JP4472432B2

JP4472432B2 - Coordinate transformation coefficient acquisition method, coordinate transformation coefficient acquisition device, and computer program

Info

Publication number: JP4472432B2
Application number: JP2004170932A
Authority: JP
Inventors: 利久高井; 悦一林本
Original assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Current assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: JP2005352630A

Description

本発明は、一つまたは複数の３次元形状測定装置により複数の異なる視点で測定した物体の各座標系における３次元立体形状データ群を、１つの基準座標系における３次元立体形状データ群に変換する座標変換係数の取得方法、同座標変換係数の取得装置および同座標変換係数の取得に使用されるコンピュータプログラムに関する。 The present invention converts a three-dimensional solid shape data group in each coordinate system of an object measured from a plurality of different viewpoints by one or a plurality of three-dimensional shape measurement devices into a three-dimensional solid shape data group in one reference coordinate system. The present invention relates to a coordinate conversion coefficient acquisition method, a coordinate conversion coefficient acquisition apparatus, and a computer program used to acquire the coordinate conversion coefficient.

従来から、異なる位置に配置した複数の３次元形状測定装置、または測定対象の物体に対し測定位置が相対的に移動される３次元形状測定装置により、対象物体の３次元立体形状を複数の異なる視点から測定して各視点ごとの立体形状データ群を合成し、対象物体の立体形状を任意の方向から見て表示できるようにした３次元表面形状の測定方法はよく知られている。この測定においては、測定対象物の３次元表面形状を測定する前に、予め決められた形状の基準物体を測定対象空間に配置して、この３次元表面形状を測定し、同測定した３次元表面形状を表す立体形状データ群を用いて予め基準物体内に設定してある定点の座標値を各視点ごとに計算し、この計算した座標値を用いて各視点における立体形状データ群を基準座標系に変換するための座標変換係数を計算し、この座標変換係数により各視点における測定対象物の３次元表面形状を表す立体形状データ群を基準座標系に変換することが行われている（特許文献１参照）。
特開２００２−３２８０１３号公報 Conventionally, a plurality of 3D shape measuring devices arranged at different positions, or a 3D shape measuring device in which the measurement position is moved relative to the object to be measured, can be used to change the 3D shape of the target object to a plurality of different shapes. A method for measuring a three-dimensional surface shape is well known, in which a three-dimensional shape data group for each viewpoint is synthesized by measuring from a viewpoint, and the three-dimensional shape of a target object can be viewed and displayed from an arbitrary direction. In this measurement, before measuring the three-dimensional surface shape of the object to be measured, a reference object having a predetermined shape is placed in the measurement object space, the three-dimensional surface shape is measured, The coordinate value of the fixed point set in the reference object in advance is calculated for each viewpoint using the 3D shape data group that represents the surface shape, and the 3D shape data group at each viewpoint is used as the reference coordinates using this calculated coordinate value. A coordinate conversion coefficient for conversion into a system is calculated, and a three-dimensional shape data group representing a three-dimensional surface shape of a measurement object at each viewpoint is converted into a reference coordinate system using this coordinate conversion coefficient (patent) Reference 1).
JP 2002-328013 A

しかし、上記特許文献１に記載の方法では、座標変換係数を計算するには３つ以上の定点を設定する必要があるため、１つの基準物体に１つの定点を設定した場合、基準物体の位置を変えて３回以上測定しなければならない。また、１つの基準物体に３つの定点を設定した場合、あるいは１つの定点を持つ３つの基準物体を配置した場合、作業者が各定点の座標値を計算するために用いる立体形状データ群をそれぞれ指定する必要があるため、作業効率が悪くなるという問題がある。 However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to set three or more fixed points in order to calculate the coordinate conversion coefficient. Therefore, when one fixed point is set for one reference object, the position of the reference object is determined. Must be measured at least three times with different. In addition, when three fixed points are set for one reference object, or when three reference objects having one fixed point are arranged, the three-dimensional shape data group used by the operator to calculate the coordinate value of each fixed point is set. Since it is necessary to specify, there is a problem that the work efficiency is deteriorated.

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、複数の異なる視点により測定した立体形状データ群を合成するための座標変換係数を作業効率よく得ることが可能な座標変換係数取得方法、座標変換係数取得装置および座標変換係数取得コンピュータプログラムを提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and its purpose is to provide a coordinate conversion coefficient that can efficiently obtain a coordinate conversion coefficient for synthesizing a solid shape data group measured from a plurality of different viewpoints. An acquisition method, a coordinate conversion coefficient acquisition device, and a coordinate conversion coefficient acquisition computer program are provided.

前記目的を達成するため、本発明の特徴は、複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、コンピュータによって構成されたデータ処理装置（３２）を用いて、前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを、前記複数の視点のうちの１つの視点の座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数の取得方法において、前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体を基準物体（４０）として用意し、前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別パラメータを前記データ処理装置内に設けた記憶手段に予め記憶しておくとともに、前記基準物体のそれぞれの面のうちから選択された少なくとも３つの基準面の識別パラメータを基準面データとして前記記憶手段に予め記憶しておき、前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記データ処理装置に前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成させる立体形状データ群生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４）と、前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに生成させた各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出させる抽出ステップ（Ｓ１６）と、前記データ処理装置に、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群と前記基準面データとを用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算させるベクトル・座標計算ステップ（Ｓ１８，Ｓ２０）と、前記データ処理装置に、前記計算させた複数の異なる視点ごとの前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標により、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算させる座標変換係数計算ステップ（Ｓ２２）とを含むことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a single three-dimensional shape measuring device is provided. A data processing device (32) configured by a computer by measuring a three-dimensional shape from a plurality of different viewpoints by measuring the three-dimensional shape at a plurality of positions by moving relative to the measurement target. Is used to convert three-dimensional shape data based on the coordinate system for each of the plurality of viewpoints into three-dimensional shape data based on a reference coordinate system that is a coordinate system of one of the plurality of viewpoints. the method obtains a coordinate conversion coefficient, a polyhedron having at least three surfaces identifiable simultaneously 3D shape measurable and each other in each of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints Was prepared as a reference object (40), together with previously stored in the storage means provided for each identification parameter for identifying the surface of the reference object within said data processing apparatus, the respective surfaces of the reference object Discrimination parameters of at least three reference planes selected from among them are stored in advance in the storage means as reference plane data, and the reference object is arranged in the measurement target space for the three-dimensional shape measurement from the plurality of different viewpoints. in a state, before SL is measured by the three-dimensional shape measuring apparatus to the criteria object different viewpoints the three-dimensional surface shape of multiple, the data processing device to the three-dimensional shape measuring apparatus of the plurality of the data output a plurality of sets of three-dimensional shape data group generation step of a three-dimensional shape data group Ru to produce respectively representing the three-dimensional surface shape of the reference object for different viewpoints (S12, S1 And), the data processing apparatus, from the three-dimensional shape data group is generated for each of the plurality of different viewpoints, using the identification parameters, the three-dimensional shape data for at least three surfaces of the reference object to form a vertex an extraction step of Ru is extracted groups for each surface (S16), the data processing apparatus, using the three-dimensional shape data group to the reference plane data for at least three sides of the reference object obtained by the extraction, the plurality vary viewpoint, the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane and the vector coordinate calculating step of Ru was calculated respectively (S18, S20), the data processing apparatus, the calculation of the the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane for each of a plurality of different viewpoints which has , And a plurality of different viewpoints for each coordinate conversion coefficient calculation step of Ru was calculated coordinate conversion coefficient for converting a three-dimensional shape data based on the coordinate system in three-dimensional shape data based on the reference coordinate system (S22) There is.

この場合、前記基準物体の各面を、例えば、それぞれ異なる反射率または色に形成し、前記識別パラメータは、前記それぞれ異なる反射率または色に形成された基準物体の各面に光を照射した際における同各面からの反射光の光量または色を表すデータとし、前記立体形状データ群生成ステップは、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、前記基準物体の各面に光を照射した場合に同各面からの反射光の光量または色を測定するようにするとよい。 In this case, the surfaces of the pre-Symbol reference object, for example, respectively formed in different reflectivity or color, the identification parameters, was irradiated with light on each side of the reference object formed in said different reflectance or color Data representing the light quantity or color of the reflected light from each surface at the same time, and the three-dimensional shape data group generating step is performed when the three-dimensional shape measuring apparatus measures the three-dimensional shape of the reference object. When each surface is irradiated with light, the amount or color of reflected light from each surface may be measured .

このように構成した本発明によれば、３次元形状測定装置によって同時に測定された基準物体の３つの面を識別するための識別パラメータと、前記基準物体の３つの基準面を表す基準面データを記憶装置に予め記憶させておけば、立体形状データ群生成ステップ、抽出ステップおよびベクトル・座標計算ステップにより、複数の異なる視点で測定された基準物体の３つの基準面における法線ベクトルと前記基準面によって形成される頂点の座標とが自動的に生成される。そして、これらの３つの基準面における法線ベクトルと前記基準面によって形成される頂点の座標とを用いて、座標変換係数計算ステップにより、座標変換係数が自動的に計算される。したがって、作業者は、基準物体の測定を１回行う操作のみで複数の異なる座標系に基づく３次元形状データを基準座標系に基づく３次元形状データに変換する座標変換係数を計算することができ作業効率が良好となる。 According to the present invention configured as described above , the identification parameter for identifying the three surfaces of the reference object simultaneously measured by the three-dimensional shape measuring apparatus and the reference surface data representing the three reference surfaces of the reference object are obtained. If stored in advance in the storage device, the normal vector on the three reference planes of the reference object measured at a plurality of different viewpoints and the reference plane by the three-dimensional shape data group generation step, the extraction step and the vector / coordinate calculation step The coordinates of the vertices formed by are automatically generated. Then, by using the coordinates of vertices which are formed with the normal vector at these three reference plane by said reference surface, by the coordinate transformation coefficient calculations step, the coordinate transformation coefficients are calculated automatically. Therefore, the operator can calculate the coordinate conversion coefficient for converting the three-dimensional shape data based on a plurality of different coordinate systems into the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system with only one operation of measuring the reference object. Work efficiency is improved.

また、例えば、前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、前記基準物体の少なくとも３つの基準面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの基準面とし、かつ前記抽出ステップで抽出させた各立体形状データ群にそれぞれ対応した前記基準物体の少なくとも３つの面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの抽出面とするとよい。この場合、前記基準物体の互いに対向する面間の距離も前記記憶手段に予め記憶しておき、前記ベクトル・座標計算ステップは、前記データ処理装置に、前記３つの抽出面のうちの少なくとも１つの抽出面が前記３つの基準面のうちのいずれかと平行であるとき、前記少なくとも１つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算させた法線ベクトルの向きを変更することにより、前記少なくとも１つの抽出面と平行な基準面の法線ベクトルを計算させるステップと、前記データ処理装置に、前記基準物体の３つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算させた頂点の座標と、前記記憶されている面間の距離と、前記計算させた法線ベクトルとを用いて前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算させるステップとを含むようにするとよい。 Further, for example, the reference object is configured by a rectangular parallelepiped or a cube, and at least three reference surfaces of the reference object are configured by three surfaces adjacent to each other to form the three reference surfaces, and the extraction is performed. It is preferable that at least three surfaces of the reference object corresponding to each of the three-dimensional shape data groups extracted in the step are composed of three surfaces adjacent to each other of the reference object to form three extraction surfaces. In this case, the distance between the opposing surfaces of the reference object is also stored in advance in the storage means, said vector coordinate calculating step, the data processing apparatus, at least one of the previous SL three extraction surface when one extraction plane is parallel with any of the previous SL three reference surfaces, by changing the orientation of the normal vector is computed using the three-dimensional shape data group of the at least one extraction surface, before Symbol a step of Ru is calculating the normal vector of one extraction surface parallel to the reference plane even without low, the data processing apparatus, the vertex is calculated using three-dimensional shape data group of the three extraction surface of the reference object and coordinates, and the distance between the surfaces being the storage and to include a step of calculating the coordinates of the vertices formed by the three reference plane by using the normal vectors obtained by the calculation There.

これによれば、基準物体の１つの基準面に対して平行な抽出面の法線ベクトルの向きを変更するだけで前記１つの基準面の法線ベクトルを計算することができるとともに、基準物体の３つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算させた頂点の座標と、記憶されている面間の距離と、前記計算された法線ベクトルとを用いて３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算することができ、ベクトル・座標計算ステップの処理を効率的に行うことができる。 According to this, it is possible to calculate the normal vector of the one reference surface by simply changing the normal vector direction of the parallel extraction surface for one reference surface of the reference object, the reference object Are formed by three reference planes using the coordinates of the vertexes calculated using the three-dimensional shape data group of the three extraction planes, the distance between the stored planes, and the calculated normal vector. Vertex coordinates can be calculated , and the vector / coordinate calculation step processing can be performed efficiently.

また、前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、かつ前記のように３つの基準面および抽出面を規定した条件のもとで、前記ベクトル・座標計算ステップは、前記データ処理装置に、前記３つの抽出面のうちの２つの抽出面における法線ベクトルを前記抽出ステップで抽出させた立体形状データ群を用いて計算させ、前記計算させた２つの抽出面における法線ベクトルの外積により前記３つの抽出面のうちで前記法線ベクトルを計算させた２つの抽出面に垂直な残りの１つの抽出面の法線ベクトルを計算させるようにするとよい。 In addition, the vector / coordinate calculation step is performed on the data processing device, with the reference object being configured as a rectangular parallelepiped or a cube, and under the conditions defining the three reference surfaces and the extraction surface as described above. the normal vector at the two extraction surface of the three extraction surface is calculated using the three-dimensional shape data group is extracted by the extraction step, the the outer product of the normal vector at the two extraction surface is the calculated 3 The normal vectors of the remaining one extraction surface perpendicular to the two extraction surfaces that have calculated the normal vector among the two extraction surfaces may be calculated .

これによれば、３次元形状測定の視点による影響で、測定された少なくとも３つの面のうちの１つの面の立体形状データ群の数が少なかった場合には、前記面の立体形状データ群を用いて計算される１つの抽出面の法線ベクトルの精度が落ちるため、これに代えて、他の２つの抽出面の法線ベクトルの外積によるベクトルを前記１つの抽出面の法線ベクトルとして使用することで、計算の結果算出される座標変換係数の精度を保つことができる。 According to this, the influence due to the viewpoint of the three-dimensional shape measurement, if the number of three-dimensional shape data groups one face of the measured at least three faces which was small, the three-dimensional shape data group of the surface Since the accuracy of the normal vector of one extraction surface that is calculated by using this decreases, instead of this, a vector based on the outer product of the normal vectors of the other two extraction surfaces is used as the normal vector of the one extraction surface. By doing so, the accuracy of the coordinate conversion coefficient calculated as a result of the calculation can be maintained.

また、前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、かつ前記のように３つの基準面および抽出面を規定した条件のもとで、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さも前記記憶手段に予め記憶しておき、前記ベクトル・座標計算ステップは、前記データ処理装置に、前記３つの抽出面に関する立体形状データ群に基づいて前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標を計算させ、かつ前記計算させた前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標と、前記記憶手段に記憶しておいた前記基準面データと、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さとを用いて、前記３つの基準面における法線ベクトルおよび前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算させるステップを含むようにするとよい。 Further, the angle between the surfaces of the reference object and the length of each side under the condition that the reference object is constituted by a rectangular parallelepiped or a cube and the three reference surfaces and the extraction surface are defined as described above. also stored in advance in the storage means, said vector coordinate calculating step, the data processing apparatus, the three extraction surface relating the three-dimensional shape data normal vector and the said three extraction surface based on group 3 The coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces are calculated, and the calculated normal vectors of the three extraction surfaces and the coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces are stored in the storage means. and Oita the reference surface data, with the length of the angle and the edges between each surface of the reference object is formed by the normal vector and the three reference plane in the three reference plane Better to include a step of Ru vertex coordinates is calculated.

これによれば、予め記憶された基準物体の各面間の角度および各辺の長さを用いて３つの基準面における法線ベクトルと前記基準面によって形成される頂点の座標を計算することができるため、直方体または立方体である基準物体が高精度に形成されていない場合でも良好に前記法線ベクトルおよび頂点の座標を計算することができる。 According to this, the normal vectors on the three reference planes and the coordinates of the vertices formed by the reference planes can be calculated using the angles and the lengths of the sides of the reference object stored in advance. it is therefore possible cuboid or reference object is a cube calculates the better the normal vectors and the coordinates of the vertices even when they are not formed with high accuracy.

また、本発明の他の特徴は、複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、コンピュータによって構成されたデータ処理装置（３２）を用いて、前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを予め設定した座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数の取得方法において、前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体を基準物体（４０）として用意し、前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別パラメータを前記データ処理装置内に設けた記憶手段に予め記憶しておくとともに、前記予め設定した座標系に基づく前記基準物体のそれぞれの面における法線ベクトルおよび前記基準物体のそれぞれの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段に予め記憶しておき、前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記データ処理装置に前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成させる立体形状データ群生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４）と、前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出させる抽出ステップ（Ｓ１６）と、前記データ処理装置に、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群を用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算させるベクトル・座標計算ステップ（Ｓ１８）と、前記データ処理装置に、前記記憶手段に記憶されている前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別データを用いて、前記記憶手段に記憶されていて前記抽出ステップで抽出させた立体形状データ群に対応した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段から読み出させる読出しステップ（Ｓ２０’）と、前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに計算させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標と、前記読み出しステップで読み出させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標とにより、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算させる座標変換係数計算ステップ（Ｓ２２）とを含むことにある。 Another feature of the present invention is that a plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or one three-dimensional shape measuring device is a measurement object. The three-dimensional shape measurement is performed at a plurality of different viewpoints by moving the object relative to each other and measuring the three-dimensional shape at a plurality of different viewpoints, and using a data processing device (32) configured by a computer. in the method for obtaining the coordinate conversion coefficients used in converting the plurality of three-dimensional shape data based on the reference coordinate system is a coordinate system previously set three-dimensional shape data based on the coordinate system of the respective viewpoints, the plurality different three-dimensional shapes measurable and simultaneously in each of the three-dimensional shape measurement in perspective a polyhedron having at least three surfaces distinguishable from each other were prepared as a reference object (40), the group of Normal vector at each side of the reference object with previously stored in the storage means provided in the data processing device identification parameter for identifying the respective surfaces of the object, based on the coordinate system set in advance And the coordinates of the vertices formed by the respective surfaces of the reference object are stored in advance in the storage means, and the reference object is arranged in the measurement target space of the three-dimensional shape measurement from the plurality of different viewpoints in the three-dimensional surface shape of the standards body before Symbol 3-dimensional shape measuring apparatus is measured at different viewpoints of several, different perspectives from the data the data processing device in the three-dimensional shape measuring apparatus outputs of the plurality a plurality of sets of three-dimensional shape data group generation step of a three-dimensional shape data group Ru to produce respectively representing the three-dimensional surface shape of the reference object in each (S12, S14) , To the data processing apparatus, from the three-dimensional shape data group generated for each of the plurality of different viewpoints, using the identification parameters, said reference object to form a vertex at least three respective three-dimensional shape data group relates to a surface, respectively An extraction step (S16) for extracting each surface, and using the three-dimensional shape data group relating to at least three surfaces of the extracted reference object in the data processing device, the extracted reference for each of the plurality of different viewpoints. A vector / coordinate calculation step (S18) for calculating a normal vector in at least three surfaces of the object and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces, respectively, and stored in the storage means in the data processing device; using identification data for identifying each surface of the reference object are, serial in said storage means憶are the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the at least three surfaces in at least three surfaces of the reference object corresponding to the three-dimensional shape data group is output extracted by the extraction step have read from the storage means and read make out step (S20 '), the data processing apparatus, the vertex formed by the normal vector and the at least three surfaces in at least three sides of said reference object obtained by calculation for each of the plurality of different viewpoints Based on the coordinate system for each of the plurality of different viewpoints based on coordinates, normal vectors in at least three surfaces of the reference object read in the reading step, and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces the three-dimensional shape data to be converted into three-dimensional shape data based on the reference coordinate system Lies in including a coordinate conversion coefficient calculation step Ru is calculated coordinate conversion coefficient (S22).

