, in the drive signal generator 10, the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m) is used as a lens drive signal, the lens 4 is driven based on the lens drive signal, and the main scanning is performed. Perform scanning measurement.

【００６１】上記のステップのようにして、図４に示す
ように、各重心点ｇｉを通る閉ループ曲線ｌを、走査軌
跡１ａとして本走査の走査計測を行い、現在の計測デー
タ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を得ながら逐次、実際の走査経
路を決定及び変更して本走査を行い、本走査の計測結果
を得る。In the above steps, as shown in FIG. 4, the closed loop curve 1 passing through each barycentric point gi is used as the scanning locus 1a to perform the main scanning scan measurement, and the current measurement data (Xk, Yk, While obtaining Zk), the actual scanning path is sequentially determined and changed, the main scanning is performed, and the measurement result of the main scanning is obtained.

【００６２】よって、本方法例に拠れば、計測に際し計
測対象物１の全体の形状を予め予備走査として走査し、
計測対象物１を構成する面Ｓｉの重心点ｇｉを結ぶ閉ル
ープ曲線ｌを走査軌跡１ａとして本走査を行うため、効
率のよい３次元計測が実現できる。Therefore, according to this example of the method, the entire shape of the measuring object 1 is preliminarily scanned as a preliminary scan at the time of measurement,
Since the main scanning is performed with the closed loop curve 1 connecting the center of gravity gi of the surface Si forming the measurement target 1 as the scanning locus 1a, efficient three-dimensional measurement can be realized.

【００６３】また、計測対象物１が移動、姿勢変化等を
した場合においても、予備走査の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙ
ｋ，Ｚｋ）に基づく閉ループ曲線ｌと、本走査中の現在
の計測データとを比較することで実際の走査経路の変更
が可能であり、より安定した計測精度を得ることができ
る。Further, even when the measurement object 1 moves, changes its posture, etc., the measurement result P (Xk, Y) of the preliminary scan is obtained.
By comparing the closed loop curve 1 based on k, Zk) with the current measurement data during the main scan, the actual scanning path can be changed, and more stable measurement accuracy can be obtained.

【００６４】この結果から明らかなように、本方法例に
拠れば、従来技術の手法に比べ３次元計測の効率化及び
計測精度の安定化の改善があった。As is clear from this result, according to this example of the method, the efficiency of the three-dimensional measurement and the stabilization of the measurement accuracy were improved as compared with the conventional technique.

【００６５】なお、本方法例では閉ループ曲線ｌは、各
重心点ｇｉを通っているが、重心点ｇｉを通らずに各面
Ｓｉを全て通るようにしてもよい。In the method example, the closed loop curve 1 passes through the respective centroids gi, but it may pass through all the surfaces Si without passing through the centroids gi.

【００６６】（記録媒体例１） 本記録媒体例は、装置例１及び方法例１に適用したもの
であり、同じく図１、図２、図３及び図４を参照して説
明する。(Recording Medium Example 1) This recording medium example is applied to the apparatus example 1 and the method example 1, and will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4.

【００６７】本記録媒体例は、前記方法例１を実行する
コンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒
体例であり、実行手順は方法例１と同様であるので、説
明は省略し、本記録媒体に固有の特徴のみを説明する。This recording medium example is a recording medium example in which a computer-readable program for executing the above-mentioned method example 1 is recorded. Since the execution procedure is the same as that of the method example 1, the description thereof is omitted, and this recording medium is omitted. Only the unique features will be explained.

【００６８】本記録媒体例は、２次元走査型レンジセン
サ投光器走査システム装置α上で方法例１を実行する２
次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録し
たものである。記録媒体としては、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、テープ、ＤＶＤ、ＭＤ、光磁気ディスク等の可搬記
録媒体、ＨＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の固定記録媒体、ネッ
トワーク上の記録媒体、等、並びにこれらの組合せが挙
げられる。This example recording medium executes Method Example 1 on a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device α.
The dimensional scanning range sensor floodlight scanning program is recorded. As a recording medium, FD, CD-RO
M, tapes, DVDs, MDs, portable recording media such as magneto-optical disks, fixed recording media such as HD, RAM, ROM, recording media on a network, and the like, and combinations thereof.

【００６９】手順としては、２次元走査型レンジセンサ
投光器走査システム装置α上の図示しないコンピュータ
回路等の制御装置で本記録媒体例の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査プログラムを実行し、各構成要素を制
御して、方法例１の手順を実行する。As a procedure, the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning system apparatus α executes a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program of the present recording medium by a control device such as a computer circuit (not shown) on each device, and each constituent element. Are controlled to execute the procedure of Method Example 1.

【００７０】（装置例２） 本装置例は、前記装置例１とは、走査軌跡決定器の構成
が異なるものであり、同様に図１と、他に図５を参照し
て説明する。図５は、図１における本装置例の走査軌跡
決定器の内部構成を示したブロック構成図である。(Device Example 2) This device example is different from the above-mentioned device example 1 in the configuration of the scanning locus determiner, and will be described with reference to FIG. 1 and other FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the scanning locus determiner of the present apparatus example in FIG.

【００７１】本装置例は、装置例１の２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置α中の走査軌跡決定器
９ａを走査軌跡決定器９ｂに変更した２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置βとしたものであり、
走査軌跡決定器９ｂについてのみ説明し、他の構成要素
についての説明は重複するので省略する。This example of the apparatus is a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system apparatus β in which the scanning locus determiner 9a in the two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system apparatus α of the apparatus example 1 is changed to the scanning locus determiner 9b. And
Only the scanning locus determiner 9b will be described, and the description of the other components will be omitted because it is redundant.

【００７２】また、走査軌跡決定器９ｂは、本装置例の
特徴を表すものであり、３次元位置演算器８からの３次
元位置データを蓄積するセンサデータ蓄積部１１ｂと、
センサデータ蓄積部１１ｂからの蓄積された３次元位置
データを面素である微小領域に分割する面素検出部１２
ｂと、面素検出部１２ｂからの前記微小領域から当該微
小領域の法線を計算する面素法線検出部１３ｂと、面素
法線検出部１３ｂからの前記微小領域及び前記微小領域
の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決定
部１４ｂと、形状決定部１４ｂからの前記面及び前記面
の法線方向から稜線方向を決定する稜線方向決定部１７
ｂと、稜線方向決定部１７ｂからの前記面及び前記面の
法線方向から前記面の重心点を計算し稜線方向決定部１
７ｂからの前記稜線方向とから閉ループ曲線を決定する
走査軌跡決定部１５ｂと、３次元位置演算器８からの現
在の３次元位置データ及び走査軌跡決定部１５ｂからの
前記閉ループ曲線を２次元位置データであるレンズ駆動
座標に変換しレンズ駆動信号としてレンズ駆動信号発生
器１０へ送信する走査座標変換部１６ｂを有する。Further, the scanning locus determiner 9b represents the characteristic of this example of the apparatus, and includes a sensor data storage unit 11b for storing the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8.
A surface element detecting unit 12 that divides the accumulated three-dimensional position data from the sensor data accumulating unit 11b into minute areas that are surface elements.
b, a surface element normal detection unit 13b that calculates a normal line of the minute area from the small area from the surface element detection unit 12b, and the minute area and the method of the minute area from the surface element normal detection unit 13b. A shape determining unit 14b that determines a surface and a normal direction of the surface from a line, and a ridge direction determining unit 17 that determines a ridge direction from the surface and the normal direction of the surface from the shape determining unit 14b.
b and the ridge direction determining unit 1 by calculating the center of gravity of the face from the ridge direction determining unit 17b and the normal direction of the face.
7b, the scanning locus determining unit 15b that determines a closed loop curve from the ridge direction, and the current three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8 and the closed loop curve from the scanning locus determining unit 15b are two-dimensional position data. The scanning coordinate conversion unit 16b for converting the lens driving coordinates to the lens driving signal and transmitting the lens driving signal to the lens driving signal generator 10 as a lens driving signal.

【００７３】（方法例２） 本方法例は、前記装置例２に適用したものであり、同じ
く図１、図５と、他に図６、図７とを参照して説明す
る。図６は、装置例２の走査軌跡決定器９ｂの内部処理
を示す流れ図であり、図７は、本方法例での走査軌跡を
示す説明図である。(Method Example 2) This method example is applied to the device example 2 and will be described with reference to FIGS. 1 and 5 and FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a flow chart showing the internal processing of the scanning locus determiner 9b of apparatus example 2, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the scanning locus in this method example.

