JP3528461B2 - Surface shape measurement drawing device - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【技術分野】本発明は，出土文化財等の外形線と表面模
様とを任意の角度から描画することの出来る計測描画装
置に関するものであり，特に短時間で描画が可能な装置
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measurement / drawing device capable of drawing an outline and a surface pattern of an excavated cultural property or the like from an arbitrary angle, and particularly to a device capable of drawing in a short time.

【０００２】[0002]

【従来技術】縄文土器などの文化財出土品は，外形形状
が複雑であると共に表面に複雑な模様を有するものが多
い（図１３，符号９０参照）。その結果，これらの出土
品を輪郭のハッキリとしたものとして描画する場合に
は，描画技術を有する人が手書きによって模写を行って
いる。2. Description of the Related Art Many excavated cultural properties such as Jomon pottery have a complicated outer shape and a complicated pattern on the surface (see reference numeral 90 in FIG. 13). As a result, when drawing these excavated products with clear contours, a person having a drawing technique makes a copy by handwriting.

【０００３】なお，被検対象物の表面に接触しその表面
形状の凹凸を読み取り外形を描画する装置として，プロ
ーブを表面に接触させて外形形状を読み取り表示する装
置が提案されている（特開平６−３１７４１２号公報参
照）。また，被検対象物に接触せず，光学的な手段を用
いて被検対象物の表面で反射する光を計測し，出射光と
反射光との間の時間差や位相差から，光源と被検対象物
表面との距離を計り，被検対象物の外形を求める方法も
知られている。As a device for contacting the surface of an object to be inspected and reading the unevenness of the surface shape to draw an outer shape, an apparatus for contacting a probe with the surface to read and display the outer shape has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-1999) 6-3171212). In addition, the light reflected on the surface of the object to be measured is measured using an optical means without contacting the object to be inspected, and the light source and the object are detected from the time difference or phase difference between the emitted light and the reflected light. There is also known a method of measuring the distance from the surface of the inspection object and obtaining the outer shape of the inspection object.

【０００４】[0004]

【解決しようとする課題】しかしながら，人手による描
画方法は技能を必要とし，個人差があり不正確で不均一
となりやすく，時間もかかるという問題点がある。ま
た，プロープを用いる上記描画装置は，機械的な方法で
あるため様々な制約があると共に，表面に傷などを付け
る恐れがある。[Problems to be Solved] However, the manual drawing method requires a skill, is inaccurate and uneven due to individual differences, and takes time. Further, the drawing device using the probe has various restrictions because it is a mechanical method, and there is a risk that the surface may be scratched.

【０００５】即ち，この装置では，表面の凹凸は測定す
ることが出来るが，表面に描かれた模様などは描画でき
ない。更に，単位面積におけるプローブの密度に制約が
あるから精度が悪くなり，プローブの進退ストロークに
よる測定スパンの制約等がある。また，対象の大小に対
応した大きさのものを，それぞれ用意しなければならな
い等の問題もある。That is, with this device, the surface irregularities can be measured, but the patterns drawn on the surface cannot be drawn. Further, there is a restriction on the density of the probe in a unit area, so that the accuracy becomes poor, and there is a restriction on the measurement span due to the forward / backward stroke of the probe. In addition, there is a problem in that a size corresponding to the size of the target must be prepared.

【０００６】また，光学的な手段により被検対象物の外
形を計測する方法は，同様に表面の模様を知ることがで
きず，また，単に外形を描画するのしてはデータ量が多
くなり，かつ時間がかかるという問題がある。本発明は
かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，比較
的簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形線
を一体として，任意の視線角度から高速に描画すること
のできる計測描画装置を提供しようとするものである。Further, in the method of measuring the outer shape of the object to be inspected by an optical means, the pattern of the surface cannot be similarly known, and simply drawing the outer shape results in a large amount of data. There is a problem that it takes time. The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is possible to draw a pattern of a surface of an object to be inspected and an outline line integrally with each other at a high speed from an arbitrary line-of-sight angle with a relatively simple configuration. It is intended to provide a measurement / drawing device that can do this.

【０００７】[0007]

【課題の解決手段】本願の第１発明は，表面に模様等を
有する被検対象物を保持して回転可能な回転テーブル
と，上記回転テーブルに保持された被検対象物に対して
上記回転テーブルの回転軸に平行方向に伸びるスリット
状の光を照射する光源と，上記スリット光の光源に対し
て所定の間隔を有し且つ上記スリット光の進行方向に対
して所定の角度θだけ傾いた検知面を有し該検知面にお
ける被検対象物で反射される光切断線のスリット光の長
手方向ｙに対する間欠的な位置座標ｙｉ毎にスリット光
の長手方向に垂直なｘ方向の位置ｘｉを計測する切断線
読み取り手段と，上記被検対象物の映像を一定の位置か
ら撮影する映像撮影手段と，画像を出力するグラフィッ
ク表示手段と，上記回転テーブルを操作し上記切断線読
み取り手段及び映像撮影手段の信号を受信する制御手段
とを有する表面形状の計測描画装置であって，上記制御
手段は，上記回転テーブルを一定の間隔で順次回転さ
せ，その回転角度φｊに対応する上記切断線読み取り手
段の検知面における光切断線の間欠的な位置データ（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像撮影手段の映像データＩ（φ
ｊ）を受信し，上記光切断線の位置データ（ｘｉ，ｙ
ｉ，φｊ）を三角測量の原理に基づいて被検対象物の表
面の三次元位置座標データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，
φｊ）を算出すると共に間欠的な上記三次元点データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）から連続した近似曲
線ｆ（φｊ）を生成可能であり，グラフィック表示手段
に対して，回転テーブルの回転軸を通る法線角度αの任
意の断面Ａを指定しその断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ
（α−π／２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対象
物の外形線を描画させると共に上記外形線に対して上記
断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）を重ね合わ
せて被検対象物をの表面形状と模様とを描画させること
を特徴とする計測描画装置にある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotary table capable of holding and rotating an object to be inspected having a pattern or the like, and the object to be inspected held on the rotary table. A light source that emits slit-shaped light that extends in a direction parallel to the rotation axis of the table, and has a predetermined distance from the slit light source and is inclined by a predetermined angle θ with respect to the traveling direction of the slit light. A position xi in the x direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit light is set for each intermittent position coordinate yi of the light cutting line having the detection surface and reflected by the object to be inspected with respect to the longitudinal direction y of the slit light. Cutting line reading means for measuring, image photographing means for photographing the image of the object to be inspected from a fixed position, graphic display means for outputting an image, the cutting line reading means and image for operating the rotary table. A surface shape measuring and drawing device having a control means for receiving a signal from a shadow means, wherein the control means sequentially rotates the rotary table at a constant interval and reads the cutting line corresponding to the rotation angle φj. Intermittent position data (x
i, yi, φj) and the image data I (φ of the image capturing means)
j) and receives the position data (xi, y) of the optical cutting line.
i, φj) based on the principle of triangulation, three-dimensional position coordinate data (xi ′, yi ′, zi ′,
φj) can be calculated and a continuous approximate curve f (φj) can be generated from the intermittent three-dimensional point data (xi ′, yi ′, zi ′, φj), and the rotary table can be displayed on the graphic display means. The arbitrary continuous section A of the normal angle α passing through the rotation axis of
Based on (α−π / 2), f (α + π / 2), an outline of the object to be inspected is drawn, and image data I (α) from the direction perpendicular to the section A is superimposed on the outline. In addition, the measurement drawing apparatus is characterized by drawing the surface shape and the pattern of the test object together.