この場合も、前記基準物体の各面を、例えば、それぞれ異なる反射率または色に形成し、前記識別パラメータは、前記それぞれ異なる反射率または色に形成された基準物体の各面に光を照射した際における同各面からの反射光の光量または色を表すデータとし、前記立体形状データ群生成ステップは、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合に同各面からの反射光の光量または色を測定するようにするとよい。 Again, each surface of the reference object, for example, respectively formed in different reflectivity or color, the identification parameters, was irradiated with light on each side of the reference object formed in said different reflectance or color Data representing the light quantity or color of the reflected light from the respective surfaces at the time, and the three-dimensional shape data group generation step, when the three-dimensional shape measuring apparatus measures the three-dimensional shape of the reference object, When the surface is irradiated with light, the amount or color of reflected light from each surface may be measured .

このように構成した本発明の他の特徴によれば、基準物体のそれぞれの面を識別するための識別パラメータを記憶手段に予め記憶しておくとともに、予め設定した座標系に基づく基準物体のそれぞれの面における法線ベクトルおよび基準物体のそれぞれの面によって形成される頂点の座標を記憶手段に予め記憶しておけば、立体形状データ群生成ステップ、抽出ステップおよびベクトル・座標計算ステップにより、複数の異なる視点ごとに、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標がそれぞれ計算され、また読出しステップにより前記記憶手段に記憶されていて前記計算された法線ベクトルおよび頂点に対応した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標が読み出される。そして、座標変換係数計算ステップにより、前記複数の異なる視点ごとに計算させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標と、前記読み出しステップで読み出させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標とにより、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数が自動的に計算される。したがって、作業者は、基準物体の測定を１回行う操作のみで複数の異なる座標系に基づく３次元形状データを基準座標系に基づく３次元形状データに変換する座標変換係数を計算することができ作業効率が良好となる。 According to another feature of the present invention thus configured, along with previously stored in the memorize means identification parameter for identifying each surface of the reference object, the reference object based on a preset coordinate system each coordinates of the vertex formed by the surface previously stored in the storage means you fluff normal vector and the reference object at each surface, the three-dimensional shape data group generation step, the extraction step and the vector coordinate calculating step, For each of a plurality of different viewpoints, normal vectors in at least three surfaces of the extracted reference object and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces are respectively calculated and stored in the storage means by a reading step. at least three surfaces of the reference object corresponding to a normal vector and apex is the calculated have Kicking vertex formed by the normal vector and the at least three surfaces coordinates are read out. Then, the coordinate transformation coefficient calculation step calculates the normal vector in at least three surfaces of the reference object calculated for each of the plurality of different viewpoints and the coordinates of the vertex formed by the at least three surfaces, and in the reading step Three-dimensional shape data based on a coordinate system for each of a plurality of different viewpoints is obtained based on the normal vectors in at least three surfaces of the read reference object and the coordinates of vertices formed by the at least three surfaces. A coordinate conversion coefficient for conversion into three-dimensional shape data based on the coordinate system is automatically calculated. Therefore, the operator can calculate the coordinate conversion coefficient for converting the three-dimensional shape data based on a plurality of different coordinate systems into the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system with only one operation of measuring the reference object. Work efficiency is improved.

また、本発明は方法の発明として実施できるばかりでなく、装置の発明およびコンピュータプログラムの発明としても実施できるものである。 The present invention can be implemented not only as a method invention but also as an apparatus invention and a computer program invention.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の座標変換係数取得方法に利用される３次元画像生成装置の基本構成を示す概略図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a three-dimensional image generation apparatus used in the coordinate conversion coefficient acquisition method of the present invention.

この３次元画像生成装置は、異なる位置に配置されて基台１０上に形成された測定対象空間に向けた３台の３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備えている。これらの３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、レーザ光を用いて基台１０上に載置された物体の３次元立体表面形状を測定して同測定結果を表す３次元表面形状測定情報を出力するとともに、同物体表面からの反射光の光量を測定して同測定結果を表す反射光量測定情報を出力する。 The three-dimensional image generation apparatus includes three three-dimensional shape measurement apparatuses 20A, 20B, and 20C that are arranged at different positions and are directed to the measurement target space formed on the base 10. These three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C measure the three-dimensional surface shape of an object placed on the base 10 using laser light and represent the measurement results. , And the amount of reflected light from the surface of the object is measured to output reflected light amount measurement information representing the measurement result.

これらの３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとしては、レーザ光を用いて物体の３次元表面形状を測定して同測定した３次元表面形状を表す信号を出力するとともに、同物体表面からの反射光量を表す信号を出力するものであれば、いかなる３次元形状測定装置をも利用できる。本実施形態においては、レーザ光を用いて３角測量法に従って物体の３次元表面形状を測定するとともに、同物体表面からの反射光量を測定するものを簡単に紹介しておく。なお、本実施形態では、レーザ光を用いるようにしているが、３次元物体の表面形状、反射率および色などを識別することが可能であれば他の光を用いてもよい。 These three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C measure the three-dimensional surface shape of an object using laser light and output a signal representing the measured three-dimensional surface shape. Any three-dimensional shape measuring apparatus can be used as long as it outputs a signal representing the amount of reflected light. In this embodiment, a method for measuring the three-dimensional surface shape of an object according to a triangulation method using laser light and measuring the amount of reflected light from the object surface will be briefly introduced. In this embodiment, laser light is used. However, other light may be used as long as the surface shape, reflectance, color, and the like of the three-dimensional object can be identified.

この３次元形状測定装置においては、レーザ光源から物体に向けて出射されるレーザ光の進行方向にほぼ垂直な仮想平面を想定するとともに、同仮想平面上にて互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って分割した多数の微小エリアを想定する。そして、３次元形状測定装置は、前記多数の微小エリアにレーザ光を順次照射し、物体からの反射光によって前記微小エリアが規定する物体表面までの距離をＺ軸方向距離として順次検出して、物体の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報を得て、同３次元形状測定装置に面した物体表面の形状を測定する。また、この３次元形状測定装置は、前記物体表面の形状を測定すると同時に、物体からの反射光を前記微小エリアごとに検出して、前記微小エリアごとの反射光の光量を測定するものである。 In this three-dimensional shape measuring apparatus, a virtual plane that is substantially perpendicular to the traveling direction of laser light emitted from a laser light source toward an object is assumed, and an X-axis direction and a Y-axis that are orthogonal to each other on the virtual plane. Assume a large number of minute areas divided along the direction. Then, the three-dimensional shape measuring apparatus sequentially irradiates the plurality of minute areas with laser light, sequentially detects the distance to the object surface defined by the minute areas by reflected light from the object as a Z-axis direction distance, Information on X, Y, and Z coordinates representing each divided area position obtained by dividing the surface of the object into minute areas is obtained, and the shape of the object surface facing the three-dimensional shape measuring apparatus is measured. In addition, this three-dimensional shape measuring apparatus measures the shape of the object surface and simultaneously detects the reflected light from the object for each minute area and measures the amount of reflected light for each minute area. .

したがって、この３次元形状測定装置は、出射レーザ光の向きをＸ軸方向に変化させるＸ軸方向走査器と、出射レーザ光の向きをＹ軸方向に変化させるＹ軸方向走査器と、物体表面にて反射された反射レーザ光を受光して物体表面までの距離および同物体表面からの反射光量を検出する光検出器とを備えている。Ｘ軸方向走査器およびＹ軸方向走査器としては、レーザ光源からの出射レーザ光の光路をＸ軸方向およびＹ軸方向に独立に変化させ得る機構であればよく、例えば、レーザ光源自体をＸ軸方向およびＹ軸方向の軸線回りに電動モータによって回転させたり、出射レーザ光の光路に設けられてその方向を変更するガルバノミラーをＸ軸方向およびＹ軸方向の軸線回りに電動モータによって回転させる機構を利用できる。光検出器としては、前記出射レーザ光の光路に追従して回転し、物体表面にて反射された反射レーザ光を集光する結像レンズおよび同集光したレーザ光を受光するＣＣＤなどの複数の受光素子を一列に配置させたラインセンサからなり、ラインセンサによる反射レーザ光の受光位置によって物体表面までの距離を検出するとともに、同反射レーザ光の受光幅によって、同物体表面からの反射光の光量を検出する。 Accordingly, the three-dimensional shape measuring apparatus includes an X-axis direction scanner that changes the direction of the emitted laser light in the X-axis direction, a Y-axis direction scanner that changes the direction of the emitted laser light in the Y-axis direction, and an object surface. And a photodetector that detects the distance to the object surface and the amount of light reflected from the object surface by receiving the reflected laser light reflected by the light source. The X-axis direction scanner and the Y-axis direction scanner may be any mechanism that can change the optical path of the laser beam emitted from the laser light source independently in the X-axis direction and the Y-axis direction. Rotate by an electric motor around the axis in the axial direction and the Y-axis direction, or rotate a galvano mirror provided in the optical path of the emitted laser light and changing its direction by an electric motor around the axis in the X-axis direction and the Y-axis direction A mechanism is available. As the photodetector, a plurality of imaging lenses such as an imaging lens that rotates following the optical path of the emitted laser beam and collects the reflected laser beam reflected on the object surface and a CCD that receives the collected laser beam are used. The light sensor is arranged in a line, and the distance to the object surface is detected by the position of the reflected laser beam received by the line sensor, and the reflected light from the object surface is detected by the light reception width of the reflected laser beam. The amount of light is detected.

したがって、このような３次元形状測定装置は、物体の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報として、Ｘ軸方向走査器による出射レーザ光の基準方向に対するＸ軸方向への傾きθｘ、Ｙ軸方向走査器による出射レーザ光の基準方向に対するＹ軸方向への傾きθｙ、光検出器による物体表面までの距離Ｌｚ、および同光検出器による物体表面からの反射光量Ｌｚｓとが、前記仮想したＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って分割した多数の微小エリアごとに出力される。より具体的には、Ｘ軸およびＹ軸方向への傾きθｘ，θｙは、電動モータの基準位置からの回転角である。また、物体表面までの距離Ｌｚは、ラインセンサにおける反射レーザ光の受光位置であり、物体表面からの反射光量Ｌｚｓは、ラインセンサにおける反射レーザ光の受光幅である。 Therefore, such a three-dimensional shape measuring apparatus uses the reference direction of the laser beam emitted by the X-axis direction scanner as information on the X, Y, and Z coordinates representing the divided area positions obtained by dividing the surface of the object into minute areas. The tilt θx in the X-axis direction with respect to the angle, the tilt θy in the Y-axis direction with respect to the reference direction of the laser beam emitted by the Y-axis direction scanner, the distance Lz to the object surface by the photodetector, and the object surface by the photodetector Is output for each of a large number of minute areas divided along the virtual X-axis direction and Y-axis direction. More specifically, the inclinations θx and θy in the X-axis and Y-axis directions are rotation angles from the reference position of the electric motor. The distance Lz to the object surface is the light receiving position of the reflected laser light at the line sensor, and the reflected light amount Lzs from the object surface is the light receiving width of the reflected laser light at the line sensor.

これらの３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃには、コントローラ３１および３次元画像データ処理装置３２が接続されている。コントローラ３１は、キーボードからなる入力装置３３からの指示に従って３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの作動を制御する。また、コントローラ３１は、入力装置３３からの指示に従って３次元画像データ処理装置３２の作動を制御するとともに、同入力装置３３にて入力されたデータを３次元画像データ処理装置３２に供給する。 A controller 31 and a three-dimensional image data processing device 32 are connected to these three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C. The controller 31 controls the operation of the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C in accordance with instructions from the input device 33 that is a keyboard. Further, the controller 31 controls the operation of the three-dimensional image data processing device 32 in accordance with an instruction from the input device 33 and supplies the data input by the input device 33 to the three-dimensional image data processing device 32.

３次元画像データ処理装置３２は、コンピュータ装置によって構成されて図２の座標変換係数演算プログラムおよび図３の合成立体形状表示プログラムの実行により、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの３次元画像に関する情報、具体的には、Ｘ軸方向への傾きθｘ、Ｙ軸方向への傾きθｙ、物体表面までの距離Ｌｚを入力して、測定対象空間内に位置する物体の３次元画像を任意の方向から見て表示可能な３次元画像データを生成するとともに、物体表面からの反射光量Ｌｚｓを入力して、測定対象空間内に位置する物体表面の前記微小エリアごとの反射光量を算出する。 The three-dimensional image data processing device 32 is constituted by a computer device, and executes the three-dimensional shape measurement devices 20A, 20B, and 20C from the three-dimensional shape measurement devices 20A, 20B, and 20C by executing the coordinate transformation coefficient calculation program of FIG. 2 and the combined three-dimensional shape display program of FIG. Information about an image, specifically, a tilt θx in the X-axis direction, a tilt θy in the Y-axis direction, and a distance Lz to the object surface are input to arbitrarily select a three-dimensional image of the object located in the measurement target space The three-dimensional image data that can be displayed when viewed from the direction is generated, and the amount of reflected light Lzs from the object surface is input to calculate the amount of reflected light for each minute area of the object surface located in the measurement target space.

この３次元画像データ処理装置３２には、表示装置３４が接続されている。表示装置３４は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴディスプレイなどを備えており、３次元画像データ処理装置３２からの３次元画像データに基づいて測定対象空間内に位置する物体の３次元画像を表示する。 A display device 34 is connected to the three-dimensional image data processing device 32. The display device 34 includes a liquid crystal display, a plasma display, a CRT display, and the like, and displays a three-dimensional image of an object located in the measurement target space based on the three-dimensional image data from the three-dimensional image data processing device 32. .

次に、このように構成した３次元画像生成装置の作動について説明する。作業者は、まず、基準物体４０を基台１０の適当な位置に配置する。基準物体４０は、後述する座標変換係数を計算する際に基準となる物体であり、精密な直方体に形成されているとともに、各面の反射率がそれぞれ異なるように形成されている。図においては、この各面の反射率の違いを各面上の模様の違いによって表している。 Next, the operation of the three-dimensional image generation apparatus configured as described above will be described. The worker first places the reference object 40 at an appropriate position on the base 10. The reference object 40 is an object used as a reference when calculating a coordinate conversion coefficient, which will be described later. The reference object 40 is formed in a precise rectangular parallelepiped, and is formed so that the reflectance of each surface is different. In the figure, the difference in reflectance between the surfaces is represented by the difference in pattern on each surface.

この基準物体４０の各面にレーザ光を照射した場合における各面からの反射光の光量は事前に作業者により認識されており、３次元画像データ処理装置３２の記憶装置に識別パラメータとして予め記憶されている。この場合、作業者により基準物体４０の各面のうち３つの面が基準面として特定されており、この３つの基準面からの各反射光の光量が基準面データとしての基準反射光量として３次元画像データ処理装置３２の記憶装置に記憶されている。ここで基準物体４０の各面から特定される３つの基準面とは、後述する座標変換係数を計算する際にそれぞれ基準となる面であり、基準物体４０の各面のうち互いに隣り合う３つの面が作業者により予め選定される。なお、この３つの基準面は、基準物体４０の各面のうち３つの面による頂点の座標値が得られる面であれば、どのような面の組み合わせであってもよいが、同頂点の座標値を精度よく得るためには、互いに隣り合う３つの面であることが望ましい。また、この基準物体４０の互いに対向する各面間の距離も作業者により事前に認識されており、３次元画像データ処理装置３２の記憶装置に予め記憶されている。この基準物体４０は、基準物体４０の各面のうちの互いに隣り合ういずれか３つの面が３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにそれぞれ面する向きで基台１０上に配置される。 When each surface of the reference object 40 is irradiated with laser light, the amount of reflected light from each surface is recognized in advance by an operator, and stored in advance as an identification parameter in the storage device of the three-dimensional image data processing device 32. Has been. In this case, three surfaces of the surfaces of the reference object 40 are specified by the operator as reference surfaces, and the amount of reflected light from the three reference surfaces is three-dimensionally as the reference reflected light amount as reference surface data. It is stored in the storage device of the image data processing device 32. Here, the three reference planes identified from the respective surfaces of the reference object 40 are surfaces that serve as references when calculating the coordinate conversion coefficient described later, and three adjacent surfaces of the respective surfaces of the reference object 40 are adjacent to each other. The surface is preselected by the operator. The three reference surfaces may be any combination of surfaces as long as the coordinate values of the vertices of the three surfaces of the reference object 40 can be obtained. In order to obtain a value with high accuracy, it is desirable that the three surfaces be adjacent to each other. Further, the distance between the surfaces of the reference object 40 facing each other is also recognized in advance by the operator and stored in advance in the storage device of the three-dimensional image data processing device 32. The reference object 40 is arranged on the base 10 in such a direction that any three surfaces adjacent to each other of the surfaces of the reference object 40 face the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C.

次に、作業者は、入力装置３３を操作して座標変換係数の演算を指示する。この座標変換係数の演算の指示は、コントローラ３１を介して３次元画像データ処理装置３２に伝達され、３次元画像データ処理装置３２は、図２の座標変換係数演算プログラムの実行をステップＳ１０に開始して、ステップＳ１２にて、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによる測定情報の入力を待つ。 Next, the operator operates the input device 33 to instruct the calculation of the coordinate conversion coefficient. The instruction for calculating the coordinate conversion coefficient is transmitted to the three-dimensional image data processing device 32 via the controller 31, and the three-dimensional image data processing device 32 starts execution of the coordinate conversion coefficient calculation program of FIG. 2 in step S10. In step S12, input of measurement information by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C is awaited.

３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、コントローラ３１によって制御され、測定対象空間内に配置された基準物体４０の３次元立体形状の測定を開始するとともに、基準物体４０の表面形状を表す情報および基準物体４０の表面からの反射光の光量を表す情報を３次元画像データ処理装置３２にそれぞれ出力する。すなわち、基準物体４０の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報（具体的には、傾きθｘ，θｙおよび距離Ｌｚ）および基準物体４０の物体表面からの反射光の光量に関する情報（具体的には、反射光量Ｌｚｓ）をそれぞれ出力する。したがって、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ１２にて、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから出力された前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報および基準物体４０の物体表面からの反射光の光量に関する情報を入力する。 The three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C are controlled by the controller 31 to start measurement of the three-dimensional solid shape of the reference object 40 arranged in the measurement target space, and also represent the surface shape of the reference object 40 Information indicating the amount of reflected light from the surface of the reference object 40 is output to the three-dimensional image data processing device 32. That is, from the information (specifically, inclination θx, θy and distance Lz) regarding the X, Y, and Z coordinates representing the divided area positions obtained by dividing the surface of the reference object 40 into minute areas, and the object surface of the reference object 40 Information on the amount of reflected light (specifically, the amount of reflected light Lzs) is output. Accordingly, in step S12, the three-dimensional image data processing device 32 receives the information regarding the X, Y, and Z coordinates output from the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C and the reflected light from the object surface of the reference object 40. Enter information about the amount of light.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ１４にて、前記入力した３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０ＣからのＸ，Ｙ，Ｚ座標に関する情報および基準物体４０の物体表面からの反射光の光量に関する情報に基づいて、測定対象空間内に位置する基準物体４０の３次元表面形状を表す立体形状データ群を３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃごとにそれぞれ計算する。すなわち、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによって規定される３種類の各座標系Ａ，Ｂ，Ｃでの基準物体４０の表面を微小エリアずつに分割した各分割エリア位置をそれぞれ３次元で表現する３次元座標データと、この３次元座標データに前記微小エリアずつに分割した各分割エリア位置ごとの反射光の光量を表す反射光量データを対応させた多数のデータセットの集合を計算し、３組の立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを得る。この３組の立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃは各座標系Ａ，Ｂ，Ｃにおける各座標値Ｘ，Ｙ，Ｚおよび各反射光量Ｑで表される。具体的には、立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを構成する各データセットは、（ｘａ，ｙａ，ｚａ，ｑａ），（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ，ｑｂ），（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ，ｑｃ）でそれぞれ表される。 Next, in step S14, the three-dimensional image data processing device 32 reflects the input information about the X, Y, and Z coordinates from the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C and the reflection of the reference object 40 from the object surface. Based on the information on the amount of light, a three-dimensional shape data group representing the three-dimensional surface shape of the reference object 40 located in the measurement target space is calculated for each of the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C. That is, each divided area position obtained by dividing the surface of the reference object 40 in each of the three types of coordinate systems A, B, and C defined by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C into minute areas is three-dimensional. A set of a large number of data sets corresponding to the three-dimensional coordinate data to be expressed and the reflected light amount data representing the light amount of the reflected light at each divided area position divided into the three-dimensional coordinate data into the three-dimensional coordinate data; Three sets of three-dimensional shape data groups Da, Db, and Dc are obtained. These three sets of three-dimensional shape data groups Da, Db, Dc are represented by coordinate values X, Y, Z and reflected light quantities Q in the coordinate systems A, B, C. Specifically, each data set constituting the three-dimensional shape data group Da, Db, and Dc, (xa, ya, za , qa), (x b, yb, zb, qb), (x c, yc, zc , Qc).