【００７４】ここでは、走査の全体的な説明は、方法例
１と同様であるので省略し、本方法例の実際の走査手順
を述べる。先ず、２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置βを用いて、計測対象物１について、セン
サ視野内のラスタ走査又はスパイラル走査を行うことに
より均一走査である予備走査を行う。The overall description of scanning is omitted here since it is the same as in method example 1, and the actual scanning procedure of this method example will be described. First, the two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device β is used to perform preliminary scanning, which is uniform scanning, by performing raster scanning or spiral scanning within the sensor field of view on the measurement target 1.

【００７５】そして、３次元位置データである予備走査
の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ：ｎ
は、０又は正の整数）（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋは３次元座
標）を走査軌跡決定器９ｂのデータ蓄積部１１ｂへ蓄積
する。Then, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) (k = 0 to n: n) of the preliminary scan which is the three-dimensional position data.
Stores 0 or a positive integer) (Xk, Yk, Zk are three-dimensional coordinates) in the data storage unit 11b of the scanning trajectory determiner 9b.

【００７６】当該予備走査の計測結果を用いて本走査の
走査軌跡を決定する。以下、走査軌跡決定器９ｂ内の内
部処理を各ステップ毎に説明する。The scanning locus of the main scan is determined by using the measurement result of the preliminary scan. The internal processing in the scanning locus determiner 9b will be described below step by step.

【００７７】先ず、データ蓄積部１１ｂにおいて、予備
走査の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）
を面素検出部１２ｂへ送信する（ＳＴ１Ｂ）。First, in the data storage unit 11b, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) of the preliminary scan (k = 0 to n).
Is transmitted to the surface element detecting unit 12b (ST1B).

【００７８】次に、面素検出部１２ｂにおいて、データ
蓄積部１１ｂからの計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）
（ｋ＝０〜ｎ）を、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）に分割
し面素として、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）を面素法線
検出部１３ｂへ送信する（ＳＴ２Ｂ）。Next, in the surface element detector 12b, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) from the data accumulator 11b is obtained.
(K = 0 to n) is divided into minute regions sk (k = 0 to n) and the minute regions sk (k = 0 to n) are transmitted to the surface element normal detection unit 13b as a surface element (ST2B). .

【００７９】次に、面素法線検出部１３ｂにおいて、面
素検出部１２ｂからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）か
ら、微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）を求めて、微小
領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝
０〜ｎ）を形状決定部１４ｂへ送信する（ＳＴ３Ｂ）。Next, in the surface element normal detecting section 13b, the normal hk (k = 0 to n) of the minute area is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) from the surface element detecting section 12b. , Micro area sk (k = 0 to n) and micro area normal hk (k =
0 to n) are transmitted to the shape determining unit 14b (ST3B).

【００８０】次に、形状決定部１４ｂにおいて、面素法
線検出部１３ｂからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び
微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）から、同じ方向成分
を持つ面素である微小領域ｓｋ毎にラベリングし形状の
持つ面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ：ｍは、０又は正の整数）及び
面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を決定して、面Ｓｉ
（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を
稜線方向決定部１７ｂへ送信する（ＳＴ４Ｂ）。Next, in the shape determining unit 14b, the same direction component is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) and the minute area normal hk (k = 0 to n) from the surface element normal detecting unit 13b. A surface Si (i = 0 to m: m is 0 or a positive integer) having a shape by labeling each small region sk which is a surface element having a surface element, and a normal direction Hi (i = 0 to m) of the surface is determined. And then the surface Si
(I = 0 to m) and the normal direction Hi of the surface (i = 0 to m) are transmitted to the ridge direction determining unit 17b (ST4B).

【００８１】次に、稜線方向決定部１７ｂにおいて、形
状決定部１４ｂからの面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法
線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）から、各面Ｓｉ（ｉ＝０〜
ｍ）が互いに交差する稜線方向Ｌｊ（ｊ＝０〜ｗ：ｗは
０又は正の整数）を決定し、面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）、面
の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）及び稜線方向Ｌｊ（ｊ＝
０〜ｗ）を走査軌跡決定部１５ｂへ送信する（ＳＴ５
Ｂ）。Next, in the ridge direction determination unit 17b, each face Si (i = i = 0 to m) from the shape determination unit 14b and each face Si (i = i) from the normal direction Hi (i = 0 to m) of the face. 0 to
m) determines the ridge line direction Lj (j = 0 to w: w is 0 or a positive integer) intersecting each other, and the surface Si (i = 0 to m) and the surface normal direction Hi (i = 0 to m) are determined. ) And the ridge direction Lj (j =
0 to w) is transmitted to the scanning trajectory determination unit 15b (ST5).
B).

【００８２】次に、走査軌跡決定部１５ｂにおいて、形
状決定部１４ｂからの面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法
線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）から各面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）
の重心点ｇｉ（ｉ＝０〜ｍ）を求め、各重心点ｇｉ（ｉ
＝０〜ｍ）を結びかつ、形状決定部１４ｂからの稜線方
向Ｌｊ（ｊ＝０〜ｗ）に対して垂直に交差する連続な閉
ループ曲線ｌを求めて、閉ループ曲線ｌを走査座標変換
部１６ｂへ送信する（ＳＴ６Ｂ）。Next, in the scanning locus determining unit 15b, the surfaces Si (i = 0 to m) from the shape determining unit 14b and each surface Si (i = 0) from the normal direction Hi (i = 0 to m) of the surface. ~ M)
Of the center of gravity gi (i = 0 to m) of each
= 0 to m), and a continuous closed loop curve 1 that intersects the edge direction Lj (j = 0 to w) from the shape determination unit 14b at a right angle is obtained, and the closed loop curve 1 is converted to the scanning coordinate conversion unit 16b. (ST6B).

【００８３】次に、走査座標変換部１６ｂにおいて、走
査軌跡決定部１５ｂからの閉ループ曲線ｌと、３次元位
置演算器８からの現在の３次元位置データである現在の
計測データ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）とを比
較して、２次元位置データであるレンズ４の駆動座標値
Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）（ｕ，ｖは２次元座標）
に変換して、駆動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）
を駆動信号発生器１０へ送信する（ＳＴ７Ｂ）。Next, in the scanning coordinate conversion unit 16b, the closed loop curve 1 from the scanning locus determination unit 15b and the current measurement data (Xk, Yk, Zk) (k = 0 to n), and drive coordinate values Li (u, v) (i = 0 to m) of the lens 4, which is two-dimensional position data (i = 0 to m) (u and v are two-dimensional coordinates).
Drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m)
Is transmitted to the drive signal generator 10 (ST7B).

【００８４】その後、駆動信号発生器１０において、駆
動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）をレンズ駆動信
号として、当該レンズ駆動信号に基づきレンズ４を駆動
して、本走査の走査計測を行う。Thereafter, in the drive signal generator 10, the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m) is used as a lens drive signal, the lens 4 is driven based on the lens drive signal, and the main scanning is performed. Perform scanning measurement.

【００８５】上記のステップのようにして、図５に示す
ように、各重心点ｇｉを通りかつ、稜線方向Ｌｊ（ｊ＝
０〜ｗ）に対して垂直に交差する閉ループ曲線ｌを、走
査軌跡１ｂとして走査計測を行い、現在の計測データ
（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を得ながら逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を行い、本走査の計測結果を
得る。As in the above steps, as shown in FIG. 5, each barycentric point gi is passed and the ridge line direction Lj (j =
(0 to w), a closed loop curve 1 that intersects perpendicularly with 0 to w) is used as a scanning locus 1b for scanning measurement, and the actual scanning path is sequentially determined and changed while obtaining the current measurement data (Xk, Yk, Zk). Main scanning is performed to obtain the measurement result of the main scanning.

【００８６】よって、本方法例に拠れば、計測に際し計
測対象物１の全体の形状を予め予備走査として走査し、
計測対象物１を構成する面Ｓｉの重心点ｇｉを結びかつ
稜線方向Ｌｊに対して垂直に交差する閉ループ曲線ｌを
走査軌跡１ｂとして本走査を行うため、効率及び精度の
よい３次元計測が実現できる。Therefore, according to this example of the method, the entire shape of the measuring object 1 is preliminarily scanned as a preliminary scan at the time of measurement,
Since the main scan is performed by using the closed loop curve 1 that connects the center of gravity gi of the surface Si forming the measurement object 1 and intersects perpendicularly to the ridgeline direction Lj as the scanning locus 1b, three-dimensional measurement with high efficiency and accuracy is realized. it can.