【０００８】本装置は，被検対象物を保持する回転テー
ブルと，被検対象物に対してスリット状の光を照射する
光源と，光源に対して所定の間隔を有し且つ上記スリッ
ト光の進行方向に対して所定の角度θだけ傾いた検知面
を有する切断線読み取り手段と，上記被検対象物の映像
を一定の位置から撮影する映像撮影手段と，画像を出力
するグラフィック表示手段と，制御手段とを有する（図
１，図２参照）。This apparatus has a rotary table for holding an object to be inspected, a light source for irradiating the object to be inspected with slit-shaped light, and a slit having a predetermined distance from the light source. A cutting line reading means having a detection surface inclined by a predetermined angle θ with respect to the traveling direction, a video photographing means for photographing the image of the object to be inspected from a fixed position, and a graphic display means for outputting an image, Control means (see FIGS. 1 and 2).

【０００９】そして，制御手段は，以下に述べるような
手順により，被検対象物の全体図を描画する。始めに，
制御手段は，上記回転テーブルを一定の間隔で順次回転
させ，その回転角度φｊ（ｊ＝１，２，・・・・）に対
応する光切断線読み取り手段のデータ（ｘｉ，ｙｉ，φ
ｊ）及び映像撮影手段の映像データＩ（φｊ）を受信す
る。次いで，上記検知面における光切断線データ（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）を三角測量の原理に基づいて被検対象
物の表面の三次元位置座標データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，φｊ）を算出する（図4 参照）。Then, the control means draws an overall view of the object to be inspected by the procedure described below. At the beginning,
The control means sequentially rotates the rotary table at regular intervals, and the data (xi, yi, φ) of the optical cutting line reading means corresponding to the rotation angle φj (j = 1, 2, ...).
j) and the image data I (φj) of the image capturing means. Then, the light section line data (x
i, yi, φj) based on the principle of triangulation, three-dimensional position coordinate data (xi ′, yi ′, z) on the surface of the object to be inspected.
i ', φj) is calculated (see Fig. 4).

【００１０】そして，制御手段は，間欠的な上記三次元
点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を補完する
連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成することができる。
間欠的な点から連続曲線を生成する方法には，ＮＵＲＢ
Ｓ曲線を利用する方法や，ベジェ（Ｂｅｉｚｅｒ）曲線
を用いる方法，多次元曲線近似法などがある。Then, the control means can generate a continuous approximate curve f (φj) which complements the intermittent three-dimensional point data (xi ', yi', zi ', φj).
NURB is a method for generating a continuous curve from intermittent points.
There are a method using an S curve, a method using a Bezier curve, and a multidimensional curve approximation method.

【００１１】なお，上記近似曲線ｆの生成は，上記段階
で実施してもよく，又は断面Ａを決定した後の描画の実
行段階で実施してもよい。そして，上記近似曲線ｆを求
めてデータ化することにより，三次元位置座標データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を保持しないように
すれば，データ量を減少させることができる。同様に，
映像データＩ（φｊ）についても，断面Ａを決定した後
に上記Ｉ（α）だけを撮影し，保持してもよい。これに
より，採取するデータ量が減少させることができる。The generation of the approximate curve f may be performed at the above-mentioned stage, or may be performed at the drawing execution stage after the section A is determined. The data amount can be reduced by not storing the three-dimensional position coordinate data (xi ′, yi ′, zi ′, φj) by obtaining the approximated curve f and converting it to data. Similarly,
Regarding the image data I (φj), only the above I (α) may be photographed and held after the section A is determined. As a result, the amount of data to be collected can be reduced.

【００１２】次に，回転テーブルの回転軸を通る任意の
断面Ａ（その法線のなす角度をαとする）を指定しその
断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ（α
＋π／２）をピックアップし，対向するこの２つの曲線
ｆ（α−π／２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対
象物の外形線を描画する。そして，上記外形線に対して
上記断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）を重ね
合わせて被検対象物をの表面形状と模様とを描画させる
（図６参照）。Next, an arbitrary cross section A (the angle formed by the normal line is defined as α) passing through the rotation axis of the rotary table is designated, and the continuous curves f (α-π / 2) at both ends of the cross section A, f (α
+ Π / 2) is picked up, and the contour line of the object to be inspected is drawn based on these two opposing curves f (α−π / 2) and f (α + π / 2). Then, the image data I (α) from the direction perpendicular to the cross section A is superimposed on the outline, and the surface shape and the pattern of the test object are drawn (see FIG. 6).

【００１３】本発明にかかる装置では，回転テーブルを
一定の間隔で回転させ，それぞれの角度φｊにおける光
切断線の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を測定する，
所謂スリット光投影法を採用する。そのため，データ採
取のためのスキャンニングの回数が少なく，採取するデ
ータの数が少なくなり，スポット光投影法等に比べて測
定の時間が短くなる（スリット光投影法やスポット光投
影法等については，例えば，「三次元画像計測」，井口
征士，佐藤宏介著，昭光社発行，３０〜３９頁等参
照）。そのため，高速の描画が可能である。In the apparatus according to the present invention, the rotary table is rotated at a constant interval, and the position data (xi, yi, φj) of the optical cutting line at each angle φj is measured.
The so-called slit light projection method is adopted. Therefore, the number of times of scanning for collecting data is small, the number of data to be collected is small, and the measurement time is shorter than that of the spot light projection method (for the slit light projection method or spot light projection method, etc. , "Three-dimensional image measurement", Seiji Iguchi, Kosuke Sato, published by Shokosha, pp. 30-39). Therefore, high-speed drawing is possible.

【００１４】そして，被検対象物の形状が，図１３に示
すように複雑であっても単純であっても，ほぼ同じ時間
内に描画可能である。また，映像撮影手段を備えている
から，被検対象物の表面の模様等を極めて短時間の内に
表示することができる。即ち，図１３に示すように被検
対象物９０の表面の模様等が複雑なものであっても，輪
郭を示す外形図に重ね合わせて短時間の内に全体図を描
画することができる。Even if the shape of the object to be inspected is complicated or simple as shown in FIG. 13, it is possible to draw the object in substantially the same time. Further, since the image capturing means is provided, it is possible to display the surface pattern or the like of the object to be inspected within an extremely short time. That is, even if the surface pattern of the test object 90 is complicated as shown in FIG. 13, it is possible to draw the entire view within a short time by superimposing it on the outline drawing showing the contour.