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ１６にて、各座標系Ａ，Ｂ，Ｃに対応した立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃのそれぞれに対して、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにそれぞれ面した基準物体４０の互いに隣り合ういずれか３つの面、すなわち３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによってそれぞれ測定された基準物体４０の３つの測定面をそれぞれ表す３つのサブ立体形状データ群を抽出する。具体的には、３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている基準物体４０の各面からの反射光量データと一致するまたは所定の判別値内にある前記立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを構成するデータセット中の反射光量Ｑ（ｑａ，ｑｂ，ｑｃ）ごとに、各座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ），（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ），（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を分類する。この場合、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにそれぞれ面した基準物体４０の３つの測定面に対応して、９組のサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３がそれぞれ生成される。 Next, in step S16, the three-dimensional image data processing device 32 applies the three-dimensional shape measurement devices 20A, 20D to the three-dimensional shape data groups Da, Db, Dc corresponding to the coordinate systems A, B, C, respectively. Three sub-surfaces representing any three surfaces adjacent to each other of the reference object 40 facing 20B and 20C, that is, three measurement surfaces of the reference object 40 respectively measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B and 20C. A three-dimensional shape data group is extracted. Specifically, the three-dimensional shape data groups Da, Db, Dc that match the reflected light amount data from each surface of the reference object 40 stored in advance in the three-dimensional image data processing device 32 or are within a predetermined discrimination value. It reflected light amount Q in the data set constituting the (qa, qb, qc) each, each coordinate value (xa, ya, za), (xb, yb, zb), classifying (x c, yc, zc) . In this case, nine sets of sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3, Db1, Db2, Db3 corresponding to the three measurement surfaces of the reference object 40 respectively facing the three-dimensional shape measurement apparatuses 20A, 20B, 20C. Dc1, Dc2, and Dc3 are generated respectively.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ１８にて、前記９組のサブ立体形状データ群によりそれぞれ表された基準物体４０の３つの測定面における各法線ベクトルおよび同３つの面の頂点の座標値をそれぞれ計算する。具体的に説明すると、直方体に形成されている基準物体４０の各表面は、下記数１によって表され、基準物体４０の表面に関する点群（各点群は、座標値ｘ，ｙ，ｚで表される）は、下記数１の平面に関する式を満足するはずである。 Next, in step S18, the three-dimensional image data processing device 32 calculates the normal vectors and the three surfaces of the three measurement surfaces of the reference object 40 respectively represented by the nine sets of sub-three-dimensional shape data groups. Calculate the vertex coordinate values respectively. More specifically, each surface of the reference object 40 formed in a rectangular parallelepiped is represented by the following formula 1, and a point group related to the surface of the reference object 40 (each point group is represented by coordinate values x, y, z). Is to satisfy the equation regarding the plane of the following equation (1).

したがって、前記ステップＳ１６の処理によって抽出した９組のサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３に対して、各サブ立体形状データ群ごとに同サブ立体形状データ群を構成する点群（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１〜ｎ）を前記数１の左辺に代入にて、その値の２乗和が最小となるａ，ｂ，ｃ，ｄを最小２乗法を用いて計算し、同サブ立体形状データ群が表す基準物体４０の３つの測定面の各平面の式をそれぞれ求める。これらの平面の式におけるａ，ｂ，ｃが、それぞれのサブ立体形状データ群によって表される基準物体４０の３つの測定面の法線ベクトル（αａ１，βａ１，γａ１），（αａ２，βａ２，γａ２），（αａ３，βａ３，γａ３），（αｂ１，βｂ１，γｂ１），（αｂ２，βｂ２，γｂ２），（αｂ３，βｂ３，γｂ３），（αｃ１，βｃ１，γｃ１），（αｃ２，βｃ２，γｃ２），（αｃ３，βｃ３，γｃ３）である。また、各座標系Ａ，Ｂ，Ｃにおけるそれぞれの基準物体４０の３つの測定面に対応した３つの平面の式によりそれぞれ連立方程式を立て、これらの連立方程式を解くことによって、各座標系Ａ，Ｂ，Ｃにおけるそれぞれの基準物体４０の３つの測定面の頂点の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ），（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ），（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を求めることができる。 Therefore, for the nine sets of sub-stereoscopic shape data groups Da1, Da2, Da3, Db1, Db2, Db3, Dc1, Dc2, and Dc3 extracted by the processing of step S16, the same sub-stereoscopic shape data group is obtained for each sub-stereoscopic shape data group. By substituting the point group (xi, yi, zi) (i = 1 to n) constituting the shape data group into the left side of the equation 1, a, b, c, d that minimizes the square sum of the values. Are calculated using the least squares method, and the respective plane equations of the three measurement surfaces of the reference object 40 represented by the sub three-dimensional shape data group are obtained. In these plane equations, a, b, and c are normal vectors (αa1, βa1, γa1), (αa2, βa2, γa2) of the three measurement surfaces of the reference object 40 represented by the respective sub solid shape data groups. ), (Αa3, βa3, γa3), (αb1, βb1, γb1), (αb2, βb2, γb2), (αb3, βb3, γb3), (αc1, βc1, γc1), (αc2, βc2, γc2), (Αc3, βc3, γc3). In addition, simultaneous equations are established by equations of three planes corresponding to the three measurement surfaces of the respective reference objects 40 in the respective coordinate systems A, B, and C, and by solving these simultaneous equations, each coordinate system A, The coordinate values (Xa, Ya, Za), (Xb, Yb, Zb), (Xc, Yc, Zc) of the vertices of the three measurement surfaces of the respective reference objects 40 in B and C can be obtained.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ２０にて、各座標系Ａ、Ｂ，Ｃにおけるそれぞれの基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値を計算する。この基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値を計算する処理は、次のサブステップ１〜４の処理からなり、これらのサブステップ１〜４の処理が９組のサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３ごとに繰り返し実行されて、９組の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３，Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３および３つの頂点の座標値Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが計算される。これら９組の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３，Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３および３つの頂点の座標値Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによって規定される３種類の座標系Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、基準物体４０の３つの基準面の法線ベクトルを表すデータセット（α，β，γベクトル成分）および同３つの基準面の頂点を表すデータセット（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値）である。なお、以下に示すサブステップ１〜４の処理においては、座標系Ａ、すなわちサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３から基準物体４０の３つの基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３および同３つの基準面の頂点の座標値Ｔａを計算する処理を例として説明する。 Next, in step S20, the three-dimensional image data processing device 32 determines the normal vectors of the three reference planes and the vertices of the three reference planes of the reference objects 40 in the coordinate systems A, B, and C, respectively. Calculate coordinate values. The processing for calculating the respective normal vectors of the three reference surfaces of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three reference surfaces includes the following sub-steps 1 to 4. Is repeatedly performed for each of the nine sets of sub-solid shape data groups Da1, Da2, Da3, Db1, Db2, Db3, Dc1, Dc2, and Dc3, and nine sets of normal vectors Pa1, Pa2, Pa3, Pb1, Pb2 , Pb3, Pc1, Pc2, Pc3 and three vertex coordinate values Ta, Tb, Tc are calculated. The nine sets of normal vectors Pa1, Pa2, Pa3, Pb1, Pb2, Pb3, Pc1, Pc2, and Pc3 and the coordinate values Ta, Tb, and Tc of the three vertices are defined by the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C. Data sets (α, β, γ vector components) representing the normal vectors of the three reference surfaces of the reference object 40 and data representing the vertices of the three reference surfaces in the three types of coordinate systems A, B, C Set (X, Y, Z coordinate values). In the processing of substeps 1 to 4 shown below, the normal vectors Pa1, Pa2, Pa3 of the three reference planes of the reference object 40 from the coordinate system A, that is, the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3 and the same. A process for calculating the coordinate values Ta of the vertices of the three reference planes will be described as an example.

サブステップ１：サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３によりそれぞれ表される基準物体４０の３つの測定面が、それぞれ基準物体４０の３つの基準面のうちのいずれか１つに該当するかを判定する。具体的には、各サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３ごとに、同サブ立体形状データ群中における反射光量Ｑの値（ｑａ１，ｑａ２，ｑａ３）と３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている基準物体４０の３つの基準面の各基準反射光量データとをそれぞれ比較する。この場合、３つの基準反射光量データのうちのいずれか１つの基準反射光量データと一致するまたは所定の判別値内にある反射光量Ｑの値（ｑａ１，ｑａ２，ｑａ３）を含むサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す測定面を、基準物体４０の３つの基準面のうちの１つの基準面であると判定する。そして、この基準面と判定されたサブ立体形状データ群によって表される測定面の法線ベクトルを、該当する基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３とする。一方、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す３つの測定面の中に、３つの基準面のいずれとも一致しない面がある場合には、３つの基準面に対応する３つの法線ベクトルが得られないため不足している基準面の法線ベクトルを取得するためにサブステップ２の処理を実行する。 Sub-step 1: Whether the three measurement surfaces of the reference object 40 respectively represented by the sub solid shape data groups Da1, Da2, Da3 correspond to any one of the three reference surfaces of the reference object 40, respectively. judge. Specifically, for each sub-stereoscopic shape data group Da1, Da2, Da3, the value of the reflected light quantity Q (qa1, qa2, qa3) in the sub-stereoscopic shape data group and the three-dimensional image data processing device 32 are stored in advance. The reference reflected light amount data of the three reference surfaces of the reference object 40 being compared are respectively compared. In this case, the sub-stereoscopic shape data group including the values (qa1, qa2, qa3) of the reflected light amount Q that coincides with any one of the three reference reflected light amount data or is within a predetermined determination value. The measurement surface represented by Da1, Da2, and Da3 is determined to be one of the three reference surfaces of the reference object 40. Then, the normal vector of the measurement surface represented by the sub solid shape data group determined as the reference surface is set as the normal vector Pa1, Pa2, Pa3 of the corresponding reference surface. On the other hand, when there are surfaces that do not match any of the three reference surfaces among the three measurement surfaces represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, and Da3, three normal vectors corresponding to the three reference surfaces In order to acquire the normal vector of the deficient reference plane because the above cannot be obtained, the process of sub-step 2 is executed.

サブステップ２：基準物体４０の３つの基準面のいずれとも一致しないサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す３つの測定面における法線ベクトルの符号を反転し、不足している基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３とする。基準物体４０は、直方体に形成されているとともに、３つの基準面は互いに隣り合うように選定されているため、ある測定面が３つの基準面のいずれでもない場合、この測定面の反対側の面は必ず３つの基準面のうちの１つであるから、基準物体４０が精密な直方体であれば、すなわちこの測定面とその反対側の基準面が平行な関係にあれば同測定面における法線ベクトルの符号を反転させることにより、同測定面の反対側の基準面の法線ベクトルを取得することができる。 Sub-step 2: The signs of the normal vectors in the three measurement planes represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3 that do not coincide with any of the three reference planes of the reference object 40 are reversed, and the missing reference planes Let normal vectors Pa1, Pa2, and Pa3. Since the reference object 40 is formed in a rectangular parallelepiped and the three reference surfaces are selected to be adjacent to each other, when a certain measurement surface is not any of the three reference surfaces, the reference object 40 is located on the opposite side of the measurement surface. Since the surface is always one of the three reference surfaces, if the reference object 40 is a precise rectangular parallelepiped, that is, if the measurement surface and the opposite reference surface are in a parallel relationship, the method on the measurement surface is the same. By inverting the sign of the line vector, the normal vector of the reference surface on the opposite side of the measurement surface can be acquired.

サブステップ３：サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３を用いて、基準物体４０の３つの基準面の頂点の座標値を計算する。具体的には、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３によって表される３つの測定面がすべて基準物体４０の基準面である場合には、前記ステップＳ１８にて計算された基準物体４０の３つの面の頂点の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を基準物体４０の３つの基準面の頂点の座標値Ｔａとする。一方、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す３つの測定面の中に３つの基準面のいずれとも一致しない面がある場合には、３つの基準面における頂点の座標値を計算するためにサブステップ４に進む。 Sub-step 3: The coordinate values of the vertices of the three reference planes of the reference object 40 are calculated using the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, and Da3. Specifically, when all the three measurement surfaces represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3 are reference surfaces of the reference object 40, 3 of the reference object 40 calculated in the step S18. The coordinate values (Xa, Ya, Za) of the vertices of the two surfaces are set as the coordinate values Ta of the vertices of the three reference surfaces of the reference object 40. On the other hand, when there are surfaces that do not match any of the three reference surfaces among the three measurement surfaces represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3, the coordinate values of the vertices on the three reference surfaces are calculated. Proceed to sub-step 4.

サブステップ４：サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す３つの測定面の頂点を、同３つの測定面と一致しない基準面の方向に同測定面と対向する基準面の距離だけ移動させることにより３つの基準面の頂点を得る。 Sub-step 4: Move the vertices of the three measurement surfaces represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3 in the direction of the reference surface that does not coincide with the three measurement surfaces by the distance of the reference surface facing the measurement surface. Thus, the vertexes of the three reference planes are obtained.

このサブステップ４の処理を具体例を挙げて説明する。図４は、基準物体４０を示している。図において、３つの基準面をＡ，Ｄ，Ｅとし、同基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値を（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とする。そして、３つの測定面をＡ，Ｂ，Ｃとし、同測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。この場合、基準面Ａ，Ｄ，Ｅのうち測定面Ａ，Ｂ，Ｃと一致しない面は基準面Ｄおよび基準面Ｅであるから、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を測定面Ｂから基準面Ｄの方向に距離Ｌ１だけ移動させるとともに、その後測定面Ｃから基準面Ｅの方向に距離Ｌ２だけ移動させることによって基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点を求めることができる。すなわち、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に、距離Ｌ１および距離Ｌ２を加算することにより基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を得ることができる。この場合、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を２つの距離Ｌ１，Ｌ２だけ移動させる場合の方向、すなわち測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に加算する距離Ｌ１および距離Ｌ２の符号は、測定面Ｂおよび測定面Ｄの各法線ベクトルの反対方向のベクトル、すなわち基準面Ｄおよび基準面Ｅの法線ベクトルの向きにより決定することができる。したがって、基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）は下記数２により計算することができる。なお、下記数２において、（αｄ，βｄ，γｄ）は基準面Ｄの法線ベクトルであり、（αｅ，βｅ，γｅ）は基準面Ｅの法線ベクトルである。 The process of sub-step 4 will be described with a specific example. FIG. 4 shows the reference object 40. In the figure, the three reference surfaces are A, D, and E, and the coordinate values of the vertices of the reference surfaces A, D, and E are (X ′, Y ′, Z ′). The three measurement surfaces are A, B, and C, and the coordinate values of the vertices of the measurement surfaces A, B, and C are (X, Y, Z). In this case, since the reference surfaces A, D, and E that do not coincide with the measurement surfaces A, B, and C are the reference surface D and the reference surface E, the vertices of the measurement surfaces A, B, and C are referenced from the measurement surface B. The vertexes of the reference surfaces A, D, and E can be obtained by moving the distance D1 in the direction of the surface D and then moving the distance L2 from the measurement surface C in the direction of the reference surface E. That is, by adding the distance L1 and the distance L2 to the coordinate values (X, Y, Z) of the vertices of the measurement surfaces A, B, C, the coordinate values (X ′, Y) of the vertices of the reference surfaces A, D, E are added. ', Z') can be obtained. In this case, the distance when the vertexes of the measurement surfaces A, B, C are moved by two distances L1, L2, that is, the distance added to the coordinate values (X, Y, Z) of the vertexes of the measurement surfaces A, B, C. The signs of L1 and distance L2 can be determined by the vectors in the opposite directions of the normal vectors of measurement plane B and measurement plane D, that is, the directions of the normal vectors of reference plane D and reference plane E. Therefore, the coordinate values (X ′, Y ′, Z ′) of the vertices of the reference planes A, D, E can be calculated by the following formula 2. In Equation 2, (αd, βd, γd) is a normal vector of the reference plane D, and (αe, βe, γe) is a normal vector of the reference plane E.

すなわち、このサブステップ４では、前記サブステップ２により計算された基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３について、前記数２に示す計算処理を実行する。この場合、座標値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）は、３つの基準面の頂点の座標値Ｔａであり、座標値（Ｘ、Ｙ，Ｚ）は、前記ステップＳ１８にて計算された基準物体４０の３つの面の頂点の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）であり、距離Ｌ１，Ｌ２は、３次元画像データ処理装置３２に記憶されている基準物体４０の互いに対向する各面間の距離データであり、法線ベクトル（αｄ，βｄ，γｄ），（αｅ，βｅ，γｅ）は、前記サブステップ２により計算された基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３である。なお、３つの測定面のうち２つの測定面が基準面である場合、例えば、面Ａ，Ｃ，Ｄが測定面であった場合には、測定面Ａ，Ｃ，Ｄの頂点の座標値に距離Ｌ２のみを加算することにより基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を得ることができる。このサブステップ３およびサブステップ４の処理により、基準物体４０の３つの基準面の頂点の座標値Ｔａを計算することができる。 That is, in this sub-step 4, the calculation process shown in the above equation 2 is executed for the normal vectors Pa1, Pa2, Pa3 of the reference plane calculated in the sub-step 2. In this case, the coordinate values (X ′, Y ′, Z ′) are the coordinate values Ta of the vertices of the three reference planes, and the coordinate values (X, Y, Z) are the reference values calculated in step S18. The coordinate values (Xa, Ya, Za) of the vertices of the three surfaces of the object 40, and the distances L1, L2 are the distances between the opposing surfaces of the reference object 40 stored in the three-dimensional image data processing device 32. It is distance data, and normal vectors (αd, βd, γd), (αe, βe, γe) are the normal vectors Pa1, Pa2, Pa3 of the reference plane calculated in the sub-step 2. When two measurement surfaces of the three measurement surfaces are reference surfaces, for example, when the surfaces A, C, and D are measurement surfaces, the coordinate values of the vertices of the measurement surfaces A, C, and D are used. By adding only the distance L2, the coordinate values (X ′, Y ′, Z ′) of the vertices of the reference planes A, D, E can be obtained. By the processes of sub-step 3 and sub-step 4, the coordinate values Ta of the vertices of the three reference surfaces of the reference object 40 can be calculated.

なお、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのそれぞれが基準物体の３つの基準面を測定した場合には、このステップＳ２０のサブステップ２〜４の処理はスキップされる。例えば、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを互いに僅かに異なる位置に配置するとともに、この３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに基準物体４０の３つの基準面が面するように配置して測定した場合などである。 When each of the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C measures three reference surfaces of the reference object, the processes of sub-steps 2 to 4 in step S20 are skipped. For example, the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C are arranged at slightly different positions, and the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C are arranged so that the three reference surfaces of the reference object 40 face each other. For example.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ２２にて、座標変換係数の計算処理を実行する。この座標変換係数の計算処理は、１つの座標系の立体形状データ群を他の座標系の立体形状データ群に変換するための変換係数を計算するものである。本実施形態においては、座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）を基準座標系とし、座標系Ｂ（３次元形状測定装置２０Ｂの座標系）および座標系Ｃ（３次元形状測定装置２０Ｃの座標系）の各座標値を前記基準座標系である座標系Ａにおける座標値に変換する。 Next, in step S22, the three-dimensional image data processing device 32 executes a coordinate conversion coefficient calculation process. This coordinate conversion coefficient calculation processing calculates a conversion coefficient for converting a solid shape data group of one coordinate system into a solid shape data group of another coordinate system. In the present embodiment, the coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) is used as the reference coordinate system, the coordinate system B (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20B) and the coordinate system C (the three-dimensional shape measuring apparatus). 20C) is converted into a coordinate value in the coordinate system A which is the reference coordinate system.