【００８７】また、計測対象物１が移動、姿勢変化等を
した場合においても、前予備走査の計測結果Ｐ（Ｘｋ，
Ｙｋ，Ｚｋ）に基づく閉ループ曲線ｌと、本走査中の現
在の計測データ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）とを比較すること
で実際の走査経路の変更が可能であり、より安定した計
測精度を得ることができる。Even when the measurement object 1 moves, changes its posture, etc., the measurement result P (Xk,
The actual scanning path can be changed by comparing the closed-loop curve 1 based on Yk, Zk) with the current measurement data (Xk, Yk, Zk) during the main scan, and more stable measurement accuracy can be obtained. be able to.

【００８８】この結果から明らかなように、本方法例に
拠れば、従来技術の手法に比べ３次元計測の効率化及び
計測精度の精度化・安定化の改善があった。As is clear from this result, according to this example of the method, the efficiency of the three-dimensional measurement and the accuracy and stabilization of the measurement accuracy were improved as compared with the conventional technique.

【００８９】なお、本方法例では閉ループ曲線ｌは、各
重心点をｇｉを通っているが、重心点ｇｉを通らずに各
面Ｓｉを全て通るようにしてもよい。In this example of the method, the closed-loop curve 1 passes through each centroid point gi, but may pass through all the surfaces Si without passing through the centroid point gi.

【００９０】（記録媒体例２） 本記録媒体例は、装置例２及び方法例２に適用したもの
であり、同じく図１、図５、図６及び図７を参照して説
明する。Recording Medium Example 2 This recording medium example is applied to the apparatus example 2 and the method example 2, and will be described with reference to FIG. 1, FIG. 5, FIG. 6 and FIG.

【００９１】本記録媒体例は、前記方法例２を実行する
プログラムを記録した記録媒体例であり、実行手順は方
法例２と同様であるので、説明は省略し、本記録媒体に
固有の特徴のみを説明する。The present example of the recording medium is an example of the recording medium in which the program for executing the method example 2 is recorded, and the execution procedure is the same as that of the method example 2. Therefore, the description is omitted and the characteristic features of the recording medium are described. Only explain.

【００９２】本記録媒体例は、２次元走査型レンジセン
サ投光器走査システム装置β上で方法例２を実行する２
次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録し
たものである。記録媒体としては、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、テープ、ＤＶＤ、ＭＤ、光磁気ディスク等の可搬記
録媒体、ＨＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の固定記録媒体、ネッ
トワーク上の記録媒体、等、並びにこれらの組合せが挙
げられる。This example recording medium executes Method Example 2 on a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device β.
The dimensional scanning range sensor floodlight scanning program is recorded. As a recording medium, FD, CD-RO
M, tapes, DVDs, MDs, portable recording media such as magneto-optical disks, fixed recording media such as HD, RAM, ROM, recording media on a network, and the like, and combinations thereof.

【００９３】手順としては、２次元走査型レンジセンサ
投光器走査システム装置β上の図示しないコンピュータ
回路等の制御装置で本記録媒体例の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査プログラムを実行し、各構成要素を制
御して、方法例２の手順を実行する。As a procedure, the control device such as a computer circuit (not shown) on the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning system device β executes the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program of this recording medium example, and each component Are controlled to execute the procedure of Method Example 2.

【００９４】（装置例３） 本装置例は、前記装置例１とは、走査軌跡決定器の構成
が異なるものであり、同様に図１と、他に図８とを参照
して説明する。図８は、図１における本装置例の走査軌
跡決定器の内部構成を示したブロック構成図である。(Device Example 3) The present device example is different from the above-mentioned device example 1 in the configuration of the scanning locus determiner, and will be described with reference to FIG. 1 and other FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the scanning locus determiner of the present apparatus example in FIG.

【００９５】本装置例は、装置例１の２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置α中の走査軌跡決定器
９ａを走査軌跡決定器９ｃに変更した２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置γとしたものであり、
走査軌跡決定器９ｃについてのみ説明し、他の構成要素
についての説明は重複するので省略する。This example of the apparatus is a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system apparatus γ in which the scanning locus determiner 9a in the two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system apparatus α of the apparatus example 1 is changed to a scanning locus determiner 9c. And
Only the scanning locus determiner 9c will be described, and the description of the other components will be omitted because it is redundant.

【００９６】また、走査軌跡決定器９ｃは、本装置例の
特徴を表すものであり、３次元位置演算器８からの３次
元位置データを蓄積するセンサデータ蓄積部１１ｃと、
センサデータ蓄積部１１ｃからの蓄積された３次元位置
データを面素である微小領域に分割する面素検出部１２
ｃと、面素検出部１２ｃからの前記微小領域から当該微
小領域の法線を計算する面素法線検出部１３ｃと、面素
法線検出部１３ｃからの前記微小領域及び前記微小領域
の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決定
部１４ｃと、形状決定部１４ｃからの前記面及び前記面
の法線方向から稜線方向を決定する稜線方向決定部１７
ｃと、稜線方向決定部１７ｃからの前記稜線方向から稜
線集交点を決定する稜線集交点決定部１８ｃと、稜線集
交点決定部１８ｃからの前記稜線集交点から閉ループ曲
線を決定する走査軌跡決定部１５ｃと、３次元位置演算
器８からの現在の３次元位置データ及び走査軌跡決定部
１５ｃからの前記閉ループ曲線を２次元位置データであ
るレンズ駆動座標に変換しレンズ駆動信号としてレンズ
駆動信号発生器１０へ送信する走査座標変換部１６ｃを
有する。The scanning locus determiner 9c represents the characteristic of this apparatus example, and includes a sensor data storage unit 11c for storing the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8.
A surface element detecting unit 12 that divides the three-dimensional position data accumulated from the sensor data accumulating unit 11c into minute regions that are surface elements.
c, a surface element normal detection unit 13c that calculates a normal line of the minute area from the surface element detection unit 12c, and the minute area and the method of the minute area from the surface element normal detection unit 13c. A shape determining unit 14c that determines a surface and a normal direction of the surface from a line, and a ridge direction determining unit 17 that determines a ridge direction from the surface and the normal direction of the surface from the shape determining unit 14c.
c, a ridge line intersection point determination unit 18c that determines a ridge line intersection point from the ridge line direction determination unit 17c, and a scanning locus determination unit that determines a closed loop curve from the ridge line intersection point determination unit 18c. 15c, the current three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8 and the closed loop curve from the scanning locus determination unit 15c are converted into lens driving coordinates which are two-dimensional position data, and a lens driving signal generator is used as a lens driving signal. It has a scanning coordinate conversion unit 16c for transmitting data to 10.

【００９７】但し、本装置例の適用条件として、計測対
象物１の形状は前記各面の稜線が集中し１点で交わるこ
とを前提とする。However, as an application condition of this apparatus example, it is premised that the shape of the measuring object 1 is such that the ridge lines of the respective surfaces are concentrated and intersect at one point.

【００９８】（方法例３） 本方法例は、前記装置例３に適用したものであり、同じ
く図１、図８と、他に図９、図１０を参照して説明す
る。図９は、装置例３の走査軌跡決定器９ｃの内部処理
を示す流れ図であり、図１０は、本方法例での走査軌跡
を示す説明図である。(Method Example 3) This method example is applied to the apparatus example 3, and will be described with reference to FIGS. 1 and 8 and FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart showing the internal processing of the scanning locus determiner 9c of the apparatus example 3, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing the scanning locus in this method example.

【００９９】ここでは、走査の全体的な説明は、方法例
１と同様であるので省略し、本方法例の実際の走査手順
を述べる。先ず、２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置γを用いて、計測対象物１について、セン
サ視野内のラスタ走査又はスパイラル走査を行うことに
より均一走査である予備走査を行う。The overall description of the scanning is omitted here since it is the same as in method example 1, and the actual scanning procedure of this method example will be described. First, the two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device γ is used to perform preliminary scanning, which is uniform scanning, by performing raster scanning or spiral scanning within the field of view of the measurement object 1.

【０１００】そして、３次元位置データである予備走査
の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ：ｎ
は、０又は正の整数）（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋは３次元座
標）を走査軌跡決定器９ｃのデータ蓄積部１１ｃへ蓄積
する。Then, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) (k = 0 to n: n) of the pre-scan which is the three-dimensional position data.
Stores 0 or a positive integer) (Xk, Yk, Zk are three-dimensional coordinates) in the data storage unit 11c of the scanning trajectory determiner 9c.