【００１５】また，土器等の出土品は，表面の一部が剥
離したり欠損したりするものが多いが，間欠の点データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）から連続曲線ｆを生
成する方法を適当なものに選択することにより，外形を
滑らかに補間する等の処理が可能となる（逆に平滑化し
ないでリアルな形状のままににする方法も選択でき
る）。 上記のように本発明によれば，比較的簡素な構
成により，被検対象物の表面の模様と外形線を一体とし
て，任意の視線角度から高速に描画することのできる計
測描画装置を提供することができる。Most of the excavated products such as earthenware have a part of the surface that is peeled or chipped, but a continuous curve f is obtained from the intermittent point data (xi ', yi', zi ', φj). By selecting an appropriate generation method, it is possible to perform processing such as smoothly interpolating the outer shape (on the contrary, it is also possible to select a method that does not smooth and leaves a real shape). As described above, according to the present invention, it is possible to provide a measurement drawing device that can draw a pattern of a surface of an object to be inspected and an outline line at a high speed from an arbitrary line-of-sight angle with a relatively simple structure. be able to.

【００１６】一方，本願の請求項２，請求項３は，被検
対象物の全体図ではなくて，全体図から一部を除去して
部分図を描画するものである。即ち，第２発明は，第１
発明において，更に，前記断面Ａに垂直な角度αに対し
て±βだけ傾いた２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線
ｆ（α−β），ｆ（α＋β）に基づいて被検対象物の外
形線Ｌ，Ｌ’を前記全体描画図の内部に重ね書きし，そ
の後，上記外形線Ｌ，Ｌ’の外側の描画部を消去し，断
面Ｂ，Ｂ’に対応する被検対象物の内側の表面を描画す
る（図７（ｄ）のＬ，Ｌ’の内側部分だけを残す）。On the other hand, claims 2 and 3 of the present application are not a whole view of the object to be inspected, but a partial view is drawn by removing a part of the whole view. That is, the second invention is the first
In the invention, further, based on continuous curves f (α-β) and f (α + β) for two cross sections B and B ′ inclined by ± β with respect to an angle α perpendicular to the cross section A, an object to be inspected The outlines L and L'are overwritten inside the whole drawing, and then the drawing portion outside the outlines L and L'is erased, and the inside of the object to be inspected corresponding to the cross section B, B '. The surface of is drawn (only the inner parts of L and L ′ in FIG. 7D are left).

【００１７】そして，請求項３の発明は，請求項２の発
明において，上記外形線Ｌ，Ｌ’の内側の描画部を消去
し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する被検対象物の表面を描画す
る（図７（ｄ）の外側部分だけを残す）。そして，請求
項４記載のように，間欠的な三次元点データ（ｘｉ’，
ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を補完する連続近似曲線ｆ（φ
ｊ）を生成する方法は，Ｂスプライン曲線を利用するの
が好ましい。According to the invention of claim 3, in the invention of claim 2, the drawing portion inside the outlines L and L'is erased, and the surface of the object to be inspected corresponding to the sections B and B'is removed. Draw (leave only the outer part of FIG. 7D). And, as described in claim 4, intermittent three-dimensional point data (xi ′,
continuous approximation curve f (φ) that complements yi ′, zi ′, φj)
The method of generating j) preferably uses a B-spline curve.

【００１８】Ｂスプライン曲線を利用することにより，
複雑で長い近似曲線が用意に得ることが出来るからであ
る。なお，被検対象物の全体のデータを保存しない場合
や，より短時間に所望の描画図を得ようとする場合に
は，請求項５記載のようにすることにより，同様の描画
図を得ることができる。By utilizing the B-spline curve,
This is because a complicated and long approximate curve can be easily obtained. If the entire data of the object to be inspected is not stored, or if a desired drawing drawing is to be obtained in a shorter time, the same drawing drawing can be obtained by the method as described in claim 5. be able to.

【００１９】即ち，請求項１から請求項４のいずれか１
項において，始めに描画する断面Ａ，部分図を描画する
場合には更に断面Ｂを指定し，位置データ（ｘｉ，ｙ
ｉ，α−π／２），（ｘｉ，ｙｉ，α＋π／２），Ｉ
（α），部分図を描画する場合には更に（ｘｉ，ｙｉ，
α−β），（ｘｉ，ｙｉ，α＋β）だけを採取し，その
後（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−π／２），（ｘ
ｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２），ｆ（α−π／
２），ｆ（α＋π／２），部分図を描画する場合には更
にｆ（α−β），ｆ（α＋β）を算出し，請求項１記載
の全体図または請求項２もしくは請求項３記載の部分図
を描画する。That is, any one of claims 1 to 4
In section, specify the cross section A to be drawn first, and the cross section B when drawing a partial view, and specify the position data (xi, y
i, α-π / 2), (xi, yi, α + π / 2), I
(Α), when drawing a partial view, (xi, yi,
α-β), (xi, yi, α + β) only, and then (xi ′, yi ′, zi ′, α−π / 2), (x
i ′, yi ′, zi ′, α + π / 2), f (α−π /
2), f (α + π / 2), when drawing a partial view, f (α-β) and f (α + β) are further calculated, and the overall view of claim 1 or claim 2 or claim 3 Draw a partial view of.

【００２０】また，請求項６記載のように，上記グラフ
ィック表示装置は，対話型の作画機能を備えることが好
ましい。即ち，画面上の位置又は範囲を自在に指示する
ことのできるポインティングツールを備え，画面上に表
示された描画像に対して，オペレータが上記ポインティ
ングツールを操作して上記描画像を修正すると共に上記
描画像に選択された他の模様パターンを重ね合わせられ
るようにする。これにより，映像撮影手段が撮影した映
像を修正し，表面映像を明瞭にすると共に表面映像の特
徴を際立たせることが可能となる。Further, as described in claim 6, it is preferable that the graphic display device has an interactive drawing function. That is, a pointing tool capable of freely designating a position or range on the screen is provided, and an operator operates the pointing tool to correct the drawn image with respect to the drawn image displayed on the screen. Allows the selected pattern pattern to be superimposed on the drawn image. As a result, it is possible to correct the image captured by the image capturing means to make the surface image clear and to make the features of the surface image stand out.

【００２１】上記対話型作画機能の修正機能には，指定
領域や指定パターンの消去機能，自由描画ラインや幾何
的な線画の記入，移動，回転，複写等の機能等がある。
また，模様パターンの重ね書き機能には，予め設定され
た標準的な幾何図形の重ね書き機能の他に，ポインティ
ングツールやイメージスキャナー等を介して新たに登録
された登録模様パターンを重ね合わせる機能等がある。
また，ポインティングツールには，マウス，ジョイステ
ィック，トラックボール等がある。The correction function of the interactive drawing function includes a function of erasing a designated area or a designated pattern, a function of writing, moving, rotating, copying, etc. of a free drawing line or a geometric line drawing.
In addition to the standard pattern overwriting function that has been set in advance, the pattern pattern overwriting function is also a function for superimposing a newly registered pattern pattern that is registered via a pointing tool or image scanner. There is.
The pointing tools include a mouse, a joystick, a trackball and the like.