このステップＳ２２による座標変換係数の計算処理に先立ち、座標変換について簡単に説明しておく。Ｘ，Ｙ，Ｚ座標からなる第１座標系と、同第１座標系をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸回りにそれぞれθｘ，θｙ，θｚだけ回転させるとともに、同第１座標系の原点をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれａ，ｂ，ｃだけ移動させた第２座標系を想定する。第１座標系における１つのベクトルを（αａ，βａ，γａ）とするとともに、同第１座標系における一点の座標値を（ｘａ，ｙａ，ｚａ）とする。また、第２座標における前記１つのベクトルを（αｂ，βｂ，γｂ）とするとともに、同第２座標における前記一点の座標値を（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）とすると、ベクトルの場合、下記数３が成立するとともに、座標値の場合、下記数４が成立する。なお、この場合、ベクトル（αａ，βａ，γａ）とベクトル（αｂ，βｂ，γｂ）は、その大きさが同じとする。 Prior to the coordinate conversion coefficient calculation processing in step S22, the coordinate conversion will be briefly described. A first coordinate system composed of X, Y, and Z coordinates and the first coordinate system are rotated by θx, θy, and θz about the X, Y, and Z axes, respectively, and the origin of the first coordinate system is set to X Assume a second coordinate system moved by a, b, and c in the axial direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, respectively. One vector in the first coordinate system is (αa, βa, γa), and the coordinate value of one point in the first coordinate system is (xa, ya, za). When the one vector in the second coordinate is (αb, βb, γb) and the coordinate value of the one point in the second coordinate is (xb, yb, zb), In the case of coordinate values, the following equation 4 is established. In this case, it is assumed that the vector (αa, βa, γa) and the vector (αb, βb, γb) have the same size.

このステップＳ２２の座標変換係数の計算は、前記数３および数４中の行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３およびベクトル値ａ，ｂ，ｃを計算することを意味する。まず、座標系Ｂ（３次元形状測定装置２０Ｂの座標系）における座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を、基準座標系である座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）に変換するための座標変換係数を計算する。基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値に対応した座標系ＡにおけるデータセットＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｔａを（α’ａ１，β’ａ１，γ’ａ１），（α’ａ２，β’ａ２，γ’ａ２），（α’ａ３，β’ａ３，γ’ａ３），（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とし、同基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値に対応した座標系ＢにおけるデータセットＰｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３，Ｔｂを（α’ｂ１，β’ｂ１，γ’ｂ１），（α’ｂ２，β’ｂ２，γ’ｂ２），（α’ｂ３，β’ｂ３，γ’ｂ３），（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）とすると、下記数５〜８の関係が成立する。 The calculation of the coordinate conversion coefficient in step S22 is to calculate the matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, g33 and vector values a, b, c in the equations 3 and 4. Means. First, the coordinate values (xb, yb, zb) in the coordinate system B (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20B) are changed into the coordinate values in the coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) that is the reference coordinate system. A coordinate conversion coefficient for conversion to (xa, ya, za) is calculated. Data sets Pa1, Pa2, Pa3, Ta in the coordinate system A corresponding to the respective normal vectors of the three reference planes of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three reference planes (α′a1, β′a1, γ′a1), (α′a2, β′a2, γ′a2), (α′a3, β′a3, γ′a3), and (Xa, Ya, Za), and three references of the reference object 40 The data sets Pb1, Pb2, Pb3, Tb in the coordinate system B corresponding to the respective normal vectors of the surface and the coordinate values of the vertices of the three reference surfaces are (α′b1, β′b1, γ′b1), (α If 'b2, β'b2, γ'b2), (α'b3, β'b3, γ'b3), (Xb, Yb, Zb), the following relationships 5 to 8 are established.

この前記数５〜７の連立方程式を解くことにより、行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３を計算することができる。そして、この計算された行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３を前記数８に代入すればベクトル値ａ，ｂ，ｃを計算できる。これにより、座標系Ｂ（３次元形状測定装置２０Ｂの座標系）における座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を、基準座標系である座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）に変換するための座標変換係数が計算される。なお、座標系Ａにおける法線ベクトルと座標系Ｂにおける法線ベクトルの大きさが異なる場合には、下記数９〜１１の各係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を計算する。 The matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, g33 can be calculated by solving the simultaneous equations of Formulas 5-7. The vector values a, b, and c can be calculated by substituting the calculated matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, and g33 into the equation (8). As a result, the coordinate values (xb, yb, zb) in the coordinate system B (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20B) are converted into the coordinates in the coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) that is the reference coordinate system. Coordinate conversion coefficients for conversion to values (xa, ya, za) are calculated. When the normal vector in the coordinate system A and the normal vector in the coordinate system B are different in size, the coefficients K1, K2, and K3 of the following equations 9 to 11 are calculated.

この前記数９〜１１に示される各係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を、座標系Ｂにおける法線ベクトルに掛けてＫ１（α’ｂ１，β’ｂ１，γ’ｂ１），Ｋ２（α’ｂ２，β’ｂ２，γ’ｂ２），Ｋ３（α’ｂ３，β’ｂ３，γ’ｂ３）として、前記数５〜８の連立方程式を解くことにより、行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３および行列値ａ，ｂ，ｃを計算して、同様に座標変換係数を計算することができる。 The coefficients K1, K2, and K3 shown in Equations 9 to 11 are multiplied by the normal vector in the coordinate system B to obtain K1 (α′b1, β′b1, γ′b1), K2 (α′b2, β The matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23 are solved by solving the simultaneous equations of Equations 5 to 8 as' b2, γ'b2), K3 (α'b3, β'b3, γ'b3). , G31, g32, g33 and matrix values a, b, c can be calculated in the same manner to calculate the coordinate conversion coefficient.

次に、座標系Ｃ（３次元形状測定装置２０Ｃの座標系）における座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を、基準座標系である座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）に変換するための座標変換係数を計算する。この場合、基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値に対応した座標系ＢにおけるデータセットＰｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３，Ｔｂをそれぞれ表すベクトル（α’ｂ１，β’ｂ１，γ’ｂ１），（α’ｂ２，β’ｂ２，γ’ｂ２），（α’ｂ３，β’ｂ３，γ’ｂ３），（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）に代えて、同基準物体４０の３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値に対応した座標系ＣにおけるデータセットＰｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３，Ｔｃをそれぞれ表すベクトル（α’ｃ１，β’ｃ１，γ’ｃ１），（α’ｃ２，β’ｃ２，γ’ｃ２），（α’ｃ３，β’ｃ３，γ’ｃ３），（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を用いて、前記数５〜８を用いた計算と同様な計算により、座標系Ｃにおける座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を、基準座標系である座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）に変換するための座標変換係数が計算される。 Next, the coordinate values (xc, yc, zc) in the coordinate system C (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20C) are converted into the coordinates in the coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) that is the reference coordinate system. A coordinate conversion coefficient for conversion into values (xa, ya, za) is calculated. In this case, vectors (α ′) representing the data sets Pb1, Pb2, Pb3, Tb in the coordinate system B corresponding to the normal vectors of the three reference surfaces of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three reference surfaces, respectively. b1, β′b1, γ′b1), (α′b2, β′b2, γ′b2), (α′b3, β′b3, γ′b3), (Xb, Yb, Zb), Vectors (α′c1, respectively) representing data sets Pc1, Pc2, Pc3, Tc in the coordinate system C corresponding to the respective normal vectors of the three reference surfaces of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three reference surfaces β′c1, γ′c1), (α′c2, β′c2, γ′c2), (α′c3, β′c3, γ′c3), (Xc, Yc, Zc) Coordinate values in the coordinate system C (xc, c, and zc), coordinate values in a reference coordinate system coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measurement device 20A) (xa, ya, the coordinate conversion coefficient for converting the za) is calculated.

なお、座標系Ａにおける法線ベクトルと座標系Ｃにおける法線ベクトルの大きさが異なる場合においても、前記数９〜１１を用いた計算と同様な計算により、各係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を計算し、これらの各係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を、座標系Ｃにおける法線ベクトルに掛けてＫ１（α’ｃ１，β’ｃ１，γ’ｃ１），Ｋ２（α’ｃ２，β’ｃ２，γ’ｃ２），Ｋ３（α’ｃ３，β’ｃ３，γ’ｃ３）として、前記数５〜８の連立方程式を解くことにより、行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３および行列値ａ，ｂ，ｃを計算して、同様に座標変換係数を計算することができる。そして、ステップＳ２４にて、この座標変換係数演算プログラムの実行が終了される。 Even when the normal vector in the coordinate system A and the normal vector in the coordinate system C are different in size, the coefficients K1, K2, and K3 are calculated by the same calculation as that using the equations 9-11. These coefficients K1, K2, and K3 are multiplied by normal vectors in the coordinate system C to obtain K1 (α′c1, β′c1, γ′c1), K2 (α′c2, β′c2, γ ′). c2), K3 (α′c3, β′c3, γ′c3), the matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, By calculating g33 and matrix values a, b, and c, a coordinate conversion coefficient can be calculated in the same manner. In step S24, the execution of the coordinate conversion coefficient calculation program is terminated.

この座標変換系数演算プログラムの実行後、作業者は、基準物体４０を基台１０から取り除いて、図５に示すように、同基台１０上に測定対象物５０を配置する。そして、入力装置３３を操作して測定対象物５０の立体表示を指示する。これに応答して、３次元画像データ処理装置３２は、図３の合成立体形状表示プログラムの実行をステップＳ３０にて開始して、ステップＳ３２にて測定対象物５０の３次元立体形状を表す測定情報の入力を待つ。一方、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、コントローラ３１によって制御され、測定対象物５０の３次元立体表面形状の測定を開始する。そして、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが測定対象物５０の測定を終了すると、測定結果を表す情報を３次元画像データ処理装置３２に出力する。 After the execution of the coordinate conversion system number calculation program, the operator removes the reference object 40 from the base 10 and places the measurement object 50 on the base 10 as shown in FIG. Then, the input device 33 is operated to instruct the stereoscopic display of the measurement object 50. In response to this, the three-dimensional image data processing device 32 starts execution of the composite three-dimensional shape display program of FIG. 3 in step S30, and in step S32, the measurement representing the three-dimensional solid shape of the measurement object 50 is performed. Wait for information. On the other hand, the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C are controlled by the controller 31 and start measuring the three-dimensional solid surface shape of the measuring object 50. When the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C complete the measurement of the measurement object 50, the information indicating the measurement result is output to the three-dimensional image data processing apparatus 32.

３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ３２にて、前述したステップＳ１２の処理と同様にして３次元画像データ処理装置３２からの測定情報を入力する。なお、この場合、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからは、測定対象物５０の表面からの反射光の光量を表す情報も出力されるが、同情報は測定対象物５０の立体表示には不要であるので３次元画像データ処理装置３２は同情報の入力を無視する。そして、ステップＳ３４にて前述したステップＳ１４の処理と同様にして、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃごとに、各測定情報に基づいて測定対象物５０に関する３組の立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを得る。この３組の立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃもそれぞれ座標系Ａ，Ｂ，ＣによるＸ，Ｙ，Ｚ座標値で表されたもので、立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを構成する各データセットは、（ｘａ，ｙａ，ｚａ），（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ），（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）で表される。 In step S32, the three-dimensional image data processing device 32 inputs measurement information from the three-dimensional image data processing device 32 in the same manner as the processing in step S12 described above. In this case, information representing the amount of reflected light from the surface of the measurement object 50 is also output from the three-dimensional shape measurement apparatuses 20A, 20B, and 20C. Is unnecessary, the three-dimensional image data processing device 32 ignores the input of the same information. Then, in the same manner as in step S14 described above in step S34, for each of the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, 20C, three sets of three-dimensional shape data groups Da, Db and Dc are obtained. These three sets of three-dimensional shape data groups Da, Db, and Dc are also expressed by X, Y, and Z coordinate values in the coordinate systems A, B, and C, respectively, and each of the three-dimensional shape data groups Da, Db, and Dc is configured. The data set is represented by (xa, ya, za), (xb, yb, zb), (xc, yc, zc).

次に、ステップＳ３６にて、前記座標変換係数演算プログラムの実行によって計算した座標演算係数（すなわち、行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３とベクトル値ａ，ｂ，ｃ）を用いて、座標系ＢおよびＣの立体形状データ群Ｄｂ，Ｄｃを座標系Ａの立体形状データ群Ｄｂ’，Ｄｃ’にそれぞれ変換する。この場合、前述した数４の演算の実行によって変換は行われる。 Next, in step S36, coordinate calculation coefficients (ie, matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, g33 and vector values a, b calculated by executing the coordinate conversion coefficient calculation program). , C), the solid shape data groups Db and Dc in the coordinate systems B and C are converted into the solid shape data groups Db ′ and Dc ′ in the coordinate system A, respectively. In this case, the conversion is performed by executing the above-described calculation of Equation 4.

そして、ステップＳ３８にて、３次元形状測定装置２０Ａで測定された座標系Ａの立体形状データ群Ｄａと、３次元形状測定装置２０Ｂ，２０Ｃでそれぞれ測定されるとともに座標系Ａに変換された立体形状データ群Ｄｂ’，Ｄｃ’を一組の立体形状データ群に合成する。この合成においては、全て立体形状データ群Ｄａ，Ｄｂ’，Ｄｃ’が同一座標系Ａ上の座標値で表されているので、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのそれぞれによって測定されない測定対象物５０の部分（３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに対して裏側に位置する測定対象物５０の外表面）を表す立体形状データＤａ，Ｄｂ’，Ｄｃ’が互いに補われ、一組のデータ群とされる。 In step S38, the three-dimensional shape data group Da of the coordinate system A measured by the three-dimensional shape measuring apparatus 20A and the three-dimensional shapes measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20B and 20C and converted into the coordinate system A, respectively. The shape data groups Db ′ and Dc ′ are combined into a set of three-dimensional shape data groups. In this synthesis, all the three-dimensional shape data groups Da, Db ′, Dc ′ are represented by coordinate values on the same coordinate system A, and therefore, measurement objects that are not measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, 20C, respectively. Solid shape data Da, Db ′, Dc ′ representing the part of the object 50 (the outer surface of the measuring object 50 located on the back side with respect to the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, 20C) is complemented with each other, and a set of Data group.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ４０にて、前記合成された立体形状データ群を用いて表示装置３４を制御して、測定対象物５０を表示装置３４にて立体表示させる。その後、ステップＳ４２にて合成立体形状表示プログラムの実行を終了する。この測定対象物５０の立体表示においては、作業者は入力装置３３を操作することにより測定対象物５０の表示方向を指示することができ、コントローラ３１および３次元画像データ処理装置３２は表示装置３４にて表示される測定対象物５０の表示方向を変更する。これにより、測定対象物５０を任意の方向から見た立体画像を表示させることができる。 Next, in step S <b> 40, the three-dimensional image data processing device 32 controls the display device 34 using the synthesized three-dimensional shape data group, and causes the display device 34 to stereoscopically display the measurement object 50. Thereafter, the execution of the combined 3D shape display program is terminated in step S42. In this stereoscopic display of the measurement object 50, the operator can instruct the display direction of the measurement object 50 by operating the input device 33, and the controller 31 and the 3D image data processing device 32 are displayed on the display device 34. The display direction of the measurement object 50 displayed at is changed. Thereby, the three-dimensional image which looked at the measuring object 50 from arbitrary directions can be displayed.

また、新たな測定対象物５０を基台１０上に置いて、前述のように測定対象物５０の表示を指示すれば、前記図３に示す合成立体形状表示プログラムの実行により、前記場合と同一の座標変換係数を用いて新たな測定対象物５０を任意の方向から見た立体画像を表示装置３４に表示させることができる。したがって、基準物体４０を用いて基台１０上の測定対象空間に関する座標変換係数を一度だけ計算しておけば、測定対象物５０を次々に換えて表示３４にて立体表示させることが可能である。 Further, when a new measurement object 50 is placed on the base 10 and the display of the measurement object 50 is indicated as described above, the same as the above case is obtained by executing the synthetic three-dimensional shape display program shown in FIG. The stereoscopic image obtained by viewing the new measurement object 50 from an arbitrary direction can be displayed on the display device 34 by using the coordinate conversion coefficient. Therefore, if the coordinate conversion coefficient related to the measurement target space on the base 10 is calculated only once using the reference object 40, the measurement target 50 can be displayed in three dimensions on the display 34 in succession. .

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、直方体に形成された基準物体４０の各面のうちから互いに隣り合う３つの基準面を予め選定しておき、座標変換係数演算プログラムの実行により、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ測定した基準物体４０の互いに隣り合う３つの測定面から、各座標系に基づいて前記３つの基準面における各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値をそれぞれ計算している。そして、各座標系において共通である３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値を用いて、各座標系から基準座標系である座標系Ａに基づく座標値に変換するための座標変換係数を計算するようにしている。 As can be understood from the above description of operation, according to the above embodiment, three reference surfaces adjacent to each other are selected in advance from the surfaces of the reference object 40 formed in a rectangular parallelepiped, and a coordinate conversion coefficient calculation program is selected. , The normal vectors on the three reference planes and the three reference planes on the three reference planes from the three measurement planes adjacent to each other of the reference object 40 measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C. The coordinate values of the vertices of two reference planes are calculated. Then, using the normal vectors of the three reference planes common to each coordinate system and the coordinate values of the vertices of the three reference planes, the coordinate values based on the coordinate system A, which is the reference coordinate system, are converted from each coordinate system. A coordinate conversion coefficient for conversion is calculated.

したがって、上記実施形態によれば、作業者は、基準物体４０を１回測定するだけで各座標系から基準座標系に座標変換する座標変換係数が自動的に計算されるため、座標変換係数を得る作業効率が良好となる。また、基準物体４０を精密な直方体として形成しているので、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにより測定された面が基準面でない場合でも複雑な計算を行うことなく基準面における法線ベクトルおよび３つの基準面の頂点座標値を迅速に計算することができ、更に作業効率を良好とすることができる。 Therefore, according to the above embodiment, the operator automatically calculates the coordinate conversion coefficient for coordinate conversion from each coordinate system to the reference coordinate system by measuring the reference object 40 only once. The work efficiency obtained is good. Further, since the reference object 40 is formed as a precise rectangular parallelepiped, the normal vector on the reference surface is obtained without performing complicated calculations even when the surfaces measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C are not reference surfaces. In addition, the vertex coordinate values of the three reference planes can be calculated quickly, and the working efficiency can be further improved.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。以下、変形例について説明する。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. Hereinafter, modified examples will be described.

ａ．第１変形例
上記実施形態においては、基準物体４０として精密に形成された直方体を用いたが、各辺の長さおよび各面における他の各面との角度が予め認識されていれば、必ずしも精密に形成された直方体でなくてもよい。 a. First Modification In the above embodiment, a rectangular parallelepiped precisely formed is used as the reference object 40. However, if the length of each side and the angle of each surface with each other surface are recognized in advance, it is not always necessary. It does not have to be a precisely formed rectangular parallelepiped.

この場合、３次元画像データ処理装置３２には、識別パラメータである基準物体４０の各面にレーザ光を照射した場合における各面からの反射光の光量に関するデータに加えて、基準物体４０の互いに対向する各面間の距離に代えて基準物体４０の各辺の長さ、および基準物体４０の各面における他の各面との角度が予め記憶されている。また、この基準物体４０の３つの基準面それぞれに対して、４組の反射光量の組み合わせが前記３つの基準面、すなわち前記３つの基準面の各基準反射光量に対応させて３次元画像データ処理装置の記憶装置に記憶されている。これらの３つの基準面に対する各４組の反射光量の組み合わせは、各基準面にそれぞれ隣り合う４つの面のうち、互いに隣り合う２つの面の各反射光の光量を一対とする４組の反射光量の組み合わせである。 In this case, in the three-dimensional image data processing device 32, in addition to the data relating to the amount of reflected light from each surface when each surface of the reference object 40, which is an identification parameter, is irradiated with laser light, the reference objects 40 are mutually connected. Instead of the distance between the opposing surfaces, the length of each side of the reference object 40 and the angle of each surface of the reference object 40 with each other surface are stored in advance. Further, for each of the three reference surfaces of the reference object 40, three sets of reflected light amounts correspond to the three reference surfaces, that is, the reference reflected light amounts of the three reference surfaces. It is stored in the storage device of the device. Each of the four sets of reflected light amounts for these three reference surfaces is composed of four sets of reflections, each of which is a pair of reflected light amounts of two adjacent surfaces among the four surfaces adjacent to each reference surface. It is a combination of light quantities.

そして、上記実施形態におけるステップＳ２０のサブステップ２およびサブステップ４の処理、すなわち基準物体４０の３つの基準面の法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点を計算する処理を以下に示す処理に代える。 The processing of sub-step 2 and sub-step 4 of step S20 in the above embodiment, that is, the processing of calculating the normal vectors of the three reference planes of the reference object 40 and the vertices of the three reference planes, is as follows. Replace.