【０１０１】当該予備走査の計測結果を用いて本走査の
走査軌跡を決定する。以下、走査軌跡決定器９ｃ内の内
部処理を各ステップ毎に説明する。The scanning locus of the main scan is determined using the measurement result of the preliminary scan. The internal processing in the scanning locus determiner 9c will be described below step by step.

【０１０２】先ず、データ蓄積部１１ｃにおいて、予備
走査の計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）
を面素検出部１２ｃへ送信する（ＳＴ１Ｃ）。First, in the data storage section 11c, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) of the preliminary scanning (k = 0 to n).
Is transmitted to the surface element detecting unit 12c (ST1C).

【０１０３】次に、面素検出部１２ｃにおいて、データ
蓄積部１１ｃからの計測結果Ｐ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）
（ｋ＝０〜ｎ）を、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）に分割
し面素として、微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）を面素法線
検出部１３ｃへ送信する（ＳＴ２Ｃ）。Next, in the surface element detection unit 12c, the measurement result P (Xk, Yk, Zk) from the data storage unit 11c.
(K = 0 to n) is divided into minute areas sk (k = 0 to n) and the minute areas sk (k = 0 to n) are transmitted to the surface element normal detection unit 13c as a surface element (ST2C). .

【０１０４】次に、面素法線検出部１３ｃにおいて、面
素検出部１２ｃからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）か
ら、微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）を求めて、微小
領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝
０〜ｎ）を形状決定部１４ｃへ送信する（ＳＴ３Ｃ）。Next, in the surface element normal detecting section 13c, the normal hk (k = 0 to n) of the minute area is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) from the surface element detecting section 12c. , Micro area sk (k = 0 to n) and micro area normal hk (k =
0 to n) are transmitted to the shape determining unit 14c (ST3C).

【０１０５】次に、形状決定部１４ｃにおいて、面素法
線検出部１３ｃからの微小領域ｓｋ（ｋ＝０〜ｎ）及び
微小領域の法線ｈｋ（ｋ＝０〜ｎ）から、同じ方向成分
を持つ面素である微小領域ｓｋ毎にラベリングし形状の
持つ面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ：ｍは、０又は正の整数）及び
面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を決定して、面Ｓｉ
（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）を
稜線方向決定部１７ｃへ送信する（ＳＴ４Ｃ）。Next, in the shape determining section 14c, the same direction component is obtained from the minute area sk (k = 0 to n) from the surface element normal detecting section 13c and the normal hk (k = 0 to n) of the minute area. A surface Si (i = 0 to m: m is 0 or a positive integer) having a shape by labeling each small region sk which is a surface element having a surface element, and a normal direction Hi (i = 0 to m) of the surface is determined. And then the surface Si
(I = 0 to m) and the surface normal direction Hi (i = 0 to m) are transmitted to the ridge direction determination unit 17c (ST4C).

【０１０６】次に、稜線方向決定部１７ｃにおいて、形
状決定部１４ｃからの面Ｓｉ（ｉ＝０〜ｍ）及び面の法
線方向Ｈｉ（ｉ＝０〜ｍ）から、各面Ｓｉ（ｉ＝０〜
ｍ）が互いに交差する稜線方向Ｌｊ（ｊ＝０〜ｗ：ｗは
０又は正の整数）を決定し、稜線方向Ｌｊ（ｊ＝０〜
ｗ）を稜線集交点決定部１８ｃへ送信する（ＳＴ５
Ｃ）。Next, in the ridge direction determination unit 17c, each surface Si (i = i = 0 to m) and the surface normal direction Hi (i = 0 to m) from the shape determination unit 14c are used to determine each surface Si (i = i). 0 to
m) determines the ridge direction Lj (j = 0 to w: w is 0 or a positive integer) intersecting each other, and the ridge direction Lj (j = 0 to 0).
(w) is transmitted to the ridgeline intersection intersection determination unit 18c (ST5)
C).

【０１０７】次に、稜線集交点決定部１８ｃにおいて、
稜線方向決定部１７ｃからの稜線方向Ｌｊ（ｊ＝０〜
ｗ）から、各稜線方向Ｌｊ（ｊ＝０〜ｗ）が互いに交差
する交点である稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，ｚ）（ｘ，ｙ，
ｚは３次元の座標）を決定し、稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，
ｚ）を走査軌跡決定部１５ｃへ送信する（ＳＴ６Ｃ）。Next, in the ridgeline intersection intersection determining unit 18c,
Ridge direction Lj (j = 0 to 0) from the ridge direction determination unit 17c
w), the ridgeline intersection O (x, y, z) (x, y, which is an intersection at which each ridgeline direction Lj (j = 0 to w) intersects with each other.
z is the three-dimensional coordinate), and the ridgeline intersection O (x, y,
z) is transmitted to the scanning trajectory determination unit 15c (ST6C).

【０１０８】次に、走査軌跡決定部１５ｃにおいて、稜
線集交点決定部１８ｃからの稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，
ｚ）から、稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，ｚ）を中心として水
平方向レンズ駆動装置５及び垂直方向レンズ駆動装置６
が走査可能な最小円とする連続な閉ループ曲線ｌを求め
て、閉ループ曲線ｌを走査座標変換部１６ｃへ送信する
（ＳＴ７Ｃ）。Next, in the scanning locus determining unit 15c, the ridge line intersection point O (x, y,
z), the horizontal lens driving device 5 and the vertical lens driving device 6 with the ridgeline intersection point O (x, y, z) as the center.
Finds a continuous closed-loop curve 1 that is the smallest scannable circle and transmits the closed-loop curve 1 to the scanning coordinate conversion unit 16c (ST7C).

【０１０９】本方法例での閉ループ曲線ｌは、計測対象
物１を構成する各面Ｓｉを通過しかつ最小距離を移動す
る閉ループ曲線となる。The closed loop curve 1 in this example of the method is a closed loop curve that passes through each surface Si forming the measurement object 1 and moves a minimum distance.

【０１１０】次に、走査座標変換部１６ｃにおいて、走
査軌跡決定部１５ｃからの閉ループ曲線ｌと、３次元位
置演算器８からの現在の３次元位置データである計測デ
ータ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）（ｋ＝０〜ｎ）とを比較し
て、２次元位置データであるレンズ４の駆動座標値Ｌｉ
（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）（ｕ，ｖは２次元座標）に変
換して、駆動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）を駆
動信号発生器１０へ送信する（ＳＴ８Ｃ）。Next, in the scanning coordinate conversion unit 16c, the closed loop curve 1 from the scanning locus determination unit 15c and the current three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator 8 (Xk, Yk, Zk). (K = 0 to n) and the driving coordinate value Li of the lens 4 which is two-dimensional position data.
(U, v) (i = 0 to m) (u and v are two-dimensional coordinates) and the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m) is transmitted to the drive signal generator 10. Yes (ST8C).

【０１１１】その後、駆動信号発生器１０において、駆
動座標値Ｌｉ（ｕ，ｖ）（ｉ＝０〜ｍ）をレンズ駆動信
号として、当該レンズ駆動信号に基づきレンズ４を駆動
して、本走査の走査計測を行う。After that, in the drive signal generator 10, the drive coordinate value Li (u, v) (i = 0 to m) is used as a lens drive signal, the lens 4 is driven based on the lens drive signal, and the main scanning is performed. Perform scanning measurement.

【０１１２】上記のステップのようにして、図１０に示
すように、稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，ｚ）を中心として水
平方向レンズ駆動装置５及び垂直方向レンズ駆動装置６
が走査可能な最小円とする閉ループ曲線ｌを、走査軌跡
１ｃとして走査計測を行い、現在の計測データ（Ｘｋ，
Ｙｋ，Ｚｋ）を得ながら逐次、実際の走査経路を決定及
び変更して本走査を行い、本走査の計測結果を得る。As described above, as shown in FIG. 10, the horizontal lens driving device 5 and the vertical lens driving device 6 are centered on the ridgeline intersection O (x, y, z).
The closed loop curve l that is the smallest circle that can be scanned is used as the scanning locus 1c for scanning measurement, and the current measurement data (Xk,
While obtaining Yk, Zk), the actual scanning path is sequentially determined and changed, the main scanning is performed, and the measurement result of the main scanning is obtained.