【００２２】そして，請求項７記載のように，土器等の
表面に多く見られる典型的な模様パターンを複数登録し
ておくことにより，出土文化材の描画をスムースに行う
ことが可能となる。また，請求項８記載のように，本発
明の装置を用いるのに好適な被検対象物として，土器や
石器等の出土文化財がある。通常，考古学における土器
描画は線画により表されるが，上記映像撮影手段が，撮
影した映像を利用して，土器の特長線と模様からなる線
画を作ることが可能となる。Further, as described in claim 7, by registering a plurality of typical pattern patterns often seen on the surface of the earthenware or the like, it becomes possible to smoothly perform the drawing of the excavated cultural material. Further, as described in claim 8, as an object to be inspected suitable for using the device of the present invention, there are excavated cultural properties such as earthenware and stone tools. Usually, the drawing of earthenware in archeology is represented by a line drawing, but the image capturing means can use the captured image to create a line drawing consisting of the characteristic line and the pattern of the earthenware.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

実施形態例１ 本例は，図１に示すように，表面に模様等を有する被検
対象物としての土器８１を保持して３６０度回転可能な
回転テーブル１１と，回転テーブル１１に保持された被
検対象物（土器８１）に対して回転テーブル１１の回転
軸Ｃ（図３）に平行方向に伸びるスリット状の光３１を
照射する光源１２と，スリット光３１の光源１２に対し
て所定の間隔Ｄ（図３）を有し且つ上記スリット光３１
の進行方向に対して所定の角度θ（図３，図４）だけ傾
いた検知面２１（図４）を有し検知面２１における被検
対象物で反射される光切断線のスリット光３１の長手方
向ｙ（図３，図４において紙面に垂直方向）に対する間
欠的な位置座標ｙｉ毎にスリット光３１の長手方向に垂
直なｘ方向の位置ｘｉを計測する切断線読み取り手段２
０と，上記被検対象物の映像を一定の位置から撮影する
映像撮影手段２５と，画像を出力するグラフィック表示
手段としてのＣＲＴディスプレイ４５と，回転テーブル
１１を操作し切断線読み取り手段２０及び映像撮影手段
２５の信号を受信する制御手段４０（図２）とを有する
表面形状の計測描画装置１である。Embodiment 1 As shown in FIG. 1, in this embodiment, a rotary table 11 capable of rotating 360 degrees while holding an earthenware 81 as a test object having a pattern or the like on its surface, and a rotary table 11 were held. A light source 12 for irradiating the object to be inspected (earthenware 81) with slit-shaped light 31 extending in a direction parallel to the rotation axis C (FIG. 3) of the rotary table 11, and a predetermined light source 12 for the slit light 31. The slit light 31 having a distance D (FIG. 3) and
Of the slit light 31 of the light cutting line which has a detection surface 21 (FIG. 4) inclined by a predetermined angle θ (FIGS. 3 and 4) with respect to the traveling direction of Cutting line reading means 2 for measuring the position xi of the slit light 31 in the x direction perpendicular to the longitudinal direction for each intermittent position coordinate yi with respect to the longitudinal direction y (the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 3 and 4).
0, an image capturing means 25 for capturing an image of the object to be inspected from a fixed position, a CRT display 45 as a graphic display means for outputting an image, a cutting line reading means 20 and an image by operating the rotary table 11. The surface shape measuring and drawing apparatus 1 includes a control unit 40 (FIG. 2) that receives a signal from the photographing unit 25.

【００２４】制御手段４０は，回転テーブル１１を一定
の間隔で順次回転させ，その回転角度φｊに対応する切
断線読み取り手段２０の検知面２１における光切断線の
間欠的な位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像撮影
手段の映像データＩ（φｊ）を受信し，上記光切断線の
位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を図４に示す三角測量
の原理に基づいて被検対象物の表面の三次元位置座標デ
ータ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を算出すると共
に間欠的な上記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，φｊ）からＢスプライン曲線法により連続した近
似曲線ｆ（φｊ）を生成する。The control means 40 sequentially rotates the rotary table 11 at regular intervals, and intermittent position data (xi, yi) on the detection surface 21 of the cutting line reading means 20 corresponding to the rotation angle φj. , Φj) and the image data I (φj) of the image capturing means, and the position data (xi, yi, φj) of the light cutting line is applied to the surface of the object to be inspected based on the principle of triangulation shown in FIG. Of the three-dimensional position coordinate data (xi ′, yi ′, zi ′, φj) of the above, and intermittent three-dimensional point data (xi ′, yi ′, z).
A continuous approximated curve f (φj) is generated from i ′, φj) by the B-spline curve method.

【００２５】そして，制御手段４０は，図６に示すよう
に，グラフィック表示手段４５に対して，回転テーブル
１１のの回転軸Ｃを通る任意の断面Ａ（法線の角度α）
を指定しその断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／
２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対象物の外形線
を描画させると共に上記外形線に対して上記断面Ａに垂
直方向からの映像データＩ（α）を重ね合わせて被検対
象物をの表面形状と模様とを描画させる。Then, the control means 40, as shown in FIG. 6, has an arbitrary cross section A (angle α of the normal line) passing through the rotation axis C of the rotary table 11 with respect to the graphic display means 45.
And the continuous curve f (α-π /
2) and f (α + π / 2), an outline of the object to be inspected is drawn, and image data I (α) from the direction perpendicular to the cross section A is superimposed on the outline and the object to be inspected. The surface shape and pattern of the object are drawn.

【００２６】以下，それぞれについて説明を補足する。
図１に示すように，回転テーブル１１は，被検対象物と
しての土器８１をテーブル１１１に固定する係止具１１
２と，図示しない回転駆動用のモーター１１５（図２）
とを有する。そして，図２に示すように，モーター１１
５は，制御手段４０のモーター駆動回路４２によって駆
動される。A supplementary explanation will be given below for each of them.
As shown in FIG. 1, the rotary table 11 includes a locking tool 11 for fixing an earthenware 81 as an object to be inspected to the table 111.
2 and a rotation driving motor 115 (not shown) (FIG. 2)
Have and. Then, as shown in FIG.
5 is driven by a motor drive circuit 42 of the control means 40.

【００２７】また，スリット光３１を放射する光源１２
と，切断線読み取り手段２０及び映像撮影手段３０は，
計測ユニット１０に収容されている。そして，図２に示
すように，光源１２は制御手段４０により操作され，切
断線読み取り手段２０のＣＣＤカメラ２２の出力信号と
映像撮影手段３０のＣＣＤカメラ３１の出力信号は制御
手段４０に入力される。即ち，ＣＣＤカメラ２２の出力
信号は制御手段４０のＲ．Ｆ．（レンジファインダー）
処理回路４３に，映像撮影手段３０のＣＣＤカメラ３１
の出力信号は制御手段４０の画像処理回路４４に入力さ
れる。なお，上記Ｒ．Ｆ．処理回路４３は，ＣＣＤカメ
ラ２２のデータを距離に変換する回路である。The light source 12 which emits the slit light 31
And the cutting line reading means 20 and the image capturing means 30 are
It is housed in the measurement unit 10. As shown in FIG. 2, the light source 12 is operated by the control means 40, and the output signal of the CCD camera 22 of the cutting line reading means 20 and the output signal of the CCD camera 31 of the video photographing means 30 are input to the control means 40. It That is, the output signal of the CCD camera 22 is the R. F. (Range finder)
In the processing circuit 43, the CCD camera 31 of the image capturing means 30
Is output to the image processing circuit 44 of the control means 40. In addition, the above R. F. The processing circuit 43 is a circuit that converts the data of the CCD camera 22 into a distance.