サブステップ２：上記実施形態におけるサブステップ１の処理において求められていない基準面の法線ベクトルを、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３を用いて計算する。具体的には、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す３つの測定面のそれぞれの法線ベクトル（αａ１，βａ１，γａ１），（αａ２，βａ２，γａ２），（αａ３，βａ３，γａ３）と３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている基準物体４０の各面間の角度データとを用いて同基準面の法線ベクトルを計算する。 Sub-step 2: The normal vector of the reference plane not obtained in the processing of sub-step 1 in the above embodiment is calculated using the sub-solid shape data groups Da1, Da2, Da3. Specifically, the normal vectors (αa1, βa1, γa1), (αa2, βa2, γa2), (αa3, βa3, γa3) of the three measurement surfaces represented by the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3 And the normal vector of the reference surface is calculated using the angle data between the surfaces of the reference object 40 stored in advance in the three-dimensional image data processing device 32.

このサブステップ２の処理を具体例を挙げて説明する。図４は基準物体４０を示しており、この基準物体４０における基準面をＡ，Ｄ，Ｅとするとともに、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３が表す面、すなわち測定面をＡ，Ｂ，Ｃとする。この場合、測定面Ａは、基準面Ａであるので、計算しなければならない基準面の法線ベクトルは、基準面Ｄおよび基準面Ｅにおける法線ベクトルである。 This sub-step 2 process will be described with a specific example. FIG. 4 shows a reference object 40. The reference surfaces of the reference object 40 are A, D, and E, and the surfaces represented by the sub solid shape data groups Da1, Da2, and Da3, that is, the measurement surfaces are A, B, and A, respectively. C. In this case, since the measurement surface A is the reference surface A, the normal vector of the reference surface to be calculated is a normal vector in the reference surface D and the reference surface E.

まず、基準面Ｄにおける法線ベクトルを計算する。基準物体４０における測定面Ａと基準面Ｄとがなす角度をθ１、測定面Ｂと基準面Ｄとがなす角度をθ２、測定面Ｃと基準面Ｄとがなす角度をθ３とすると、基準面Ｄの法線ベクトル（αｄ，βｄ、γｄ）と測定面Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの法線ベクトル（αａ、βａ、γａ），（αｂ、βｂ、γｂ），（αｃ、βｃ、γｃ）とのベクトルの内積から下記数１２が成立する。なお、この場合、基準面Ｄの法線ベクトルの大きさは「１」とする。 First, a normal vector in the reference plane D is calculated. When the angle between the measurement surface A and the reference surface D in the reference object 40 is θ1, the angle between the measurement surface B and the reference surface D is θ2, and the angle between the measurement surface C and the reference surface D is θ3, the reference surface D normal vectors (αd, βd, γd) and normal vectors (αa, βa, γa), (αb, βb, γb), (αc, βc, γc) of measurement surfaces A, B, and C, and The following expression 12 is established from the inner product of the vectors. In this case, the size of the normal vector of the reference plane D is “1”.

前記数１２に示される連立方程式を解くことにより、基準面Ｄの法線ベクトル（αｄ，βｄ、γｄ）を計算することができる。また、これと同様にして基準面Ｅにおける法線ベクトルを計算することができる。すなわち、基準物体４０における測定面Ａと基準面Ｅとがなす角度をθ４、測定面Ｂと基準面Ｅとがなす角度をθ５、測定面Ｃと基準面Ｅとがなす角度をθ６とすると、基準面Ｅの法線ベクトル（αｅ，βｅ、γｅ）と測定面Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの法線ベクトル（αａ、βａ、γａ），（αｂ、βｂ、γｂ），（αｃ、βｃ、γｃ）とのベクトルの内積から下記数１３が成立する。なお、この場合、基準面Ｅの法線ベクトルの大きさは「１」とする。 The normal vector (αd, βd, γd) of the reference plane D can be calculated by solving the simultaneous equations shown in Equation 12. Similarly, the normal vector in the reference plane E can be calculated. That is, if the angle between the measurement surface A and the reference surface E in the reference object 40 is θ4, the angle between the measurement surface B and the reference surface E is θ5, and the angle between the measurement surface C and the reference surface E is θ6, The normal vector (αe, βe, γe) of the reference surface E and the normal vectors (αa, βa, γa), (αb, βb, γb), (αc, βc, γc) of the measurement surfaces A, B, and C, respectively. The following equation (13) is established from the inner product of the vectors with). In this case, the size of the normal vector of the reference plane E is “1”.

前記数１３に示される連立方程式を解くことにより、基準面Ｅの法線ベクトル（αｅ，βｅ、γｅ）を計算することができる。このようなサブステップ２の処理をサブステップ１の処理において求められていない基準面の法線ベクトルに対して行うことにより、基準物体４０の３つの基準面の法線ベクトルＰａ１，Ｐａ２，Ｐａ３を計算することができる。なお、前記数１２および数１３においてθ１〜θ６は、３次元画像データ処理装置に予め記憶されている基準物体４０の各面間の角度データである。 The normal vector (αe, βe, γe) of the reference plane E can be calculated by solving the simultaneous equations shown in the equation (13). By performing such sub-step 2 processing on the normal vectors of the reference surface not obtained in sub-step 1, the normal vectors Pa1, Pa2, Pa3 of the three reference surfaces of the reference object 40 are obtained. Can be calculated. In the equations 12 and 13, θ1 to θ6 are angle data between the surfaces of the reference object 40 stored in advance in the three-dimensional image data processing apparatus.

サブステップ４：上記実施形態におけるサブステップ３の処理において求められていない３つ基準面の頂点の座標値を、サブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３と、上記実施形態におけるステップＳ１８にて計算した頂点の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）と、３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている基準物体４０の各辺の長さデータとを用いて計算する。 Sub-step 4: The coordinate values of the vertices of the three reference planes that are not obtained in the process of sub-step 3 in the above embodiment are calculated in the sub solid shape data groups Da1, Da2, Da3 and in step S18 in the above-described embodiment. The calculated vertex coordinate values (Xa, Ya, Za) and the length data of each side of the reference object 40 stored in advance in the three-dimensional image data processing device 32 are calculated.

このサブステップ４の処理を具体例を挙げて説明する。図４において、３つの基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値を（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とし、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値を（Ｘ、Ｙ，Ｚ）とする。この場合、基準面Ａ，Ｄ，Ｅのうち測定面Ａ，Ｂ，Ｃと一致しない面は基準面Ｄおよび基準面Ｅであるから、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を測定面Ｂから基準面Ｄの方向に基準面Ａと基準面Ｃとから形成される辺ａｃの長さＬ１だけ同辺ａｃ上を移動させるとともに、その後、同頂点を測定面Ｃから基準面Ｅの方向に基準面Ａと測定面Ｄとから形成される辺ｃｅの長さＬ２だけ同辺ｃｅ上を移動させることによって基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点を求めることができる。 The process of sub-step 4 will be described with a specific example. In FIG. 4, the coordinate values of the vertices of three reference planes A, D, E are (X ′, Y ′, Z ′), and the coordinate values of the vertices of the measurement planes A, B, C are (X, Y, Z). ). In this case, since the reference surfaces A, D, and E that do not coincide with the measurement surfaces A, B, and C are the reference surface D and the reference surface E, the vertices of the measurement surfaces A, B, and C are referenced from the measurement surface B. The surface ac is moved on the same side ac by a length L1 of the side ac formed from the reference surface A and the reference surface C in the direction of the surface D, and then the same vertex is moved from the measurement surface C to the reference surface E in the direction of the reference surface. The vertexes of the reference planes A, D, and E can be obtained by moving on the side ce by the length L2 of the side ce formed from A and the measurement surface D.

すなわち、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値（Ｘ、Ｙ，Ｚ）に、辺ａｃの長さＬ１および辺ｃｅの長さＬ２の長さを加算することにより基準面Ａ，Ｄ，Ｅの頂点の座標値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を得ることができる。この場合、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を２つの辺ａｃ，ｃｅの長さＬ１，Ｌ２だけ移動させる方向、すなわち測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に加算する距離Ｌ１および距離Ｌ２の符号は、これらの辺ａｃ，ｃｅをそれぞれの基準面Ｄ，Ｅに向かうベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）とすれば、同ベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）の向きにより決定することができる。したがって、前述した数２における基準面Ｄ，Ｅの各法線ベクトル（αｄ，βｄ，γｄ），（αｄ，βｄ，γｄ）をベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）とすれば、下記数１４に示すように前記数２と同様の式により３つの基準面の頂点の座標値を計算することができる。 That is, by adding the length L1 of the side ac and the length L2 of the side ce to the coordinate values (X, Y, Z) of the vertices of the measurement surfaces A, B, C, the reference planes A, D, The coordinate values (X ′, Y ′, Z ′) of the vertex of E can be obtained. In this case, the direction of moving the vertices of the measurement surfaces A, B, C by the lengths L1, L2 of the two sides ac, ce, that is, the coordinate values (X, Y, Z) of the vertices of the measurement surfaces A, B, C The signs of the distance L1 and the distance L2 to be added to are the same if the sides ac and ce are vectors (αac, βac, γac) and (αce, βce, γce) toward the reference planes D and E, respectively. It can be determined by the direction of (αac, βac, γac), (αce, βce, γce). Therefore, the normal vectors (αd, βd, γd) and (αd, βd, γd) of the reference planes D and E in Equation 2 described above are replaced with vectors (αac, βac, γac), (αce, βce, γce). Then, as shown in the following formula 14, the coordinate values of the vertices of the three reference planes can be calculated by the same formula as the formula 2.

この場合、ベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）を特定するために３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている４組の反射光量の組み合わせを用いる。 In this case, in order to specify the vectors (αac, βac, γac), (αce, βce, γce), four combinations of reflected light amounts stored in advance in the three-dimensional image data processing device 32 are used.

ここで、この４組の反射光量の組み合わせについて説明しておく。この４組の反射光量の組み合わせは、前述したように基準物体４０の３つの各基準面にそれぞれ隣り合う各４つの面のうち、互いに隣り合う２つの面の各反射光の光量を一対とするものである。基準物体４０のある面に互いに隣り合う各４つの面のうち、互いに隣り合う２つの面により形成される４つの辺は、同互いに隣り合う面の各法線ベクトルの外積によりそれぞれ表すことができる。例えば、図４において、基準面Ｄに互いに隣り合う４つの面Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｆのうち、互いに隣り合う２つの面、例えば面Ａと面Ｃの各法線ベクトルａ，ｃの外積「ａ×ｃ」および「ｃ×ａ」により辺ａｃを表すことができる。これらの外積「ａ×ｃ」，「ｃ×ａ」のうち、基準面Ｄに向かう向きのベクトルは「ｃ×ａ」である。 Here, the combination of the four sets of reflected light amounts will be described. As described above, the four sets of reflected light amounts are a pair of reflected light amounts of two surfaces adjacent to each other among the four surfaces adjacent to the three reference surfaces of the reference object 40, respectively. Is. Of the four surfaces adjacent to each other on the surface of the reference object 40, the four sides formed by the two surfaces adjacent to each other can be represented by the outer product of the respective normal vectors of the surfaces adjacent to each other. . For example, in FIG. 4, among the four surfaces A, C, E, and F adjacent to the reference surface D, the outer product of the normal vectors a and c of two surfaces adjacent to each other, for example, the surfaces A and C, “ The side ac can be represented by “a × c” and “c × a”. Of these outer products “a × c” and “c × a”, the vector directed toward the reference plane D is “c × a”.

すなわち４組の反射光量の組み合わせとは、３つの各基準面にそれぞれ向かう４つのベクトルを、各基準面にそれぞれ互いに隣り合う４つの面のうち、互いに隣り合う２つの面の各反射光量によって間接的に表したものである。図４においては、基準面Ａにおける４組の反射光量の組み合わせは、「ｑｃ，ｑｂ」，「ｑｂ，ｑｅ」，「ｑｅ，ｑｄ」，「ｑｄ，ｑｃ」であり、基準面Ｄにおける４組の反射光量の組み合わせは、「ｑｃ，ｑａ」，「ｑａ，ｑｅ」，「ｑｅ，ｑｆ」，「ｑｆ，ｑｃ」であり、基準面Ｅにおける４組の反射光量の組み合わせは、「ｑａ，ｑｂ」，「ｑｂ，ｑｆ」，「ｑｆ，ｑｄ」，「ｑｄ，ｑａ」となる。なお、「ｑ」は反射光量を表し、「ａ」〜「ｆ」は各面「Ａ」〜「Ｆ」を表している。 That is, the four sets of reflected light amounts are indirectly determined by the four vectors respectively directed to the three reference surfaces by the reflected light amounts of the two surfaces adjacent to each other among the four surfaces adjacent to the reference surfaces. It is a representation. In FIG. 4, the four sets of reflected light amounts on the reference plane A are “qc, qb”, “qb, qe”, “qe, qd”, “qd, qc”. The combinations of the reflected light amounts of “qc, qa”, “qa, qe”, “qe, qf”, and “qf, qc” are “qa, qb”. ”,“ Qb, qf ”,“ qf, qd ”,“ qd, qa ”. “Q” represents the amount of reflected light, and “a” to “f” represent each surface “A” to “F”.

この４組の反射光量の組み合わせを用いて、ベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）を特定するには、まず、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を移動させる移動先である基準面Ｄ，Ｅを特定する。具体的には、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの各反射光量、すなわちサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３中の各反射光量Ｑと、３次元画像データ処理装置３２に記憶されている基準面Ａ，Ｄ，Ｅの各基準反射光量とをそれぞれ比較して各反射光量Ｑと一致しない基準反射光量、すなわち基準面Ｄ，Ｅの基準反射光量を抽出する。これにより、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点を移動させる移動先である基準面Ｄ，Ｅを特定することができる。次に、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点と特定された基準面Ｄまたは基準面Ｅを結ぶ辺、すなわち、同頂点から基準面Ｄまたは基準面Ｅにそれぞれに向かうベクトルをそれぞれ特定する。 In order to specify the vectors (αac, βac, γac), (αce, βce, γce) using the combination of the four sets of reflected light amounts, first, the movement destination for moving the vertices of the measurement surfaces A, B, and C The reference planes D and E are specified. Specifically, each reflected light amount of the measurement surfaces A, B, C, that is, each reflected light amount Q in the sub three-dimensional shape data groups Da1, Da2, Da3, and the reference surface stored in the three-dimensional image data processing device 32 The reference reflected light amounts of A, D, and E are respectively compared, and the reference reflected light amount that does not coincide with each reflected light amount Q, that is, the reference reflected light amounts of the reference surfaces D and E are extracted. Thereby, it is possible to specify the reference planes D and E that are the movement destinations for moving the vertices of the measurement planes A, B, and C. Next, the sides connecting the vertices of the measurement planes A, B, and C and the identified reference plane D or reference plane E, that is, vectors from the vertex to the reference plane D or reference plane E are specified.

まず、測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点から基準面Ｄに向かうベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ）を特定する。３次元画像データ処理装置３２に記憶されている基準面Ｄの基準反射光量に対応した４組の反射光量の組み合わせ（「ｑｃ，ｑａ」，「ｑａ，ｑｅ」，「ｑｅ，ｑｆ」，「ｑｆ，ｑｃ」）の中から測定面Ａ，Ｂ，Ｃのうちのいずれか２つの反射光量を有する組み合わせを選定する。この場合、「ｑｃ，ｑａ」の組み合わせが選定される。そして、反射光量ｑｃ，ｑａにそれぞれ対応する測定面Ｃおよび基準面Ａの法線ベクトルｃ，ａの外積を「ｑｃ，ｑａ」の関係で、すなわち「ｃ×ａ」により計算することにより基準面Ｄに向かうベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ）が得られる。 First, vectors (αac, βac, γac) from the vertices of the measurement surfaces A, B, C to the reference surface D are specified. Four sets of reflected light amounts (“qc, qa”, “qa, qe”, “qe, qf”, “qf”) corresponding to the reference reflected light amount of the reference surface D stored in the three-dimensional image data processing device 32. , Qc ”), a combination having any two reflected light amounts of the measurement surfaces A, B, and C is selected. In this case, a combination of “qc, qa” is selected. Then, by calculating the outer product of the normal vectors c and a of the measurement surface C and the reference surface A respectively corresponding to the reflected light quantities qc and qa by the relationship of “qc, qa”, that is, “c × a”, the reference surface A vector (αac, βac, γac) toward D is obtained.

次に、測定面Ａ，Ｃおよび基準面Ｄの頂点から基準面Ｅに向かうベクトル（αａｅ，βａｅ，γａｅ）を特定する。ここで測定面Ａ，Ｃおよび基準面Ｄの頂点を基点とするのは、前記基準面Ｄに向かうベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ）により測定面Ａ，Ｃおよび基準面Ｄの頂点が得られているからである。したがって、先に測定面Ａ，Ｂ，Ｃの頂点から基準面Ｅに向かうベクトルを計算した場合には、次に計算するベクトルは測定面Ａ，Ｂおよび基準面Ｅの頂点から基準面Ｄに向かうベクトルである。 Next, vectors (αae, βae, γae) from the vertices of the measurement surfaces A and C and the reference surface D to the reference surface E are specified. Here, the vertices of the measurement surfaces A and C and the reference surface D are used as the base points because the vertices of the measurement surfaces A and C and the reference surface D are obtained by the vectors (αac, βac, γac) toward the reference surface D. Because. Therefore, when the vector from the vertexes of the measurement planes A, B, and C to the reference plane E is calculated first, the vector to be calculated next is from the vertices of the measurement planes A and B and the reference plane E to the reference plane D. Is a vector.

３次元画像データ処理装置３２に記憶されている基準面Ｅの基準反射光量に対応した４組の反射光量の組み合わせ（「ｑａ，ｑｂ」，「ｑｂ，ｑｆ」，「ｑｆ，ｑｄ」，「ｑｄ，ｑａ」）の中から測定面Ａ，Ｃおよび基準面Ｄのうちのいずれか２つの反射光量を有する組み合わせを選定する。この場合、「ｑｄ，ｑａ」の組み合わせが選定される。そして、反射光量ｑｄ，ｑａにそれぞれ対応する測定面Ｄおよび基準面Ａの法線ベクトルｄ，ａの外積を「ｑｄ，ｑａ」の関係で、すなわち「ｄ×ａ」により計算することにより基準面Ｅに向かうベクトル（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）が得られる。このようにして計算されたベクトル（αａｃ，βａｃ，γａｃ），（αｃｅ，βｃｅ，γｃｅ）を前記数１４に代入して上記実施形態におけるサブステップ４と同様に計算することによって、基準物体４０の３つの基準面の頂点の座標値Ｔａを計算することができる。 Four sets of reflected light amounts (“qa, qb”, “qb, qf”, “qf, qd”, “qd”) corresponding to the reference reflected light amount of the reference surface E stored in the three-dimensional image data processing device 32. , Qa "), a combination having any two reflected light amounts of the measurement surfaces A and C and the reference surface D is selected. In this case, a combination of “qd, qa” is selected. The reference surface is calculated by calculating the outer product of the normal vectors d and a of the measurement surface D and the reference surface A corresponding to the reflected light quantities qd and qa in the relationship of “qd, qa”, that is, “d × a”. A vector (αce, βce, γce) toward E is obtained. The vectors (αac, βac, γac), (αce, βce, γce) calculated in this way are substituted into the equation (14) and calculated in the same manner as in sub-step 4 in the above embodiment, whereby the reference object 40 The coordinate values Ta of the vertices of the three reference planes can be calculated.

ｂ．第２変形例
上記実施形態においては、基準物体４０の各面のうち互いに隣り合う３つの面を基準面として予め選定しておき、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの各座標系においてそれぞれ３つの基準面における各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値を計算し、これら各座標系における同各法線ベクトルおよび同頂点の座標値を用いて、各座標系における座標値を基準座標系における座標値に変換するための座標変換係数を計算した。しかし、これらの予め選定された３つの基準面の各法線ベクトルおよび同３つの基準面の頂点の座標値に代えて、基準物体４０の各面における法線ベクトルおよび基準物体４０の各３つの面から形成される頂点の座標値を用いて座標変換係数を計算することもできる。 b. Second Modification In the above-described embodiment, three surfaces adjacent to each other of the surfaces of the reference object 40 are selected in advance as reference surfaces, and each of the coordinate systems of the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C is used. Calculate the coordinate value of each normal vector on the three reference planes and the coordinate values of the vertices of the three reference planes, and use the same normal vector and the coordinate value of the same vertex in each coordinate system to calculate the coordinate values in each coordinate system. A coordinate conversion coefficient for converting to a coordinate value in the reference coordinate system was calculated. However, instead of the normal vectors of these three preselected reference planes and the coordinate values of the vertices of the three reference planes, the normal vectors on each plane of the reference object 40 and the three reference object 40 A coordinate conversion coefficient can also be calculated using the coordinate values of the vertices formed from the surface.