【０１１３】但し、装置例３でも述べたように、計測対
象物１の形状は各面Ｓｉの稜線が１点で交わることを前
提とする。However, as described in the apparatus example 3, the shape of the measuring object 1 is premised on that the ridge lines of each surface Si intersect at one point.

【０１１４】よって、本方法例に拠れば、計測に際し計
測対象物１の全体の形状を予め予備走査として走査し、
稜線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，ｚ）を中心として水平方向レン
ズ駆動装置５及び垂直方向レンズ駆動装置６が走査可能
な最小円とする閉ループ曲線ｌを走査軌跡１ｃとして本
走査を行うため、高速な３次元計測が実現できる。Therefore, according to this example of the method, the entire shape of the measuring object 1 is preliminarily scanned as a preliminary scan at the time of measurement,
Since main scanning is performed using the closed loop curve 1 which is the minimum circle that can be scanned by the horizontal lens driving device 5 and the vertical lens driving device 6 centering on the ridge line intersection O (x, y, z) as the scanning locus 1c, high speed is achieved. 3D measurement can be realized.

【０１１５】また、計測対象物１が移動、姿勢変化等を
した場合においても、前記予備走査の計測結果Ｐ（Ｘ
ｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）に基づく閉ループ曲線ｌと、本走査中
の現在の計測データ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）とを比較する
ことで実際の走査経路の変更が可能であり、より安定し
た計測精度を得ることができる。Further, even when the measurement object 1 moves, changes its posture, or the like, the measurement result P (X
The actual scanning path can be changed by comparing the closed loop curve 1 based on (k, Yk, Zk) with the current measurement data (Xk, Yk, Zk) during the main scan, and more stable measurement accuracy can be obtained. Can be obtained.

【０１１６】この結果から明らかなように、本方法例に
拠れば、従来技術の手法に比べ３次元計測の高速化及び
計測精度の安定化の改善があった。As is clear from this result, according to this example of the method, the speed of the three-dimensional measurement and the stabilization of the measurement accuracy were improved as compared with the conventional technique.

【０１１７】なお、本方法例では閉ループ曲線ｌは、稜
線集交点Ｏ（ｘ，ｙ，ｚ）を中心とした円であり、各面
Ｓｉを検出する上で最も少ない点を通るものの１つであ
り、これに限られるものではない。In this method example, the closed loop curve l is a circle centered on the ridgeline intersection O (x, y, z), and is one of the fewest points in detecting each surface Si. Yes, but not limited to this.

【０１１８】（記録媒体例３） 本記録媒体例は、装置例３及び方法例３に適用したもの
であり、同じく図１、図８、図９及び図１０を参照して
説明する。Recording Medium Example 3 This recording medium example is applied to the apparatus example 3 and the method example 3 and will be described with reference to FIGS. 1, 8, 9 and 10.

【０１１９】本記録媒体例は、前記方法例３を実行する
プログラムを記録した記録媒体例であり、実行手順は方
法例３と同様であるので、説明は省略し、本記録媒体に
固有の特徴のみを説明する。This example of the recording medium is an example of the recording medium in which the program for executing the method example 3 is recorded. Since the execution procedure is the same as that of the method example 3, the description is omitted and the characteristic features of the recording medium are described. Only explain.

【０１２０】本記録媒体例は、２次元走査型レンジセン
サ投光器走査システム装置γ上で方法例１を実行する２
次元走査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録し
た記録媒体である。記録媒体としては、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、テープ、ＤＶＤ、ＭＤ、光磁気ディスク等の可搬
記録媒体、ＨＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の固定記録媒体、ネ
ットワーク上の記録媒体、等、並びにこれらの組合せが
挙げられる。This example recording medium executes Method Example 1 on a two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system apparatus γ2.
A two-dimensional scanning range sensor light projector is a recording medium on which a scanning program is recorded. As a recording medium, FD, CD-R
Examples include portable recording media such as OMs, tapes, DVDs, MDs, magneto-optical disks, fixed recording media such as HDs, RAMs, ROMs, recording media on networks, and the like, and combinations thereof.

【０１２１】手順としては、２次元走査型レンジセンサ
投光器走査システム装置γ上の図示しないコンピュータ
回路等の制御装置で本記録媒体例の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査プログラムを実行し、各構成要素を制
御して、方法例３の手順を実行する。As a procedure, the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning system apparatus γ executes a two-dimensional scanning type range sensor light projector scanning program of the present recording medium by a control device such as a computer circuit (not shown) on each device and Are controlled to execute the procedure of Method Example 3.

【０１２２】以上、本発明の実施の形態につき説明した
が、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限
定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本
発明にいう効果を有する範囲内において、適宜に変更実
施することが可能なものである。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to only the above-mentioned means and methods, and achieves the object of the present invention and achieves the effects of the present invention. Modifications can be made as appropriate within the range of possession.

【０１２３】[0123]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
計測に際し予め対象全体の形状を検出する予備走査を行
い、本走査ではその形状情報に基づく走査軌跡上を走査
するため、効率的、高精度、高速な３次元計測が実現で
きる。As described above, according to the present invention,
Preliminary scanning for detecting the shape of the entire object is performed in advance during measurement, and the main scanning scans the scanning locus based on the shape information, so that efficient, highly accurate, and high-speed three-dimensional measurement can be realized.

【０１２４】また、計測対象物が移動、姿勢変化をした
場合においても、予め計測した計測結果と、現在の計測
データとを比較することにより走査軌跡変更が可能であ
り、従来技術に比べてより安定した計測精度を得ること
ができる。Further, even when the object to be measured moves or changes its posture, it is possible to change the scanning locus by comparing the measurement result measured in advance with the current measurement data. Stable measurement accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施形態である２次元走査型レンジ
センサ投光器走査システム装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device according to an embodiment of the present invention.

【図２】同上、２次元走査型レンジセンサ投光器走査シ
ステム装置の第１の走査軌跡決定器の内部構成を示した
ブロック構成図である。FIG. 2 is a block configuration diagram showing an internal configuration of a first scanning locus determiner of the two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device.

【図３】同上における内部処理を示す流れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing internal processing in the above.

【図４】同上における走査の走査軌跡を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a scanning locus of scanning in the above.

【図５】図１における２次元走査型レンジセンサ投光器
走査システム装置の第２の走査軌跡決定器の内部構成を
示したブロック構成図である。5 is a block configuration diagram showing an internal configuration of a second scanning locus determiner of the two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device in FIG. 1. FIG.

【図６】同上における内部処理を示す流れ図である。FIG. 6 is a flowchart showing an internal process in the above.

【図７】同上における走査の走査軌跡を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a scanning locus of scanning in the above.

【図８】図１における２次元走査型レンジセンサ投光器
走査システム装置の第３の走査軌跡決定器の内部構成を
示したブロック構成図である。8 is a block configuration diagram showing an internal configuration of a third scanning locus determiner of the two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device in FIG. 1. FIG.

【図９】同上における内部処理を示す流れ図である。FIG. 9 is a flowchart showing internal processing in the above.

【図１０】同上における走査の走査軌跡を示す説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a scanning locus of scanning in the above.

【符号の説明】 α，β，γ…２次元走査型レンジセンサ投光器走査シス
テム装置 Ａ…センサヘッド Ａ１…投光器 Ａ２…制御手段 １…計測対象物 １ａ，１ｂ，１ｃ…走査軌跡 ２…レーザ光 ２ａ…レーザ照射光 ２ｂ…レーザ反射光 ３…レーザ発光器 ４…レンズ ５…水平方向レンズ駆動装置 ６…垂直方向レンズ駆動装置 ７…受光素子 ８…３次元位置演算器 ９ａ，９ｂ，９ｃ…走査軌跡決定器 １０…レンズ駆動信号発生器 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ…センサデータ蓄積部 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ…面素検出部 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ…面素法線検出部 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ…形状決定部 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ…走査軌跡決定部 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ…走査座標変換部 １７ｂ，１７ｃ…稜線方向決定部 １８ｃ…稜線集交点決定部[Description of Codes] α, β, γ ... Two-dimensional scanning range sensor light projector scanning system device A ... Sensor head A1 ... Projector A2 ... Control means 1 ... Measurement object 1a, 1b, 1c ... Scan locus 2 ... Laser light 2a Laser irradiation light 2b Laser reflected light 3 Laser light emitter 4 Lens 5 Horizontal lens driving device 6 Vertical lens driving device 7 Light receiving element 8 Three-dimensional position calculator 9a, 9b, 9c Scanning locus Determinator 10 ... Lens drive signal generators 11a, 11b, 11c ... Sensor data accumulators 12a, 12b, 12c ... Surface element detectors 13a, 13b, 13c ... Surface element normal detectors 14a, 14b, 14c ... Shape determiner 15a, 15b, 15c ... Scanning locus determination section 16a, 16b, 16c ... Scanning coordinate conversion section 17b, 17c ... Ridge direction determination section 18c ... Ridge line intersection point determination section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−229732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−214307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6108（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−86616（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-229732 (JP, A) JP-A-62-214307 (JP, A) JP-A-62-6108 (JP, A) JP-A-8- 86616 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01B 11/00-11/30