【００２８】制御手段４０の演算部４１は，パーソナル
コンピューターまたはマイクロプロセッサと応用ソフト
ウェアにより構成されている。一方，図３に示すよう
に，切断線読み取り手段２０は，スリット光３１の光源
１２に対して間隔Ｄだけ離れて配置され，スリット光３
１の進行方向に対して所定の角度θだけ傾いた検知面２
１（図４）を有している。同図において，符号８５は撮
影の背景となるスクリーンである。The arithmetic unit 41 of the control means 40 is composed of a personal computer or a microprocessor and application software. On the other hand, as shown in FIG. 3, the cutting line reading means 20 is arranged at a distance D from the light source 12 of the slit light 31, and the slit light 3
Detection surface 2 inclined by a predetermined angle θ with respect to the traveling direction of 1
1 (FIG. 4). In the figure, reference numeral 85 is a screen which is a background of photographing.

【００２９】切断線読み取り手段２０は，図４に示すよ
うに，結像レンズ２３とＣＣＤ光センサー２２と図示し
ないＡ／Ｄ変換器を備えており，検知面２１はＣＣＤ光
センサー２２の受光面である。そして，ＣＣＤ光センサ
ー２２は，図４に示すように，被検対象物の前記回転角
φｊにおける被検対象物の表面Ｓで反射されたスリット
光３１の反射光３２を検知する。同図において，符号Ｏ
は，位置座標の基準点である。As shown in FIG. 4, the cutting line reading means 20 comprises an imaging lens 23, a CCD photosensor 22 and an A / D converter (not shown), and the detection surface 21 is a light receiving surface of the CCD photosensor 22. Is. Then, as shown in FIG. 4, the CCD optical sensor 22 detects the reflected light 32 of the slit light 31 reflected by the surface S of the test object at the rotation angle φj of the test object. In the figure, reference numeral O
Is the reference point for position coordinates.

【００３０】そして，表面Ｓにおいて反射光３２が反射
する位置は，図５に示すように，明るい輝線８２となっ
て検知面２１に検知される。本例では，連続した輝線８
２から，以下に述べるようにサンプリングし，離隔した
点データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を生成する（ｉ＝０〜４
８２）。即ち，ＣＲＴディスプレイ３５のビデオ信号走
査線ｒ（０）〜ｒ（４８２）に対応する縦方向（スリッ
ト光３１の方向）の各座標ｙｉに対する輝線８２上の輝
点ｘｉの位置を検知し第１次のデータを生成する（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）。The position where the reflected light 32 is reflected on the surface S is detected by the detection surface 21 as a bright line 82, as shown in FIG. In this example, 8 consecutive bright lines
2 is sampled as described below to generate separated point data (xi, yi, φj) (i = 0 to 4).
82). That is, the position of the bright point xi on the bright line 82 with respect to each coordinate yi in the vertical direction (direction of the slit light 31) corresponding to the video signal scanning lines r (0) to r (482) of the CRT display 35 is detected to detect the first position. Generate the following data (x
i, yi, φj).

【００３１】次ぎに，図４に示す三角測量の原理によ
り，検知面２１における上記第１次の点データ（ｘｉ，
ｙｉ，φｊ）を，被検対象物の表面Ｓの基準点Ｏに対す
る位置データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）に変換
する。即ち，例えば，表面Ｓの水平面上の横座標ｘｉ’
及び奥行き方向の座標ｚｉ’を次式によって算出する。
即ち，レンズ２３と基準点Ｏとの距離をｄ２，レンズ２
３と検知面２１との距離をｄ１とし，レンズ２３の倍率
をｍ（＝ｄ２／ｄ１）とすると，基準点Ｏと表面Ｓとの
水平距離ｄｏは，次式のようになる。Next, according to the principle of triangulation shown in FIG. 4, the first-order point data (xi,
yi, φj) is converted into position data (xi ′, yi ′, zi ′, φj) with respect to the reference point O of the surface S of the test object. That is, for example, the abscissa xi ′ of the surface S on the horizontal plane
And the coordinate zi ′ in the depth direction are calculated by the following equation.
That is, the distance between the lens 23 and the reference point O is d2, the lens 2
If the distance between 3 and the detection surface 21 is d1 and the magnification of the lens 23 is m (= d2 / d1), the horizontal distance do between the reference point O and the surface S is given by the following equation.

【００３２】ｄｏ≒ｘｉ／（ｍ×ｓｉｎθ） そして，上記ｄｏとφｊとから（ｘｉ’，ｚｉ’）を算
出することができる。同様に縦方向の位置座標ｙｉ’も
上記ｄｏ，ｙｉ，倍率ｍから容易に算出することができ
る。Do≈xi / (m × sin θ) Then, (xi ′, zi ′) can be calculated from the above-mentioned do and φj. Similarly, the position coordinate yi ′ in the vertical direction can be easily calculated from the above do, yi and the magnification m.

【００３３】図６（ａ）は，上記の結果得られた点デー
タ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を座標上に図示し
たものである。続いて，制御手段４０は，被検対象物を
描画する角度α（断面Ａ）を決定し，グラフィック表示
手段４５に対して，回転テーブル１１のの回転軸Ｃを通
る任意の断面Ａ（法線の角度α）を指定しその断面Ａの
両端における点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−
π／２），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２）を
ピックアップする（図６（ｂ））。FIG. 6A shows the point data (xi ', yi', zi ', φj) obtained as a result on the coordinates. Subsequently, the control means 40 determines the angle α (cross section A) for drawing the object to be inspected and, with respect to the graphic display means 45, an arbitrary cross section A (normal line) passing through the rotation axis C of the rotary table 11. Point angle (xi ′, yi ′, zi ′, α−) at both ends of the cross section A is specified.
π / 2), (xi ′, yi ′, zi ′, α + π / 2) are picked up (FIG. 6B).

【００３４】そして，連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ
（α＋π／２）を算出し，それに基づいてグラフィック
表示手段４５に対して，被検対象物の外形線８３を描画
させる（図６（ｃ））。最後に上記外形線に対して上記
断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）による映像
８４を重ね合わせて被検対象物の表面形状と模様とを描
画させる（図６（ｄ））。Then, the continuous curves f (α-π / 2), f
(Α + π / 2) is calculated, and based on the calculated value, the graphic display means 45 is caused to draw the outline 83 of the test object (FIG. 6C). Finally, the image 84 of the image data I (α) from the direction perpendicular to the cross section A is superimposed on the outline, and the surface shape and the pattern of the object to be inspected are drawn (FIG. 6D).