この場合、３次元画像データ処理装置３２には、識別パラメータである基準物体４０の各面にレーザ光を照射した場合における各面からの反射光の光量に関するデータに加えて、これらの各面の反射光量データに対応して各面の法線ベクトルを表すデータ、および基準物体４０の各３つの面から形成される頂点の座標値が同３つの面の各反射光量データの組み合わせに対応して予め記憶されている。なお、これらの座標値は基準物体４０が直方体であるので、各面の法線ベクトルは６つ存在し、各３つの面から形成される頂点の座標値は８つ存在する。また、各面の法線ベクトルおよび各３つの面から形成される頂点の座標値は、基準物体４０を特定するために予め任意に定めた座標系Ｄに基づくものである。例えば、この座標系Ｄは、基準物体４０の１つの頂点を３次元座標における原点とするとともに、前記頂点を交点とする基準物体４０の３つの辺をＸ，Ｙ、Ｚ軸とする座標系であるが、いかなる座標系を採用してもよい。そして、図２の座標変換係数演算プログラムにおけるステップＳ２０の処理を破線で示すステップＳ２０’の処理に代えるとともに、ステップＳ２２における処理を以下に示す処理に代える。 In this case, the three-dimensional image data processing device 32 includes, in addition to data relating to the amount of reflected light from each surface when each surface of the reference object 40 that is an identification parameter is irradiated with laser light, The data representing the normal vector of each surface corresponding to the reflected light amount data and the coordinate values of the vertices formed from the three surfaces of the reference object 40 correspond to the combinations of the reflected light amount data of the three surfaces. Stored in advance. In addition, since the reference object 40 is a rectangular parallelepiped in these coordinate values, there are six normal vectors for each surface, and there are eight coordinate values for the vertices formed from each three surfaces. Further, the normal vector of each surface and the coordinate values of the vertices formed from each of the three surfaces are based on a coordinate system D that is arbitrarily determined in advance to specify the reference object 40. For example, the coordinate system D is a coordinate system in which one vertex of the reference object 40 is an origin in three-dimensional coordinates, and three sides of the reference object 40 having the vertex as an intersection are X, Y, and Z axes. However, any coordinate system may be adopted. Then, the process of step S20 in the coordinate transformation coefficient calculation program of FIG. 2 is replaced with the process of step S20 'indicated by a broken line, and the process of step S22 is replaced with the following process.

３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ２０’にて、ステップＳ１８により計算した９組のサブ立体形状データ群Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄａ３，Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｃ１，Ｄｃ２，Ｄｃ３によりそれぞれ表される基準物体４０の３つの測定面に対応する基準座標系である座標系Ｄにおける基準物体４０の各面の各法線ベクトルおよび同３つの面の頂点の座標値を読み込む。 In step S20 ′, the three-dimensional image data processing device 32 is represented by nine sets of sub-stereoscopic shape data groups Da1, Da2, Da3, Db1, Db2, Db3, Dc1, Dc2, and Dc3 calculated in step S18. The normal vectors of each surface of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three surfaces in the coordinate system D, which is the reference coordinate system corresponding to the three measurement surfaces of the reference object 40, are read.

具体的には、９組のサブ立体形状データ群中における各反射光量Ｑと３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている基準物体４０の各面の反射光量データとをそれぞれ比較する。そして、９組のサブ立体形状データ群中における各反射光量Ｑと一致するまたは所定の判別値内にある基準物体４０の各面の反射光量データを抽出し、同反射光量データに対応して記憶されているベクトルデータ、すなわち同反射光量データに対応する面の法線ベクトルデータをそれぞれ９組の法線ベクトルＰｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，Ｐｄ４，Ｐｄ５，Ｐｄ６，Ｐｄ７，Ｐｄ８，Ｐｄ９として読み込む。 Specifically, each reflected light quantity Q in the nine sets of sub-stereoscopic shape data groups is compared with the reflected light quantity data of each surface of the reference object 40 stored in advance in the three-dimensional image data processing device 32. Then, the reflected light amount data of each surface of the reference object 40 that matches each reflected light amount Q in the nine sets of sub three-dimensional shape data groups or is within a predetermined discrimination value is extracted and stored in correspondence with the reflected light amount data. Vector data, that is, normal vector data of the surface corresponding to the reflected light quantity data, is read as nine sets of normal vectors Pd1, Pd2, Pd3, Pd4, Pd5, Pd6, Pd7, Pd8, and Pd9, respectively.

また、９組のサブ立体形状データ群中における各座標系Ａ，Ｂ，Ｃごとの３つの反射光量Ｑの組み合わせと３次元画像データ処理装置３２に予め記憶されている各３つの面の反射光量データの組み合わせとをそれぞれ比較する。そして、９組のサブ立体形状データ群中における各座標系Ａ，Ｂ，Ｃごとの３つの反射光量Ｑの組み合わせと一致する反射光量データの組み合わせを抽出し、同反射光量データの組み合わせに対応して記憶されている座標値、すなわち３つの反射光量データの組み合わせに対応する３つの面の頂点の座標値をそれぞれ３つの頂点の座標値Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３として読み込む。 Further, the combination of the three reflected light amounts Q for each of the coordinate systems A, B, and C in the nine sets of sub-three-dimensional shape data groups and the reflected light amounts of the three surfaces stored in the three-dimensional image data processing device 32 in advance. Compare each data combination. Then, a combination of the reflected light amount data that matches the combination of the three reflected light amounts Q for each of the coordinate systems A, B, and C in the nine sets of sub three-dimensional shape data groups is extracted, and the combination of the reflected light amount data is supported. Stored coordinate values, that is, the coordinate values of the vertices of the three surfaces corresponding to the combination of the three reflected light quantity data, are read as the coordinate values Td1, Td2, and Td3 of the three vertices, respectively.

次に、３次元画像データ処理装置３２は、ステップＳ２２にて、座標変換係数の計算処理を実行する。この計算処理は、上記実施形態と同様に前述した数３および数４の行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３および行列値ａ，ｂ，ｃを計算することを意味する。まず、座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換するための座標変換係数を計算する。前記ステップＳ２０にて読み出された座標系Ａに対応する座標系ＤにおけるデータセットＰｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，Ｔｄ１を（αｄ１，βｄ１，γｄ１），（αｄ２，βｄ２，γｄ２），（αｄ３，βｄ３，γｄ３），（Ｘｄ１，Ｙｄ１，Ｚｄ１）とし、上記実施形態におけるステップＳ１８にて計算した座標系Ａにおける基準物体４０の３つの測定面の各法線ベクトルおよび同３つの測定面の頂点の座標値を表すデータセット（αａ１，βａ１，γａ１），（αａ２，βａ２，γａ２），（αａ３，βａ３，γａ３），（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とすると、下記数１５〜１８の関係が成立する。 Next, in step S22, the three-dimensional image data processing device 32 executes a coordinate conversion coefficient calculation process. In this calculation process, the matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, g33 and the matrix values a, b, c are calculated in the same manner as in the above embodiment. Means. First, the coordinate value (xa, ya, za) in the coordinate system A (the coordinates of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) is converted into the coordinate value (xd, yd, zd) in the coordinate system D, which is the reference coordinate system. Calculate the coordinate transformation coefficient. The data sets Pd1, Pd2, Pd3, Td1 in the coordinate system D corresponding to the coordinate system A read in step S20 are (αd1, βd1, γd1), (αd2, βd2, γd2), (αd3, βd3, γd3), (Xd1, Yd1, Zd1), and the normal vectors of the three measurement surfaces of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three measurement surfaces in the coordinate system A calculated in step S18 in the above embodiment. Assuming that data sets (αa1, βa1, γa1), (αa2, βa2, γa2), (αa3, βa3, γa3), and (Xa, Ya, Za) are expressed, the following relationships 15 to 18 are established.

この数１５〜１７の連立方程式を解くことにより、行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３を計算することができる。そして、この計算された行列値ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３を前記数１８に代入して連立方程式を解くことによりベクトル値ａ，ｂ，ｃを計算できる。これにより、座標系Ａ（３次元形状測定装置２０Ａの座標系）における座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換するための座標変換係数が計算される。 The matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, and g33 can be calculated by solving the simultaneous equations of Formulas 15-17. The calculated matrix values g11, g12, g13, g21, g22, g23, g31, g32, and g33 are substituted into the equation 18 to solve the simultaneous equations, thereby calculating the vector values a, b, and c. Thereby, the coordinate value (xa, ya, za) in the coordinate system A (the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 20A) is converted into the coordinate value (xd, yd, zd) in the coordinate system D which is the reference coordinate system. A coordinate transformation coefficient is calculated.

次に、座標系Ｂ（３次元形状測定装置２０Ｂの座標）における座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ），を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換に変換するための座標変換係数を計算する。この場合、座標系Ａに対応した座標系ＤにおけるデータセットＰｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，Ｔｄ１をそれぞれ表す（αｄ１，βｄ１，γｄ１），（αｄ２，βｄ２，γｄ２），（αｄ３，βｄ３，γｄ３），（Ｘｄ１，Ｙｄ１，Ｚｄ１）に代えて、同じく前記ステップＳ２０’にて読み出された座標系Ｂに対応した座標系ＤにおけるデータセットＰｄ４，Ｐｄ５，Ｐｄ６，Ｔｄ２を（αｄ４，βｄ４，γｄ４），（αｄ５，βｄ５，γｄ５），（αｄ６，βｄ６，γｄ６），（Ｘｄ２，Ｙｄ２，Ｚｄ２）を用いるとともに、座標系Ａにおける基準物体４０の３つの測定面の各法線ベクトルおよび同３つの測定面の頂点の座標値を表すデータセット（αａ１，βａ１，γａ１），（αａ２，βａ２，γａ２），（αａ３，βａ３，γａ３），（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）に代えて、同じくステップＳ１８にて計算した座標系Ｂにおける基準物体４０の３つの測定面の各法線ベクトルおよび同３つの測定面の頂点の座標値を表すデータセット（αｂ１，βｂ１，γｂ１），（αｂ２，βｂ２，γｂ２），（αｂ３，βｂ３，γｂ３），（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を用いて、前記数１５〜１８を用いた計算と同様な計算により、座標系Ｂにおける座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換するための座標変換係数が計算される。 Next, the coordinate values (xb, yb, zb) in the coordinate system B (the coordinates of the three-dimensional shape measuring apparatus 20B) are converted into the coordinate values (xd, yd, zd) in the coordinate system D which is the reference coordinate system. A coordinate conversion coefficient for conversion is calculated. In this case, (αd1, βd1, γd1), (αd2, βd2, γd2), (αd3, βd3, γd3), (αd1, βd1, γd1), (αd2, βd1, γd1), respectively, in the coordinate system D corresponding to the coordinate system A. Instead of Xd1, Yd1, Zd1), the data sets Pd4, Pd5, Pd6, Td2 in the coordinate system D corresponding to the coordinate system B read out in step S20 ′ are (αd4, βd4, γd4), ( αd5, βd5, γd5), (αd6, βd6, γd6), (Xd2, Yd2, Zd2), and the normal vectors of the three measurement surfaces of the reference object 40 in the coordinate system A and the three measurement surfaces Data sets (αa1, βa1, γa1), (αa2, βa2, γa2), (αa3, βa3, γa3), (Xa, Ya, Za) representing the vertex coordinate values Similarly, data sets (αb1, βb1, γb1), (representing the normal vectors of the three measurement surfaces of the reference object 40 in the coordinate system B calculated in step S18 and the coordinate values of the vertices of the three measurement surfaces, ( Coordinate values (xb, .beta.b) in the coordinate system B are calculated by the same calculation as that using the equations (15) to (18) using (.alpha.b2, .beta.b2, .gamma.b2), (.alpha.b3, .beta.b3, .gamma.b3), (Xb, Yb, Zb). A coordinate conversion coefficient for converting yb, zb) into a coordinate value (xd, yd, zd) in the coordinate system D which is the reference coordinate system is calculated.

次に、座標系Ｃ（３次元形状測定装置２０Ｃの座標）における座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換に変換するための座標変換係数を計算する。この場合も、前記数１５〜１８を用いた計算と同様である。すなわち、座標系Ａに対応した座標系ＤにおけるデータセットＰｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，Ｔｄ１をそれぞれ表す（αｄ１，βｄ１，γｄ１），（αｄ２，βｄ２，γｄ２），（αｄ３，βｄ３，γｄ３），（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ）に代えて、同じく前記ステップＳ２０’にて読み出された座標系Ｃに対応した座標系ＤにおけるデータセットＰｄ７，Ｐｄ８，Ｐｄ９，Ｔｄ３をそれぞれ表す（αｄ７，βｄ７，γｄ７），（αｄ８，βｄ８，γｄ８），（αｄ９，βｄ９，γｄ９），（Ｘｄ３，Ｙｄ３，Ｚｄ３）を用いるとともに、座標系Ａにおける基準物体４０の３つの測定面の各法線ベクトルおよび同３つの測定面の頂点の座標値を表すデータセット（αａ１，βａ１，γａ１），（αａ２，βａ２，γａ２），（αａ３，βａ３，γａ３），（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）に代えて、同じくステップＳ１８にて計算した座標系Ｂにおける基準物体４０の３つの測定面の各法線ベクトルおよび同３つの測定面の頂点の座標値を表すデータセット（αｃ１，βｃ１，γｃ１），（αｃ２，βｃ２，γｃ２），（αｃ３，βｃ３，γｃ３），（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を用いる。これにより、座標系Ｃにおける座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を、基準座標系である座標系Ｄにおける座標値（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）に変換するための座標変換係数が計算される。 Next, the coordinate value (xc, yc, zc) in the coordinate system C (the coordinates of the three-dimensional shape measuring apparatus 20C) is converted into a coordinate value (xd, yd, zd) in the coordinate system D which is the reference coordinate system. To calculate the coordinate conversion coefficient. This case is the same as the calculation using the formulas 15-18. That is, (αd1, βd1, γd1), (αd2, βd2, γd2), (αd3, βd3, γd3), (Xd) represent the data sets Pd1, Pd2, Pd3, Td1 in the coordinate system D corresponding to the coordinate system A, respectively. , Yd, Zd), representing the data sets Pd7, Pd8, Pd9, Td3 in the coordinate system D corresponding to the coordinate system C read out in step S20 ′ (αd7, βd7, γd7), respectively. (Αd8, βd8, γd8), (αd9, βd9, γd9), (Xd3, Yd3, Zd3) are used, and the normal vectors and three measurement surfaces of the three measurement surfaces of the reference object 40 in the coordinate system A are used. Data sets (αa1, βa1, γa1), (αa2, βa2, γa2), (αa3, βa3, γa3), (Xa, Ya, Z) representing the coordinate values of the vertices of In the same manner, the data sets (αc1, βc1, γc1) representing the normal vectors of the three measurement surfaces of the reference object 40 and the coordinate values of the vertices of the three measurement surfaces in the coordinate system B calculated in step S18. ), (Αc2, βc2, γc2), (αc3, βc3, γc3), (Xc, Yc, Zc). Thereby, a coordinate conversion coefficient for converting the coordinate value (xc, yc, zc) in the coordinate system C into the coordinate value (xd, yd, zd) in the coordinate system D which is the reference coordinate system is calculated.

このような第２変形例においては、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにより測定された３次元データは、基準座標系である座標系Ｄに基づく座標値（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ）によって表される。ただし、この座標系Ｄは、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの測定位置および基台１０とは無関係である。しかし、上記実施形態のように、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにより測定された３次元形状データを、同３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうちのいずれか１つの座標系（例えば、３次元測定装置２０Ａの座標系）に基づく座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）によって表すこともできる。この場合、座標系Ａ，Ｂ，Ｃから座標系Ｄに座標変換するための座標変換係数を用いて座標系Ｂ，Ｃから座標系Ａに変換するための座標変換係数を計算すればよい。 In such a second modification, the three-dimensional data measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C is represented by coordinate values (Xd, Yd, Zd) based on the coordinate system D that is the reference coordinate system. Is done. However, this coordinate system D is independent of the measurement positions of the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C and the base 10. However, as in the above-described embodiment, the three-dimensional shape data measured by the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C is converted into any one coordinate system of the three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C ( For example, it can be expressed by coordinate values (Xa, Ya, Za) based on the coordinate system of the three-dimensional measuring apparatus 20A. In this case, a coordinate conversion coefficient for converting from the coordinate systems B, C to the coordinate system A may be calculated using a coordinate conversion coefficient for converting the coordinates from the coordinate systems A, B, C to the coordinate system D.

ｃ．その他の変形例
上記実施形態、第１変形例および第２変形例においては、３台の３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設置したが、これに限定されるものではなく、３次元測定装置の設置台数を４台以上としてもよい。この場合、４台以上の３次元形状測定装置によって測定した４組以上の測定結果のうちで利用しやすい３組の測定結果のみを利用してもよいし、立体形状データ群の計算の際に、余分な組（４組目以上の組）の測定結果を最終的な立体形状データ群の補正に利用してもよい。 c. Other Modifications In the above embodiment, the first modification, and the second modification, the three three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C are installed, but the present invention is not limited to this, and the three-dimensional measurement is performed. The number of installed devices may be four or more. In this case, only three sets of measurement results that are easy to use among four or more sets of measurement results measured by four or more three-dimensional shape measuring devices may be used. The measurement results of the extra group (fourth or more groups) may be used for the final correction of the three-dimensional shape data group.

また、上記実施形態、第１変形例および第２変形例においては、３台の３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設置し、３次元測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが、それぞれ基準物体４０および測定対象物５０を測定するようにした。しかし、これに代えて、１台の３次元形状測定装置の位置を基台１０に対して相対的に移動させて複数の位置で基準物体４０および測定対象物５０の３次元立体形状を測定するようにしてもよい。この場合、基準物体４０の測定により座標変換係数を計算した後、測定対象物５０の３次元立体形状を測定する際には、測定位置を予め設定しておき、常に同じ測定位置で測定を行うようにする。 In the embodiment, the first modified example, and the second modified example, three three-dimensional shape measuring devices 20A, 20B, and 20C are installed, and the three-dimensional measuring devices 20A, 20B, and 20C are respectively connected to the reference object 40. And the measurement object 50 was measured. However, instead of this, the position of one three-dimensional shape measuring apparatus is moved relative to the base 10 to measure the three-dimensional solid shapes of the reference object 40 and the measuring object 50 at a plurality of positions. You may do it. In this case, after calculating the coordinate conversion coefficient by measuring the reference object 40, when measuring the three-dimensional solid shape of the measurement object 50, the measurement position is set in advance and the measurement is always performed at the same measurement position. Like that.

また、上記実施形態、第１変形例および第２変形例においては、基準物体４０として直方体を用いたが、これに限定されるものではなく、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによって少なくとも３つの面がそれぞれ測定できる形状であれば、例えば立方体などの多面体や３角錐などの多角錐であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, the 1st modification, and the 2nd modification, although the rectangular parallelepiped was used as the reference | standard object 40, it is not limited to this, It is at least 3 by three-dimensional shape measuring apparatus 20A, 20B, 20C. As long as two surfaces can be measured, a polyhedron such as a cube or a polygonal pyramid such as a triangular pyramid may be used.

また、上記実施形態、第１変形例および第２変形例においては、３次元画像測定装置３２に予め記憶しておく識別パラメータとして基準物体４０の各面の反射光量を用いたが、これに限定されるものではない。基準物体４０の各面をそれぞれ識別できればよく、例えば、基準物体４０の各面の色をそれぞれ異なる色に形成して、この各色を識別パラメータとしてもよい。この場合、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、基準物体４０の物体表面からの反射光の光量に関する情報に代えて、基準物体４０の物体表面の色に関する情報を３次元画像データ処理装置３２に出力するようにするとともに、３次元画像処理装置３２は、同基準物体４０の物体表面の色に関する情報に基づいて、測定対象空間内に位置する基準物体４０の３次元表面形状を表す立体形状データ群から３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃごとに３つの測定面をそれぞれ表す３つのサブ立体形状データ群を抽出するとよい。 In the above embodiment, the first modification, and the second modification, the reflected light amount of each surface of the reference object 40 is used as the identification parameter stored in advance in the three-dimensional image measurement device 32. However, the present invention is not limited to this. Is not to be done. It is only necessary to identify each surface of the reference object 40. For example, the colors of the surfaces of the reference object 40 may be formed in different colors, and each color may be used as an identification parameter. In this case, the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C use the three-dimensional image data processing apparatus for information on the color of the object surface of the reference object 40 instead of information on the amount of reflected light from the object surface of the reference object 40. The three-dimensional image processing apparatus 32 outputs a three-dimensional surface shape of the reference object 40 located in the measurement target space based on the information on the color of the object surface of the reference object 40. Three sub solid shape data groups each representing three measurement surfaces for each of the three-dimensional shape measurement apparatuses 20A, 20B, and 20C may be extracted from the shape data group.