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】任意方向に光線を照射可能な投光手段によ
り計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段に
より受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記計
測対象物の３次元形状を計測する際の、前記投光手段か
ら照射する光線の走査方法であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果として蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を行うものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から全ての前記面を通過し連続
な閉ループ曲線を前記走査軌跡とする、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
方法。1. A two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to an object to be measured by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. A method of scanning a light beam emitted from the light projecting means when measuring a three-dimensional shape, comprising performing a preliminary scan, which is a scanning of a light beam performed in advance, and converting observation information of the preliminary scan into three-dimensional position data. Accumulates as the measurement result of the preliminary scan, determines the scanning trajectory using the measurement result of the preliminary scanning, and sequentially determines and changes the actual scanning path to perform the main scanning so that the scanning trajectory is scanned. The determination of the scanning locus is performed by dividing the measurement result of the preliminary scanning into minute areas that are plane elements, detecting a normal line of the minute area from the minute area, and detecting the minute area and the normal line of the minute area. From the same direction Determining a surface labeled on a small area having a and a normal line of the surface, and defining a continuous closed loop curve passing through all the surfaces from the surface and the normal line of the surface as the scanning locus, Two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning method. 【請求項２】任意方向に光線を照射可能な投光手段によ
り計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段に
より受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記計
測対象物の３次元形状を計測する際の、前記投光手段か
ら照射する光線の走査方法であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果として蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を行うものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該
面の稜線方向を決定し、 当該面の稜線方向から前記稜線を垂直に横切り連続な閉
ループ曲線を求めて前記走査軌跡として決定する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
方法。2. A two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to an object to be measured by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. A method of scanning a light beam emitted from the light projecting means when measuring a three-dimensional shape, comprising performing a preliminary scan, which is a scanning of a light beam performed in advance, and converting observation information of the preliminary scan into three-dimensional position data. Accumulates as the measurement result of the preliminary scan, determines the scanning trajectory using the measurement result of the preliminary scanning, and sequentially determines and changes the actual scanning path to perform the main scanning so that the scanning trajectory is scanned. The determination of the scanning locus is performed by dividing the measurement result of the preliminary scanning into minute areas that are plane elements, detecting a normal line of the minute area from the minute area, and detecting the minute area and the normal line of the minute area. From the same direction The surface labeled on a small area and the normal of the surface are determined, and the ridge direction of the surface where each surface intersects is determined from the surface and the normal of the surface, and the ridge line direction of the surface is determined. The method for scanning a two-dimensional range sensor with a range sensor is characterized in that: 【請求項３】前記走査軌跡の決定は、 前記面及び前記面の法線から前記各面の重心点を決定
し、 当該各面の重心点を通過することも条件とする前記閉ル
ープを求めて前記走査軌跡を決定する、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２次元走査型
レンジセンサ投光器走査方法。3. The scanning locus is determined by determining a center of gravity of each surface from the surface and a normal line of the surface, and obtaining the closed loop on condition that the center of gravity of each surface is passed. The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning method according to claim 1 or 2, wherein the scanning locus is determined. 【請求項４】任意方向に光線を照射可能な投光手段によ
り計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段に
より受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記計
測対象物の３次元形状を計測する際の、前記投光手段か
ら照射する光線の走査方法であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果として蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を行うものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から当該各面を検出する上で最
も少ない点を通る閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡と
する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
方法。4. A two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. A method of scanning a light beam emitted from the light projecting means when measuring a three-dimensional shape, comprising performing a preliminary scan, which is a scanning of a light beam performed in advance, and converting observation information of the preliminary scan into three-dimensional position data. Accumulates as the measurement result of the preliminary scan, determines the scanning trajectory using the measurement result of the preliminary scanning, and sequentially determines and changes the actual scanning path to perform the main scanning so that the scanning trajectory is scanned. The determination of the scanning locus is performed by dividing the measurement result of the preliminary scanning into minute areas that are plane elements, detecting a normal line of the minute area from the minute area, and detecting the minute area and the normal line of the minute area. From the same direction Determine the surface labeled on a small area and the normal of the surface, and find the closed loop curve that passes through the smallest number of points from the surface and the normal of the surface to detect each surface and use it as the scanning locus. A two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning method characterized by the above. 【請求項５】前記走査軌跡の決定は、 前記面及び前記面の法線の決定の後、 当該面及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該
面の稜線方向を決定し、 当該面の稜線方向から稜線が１点で交わる稜線集交点を
決定し、 当該稜線集交点を中心とした円である閉ループ曲線を求
めて前記走査軌跡とする、 ことを特徴とする請求項４に記載の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査方法。5. The scanning locus is determined by determining the surface and a normal line of the surface, and then determining a ridge direction of the surface where the respective surfaces intersect each other from the surface and the normal line of the surface, The ridgeline intersection point where the ridgelines intersect at one point in the ridgeline direction of the surface is determined, and a closed loop curve that is a circle centered on the ridgeline intersection point is obtained and used as the scanning locus. 2D scanning type range sensor floodlight scanning method. 【請求項６】前記予備走査は、 センサ視野内の均一的な走査であるラスタ走査又はスパ
イラル走査である、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
２次元走査型レンジセンサ投光器走査方法。6. The two-dimensional scan according to claim 1, wherein the preliminary scan is a raster scan or a spiral scan that is a uniform scan within a sensor field of view. Type range sensor floodlight scanning method. 【請求項７】前記本走査は、 前記走査軌跡と現在の観測情報からの３次元位置データ
である現在の計測データとを比較して、逐次、実際の走
査経路を決定及び変更して行う、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記
載の２次元走査型レンジセンサ投光器走査方法。7. The main scanning is performed by comparing the scanning locus with current measurement data, which is three-dimensional position data from current observation information, and sequentially determining and changing an actual scanning path. The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6. 【請求項８】計測対象物の３次元形状を得るための走査
計測を行うシステム装置であって、 任意の方向に光線を照射する投光手段と、 当該投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反
射光を受光し観測情報を作成する受光手段と、 当該受光手段からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用
いて決定及び変更された実際の走査経路を走査するよう
に前記投光手段を駆動する制御手段を有し、 当該制御手段は、 前記受光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置デ
ータを作成する３次元位置演算器と、 当該３次元位置演算器からの前記３次元位置データに基
づき前記走査軌跡を計算する走査軌跡決定器と、 当該走査軌跡決定器からの前記走査軌跡に基づき前記投
光手段を駆動するための信号を作成するレンズ駆動信号
発生器とを具備し、 前記走査軌跡決定器は、 前記３次元位置演算器からの３次元位置データを蓄積す
るセンサデータ蓄積部と、 当該センサデータ蓄積部からの蓄積された３次元位置デ
ータを面素である微小領域に分割する面素検出部と、 当該面素検出部からの当該微小領域から当該微小領域の
法線を計算する面素法線検出部と、 当該面素法線検出部からの当該微小領域及び当該微小領
域の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決
定部と、 当該形状決定部からの当該面及び当該面の法線方向から
走査軌跡である閉ループ曲線を決定する走査軌跡決定部