【００３５】上記のように本装置１では，回転テーブル
１１を一定の間隔で回転させ，それぞれの角度φｊにお
ける光切断線の輝線８２の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φ
ｊ）をディスプレイ３５の走査線に対応してサンプリン
グして測定する。そのため，採取するデータ（ｘｉ，ｙ
ｉ，φｊ）の数が少なく，データ採取のスキャンニング
の回数も少ないから，測定の時間が短くなる。その結
果，高速の描画が可能となる。As described above, in the present device 1, the rotary table 11 is rotated at a constant interval, and the position data (xi, yi, φ) of the bright line 82 of the light cutting line at each angle φj.
j) is sampled and measured corresponding to the scanning line of the display 35. Therefore, the data to be collected (xi, y
Since the number of i, φj) is small and the number of times of scanning for data collection is small, the measurement time becomes short. As a result, high-speed drawing is possible.

【００３６】そして，被検対象物の形状が，図１３に示
すように複雑であっても単純であっても，ほぼ同じ時間
内に描画可能である。また，映像撮影手段２５を備えて
いるから，被検対象物の表面の模様等を極めて短時間の
内に計測し，その映像８４を外形線８３と共に短時間で
表示することができる。上記のように本例によれば，比
較的簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形
線を一体として，任意の視線角度から高速に描画するこ
とのできる計測描画装置１を提供することができる。Even if the shape of the object to be inspected is complicated or simple as shown in FIG. 13, it is possible to draw the object in substantially the same time. Further, since the image capturing means 25 is provided, it is possible to measure the surface pattern of the object to be inspected in an extremely short time and display the image 84 together with the outline 83 in a short time. As described above, according to this example, the measurement drawing apparatus 1 capable of drawing the surface pattern and the outline of the object to be inspected at a high speed from an arbitrary line-of-sight angle with a relatively simple configuration is provided. can do.

【００３７】実施形態例２ 本例は，図６に線を追加してなる図７に示すように，実
施形態例１で描画した全体図から一部を除去して部分図
を描画するもう一つの実施形態例である。即ち，本例で
は，図７（ｂ）に示すように，前記断面Ａに垂直な角度
αに対して±βだけ傾いた２つの断面Ｂ，Ｂ’を設定
し，断面Ｂ，Ｂ’に対する点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，
ｚｉ’，α−β），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋
β）をピックアップする。そして，点データ（ｘｉ’，
ｙｉ’，ｚｉ’，α−β），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，α＋β）から，連続曲線ｆ（α−β），ｆ（α＋
β）を生成する。Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG. 7 in which lines are added to FIG. 6, a part is removed from the whole drawing drawn in Embodiment 1 to draw another partial drawing. 3 is an example of one embodiment. That is, in this example, as shown in FIG. 7B, two cross sections B and B ′ inclined by ± β with respect to the angle α perpendicular to the cross section A are set, and the points for the cross sections B and B ′ are set. Data (xi ', yi',
zi ', α-β), (xi', yi ', zi', α +
β) is picked up. Then, the point data (xi ′,
yi ', zi', α-β), (xi ', yi', z
From i ', α + β), continuous curves f (α-β), f (α +
β) is generated.

【００３８】続いて，図７（ｃ），（ｄ）に示すよう
に，連続曲線ｆ（α−β），ｆ（α＋β）に基づいて被
検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前記描画図の内部に重ね書
きする。その後，上記外形線Ｌ，Ｌ’の外側（又は内
側）の描画部を消去し（図示略），断面Ｂ，Ｂ’に対応
する被検対象物の内側（又は外側）の表面を描画する。
その他については，実施形態例１と同様である。Subsequently, as shown in FIGS. 7C and 7D, the contour lines L and L'of the object to be inspected are drawn based on the continuous curves f (α-β) and f (α + β). Overwrite inside the figure. After that, the drawing portion outside (or inside) the outlines L and L'is erased (not shown), and the inside (or outside) surface of the test object corresponding to the cross sections B and B'is drawn.
Others are the same as those in the first embodiment.

【００３９】実施形態例３ 本例は，グラフィック表示手段４５は，ポインティング
ツールとしてのマウスと対話型作画機能を備えており，
実施形態例１において描画した全体図を対話型作画機能
を用いて，出土した土器を線画により明瞭に描画するも
う一つの実施形態例である。上記対話作画機能は，指定
領域や指定パターンの消去機能，自由描画ラインや幾何
的な線画の記入，移動，回転，複写等の機能等の他に模
様パターン等の図形の重ね書きの機能を有する。Embodiment 3 In this embodiment, the graphic display means 45 has a mouse as a pointing tool and an interactive drawing function.
It is another embodiment example in which the excavated earthenware is clearly drawn by a line drawing by using the interactive drawing function for the whole drawing drawn in the first embodiment example. The interactive drawing function has a function of erasing a specified area or a specified pattern, a function of writing, drawing, moving, rotating, copying, etc. of a freely drawn line or a geometrical line drawing, and a function of overwriting a figure such as a pattern pattern. .

【００４０】模様パターンの重ね書き機能には，予め設
定された標準的な幾何図形の重ね書き機能の他に，マウ
スを用いて描画した図形を登録する機能やイメージスキ
ャナー等を介して新たに模様パターンを登録し重ね合わ
せる機能がある。土器等を描画する本例の場合には，例
えば図８に示す土器模様６１１〜６１３を予め登録す
る。そして，以下に述べる手順により土器の全体の線画
を作成する。In addition to the standard overwriting function of preset standard geometric figures, the pattern overwriting function includes a new function of registering a figure drawn by using a mouse or a new pattern via an image scanner or the like. There is a function to register and overlay patterns. In the case of drawing an earthenware or the like, for example, earthenware patterns 611 to 613 shown in FIG. 8 are registered in advance. Then, a line drawing of the whole earthenware is created by the procedure described below.

【００４１】始めに，図９に示すように，実施形態例１
の図６（ｃ）に至るのと同様の手順により外形線６２を
描画する。次に，図１０に示すように，撮影された土器
表面の映像６３を重ね合わせる（映像６３の詳細模様は
図示略）と共に，土器の稜線等の要部を示すキャラクタ
ーライン６３０〜６３７を対話型作図機能によりオペレ
ーターが描画する。同図のキャラクターライン６３１〜
６３６は，土器の表面から欠落した部分と剥離した部分
を示す。First, as shown in FIG. 9, the first embodiment
The outline 62 is drawn by the same procedure as that shown in FIG. Next, as shown in FIG. 10, the captured images 63 of the surface of the earthenware are superimposed (the detailed pattern of the image 63 is not shown), and the character lines 630 to 637 indicating the main parts such as the ridgelines of the earthenware are interactively displayed. The operator draws with the drawing function. Character line 631 of the same figure
Reference numeral 636 indicates a part that is missing and a part that is peeled from the surface of the earthenware.