また、上記実施形態および第２変形例においては、３次元形状測定装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによりそれぞれ測定した３つの測定面について、それぞれサブ立体形状データ群を生成し、同サブ立体形状データ群を構成する点群データに基づいて各測定面における法線ベクトルをそれぞれ計算した。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、サブ立体形状データ群の数に下限値を設定しておき、サブ立体形状データ群の数が前記下限値に達しなかった場合には、前記サブ立体形状データ群を法線ベクトルの計算に使用することを中止し、座標変換係数に使用するベクトルを前記サブ立体形状データ群以外の２つのサブ立体形状データ群から計算される２つの測定面の法線ベクトルと、前記２つの測定面の法線ベクトルの外積によるベクトルにするようにしてもよい。 In the above embodiment and the second modification, sub three-dimensional shape data groups are respectively generated for the three measurement surfaces measured by the three-dimensional shape measuring apparatuses 20A, 20B, and 20C, and the sub three-dimensional shape data groups are generated. Based on the constituent point cloud data, normal vectors on each measurement surface were calculated. However, the present invention is not limited to this. For example, when a lower limit value is set for the number of sub three-dimensional shape data groups and the number of sub three-dimensional shape data groups does not reach the lower limit value, discontinue the use of three-dimensional shape data group in the calculation of the normal vectors, the two measurement planes is calculated a vector to be used in the coordinate transformation coefficient of two sub dimensional shape data group other than the sub-three-dimensional shape data group The vector may be a vector based on the outer product of the normal vector and the normal vector of the two measurement surfaces.

この方法は、３次元測定の視点による影響で、測定された３つの面の内の１つの面の立体形状データ群の数が少なかった場合に特に有効である。すなわち、サブ立体形状データ群の数が少ない場合、このサブ立体形状データ群を用いて計算した測定面の法線ベクトルの精度が落ち、算出される座標変換係数の精度も落ちることになる。しかし、サブ立体形状データ群の数が充分あり精度が高い２つの法線ベクトルの外積によるベクトルを代わりに用いれば、算出される座標変換係数の精度を保つことができる。なお、この方法は上記実施形態および第２変形例において適用できるが、第１変形例の場合には測定面に２つ以上の基準面があり、かつ前記基準面のサブ立体形状データ群の数が下限値以上である場合に限って適用できる。 This method is particularly effective when the number of three-dimensional shape data groups on one of the three measured surfaces is small due to the influence of the viewpoint of three-dimensional measurement. That is, when the number of sub three-dimensional shape data groups is small, the accuracy of the normal vector of the measurement surface calculated using this sub three-dimensional shape data group is lowered, and the accuracy of the calculated coordinate conversion coefficient is also lowered. However, if a vector based on the outer product of two normal vectors having a sufficient number of sub three-dimensional shape data groups and high accuracy is used instead, the accuracy of the calculated coordinate transformation coefficient can be maintained. This method can be applied in the above embodiment and the second modification, but in the case of the first modification, there are two or more reference surfaces on the measurement surface, and the number of sub-three-dimensional shape data groups on the reference surface. Applicable only when is greater than or equal to the lower limit.

本発明の座標変換係数取得方法に利用される３次元画像生成装置の概略図である。It is the schematic of the three-dimensional image generation apparatus utilized for the coordinate transformation coefficient acquisition method of this invention. 図１の３次元画像データ処理装置によって実行される座標変換係数演算プログラムのフローチャートである。3 is a flowchart of a coordinate conversion coefficient calculation program executed by the three-dimensional image data processing apparatus of FIG. 1. 図１の３次元画像データ処理装置によって実行される合成立体形状表示プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the synthetic | combination solid shape display program performed by the three-dimensional image data processing apparatus of FIG. 測定面と基準面の関係を示す基準物体の説明図である。It is explanatory drawing of the reference | standard object which shows the relationship between a measurement surface and a reference plane. 図１の３次元画像生成装置に測定対象物を配置した場合の説明図である。It is explanatory drawing at the time of arrange | positioning a measuring object in the three-dimensional image generation apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…基台、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…３次元形状測定装置、３１…コントローラ、３２…３次元画像データ処理装置、３３…入力装置、３４…表示装置、４０…基準物体、５０…測定対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base, 20A, 20B, 20C ... Three-dimensional shape measuring device, 31 ... Controller, 32 ... Three-dimensional image data processing device, 33 ... Input device, 34 ... Display device, 40 ... Reference object, 50 ... Measurement object

Claims

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
コンピュータによって構成されたデータ処理装置（３２）を用いて、前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを、前記複数の視点のうちの１つの視点の座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数の取得方法において、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体を基準物体（４０）として用意し、
前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別パラメータを前記データ処理装置内に設けた記憶手段に予め記憶しておくとともに、前記基準物体のそれぞれの面のうちから選択された少なくとも３つの基準面の識別パラメータを基準面データとして前記記憶手段に予め記憶しておき、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記データ処理装置に前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成させる立体形状データ群生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに生成させた各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出させる抽出ステップ（Ｓ１６）と、
前記データ処理装置に、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群と前記基準面データとを用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算させるベクトル・座標計算ステップ（Ｓ１８，Ｓ２０）と、
前記データ処理装置に、前記計算させた複数の異なる視点ごとの前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標により、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算させる座標変換係数計算ステップ（Ｓ２２）と
を含むことを特徴とする座標変換係数取得方法。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
Using a data processing device (32) configured by a computer, three-dimensional shape data based on the coordinate system for each of the plurality of viewpoints is transferred to a reference coordinate system which is a coordinate system of one viewpoint among the plurality of viewpoints. In a method for obtaining a coordinate conversion coefficient used when converting into three-dimensional shape data based on
The plurality of the polyhedrons having at least three surfaces identifiable simultaneously 3D shape measurable and each other in each of the three-dimensional shape measurement at different viewpoints provided as reference object (40),
With previously stored in the storage means provided in the data processing device identification parameter for identifying each surface of the reference object, at least three criteria selected from among the respective surfaces of the reference object A surface identification parameter is previously stored in the storage means as reference surface data,
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device is measured, the three-dimensional shape in which a plurality of sets of three-dimensional shape data group Ru to produce respectively representing the three-dimensional surface shape of the reference object from the data output from the data processing device in the three-dimensional shape measuring apparatus for each of the plurality of different viewpoints A data group generation step (S12, S14) ;
To the data processing apparatus, from the three-dimensional shape data group is generated for each of the plurality of different viewpoints, using the identification parameters, said reference object to form a vertex at least three respective three-dimensional shape data group relates to a surface, respectively an extraction step of Ru is extracted for each face (S16),
Wherein the data processing device, using the three-dimensional shape data group to the reference plane data for at least three sides of the reference object obtained by the extraction, for each of the plurality of different viewpoints, normal vectors and the reference in the reference plane vector coordinate calculating step of the coordinates of the vertices are formed by the surface Ru is calculated respectively (S18, S20),
Wherein the data processing apparatus, the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane for each of a plurality of different viewpoints obtained by the calculation, three-dimensional based on a coordinate system of each of the plurality of different viewpoints coordinate conversion coefficient acquisition method characterized by the shape data including the reference coordinate three-dimensional shape data coordinate conversion coefficient calculation step of Ru was calculated coordinate conversion coefficient for converting into based on system (S22).

前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、
前記基準物体の少なくとも３つの基準面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの基準面とし、かつ
前記抽出ステップで抽出させた各立体形状データ群にそれぞれ対応した前記基準物体の少なくとも３つの面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの抽出面とする請求項１に記載の座標変換係数取得方法。 The reference object is composed of a rectangular parallelepiped or a cube,
At least three reference surfaces of the reference object are composed of three adjacent surfaces of the reference object to form three reference surfaces; and
The at least three surfaces of the reference object corresponding to each of the three-dimensional shape data groups extracted in the extraction step are constituted by three surfaces adjacent to each other to form three extraction surfaces. The coordinate conversion coefficient acquisition method described.

請求項２に記載の座標変換係数取得方法において、
前記基準物体の互いに対向する面間の距離も前記記憶手段に予め記憶しておき、
前記ベクトル・座標計算ステップは、
前記データ処理装置に、前記３つの抽出面のうちの少なくとも１つの抽出面が前記３つの基準面のうちのいずれかと平行であるとき、前記少なくとも１つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算させた法線ベクトルの向きを変更することにより、前記少なくとも１つの抽出面と平行な基準面の法線ベクトルを計算させるステップと、
前記データ処理装置に、前記基準物体の３つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算させた頂点の座標と、前記記憶されている面間の距離と、前記計算させた法線ベクトルとを用いて前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算させるステップと
を含むことを特徴とする座標変換係数取得方法。 In the coordinate transformation coefficient acquisition method according to claim 2 ,
The distance between the opposing surfaces of the reference object is also stored in the storage means in advance,
The vector / coordinate calculation step includes:
To the data processing apparatus, when pre-Symbol least one extraction surface of the three extraction plane is parallel with any of the previous SL three reference plane, using a three-dimensional shape data group of the at least one extraction surface a step by changing the orientation of the calculated normal vectors was, the Ru even before Kisukuna without to calculate the normal vector of one extraction surface parallel to the reference plane Te,
The coordinates of the vertexes calculated using the three-dimensional shape data group of the three extraction surfaces of the reference object, the distance between the stored surfaces, and the calculated normal vector A coordinate transformation coefficient obtaining method, comprising: calculating coordinates of vertices formed by the three reference planes .

請求項２または請求項３に記載の座標変換係数取得方法において、
前記ベクトル・座標計算ステップは、前記データ処理装置に、前記３つの抽出面のうちの２つの抽出面における法線ベクトルを前記抽出ステップで抽出させた立体形状データ群を用いて計算させ、前記計算させた２つの抽出面における法線ベクトルの外積により前記３つの抽出面のうちで前記法線ベクトルを計算させた２つの抽出面に垂直な残りの１つの抽出面の法線ベクトルを計算させるものであることを特徴とする座標変換係数取得方法。 In the coordinate transformation coefficient acquisition method according to claim 2 or claim 3 ,
The vector coordinate calculating step, the data processing apparatus, is calculated using the three-dimensional shape data group of normal vectors were extracted by the extraction step in the two extraction surface of said three extraction surface, and the calculated Ru is calculating the normal vector of the one extraction surface remaining perpendicular to the two extraction surface normal vector is calculated by one of the three extraction surface by the outer product of the normal vectors in the two extraction surface is A method for obtaining a coordinate conversion coefficient , characterized in that :

請求項２または請求項４に記載の座標変換係数取得方法において、
前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さも前記記憶手段に予め記憶しておき、
前記ベクトル・座標計算ステップは、前記データ処理装置に、前記３つの抽出面に関する立体形状データ群に基づいて前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標を計算させ、かつ前記計算させた前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標と、前記記憶手段に記憶しておいた前記基準面データと、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さとを用いて、前記３つの基準面における法線ベクトルおよび前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算させるステップを含むことを特徴とする座標変換係数取得方法。 In the coordinate transformation coefficient acquisition method according to claim 2 or 4 ,
The length of the angle and the edges between each surface of the reference object is also stored in advance in the storage means,
In the vector / coordinate calculation step, the normal vector of the three extraction surfaces and the coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces based on the three-dimensional shape data group regarding the three extraction surfaces are given to the data processing device. The calculated normal vectors of the three extraction surfaces and the coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces, the reference surface data stored in the storage means, and the reference object the angle and the edges between each surface with a length, comprising the step of coordinate Ru is the calculation of the vertex formed by the normal vector and the three reference plane in the three reference plane Coordinate conversion coefficient acquisition method.

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
コンピュータによって構成されたデータ処理装置（３２）を用いて、前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを予め設定した座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数の取得方法において、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体を基準物体（４０）として用意し、
前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別パラメータを前記データ処理装置内に設けた記憶手段に予め記憶しておくとともに、前記予め設定した座標系に基づく前記基準物体のそれぞれの面における法線ベクトルおよび前記基準物体のそれぞれの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段に予め記憶しておき、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記データ処理装置に前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成させる立体形状データ群生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出させる抽出ステップ（Ｓ１６）と、
前記データ処理装置に、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群を用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記抽出させた基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算させるベクトル・座標計算ステップ（Ｓ１８）と、
前記データ処理装置に、前記記憶手段に記憶されている前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別データを用いて、前記記憶手段に記憶されていて前記抽出ステップで抽出させた立体形状データ群に対応した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段から読み出させる読出しステップ（Ｓ２０’）と、
前記データ処理装置に、前記複数の異なる視点ごとに計算させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標と、前記読出しステップで読み出させた前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標とにより、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算させる座標変換係数計算ステップ（Ｓ２２）と
を含むことを特徴とする座標変換係数取得方法。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
When converting the three-dimensional shape data based on the coordinate system for each of the plurality of viewpoints into the three-dimensional shape data based on a reference coordinate system which is a preset coordinate system, using a data processing device (32) configured by a computer. In the method of obtaining the coordinate transformation coefficient used for
The plurality of the polyhedrons having at least three surfaces identifiable simultaneously 3D shape measurable and each other in each of the three-dimensional shape measurement at different viewpoints provided as reference object (40),
An identification parameter for identifying each surface of the reference object is stored in advance in storage means provided in the data processing device, and a method for each surface of the reference object based on the preset coordinate system is stored. The coordinates of vertices formed by line vectors and the respective surfaces of the reference object are stored in advance in the storage means,
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device is measured, the three-dimensional shape in which a plurality of sets of three-dimensional shape data group Ru to produce respectively representing the three-dimensional surface shape of the reference object from the data output from the data processing device in the three-dimensional shape measuring apparatus for each of the plurality of different viewpoints A data group generation step (S12, S14) ;
Each of the three-dimensional shape data groups related to at least three surfaces of the reference object forming the apex from each of the three-dimensional shape data groups generated for each of the plurality of different viewpoints on the data processing device. An extraction step (S16) for each extraction ,
Using the three-dimensional shape data group relating to at least three surfaces of the extracted reference object in the data processing device, the normal vectors on the at least three surfaces of the extracted reference object for each of the plurality of different viewpoints, and A vector / coordinate calculation step (S18) for calculating the coordinates of vertices formed by at least three surfaces,
Wherein the data processing apparatus, the storage means using the identification data for identifying each surface of the reference object stored in, three-dimensional shape that has issued extracted by the extraction step have been stored in the storage means the reference object of at least three read steps to let read out the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the at least three surfaces from the storage means in the plane corresponding to the data group and (S20 '),
The data processing device causes the normal vector in at least three surfaces of the reference object calculated for each of the plurality of different viewpoints and the coordinates of vertices formed by the at least three surfaces to be read in the reading step. the at least three vertices is formed by the normal vector and the at least three surfaces in the plane coordinates of the reference object has a three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of different viewpoints on the reference coordinate system coordinate conversion coefficient acquisition method characterized by comprising a three-dimensional shape data coordinate conversion coefficient calculation step of Ru was calculated coordinate conversion coefficient for converting into (S22) based.

請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した座標変換係数取得方法において、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる反射率に形成されており、前記識別パラメータは、前記それぞれ異なる反射率に形成された基準物体の各面に光を照射した際における同各面からの反射光の光量とし、
前記立体形状データ群生成ステップは、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面からの反射光の光量を測定させることを含む
ことを特徴とする座標変換係数取得方法。 In the coordinate transformation coefficient acquisition method according to any one of claims 1 to 6 ,
Each surface of the reference object is formed with a different reflectance, and the identification parameter is a reflection from each surface when the surfaces of the reference object formed with the different reflectance are irradiated with light. The amount of light,
The three-dimensional shape data group generation step, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring device, the amount of light reflected from the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object coordinate conversion coefficient acquisition method characterized by comprising the Rukoto was measured.

請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した座標変換係数取得方法において、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる色で形成されており、前記識別パラメータは、前記基準物体の各面におけるそれぞれ異なる色を表すデータとし、
前記立体形状データ群生成ステップは、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面の色を測定させることを含む
ことを特徴とする座標変換係数取得方法。 In the coordinate transformation coefficient acquisition method according to any one of claims 1 to 6 ,
Each surface of the reference object is formed in a different color, and the identification parameter is data representing a different color in each surface of the reference object,
The three-dimensional shape data group generation step, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring apparatus, Rukoto to measure the color of the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object A coordinate conversion coefficient acquisition method characterized by comprising:

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを、前記複数の視点のうちの１つの視点の座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数を取得する座標変換係数取得装置において、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体である基準物体（４０）のそれぞれの面を識別するための識別パラメータ、および前記基準物体のそれぞれの面のうちから選択された少なくとも３つの基準面の識別パラメータを基準面データとして記憶する記憶手段（３２）と、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成する立体形状データ群生成手段（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出する抽出手段（Ｓ１６）と、
前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群と前記基準面データとを用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算するベクトル・座標計算手段（Ｓ１８，Ｓ２０）と、
前記計算した複数の異なる視点ごとの前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標により、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手段（Ｓ２２）と
を含むことを特徴とする座標変換係数取得装置。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
The three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of viewpoints, said plurality of coordinates are used to convert the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system is a coordinate system of one viewpoint of the viewpoint conversion In the coordinate conversion coefficient acquisition device for acquiring the coefficient,
An identification parameter for identifying each surface of the reference object (40) that is a polyhedron having at least three surfaces that can be simultaneously measured in three-dimensional shape and can be distinguished from each other in each of the plurality of three-dimensional shape measurements at different viewpoints. a storage means for storing (32) and as a reference plane data identification parameter of at least three reference surfaces which are selected from among the respective surfaces of the reference object,
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device 3D shape data group generation means (S12) for generating a plurality of sets of 3D shape data groups representing the 3D surface shape of the reference object for each of the plurality of different viewpoints from the data output by the 3D shape measurement apparatus. , S14) ,
From each solid shape data group generated for each of the plurality of different viewpoints, using said identification parameters, extracting means for extracting the three-dimensional shape data group regarding at least three surfaces of the reference object which forms a vertex for each surface (S16) ,
Using at least three of said reference plane and three-dimensional shape data group relating to the surface data of the reference object obtained by the extraction, for each of the plurality of different viewpoints, of the vertex formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane Vector / coordinate calculation means (S18, S20) for calculating coordinates respectively;
Wherein the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane for each of the calculated plurality of different viewpoints, said plurality of different viewpoints for each of the coordinates to the reference coordinate system a three-dimensional shape data based on the system And a coordinate conversion coefficient calculation means (S22) for calculating a coordinate conversion coefficient for conversion into three-dimensional shape data based on the coordinate conversion coefficient acquisition apparatus.

前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、
前記基準物体の少なくとも３つの基準面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの基準面とし、かつ
前記抽出手段で抽出した各立体形状データ群にそれぞれ対応した前記基準物体の少なくとも３つの面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの抽出面とする請求項９に記載の座標変換係数取得装置。 The reference object is composed of a rectangular parallelepiped or a cube,
At least three reference surfaces of the reference object are composed of three adjacent surfaces of the reference object to form three reference surfaces; and
According to claim 9, at least three surfaces of the reference object corresponding to the respective three-dimensional shape data group extracted by the extraction means, and three extraction surface constituted by three surfaces adjacent to each other of said reference object Coordinate conversion coefficient acquisition device.