とを具備する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置。8. A system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, wherein a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction, and a light beam from the light projecting means is the object to be measured. A light receiving unit that receives reflected light that hits an object and creates observation information, and the light projecting unit that scans the actual scanning path determined and changed using the scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator that creates three-dimensional position data based on the observation information from the light-receiving means, and the three-dimensional position calculator from the three-dimensional position calculator. A scanning locus determiner for calculating the scanning locus based on the position data, and a lens drive signal generator for generating a signal for driving the light projecting means based on the scanning locus from the scanning locus determiner. The scanning locus determiner includes a sensor data storage unit that stores the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and a small area that is a surface element of the stored three-dimensional position data from the sensor data storage unit. A surface element detection unit that divides the surface element detection unit into two parts, a surface element normal detection unit that calculates a normal line of the small area from the small area from the surface element detection unit, and a small area from the surface element normal detection unit. A shape determining unit that determines a surface and a normal direction of the surface from a normal line of the minute area, and a scanning locus that determines a closed loop curve that is a scanning locus from the surface and the normal direction of the surface from the shape determining unit. A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device, comprising: a determining unit. 【請求項９】前記走査軌跡決定部は、 前記形状決定部からの前記面及び前記面の法線方向に基
づき前記面の重心点を計算し、当該重心点を通る閉ルー
プ曲線を決定する、 ことを特徴とする請求項８に記載の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査システム装置。9. The scanning trajectory determination unit calculates a center of gravity of the surface based on the surface and a normal direction of the surface from the shape determination unit, and determines a closed loop curve passing through the center of gravity. The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device according to claim 8. 【請求項１０】前記走査軌跡決定部は、 前記形状決定部からの前記面及び前記面の法線方向か
ら、当該各面を検出する上で最も少ない点を通る閉ルー
プ曲線を決定する、 ことを特徴とする請求項８に記載の２次元走査型レンジ
センサ投光器走査システム装置。10. The scanning trajectory determination unit determines a closed-loop curve that passes through the fewest points in detecting each surface from the surface from the shape determination unit and the normal direction of the surface. 9. The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device according to claim 8. 【請求項１１】計測対象物の３次元形状を得るための走
査計測を行うシステム装置であって、 任意の方向に光線を照射する投光手段と、 当該投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反
射光を受光し観測情報を作成する受光手段と、 当該受光手段からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用
いて決定及び変更された実際の走査経路を走査するよう
に前記投光手段を駆動する制御手段を有し、 当該制御手段は、 前記受光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置デ
ータを作成する３次元位置演算器と、 当該３次元位置演算器からの前記３次元位置データに基
づき前記走査軌跡を計算する走査軌跡決定器と、 当該走査軌跡決定器からの前記走査軌跡に基づき前記投
光手段を駆動するための信号を作成するレンズ駆動信号
発生器とを具備し、 前記走査軌跡決定器は、 前記３次元位置演算器からの３次元位置データを蓄積す
るセンサデータ蓄積部と、 当該センサデータ蓄積部からの蓄積された３次元位置デ
ータを面素である微小領域に分割する面素検出部と、 当該面素検出部からの当該微小領域から当該微小領域の
法線を計算する面素法線検出部と、 当該面素法線検出部からの当該微小領域及び当該微小領
域の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決
定部と、 当該形状決定部からの当該面及び当該面の法線方向から
稜線方向を決定する稜線方向決定部と、 当該稜線方向決定部からの当該稜線方向から走査軌跡で
ある閉ループ曲線を決定する走査軌跡決定部とを具備す
る、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置。11. A system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, comprising: a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction; and a light beam from the light projecting means. A light receiving unit that receives reflected light that hits an object and creates observation information, and the light projecting unit that scans the actual scanning path determined and changed using the scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator that creates three-dimensional position data based on the observation information from the light-receiving means, and the three-dimensional position calculator from the three-dimensional position calculator. A scanning locus determiner for calculating the scanning locus based on the position data, and a lens drive signal generator for generating a signal for driving the light projecting means based on the scanning locus from the scanning locus determiner. The scanning locus determiner is a sensor data accumulation unit that accumulates the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and the three-dimensional position data accumulated from the sensor data accumulation unit is a minute element. A surface element detection unit that divides the area, a surface element normal detection unit that calculates a normal line of the minute area from the minute area from the surface element detection unit, and the minute area from the surface element normal detection unit And a shape determining unit that determines a surface and a normal direction of the surface from the normal line of the minute area, and a ridge direction determining unit that determines a ridge direction from the normal direction of the surface and the surface from the shape determining unit. A two-dimensional scanning type range sensor floodlight scanning system device, comprising: a scanning locus determining unit that determines a closed loop curve that is a scanning locus from the ridgeline direction determining unit from the ridgeline direction determining unit. 【請求項１２】前記走査軌跡決定部は、 前記稜線方向決定部からの前記稜線方向に加えて、前記
形状決定部からの前記面及び前記面の法線方向から前記
面の重心点を計算し、前記稜線に垂直に交差し前記各面
の重心点を通る閉ループ曲線を決定自在に構成する、 ことを特徴とする請求項１１に記載の２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置。12. The scanning trajectory determination unit calculates the center of gravity of the surface from the surface from the shape determination unit and from the normal direction of the surface in addition to the ridge direction from the ridge direction determination unit. The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device according to claim 11, wherein a closed-loop curve that intersects the ridge line perpendicularly and passes through the center of gravity of each surface is freely determined. 【請求項１３】計測対象物の３次元形状を得るための走
査計測を行うシステム装置であって、 任意の方向に光線を照射する投光手段と、 当該投光手段からの光線が前記計測対象物に当たった反
射光を受光し観測情報を作成する受光手段と、 当該受光手段からの前記観測情報に基づく走査軌跡を用
いて決定及び変更された実際の走査経路を走査するよう
に前記投光手段を駆動する制御手段を有し、 当該制御手段は、 前記受光手段からの前記観測情報に基づき３次元位置デ
ータを作成する３次元位置演算器と、 当該３次元位置演算器からの前記３次元位置データに基
づき前記走査軌跡を計算する走査軌跡決定器と、 当該走査軌跡決定器からの前記走査軌跡に基づき前記投
光手段を駆動するための信号を作成するレンズ駆動信号
発生器とを具備し、 前記走査軌跡決定器は、 前記３次元位置演算器からの３次元位置データを蓄積す
るセンサデータ蓄積部と、 当該センサデータ蓄積部からの蓄積された３次元位置デ
ータを面素である微小領域に分割する面素検出部と、 当該面素検出部からの当該微小領域から当該微小領域の
法線を計算する面素法線検出部と、 当該面素法線検出部からの当該微小領域及び当該微小領
域の法線から面及び当該面の法線方向を決定する形状決
定部と、 当該形状決定部からの当該面及び当該面の法線方向から
稜線方向を決定する稜線方向決定部と、 当該稜線方向決定部からの当該稜線方向から稜線集交点
を決定する稜線集交点決定部と、 当該稜線集交点決定部からの当該稜線集交点から当該稜
線集交点を中心とする円である走査軌跡となる閉ループ
曲線を決定する走査軌跡決定部とを具備する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
システム装置。13. A system device for performing scanning measurement for obtaining a three-dimensional shape of an object to be measured, comprising a light projecting means for irradiating a light beam in an arbitrary direction, and a light beam from the light projecting means is the object to be measured. A light receiving unit that receives reflected light that hits an object and creates observation information, and the light projecting unit that scans the actual scanning path determined and changed using the scanning locus based on the observation information from the light receiving unit. A three-dimensional position calculator that creates three-dimensional position data based on the observation information from the light-receiving means, and the three-dimensional position calculator from the three-dimensional position calculator. A scanning locus determiner for calculating the scanning locus based on the position data, and a lens drive signal generator for generating a signal for driving the light projecting means based on the scanning locus from the scanning locus determiner. The scanning locus determiner is a sensor data accumulation unit that accumulates the three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator, and the three-dimensional position data accumulated from the sensor data accumulation unit is a minute element. A surface element detection unit that divides the area, a surface element normal detection unit that calculates a normal line of the minute area from the minute area from the surface element detection unit, and the minute area from the surface element normal detection unit And a shape determining unit that determines a surface and a normal direction of the surface from the normal line of the minute area, and a ridge direction determining unit that determines a ridge direction from the normal direction of the surface and the surface from the shape determining unit. , A ridge line intersection determining unit that determines the ridge line intersection from the ridge direction determining unit from the ridge direction determining unit, and a scan that is a circle centered on the ridge line intersection from the ridge line intersecting point from the ridge line intersection determining unit The closed loop curve that becomes the locus ; And a constant scanning trajectory determination unit, the two-dimensional scanning range sensor projector scanning system and wherein the. 【請求項１４】前記走査軌跡決定器は、 前記３次元位置演算器からの現在の３次元位置データ及
び前記走査軌跡決定部からの前記閉ループ曲線を、前記
投光手段を駆動するための信号の作成に用いる２次元位
置データであるレンズ駆動座標に変換する走査座標変換
部を、さらに具備する、 ことを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２又は
１３に記載の２次元走査型レンジセンサ投光器走査シス
テム装置。14. The scanning locus determiner uses the current three-dimensional position data from the three-dimensional position calculator and the closed loop curve from the scanning locus determiner as a signal for driving the light projecting means. The two-dimensional scanning type according to claim 8, further comprising a scanning coordinate conversion unit that converts the lens driving coordinates that are two-dimensional position data used for creation. Range sensor floodlight scanning system device. 【請求項１５】前記投光手段は、 レーザ光を発生するレーザ発光器と、 当該レーザ発光器からのレーザ光を屈折させてレーザ照
射光にするレンズと、 当該レンズを水平方向に駆動する水平方向レンズ駆動装
置と、 前記レンズを垂直方向に駆動する垂直方向レンズ駆動装
置を有する、 ことを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２、１
３又は１４に記載の２次元走査型レンジセンサ投光器走
査システム装置。15. The light projecting means comprises a laser light emitter for generating a laser light, a lens for refracting the laser light from the laser light emitter to produce laser irradiation light, and a horizontal drive for driving the lens in a horizontal direction. A directional lens driving device, and a vertical lens driving device for driving the lens in the vertical direction.
The two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device according to 3 or 14. 【請求項１６】前記受光手段は、 前記レーザ照射光が前記計測対象物に当たったレーザ反
射光を受光して観測情報を作成する受光素子を有する、 ことを特徴とする請求項１５に記載の２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査システム装置。16. The light-receiving unit has a light-receiving element that receives the laser reflected light that the laser irradiation light impinges on the measurement target and creates observation information. Two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning system device. 【請求項１７】任意方向に光線を照射可能な投光手段に
より計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段
により受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記
計測対象物の３次元形状の計測をコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したコンピュータで読取り
可能な記録媒体であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果を蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を一連実行するものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から全ての前記面を通過し連続
な閉ループ曲線を前記走査軌跡とする、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
プログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録
媒体。17. A two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to an object to be measured by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. It is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to measure a three-dimensional shape is recorded. Preliminary scanning, which is a scanning of a light beam, is performed in advance, and observation information of the preliminary scanning is converted into three-dimensional position data. Convert and accumulate the preliminary scan measurement results, determine the scan trajectory using the preliminary scan measurement results, and sequentially determine and change the actual scan path so that the scan trajectory is scanned, and then perform the main scan. In order to determine the scanning locus, the measurement result of the preliminary scanning is divided into minute areas which are surface elements, and the normal line of the minute area is detected from the minute areas. From the area and the normal of the minute area, determine the surface labeled to the minute area having the same direction component and the normal of the surface, and pass through all the surfaces from the surface and the normal of the surface, and a continuous closed loop. A computer-readable recording medium having a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program recorded thereon, wherein a curve is the scanning locus. 【請求項１８】任意方向に光線を照射可能な投光手段に
より計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段
により受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記
計測対象物の３次元形状の計測をコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したコンピュータで読取り
可能な記録媒体であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果を蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を一連実行するものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該
面の稜線方向を決定し、 当該面の稜線方向から前記稜線を垂直に横切り連続な閉
ループ曲線を求めて前記走査軌跡として決定する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
プログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録
媒体。18. A three-dimensional object for measurement using a two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. It is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to measure a three-dimensional shape is recorded. Preliminary scanning, which is a scanning of a light beam, is performed in advance, and observation information of the preliminary scanning is converted into three-dimensional position data. Convert and accumulate the preliminary scan measurement results, determine the scan trajectory using the preliminary scan measurement results, and sequentially determine and change the actual scan path so that the scan trajectory is scanned, and then perform the main scan. In order to determine the scanning locus, the measurement result of the preliminary scanning is divided into minute areas which are surface elements, and the normal line of the minute area is detected from the minute areas. A surface labeled with a minute area having the same direction component and the normal of the surface are determined from the area and the normal of the minute area, and the ridgeline of the surface where each surface intersects with the surface and the normal of the surface A two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning program recorded on a computer, in which a direction is determined, a continuous closed-loop curve is obtained by vertically traversing the ridgeline from the ridgeline direction of the surface and determined as the scanning locus. A readable recording medium. 【請求項１９】前記走査軌跡の決定は、 前記面及び前記面の法線から前記各面の重心点を決定
し、 当該各面の重心点を通過することも条件とする前記閉ル
ープを求めて前記走査軌跡を決定する、 ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の２次元走
査型レンジセンサ投光器走査プログラムを記録したコン
ピュータで読取り可能な記録媒体。19. The scanning locus is determined by determining the center of gravity of each surface from the surface and a normal line of the surface, and obtaining the closed loop on condition that the center of gravity of each surface is passed. The computer-readable recording medium storing the two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program according to claim 17, wherein the scanning locus is determined. 【請求項２０】任意方向に光線を照射可能な投光手段に
より計測対象物に光線を当てて、その反射光を受光手段
により受光する２次元走査型レンジセンサを用いて前記
計測対象物の３次元形状の計測をコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したコンピュータで読取り
可能な記録媒体であって、 予め行う光線の走査である予備走査を行い、 当該予備走査の観測情報を３次元位置データに変換して
予備走査の計測結果を蓄積し、 当該予備走査の計測結果を用いて走査軌跡を決定し、 当該走査軌跡を走査するように、逐次、実際の走査経路
を決定及び変更して本走査を一連実行するものであり、 前記走査軌跡の決定は、 前記予備走査の計測結果を面素である微小領域に分割
し、 当該微小領域から微小領域の法線を検出し、 当該微小領域及び当該微小領域の法線から、同じ方向成
分を持つ微小領域にラベリングした面及び当該面の法線
を決定し、 当該面及び当該面の法線から当該各面を検出する上で最
も少ない点を通る閉ループ曲線を求めて前記走査軌跡と
する、 ことを特徴とする２次元走査型レンジセンサ投光器走査
プログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録
媒体。20. A two-dimensional scanning range sensor in which a light beam is applied to a measuring object by a light projecting means capable of irradiating the light beam in an arbitrary direction and the reflected light is received by a light receiving means. It is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to measure a three-dimensional shape is recorded. Preliminary scanning, which is a scanning of a light beam, is performed in advance, and observation information of the preliminary scanning is converted into three-dimensional position data. Convert and accumulate the preliminary scan measurement results, determine the scan trajectory using the preliminary scan measurement results, and sequentially determine and change the actual scan path so that the scan trajectory is scanned, and then perform the main scan. In order to determine the scanning locus, the measurement result of the preliminary scanning is divided into minute areas which are surface elements, and the normal line of the minute area is detected from the minute areas. It is the smallest in determining the surface labeled on a minute area having the same direction component and the normal of the surface from the area and the normal of the minute area, and detecting each surface from the surface and the normal of the surface. A computer-readable recording medium having a two-dimensional scanning range sensor light projector scanning program recorded thereon, wherein a closed loop curve passing through a point is obtained and used as the scanning locus. 【請求項２１】前記走査軌跡の決定は、 前記面及び前記面の法線の決定の後、 当該面及び当該面の法線から各面が互いに交差する当該
面の稜線方向を決定し、 当該面の稜線方向から稜線が１点で交わる稜線集交点を
決定し、 当該稜線集交点を中心とした円である閉ループ曲線を求
めて前記走査軌跡とする、 ことを特徴とする請求項２０に記載の２次元走査型レン
ジセンサ投光器走査プログラムを記録したコンピュータ
で読取り可能な記録媒体。21. The determination of the scanning locus is performed by determining the surface and a normal line of the surface, and then determining a ridge direction of the surface where the respective surfaces intersect each other from the surface and the normal line of the surface, The ridgeline intersection point where the ridgelines intersect at one point in the ridgeline direction of the surface is determined, and a closed loop curve that is a circle centered on the ridgeline intersection point is obtained and used as the scanning locus. A computer-readable recording medium in which the scanning program of the two-dimensional scanning range sensor light projector of is recorded. 【請求項２２】前記本走査は、 前記走査軌跡と現在の観測情報からの３次元位置データ
である現在の計測データとを比較して、逐次、実際の走
査経路を決定及び変更して行う、 ことを特徴とする請求項１７、１８、１９、２０又は２
１に記載の２次元走査型レンジセンサ投光器走査プログ
ラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体。22. The main scanning is performed by comparing the scanning locus with current measurement data, which is three-dimensional position data from current observation information, and sequentially determining and changing an actual scanning path. 17. The method according to claim 17, 18, 19, 20 or 2.
A computer-readable recording medium in which the two-dimensional scanning range sensor floodlight scanning program according to item 1 is recorded.