【００４２】次に，図１０の全体図６０１に対して模様
線図を重ね合わせて明瞭な線画を作成する。即ち，始め
に図１１に示すように，図１０の全体図６０１の上に，
模様を重ねる中心線の位置を示す領域指示ライン６４１
〜６４６を指定する（なお，指示ライン６４１〜６４６
は描画される線ではないから操作の後に消える）。そし
て，この領域指示ライン６４１〜６４６は，図示しない
映像６３の模様をなぞることにより容易かつ正確に指定
することができる。そして，各領域指示ライン６４１〜
６４６毎に，土器模様６１１〜６１３とその大きさ及び
ピッチを指定して領域指示ライン６４１〜６４６上に土
器模様６１１〜６１３の連続した線図を作成する。Next, a clear line drawing is created by superimposing the pattern line drawing on the overall view 601 of FIG. That is, first, as shown in FIG. 11, on the whole view 601 of FIG.
Area designation line 641 indicating the position of the center line where the patterns are overlapped
To 646 are specified (instruction lines 641 to 646)
Is not a drawn line and will disappear after the operation). The area designating lines 641 to 646 can be easily and accurately designated by tracing the pattern of the image 63 (not shown). Then, each area instruction line 641
For each 646, the earthenware patterns 611 to 613 and their sizes and pitches are designated, and a continuous diagram of the earthenware patterns 611 to 613 is created on the area designating lines 641 to 646.

【００４３】即ち，例えば，土器模様６１３をライン６
４１〜６４３に沿って連続描画することにより，図１１
の模様パターン６５１〜６５３を描画する。また，土器
模様６１１をライン６４４〜６４６に沿って連続描画す
ることにより，図１１の模様パターン６５４〜６５６を
描画する。その結果，図１１に示すような明瞭な線画ス
タイルの全体図６０を作成することができる。上記のよ
うに本例によれば，複雑な模様を有する縄文土器等を極
めて短時間の内に明瞭に描画することが出来る。その他
については，実施形態例１と同様である。That is, for example, the earthenware pattern 613 is line 6
By continuously drawing along 41 to 643, as shown in FIG.
Pattern patterns 651 to 653 are drawn. Further, the earthenware pattern 611 is continuously drawn along the lines 644 to 646 to draw the pattern patterns 654 to 656 in FIG. 11. As a result, a clear line drawing style overall view 60 as shown in FIG. 11 can be created. As described above, according to this example, a Jomon pottery or the like having a complicated pattern can be clearly drawn in an extremely short time. Others are the same as those in the first embodiment.

【００４４】[0044]

【発明の効果】上記のように，本発明によれば，比較的
簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形線を
一体として，任意の視線角度から高速に描画することの
できる計測描画装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, the pattern of the surface of the object to be inspected and the outline can be integrally drawn with a relatively simple structure at a high speed from an arbitrary line-of-sight angle. A measurement drawing device can be obtained.

【００４５】[0045]

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

【図１】実施形態例１の計測描画装置のシステム構成
図。FIG. 1 is a system configuration diagram of a measurement drawing apparatus according to a first embodiment.

【図２】実施形態例１の計測描画装置の接続図。FIG. 2 is a connection diagram of the measurement drawing apparatus according to the first embodiment.

【図３】実施形態例１の計測描画装置の計測部とその光
路を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a measurement unit of the measurement drawing apparatus of the first embodiment and its optical path.

【図４】実施形態例１の計測描画装置の光源と切断線読
み取り手段と被検対象物の測定点Ｓとの関係を示す光路
図。FIG. 4 is an optical path diagram showing a relationship between a light source, a cutting line reading unit, and a measurement point S of an object to be inspected of the measurement drawing apparatus of the first embodiment.

【図５】実施形態例１の計測描画装置の切断線読み取り
手段の検知面における輝線（輝点）の配置をＣＲＴディ
スプレイの走査線との対応により示した図。FIG. 5 is a view showing the arrangement of bright lines (bright spots) on the detection surface of the cutting line reading unit of the measurement / drawing apparatus of the first embodiment in correspondence with the scanning lines of the CRT display.

【図６】実施形態例１の計測描画装置の描画の手順を示
す図。FIG. 6 is a diagram showing a drawing procedure of the measurement drawing apparatus of the first embodiment.

【図７】実施形態例２の計測描画装置の描画の手順を示
す図。FIG. 7 is a diagram showing a drawing procedure of the measurement drawing apparatus of the second embodiment.

【図８】実施形態例３において対話作画機能に登録した
模様を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a pattern registered in an interactive drawing function in the third embodiment.

【図９】実施形態例３において土器の外形線を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a pottery according to the third embodiment.

【図１０】実施形態例３において図１０の図に撮影映像
を重ね合わせて要部のキャラクターラインを描画した
図。FIG. 10 is a diagram in which a captured image is superimposed on the diagram in FIG. 10 and a main character line is drawn in the third embodiment.

【図１１】実施形態例３において図１１の図に模様を重
ね合わせて描画する領域指示ラインを表示した図。FIG. 11 is a diagram showing an area instruction line for drawing a pattern by superimposing it on the diagram of FIG. 11 in the third embodiment.

【図１２】実施形態例３において図１２の領域指示ライ
ンに模様を重ね合わせて描画した線画図。FIG. 12 is a line drawing drawing in which a pattern is superimposed on the area designating line of FIG. 12 in the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１．．．回転テーブル，１２．．．光源，３１．．．
スリット光，２０．．．切断線読み取り手段，２
５．．．映像撮影手段，４０．．．制御手段，４
５．．．グラフィック表示手段，11. ． ． Rotary table, 12. ． ． Light source, 31. ． ．
Slit light, 20. ． ． Cutting line reading means, 2
5. ． ． Video photographing means, 40. ． ． Control means, 4
5. ． ． Graphic display means,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 耕嗣 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイ シン精機株式会社内 (72)発明者 加藤 宣春 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイ シン・ニューハード株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−185993（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−14858（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−174538（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50730（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−35529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−131859（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−46293（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kouji Kuno 2-1, Asahi-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Aisin Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Nobuharu Kato 2-3-chome, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Aisin (56) Reference JP-A-6-185993 (JP, A) JP-A-8-14858 (JP, A) JP-A-7-174538 (JP, A) JP-A-6-50730 (JP, A) JP 7-35529 (JP, A) JP 61-131859 (JP, A) Actual development Sho 59-46293 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷⁾ , DB name) G01B 11/24

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 表面に模様等を有する被検対象物を保持
して回転可能な回転テーブルと，上記回転テーブルに保
持された被検対象物に対して上記回転テーブルの回転軸
に平行方向に伸びるスリット状の光を照射する光源と，
上記スリット光の光源に対して所定の間隔を有し且つ上
記スリット光の進行方向に対して所定の角度θだけ傾い
た検知面を有し該検知面における被検対象物で反射され
る光切断線のスリット光の長手方向ｙに対する間欠的な
位置座標ｙｉ毎にスリット光の長手方向に垂直なｘ方向
の位置ｘｉを計測する切断線読み取り手段と，上記被検
対象物の映像を一定の位置から撮影する映像撮影手段
と，画像を出力するグラフィック表示手段と，上記回転
テーブルを操作し上記切断線読み取り手段及び映像撮影
手段の信号を受信する制御手段とを有する表面形状の計
測描画装置であって，上記制御手段は，上記回転テーブ
ルを一定の間隔で順次回転させ，その回転角度φｊに対
応する上記切断線読み取り手段の検知面における光切断
線の間欠的な位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像
撮影手段の映像データＩ（φｊ）を受信し，上記光切断
線の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を三角測量の原理
に基づいて被検対象物の表面の三次元位置座標データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を算出すると共に間
欠的な上記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，
φｊ）から連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成可能であ
り，グラフィック表示手段に対して，回転テーブルの回
転軸を通る法線角度αの任意の断面Ａを指定しその断面
Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ（α＋π
／２）に基づいて被検対象物の外形線を描画させると共
に上記外形線に対して上記断面Ａに垂直方向からの映像
データＩ（α）を重ね合わせて被検対象物の表面形状と
模様とを描画させることを特徴とする計測描画装置。1. A rotary table capable of holding and rotating an object to be inspected having a pattern or the like on its surface, and a rotary table parallel to the axis of rotation of the object to be inspected held on the rotary table. A light source that emits elongated slit light,
A light section which has a predetermined distance from the slit light source and has a detection surface inclined by a predetermined angle θ with respect to the traveling direction of the slit light and which is reflected by the object to be inspected on the detection surface. Cutting line reading means for measuring the position xi of the line in the x direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit light for each intermittent position coordinate yi with respect to the longitudinal direction y of the slit light; A surface shape measurement / drawing device having a video image capturing means for capturing an image from a device, a graphic display means for outputting an image, and a control means for operating the rotary table and receiving signals from the cutting line reading means and the video image capturing means. Then, the control means sequentially rotates the rotary table at a constant interval, and the intermittent position data of the light cutting line on the detection surface of the cutting line reading means corresponding to the rotation angle φj. Data (xi, yi, φj) and the image data I (φj) of the image capturing means, and the position data (xi, yi, φj) of the optical cutting line is detected based on the principle of triangulation. The three-dimensional position coordinate data (xi ′, yi ′, zi ′, φj) of the surface is calculated, and the above-mentioned intermittent three-dimensional point data (xi ′, yi ′, zi ′,
It is possible to generate a continuous approximated curve f (φj) from φj), and specify to the graphic display means an arbitrary cross section A having a normal line angle α passing through the rotation axis of the rotary table, and at both ends of the cross section A. Continuous curves f (α-π / 2), f (α + π
/ 2), the outline of the object to be inspected is drawn, and the surface shape and pattern of the object to be inspected by superimposing the image data I (α) from the direction perpendicular to the cross section A on the outline. A measurement drawing apparatus, which draws and. 【請求項２】 請求項１において，前記制御手段は，更
に，前記断面Ａに垂直な角度αに対して±βだけ傾いた
２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線ｆ（α−β），ｆ
（α＋β）に基づいて被検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前
記描画図の内部に重ね書きし，その後，上記外形線Ｌ，
Ｌ’の外側の描画部を消去し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する
被検対象物の表面を描画することを特徴とする計測描画
装置。2. The continuous curve f (α-β) for two cross sections B, B ′ inclined by ± β with respect to an angle α perpendicular to the cross section A according to claim 1, f
Based on (α + β), outlines L and L'of the object to be inspected are overwritten inside the drawing, and then the outlines L and L '
A measuring and drawing apparatus, characterized in that a drawing part outside L'is erased and a surface of an object to be inspected corresponding to cross sections B and B'is drawn. 【請求項３】 請求項１において，前記制御手段は，更
に，前記断面Ａに垂直な角度αに対して±βだけ傾いた
２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線ｆ（α−β），ｆ
（α＋β）に基づいて被検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前
記描画図の内部に重ね書きし，その後，上記外形線Ｌ，
Ｌ’の内側の描画部を消去し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する
内側部分を除去した被検対象物の表面を描画することを
特徴とする計測描画装置。3. The continuous curve f (α−β) for two cross sections B, B ′ inclined by ± β with respect to an angle α perpendicular to the cross section A according to claim 1, f
Based on (α + β), outlines L and L'of the object to be inspected are overwritten inside the drawing, and then the outlines L and L '
A measurement drawing device, characterized in that the drawing part inside L'is erased, and the surface of the object to be inspected is drawn with the inside parts corresponding to the cross-sections B, B'removed. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
おいて，前記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，φｊ）から連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成す
る方法は，Ｂスプライン曲線に基づくことを特徴とする
計測描画装置。4. The three-dimensional point data (xi ′, yi ′, z according to any one of claims 1 to 3).
A measurement drawing apparatus characterized in that a method for generating a continuous approximated curve f (φj) from i ′, φj) is based on a B-spline curve. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
おいて，始めに描画する断面Ａ，部分図を描画する場合
には更に断面Ｂを指定し，位置データ（ｘｉ，ｙｉ，α
−π／２），（ｘｉ，ｙｉ，α＋π／２），Ｉ（α），
部分図を描画する場合には更に（ｘｉ，ｙｉ，α−
β），（ｘｉ，ｙｉ，α＋β）だけを採取し，その後
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−π／２），（ｘｉ’，
ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２），ｆ（α−π／２），ｆ
（α＋π／２），部分図を描画する場合には更にｆ（α
−β），ｆ（α＋β）を算出し，請求項１記載の全体図
または請求項２もしくは請求項３記載の部分図を描画す
ることを特徴とする計測描画装置。5. In any one of claims 1 to 4, a cross-section A to be drawn first, and a cross-section B to be further drawn when drawing a partial view, and position data (xi, yi, α) are specified.
−π / 2), (xi, yi, α + π / 2), I (α),
In the case of drawing a partial view, (xi, yi, α-
β), (xi, yi, α + β), and then (xi ′, yi ′, zi ′, α−π / 2), (xi ′,
yi ', zi', α + π / 2), f (α-π / 2), f
(Α + π / 2), when drawing a partial view, f (α
A measurement drawing apparatus, which calculates −β), f (α + β), and draws the entire view according to claim 1 or the partial view according to claim 2 or claim 3. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
おいて，前記グラフィック表示手段は，画面上の位置又
は範囲を自在に指示することのできるポインティングツ
ールを備えており，更に，上記グラフィック表示手段
は，画面上に表示された描画像に対して，オペレータが
上記ポインティングツールを操作して上記描画像を修正
すると共に上記描画像に選択された他の模様パターンを
重ね合わせる対話型作画機能を備えていることを特徴と
する計測描画装置。6. The graphic display means according to claim 1, further comprising a pointing tool capable of freely indicating a position or a range on the screen, and the graphic display means. The display means is an interactive drawing function for the operator to operate the pointing tool to correct the drawn image on the drawn image displayed on the screen and to superimpose the other pattern pattern selected on the drawn image. A measurement / drawing device comprising: 【請求項７】 請求項６において，前記対話型作画機能
には，出土文化材である土器の表面に多く見られる典型
的な模様パターンが複数登録されていることを特徴とす
る計測描画装置。7. The measurement / drawing device according to claim 6, wherein the interactive drawing function is registered with a plurality of typical pattern patterns that are often found on the surface of earthenware which is an excavated cultural material. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれか１項に
おいて，被検対象物は，土器や石器等の出土文化財であ
ることを特徴とする出土文化財の計測描画装置。8. The measurement / drawing device for an excavated cultural property according to any one of claims 1 to 7, wherein the object to be inspected is an excavated cultural property such as earthenware or a stone tool.