請求項１０に記載の座標変換係数取得装置において、
前記記憶手段は、前記基準物体の互いに対向する面間の距離も予め記憶しており、
前記ベクトル・座標計算手段は、
前記３つの抽出面のうちの少なくとも１つの抽出面が前記３つの基準面のうちのいずれかと平行であるとき、前記少なくとも１つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算した法線ベクトルの向きを変更することにより、前記少なくとも１つの抽出面と平行な基準面の法線ベクトルを計算する手段と、
前記基準物体の３つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算した頂点の座標と、前記記憶されている面間の距離と、前記計算した法線ベクトルとを用いて前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算する手段と
を含むことを特徴とする座標変換係数取得装置。 In the coordinate transformation coefficient acquisition device according to claim 10 ,
The storage means also stores in advance the distance between the opposing surfaces of the reference object,
The vector / coordinate calculation means includes:
Normal vectors at least one extraction surface when it is parallel to any of the previous SL three reference surfaces, which were calculated using three-dimensional shape data group of the at least one extraction surface of the pre-Symbol Three extraction surface by changing the orientation, and means for calculating a normal vector of one extraction surface parallel to the reference plane even before Kisukuna without
By using the three reference surfaces using the coordinates of the vertices calculated using the three-dimensional shape data group of the three extraction surfaces of the reference object, the distance between the stored surfaces, and the calculated normal vector Means for calculating coordinates of formed vertices, and a coordinate conversion coefficient acquiring apparatus.

請求項１０または請求項１１に記載の座標変換係数取得装置において、
前記ベクトル・座標計算手段は、前記３つの抽出面のうちの２つの抽出面における法線ベクトルを前記抽出手段によって抽出された立体形状データ群を用いて計算し、前記計算した２つの抽出面における法線ベクトルの外積により前記３つの抽出面のうちで前記法線ベクトルを計算した２つの抽出面に垂直な残りの１つの抽出面の法線ベクトルを計算するものであることを特徴とする座標変換係数取得装置。 In the coordinate transformation coefficient acquisition apparatus of Claim 10 or Claim 11 ,
The vector coordinate calculation means, in the two extraction surface normal vectors in the two extraction surface is calculated using the three-dimensional shape data group extracted by said extraction means, that the calculation of one of the three extraction surface coordinates, wherein the by outer product of the normal vector is to compute one of the normal vector of the extracted face remaining perpendicular of the two extraction surface normal vector calculated in one of the three extraction surface Conversion coefficient acquisition device.

請求項１０または請求項１２に記載の座標変換係数取得装置において、
前記記憶手段は、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さも予め記憶しており、
前記ベクトル・座標計算手段は、前記３つの抽出面に関する立体形状データ群に基づいて前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標を計算し、かつ前記計算した前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標と、前記記憶手段に記憶されている前記基準面データと、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さとを用いて、前記３つの基準面における法線ベクトルおよび前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算する手段を含むことを特徴とする座標変換係数取得装置。 In the coordinate transformation coefficient acquisition device according to claim 10 or 12 ,
It said storage means is an angle and also stores in advance the length of each side between each side of the reference object,
The vector coordinate calculation means, the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the three extraction surface of the three extraction surface based on the three-dimensional shape data group relating to the three extraction surface was calculated, and the calculated The normal vectors of the three extraction surfaces and the coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces, the reference surface data stored in the storage means, the angle between each surface of the reference object, and each with the length of the side, the coordinate conversion coefficient acquisition apparatus characterized by comprising means for calculation of the coordinates of the vertices in total formed by the normal vector and the three reference plane in the three reference planes.

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを予め設定した座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数を取得する座標変換係数取得装置において、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体である基準物体（４０）のそれぞれの面を識別するための識別パラメータと、前記予め設定した座標系に基づく前記基準物体のそれぞれの面における法線ベクトルおよび前記基準物体のそれぞれの面によって形成される頂点の座標とを記憶する記憶手段（３２）と、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成する立体形状データ群生成手段（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出する抽出手段（Ｓ１６）と、
前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群を用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算するベクトル・座標計算手段（Ｓ１８）と、
前記記憶手段に記憶されている前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別データを用いて、前記記憶手段に記憶されていて前記抽出手段によって抽出された立体形状データ群に対応した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段から読み出す読出し手段（Ｓ２０’）と、
前記複数の異なる視点ごとに計算した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標と、前記読出し手段によって読み出された前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標とにより、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手段（Ｓ２２）と
を含むことを特徴とする座標変換係数取得装置。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
Coordinate conversion coefficient acquisition unit that acquires coordinate transformation coefficients are used to convert the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system is a preset coordinate system a three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of viewpoints In
An identification parameter for identifying each surface of the reference object (40) that is a polyhedron having at least three surfaces that can be simultaneously measured in three-dimensional shape and can be distinguished from each other in each of the plurality of three-dimensional shape measurements at different viewpoints. Storage means (32) for storing a normal vector on each surface of the reference object based on the preset coordinate system and coordinates of vertices formed by each surface of the reference object ;
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device 3D shape data group generation means (S12) for generating a plurality of sets of 3D shape data groups representing the 3D surface shape of the reference object for each of the plurality of different viewpoints from the data output by the 3D shape measurement apparatus. , S14) ,
Extraction means for extracting, for each surface, each three-dimensional shape data group related to at least three surfaces of the reference object forming a vertex from each three-dimensional shape data group generated for each of the plurality of different viewpoints. (S16) ,
Using a three-dimensional shape data group relating to at least three surfaces of the extracted reference object, the plurality of different viewpoints are formed by normal vectors in at least three surfaces of the extracted reference object and the at least three surfaces. Vector / coordinate calculation means (S18) for calculating the coordinates of each vertex;
Using identification data for identifying each surface of the reference object stored in the storage means, said reference corresponding to the three-dimensional shape data group extracted by the extracting means is stored in said storage means Reading means (S20 ′) for reading out normal vectors in at least three faces of the object and coordinates of vertices formed by the at least three faces from the storage means;
Normal vectors in at least three surfaces of the reference object calculated for each of the plurality of different viewpoints, and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces, and at least three of the reference objects read by the reading unit one of the vertex coordinates formed by the normal vector and the at least three surfaces in the plane, it converts the three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of different viewpoints in the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system And a coordinate conversion coefficient calculating means (S22) for calculating a coordinate conversion coefficient for performing a coordinate conversion coefficient acquisition apparatus.

請求項９ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載した座標変換係数取得装置において、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる反射率に形成されており、前記識別パラメータは、前記それぞれ異なる反射率に形成された基準物体の各面に光を照射した際における同各面からの反射光の光量とし、
前記立体形状データ群生成手段は、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面からの反射光の光量を測定することを含む
ことを特徴とする座標変換係数取得装置。 In the coordinate transformation coefficient acquisition device according to any one of claims 9 to 14 ,
Each surface of the reference object is formed with a different reflectance, and the identification parameter is a reflection from each surface when the surfaces of the reference object formed with the different reflectance are irradiated with light. The amount of light,
The three-dimensional shape data group generating means, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring device, the amount of light reflected from the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object A coordinate conversion coefficient acquisition device comprising measuring.

請求項９ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載した座標変換係数取得装置において、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる色で形成されており、前記識別パラメータは、前記基準物体の各面におけるそれぞれ異なる色を表すデータとし、
前記立体形状データ群生成手段は、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面の色を測定することを含む
ことを特徴とする座標変換係数取得装置。 In the coordinate transformation coefficient acquisition device according to any one of claims 9 to 14 ,
Each surface of the reference object is formed in a different color, and the identification parameter is data representing a different color in each surface of the reference object,
The three-dimensional shape data group generating means, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring device, to measure the color of the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object A coordinate conversion coefficient acquisition device comprising:

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを、前記複数の視点のうちの１つの視点の座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数を取得する座標変換係数取得装置であって、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体である基準物体（４０）のそれぞれの面を識別するための識別パラメータ、および前記基準物体のそれぞれの面のうちから選択された少なくとも３つの基準面の識別パラメータを基準面データとして記憶する記憶手段（３２）を備えた座標変換係数取得装置に適用されるコンピュータプログラムにおいて、
前記座標変換係数取得装置に含まれるデータ処理装置（３２）を構成するコンピュータに、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成する立体形状データ群生成手順（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出する抽出手順（Ｓ１６）と、
前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群と前記基準面データとを用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算するベクトル・座標計算手順（Ｓ１８，Ｓ２０）と、
前記計算した複数の異なる視点ごとの前記基準面における法線ベクトルおよび前記基準面によって形成される頂点の座標により、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手順（Ｓ２２）と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
The three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of viewpoints, said plurality of coordinates are used to convert the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system is a coordinate system of one viewpoint of the viewpoint conversion A coordinate conversion coefficient acquisition device for acquiring a coefficient,
An identification parameter for identifying each surface of the reference object (40) that is a polyhedron having at least three surfaces that can be simultaneously measured in three-dimensional shape and can be distinguished from each other in each of the plurality of three-dimensional shape measurements at different viewpoints. And a computer program applied to a coordinate transformation coefficient acquisition device comprising storage means (32) for storing identification parameters of at least three reference surfaces selected from the respective surfaces of the reference object as reference surface data ,
In a computer constituting the data processing device (32) included in the coordinate transformation coefficient acquisition device,
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device A three-dimensional shape data group generation procedure (S12) for generating a plurality of sets of three-dimensional shape data groups representing the three-dimensional surface shape of the reference object for each of the plurality of different viewpoints from the data output from the three-dimensional shape measurement apparatus. , S14) ,
From each solid shape data group generated for each of the plurality of different viewpoints, extraction procedure using the identification parameter, to extract the three-dimensional shape data group regarding at least three surfaces of the reference object which forms a vertex for each surface (S16) ,
Using the three-dimensional shape data group and the previous SL reference surface data relating to at least three surfaces of the reference object obtained by the extraction, for each of the plurality of different viewpoints, the vertex formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane vector coordinate calculation procedure for calculating the coordinates respectively (S18, S20),
Wherein the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the reference surface in the reference plane for each of the calculated plurality of different viewpoints, said plurality of different viewpoints for each of the coordinates to the reference coordinate system a three-dimensional shape data based on the system 3-dimensional shape data we calculate the coordinate transformation coefficients for converting the coordinate conversion coefficient calculations based procedures and (S22)
A computer program for executing

前記基準物体を、直方体または立方体で構成し、
前記基準物体の少なくとも３つの基準面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの基準面とし、かつ
前記抽出手順で抽出した各立体形状データ群にそれぞれ対応した前記基準物体の少なくとも３つの面を、前記基準物体の互いに隣り合う３つの面で構成して３つの抽出面とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム。 The reference object is composed of a rectangular parallelepiped or a cube,
At least three reference surfaces of the reference object are composed of three adjacent surfaces of the reference object to form three reference surfaces; and
Claim 17 at least three surfaces of the reference object corresponding to the respective three-dimensional shape data group extracted by the extraction procedure, the three extraction surface constituted by three surfaces adjacent to each other of said reference object Computer program.

請求項１８に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記記憶手段は、前記基準物体の互いに対向する面間の距離も予め記憶しており、
前記ベクトル・座標計算手順は、
前記３つの抽出面のうちの少なくとも１つの抽出面が前記３つの基準面のうちのいずれかと平行であるとき、前記少なくとも１つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算した法線ベクトルの向きを変更することにより、前記少なくとも１つの抽出面と平行な基準面の法線ベクトルを計算する手順と、
前記基準物体の３つの抽出面の立体形状データ群を用いて計算した頂点の座標と、前記記憶されている面間の距離と、前記計算した法線ベクトルとを用いて前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算する手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 18 , wherein
The storage means also stores in advance the distance between the opposing surfaces of the reference object,
The vector / coordinate calculation procedure is as follows:
Normal vectors at least one extraction surface when it is parallel to any of the previous SL three reference surfaces, which were calculated using three-dimensional shape data group of the at least one extraction surface of the pre-Symbol Three extraction surface by changing the orientation, a step of calculating a normal vector of one extraction surface parallel to the reference plane even before Kisukuna without
By using the three reference surfaces using the coordinates of the vertices calculated using the three-dimensional shape data group of the three extraction surfaces of the reference object, the distance between the stored surfaces, and the calculated normal vector A computer program comprising: a procedure for calculating coordinates of formed vertices .

請求項１８または請求項１９に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記ベクトル・座標計算手順は、前記３つの抽出面のうちの２つの抽出面における法線ベクトルを前記抽出手順によって抽出された立体形状データ群を用いて計算し、前記計算した２つの抽出面における法線ベクトルの外積により前記３つの抽出面のうちで前記法線ベクトルを計算した２つの抽出面に垂直な残りの１つの抽出面の法線ベクトルを計算するものであることを特徴とするコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 18 or claim 19 ,
The vector coordinate calculation procedure, in the two extraction surface normal vectors in the two extraction surface is calculated using the three-dimensional shape data group extracted by the extraction procedure described above calculations of said three extraction surface computer, characterized in that the outer product of the normal vector is to compute one of the normal vector of the extracted face remaining perpendicular of the two extraction surface normal vector calculated in one of the three extraction surface program.

請求項１８または請求項２０に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記記憶手段は、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さも予め記憶しており、
前記ベクトル・座標計算手順は、前記３つの抽出面に関する立体形状データ群に基づいて前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標を計算し、かつ前記計算した前記３つの抽出面の法線ベクトルおよび前記３つの抽出面によって形成される頂点の座標と、前記記憶手段に記憶されている前記基準面データと、前記基準物体の各面間の角度および各辺の長さとを用いて、前記３つの基準面における法線ベクトルおよび前記３つの基準面によって形成される頂点の座標を計算する手順を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 18 or 20 ,
It said storage means is an angle and also stores in advance the length of each side between each side of the reference object,
The vector coordinate calculation procedure, the coordinates of the vertices formed by the normal vector and the three extraction surface of the three extraction surface based on the three-dimensional shape data group relating to the three extraction surface was calculated, and the calculated The normal vectors of the three extraction surfaces and the coordinates of the vertices formed by the three extraction surfaces, the reference surface data stored in the storage means, the angle between each surface of the reference object, and each with the length of the side, the computer program characterized in that it comprises a procedure for calculation of the coordinates of the vertices in total formed by the normal vector and the three reference plane in the three reference planes.

複数の３次元形状測定装置（２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ）を異なる位置に配置して３次元形状測定するか、１台の３次元形状測定装置を測定対象物に対して相対的に移動させて複数の位置で３次元形状測定することで、測定対象物を複数の異なる視点で３次元形状測定し、
前記複数の視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを予め設定した座標系である基準座標系に基づく３次元形状データに変換する際に使用される座標変換係数を取得する座標変換係数取得装置であって、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定のそれぞれにおいて同時に３次元形状測定可能かつ互いに識別可能な少なくとも３つの面を有する多面体である基準物体（４０）のそれぞれの面を識別するための識別パラメータと、前記予め設定した座標系に基づく前記基準物体のそれぞれの面における法線ベクトルおよび前記基準物体のそれぞれの面によって形成される頂点の座標とを記憶する記憶手段（３２）を備えた座標変換係数取得装置に適用されるコンピュータプログラムにおいて、
前記座標変換係数取得装置に含まれるデータ処理装置（３２）を構成するコンピュータに、
前記複数の異なる視点での３次元形状測定の測定対象空間内に前記基準物体を配置した状態で、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元表面形状を複数の異なる視点で測定させ、前記３次元形状測定装置が出力するデータから前記複数の異なる視点ごとに前記基準物体の３次元表面形状を表す複数組の立体形状データ群をそれぞれ生成する立体形状データ群生成手順（Ｓ１２，Ｓ１４）と、
前記複数の異なる視点ごとに生成した各立体形状データ群から、前記識別パラメータを用いて、頂点を形成する前記基準物体の少なくとも３つの面に関する各立体形状データ群をそれぞれ面ごとに抽出する抽出手順（Ｓ１６）と、
前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面に関する立体形状データ群を用い、前記複数の異なる視点ごとに、前記抽出した基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標をそれぞれ計算するベクトル・座標計算手順（Ｓ１８）と、
前記記憶手段に記憶されている前記基準物体のそれぞれの面を識別するための識別データを用いて、前記記憶手段に記憶されていて前記抽出手順によって抽出された立体形状データ群に対応した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標を前記記憶手段から読み出す読出し手順（Ｓ２０’）と、
前記複数の異なる視点ごとに計算した前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標と、前記読出し手順によって読み出された前記基準物体の少なくとも３つの面における法線ベクトルおよび前記少なくとも３つの面によって形成される頂点の座標とにより、前記複数の異なる視点ごとの座標系に基づく３次元形状データを前記基準座標系に基づく３次元形状データに変換するための座標変換係数を計算する座標変換係数計算手順（Ｓ２２）と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A plurality of three-dimensional shape measuring devices (20A, 20B, 20C) are arranged at different positions to measure a three-dimensional shape, or a plurality of three-dimensional shape measuring devices are moved relative to a measurement object. By measuring the three-dimensional shape at the position of, the three-dimensional shape measurement of the measurement object from a plurality of different viewpoints,
Coordinate conversion coefficient acquisition unit that acquires coordinate transformation coefficients are used to convert the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system is a preset coordinate system a three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of viewpoints Because
An identification parameter for identifying each surface of the reference object (40) that is a polyhedron having at least three surfaces that can be simultaneously measured in three-dimensional shape and can be distinguished from each other in each of the plurality of three-dimensional shape measurements at different viewpoints. And a storage unit (32) for storing a normal vector on each surface of the reference object based on the preset coordinate system and coordinates of vertices formed by each surface of the reference object In a computer program applied to a coefficient acquisition device ,
In a computer constituting the data processing device (32) included in the coordinate transformation coefficient acquisition device,
In the state in which the said reference object to be measured within the space of the three-dimensional shape measurement in the plurality of different viewpoints, a three-dimensional surface shape of the criteria object at different viewpoints of several prior Symbol 3-dimensional shape measurement device A three-dimensional shape data group generation procedure (S12) for generating a plurality of sets of three-dimensional shape data groups representing the three-dimensional surface shape of the reference object for each of the plurality of different viewpoints from the data output from the three-dimensional shape measurement apparatus. , S14) ,
Extraction procedure for extracting each three-dimensional shape data group related to at least three surfaces of the reference object forming the vertex from each three-dimensional shape data group generated for each of the plurality of different viewpoints for each surface. (S16) ,
Using a three-dimensional shape data group relating to at least three surfaces of the extracted reference object, the plurality of different viewpoints are formed by normal vectors in at least three surfaces of the extracted reference object and the at least three surfaces. A vector / coordinate calculation procedure (S18) for calculating the coordinates of each vertex;
Using identification data for identifying each surface of the reference object stored in the storage means, corresponding to the three-dimensional shape data group extracted by the extraction procedure is memorize in the memory means the A reading procedure (S20 ′) for reading normal vectors on at least three surfaces of the reference object and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces from the storage means;
Normal vectors in at least three surfaces of the reference object calculated for each of the plurality of different viewpoints and coordinates of vertices formed by the at least three surfaces, and at least three of the reference objects read out by the reading procedure one of the vertex coordinates formed by the normal vector and the at least three surfaces in the plane, it converts the three-dimensional shape data based on the coordinate system of each of the plurality of different viewpoints in the three-dimensional shape data based on the reference coordinate system Coordinate conversion coefficient calculation procedure (S22) for calculating the coordinate conversion coefficient for
A computer program for executing

請求項１７ないし請求項２２のうちのいずれか１つに記載したコンピュータプログラムにおいて、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる反射率に形成されており、前記識別パラメータは、前記それぞれ異なる反射率に形成された基準物体の各面に光を照射した際における同各面からの反射光の光量とし、
前記立体形状データ群生成手順は、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面からの反射光の光量を測定することを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program according to any one of claims 17 to 22 ,
Each surface of the reference object is formed with a different reflectance, and the identification parameter is a reflection from each surface when the surfaces of the reference object formed with the different reflectance are irradiated with light. The amount of light,
The three-dimensional shape data group generation step, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring device, the amount of light reflected from the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object A computer program comprising measuring.

請求項１７ないし請求項２２のうちのいずれか１つに記載したコンピュータプログラムにおいて、
前記基準物体の各面は、それぞれ異なる色で形成されており、前記識別パラメータは、前記基準物体の各面におけるそれぞれ異なる色を表すデータとし、
前記立体形状データ群生成手順は、前記３次元形状測定装置に前記基準物体の３次元形状を測定させる際、基準物体の各面に光を照射した場合の同各面の色を測定することを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program according to any one of claims 17 to 22 ,
Each surface of the reference object is formed in a different color, and the identification parameter is data representing a different color in each surface of the reference object,
The three-dimensional shape data group generation step, when to measure the three-dimensional shape of the reference object in the three-dimensional shape measuring device, to measure the color of the surfaces when irradiated with light on each side of the reference object A computer program comprising: