JP5515177B2 - 形状認識装置 - Google Patents
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Description
〔システム構成〕
図1及び図2に示すように、先端にデジタルカメラを有する撮影ユニットVを備えた多関節型のロボットハンドHと、このロボットハンドHを制御するロボットハンドコントローラAと、撮影ユニットVで撮影した計測対象物Tの画像データを取得する画像取得ユニットBと、この画像取得ユニットBから画像データを取得し物体の外面形状の歪を抽出して出力する形状認識装置Cを備えて3次元計測システムが構成されている。このような構成からなる形状認識装置Cは、物体の外面形状を表す3次元データから、その物体の外面形状の認識を行う機能を備えている。
図2及び図3に示すように、形状認識装置Cは、データ取得手段11と、データ変換手段12と、ノイズ除去手段13と、曲率除外領域抽出手段14と、変化量除外領域抽出手段15と、除外領域設定手段16と、ベース形状データ生成手段17と、詳細形状データ生成手段18と、曲率取得手段19と、形状評価手段20と、評価画像生成手段21と、測定対象形状取得手段22とを備えている。
図4には、このような制御構成による制御のフローチャートが示され、制御構成の機能を当該フローチャートに示した制御の流れと併せて説明する。
特に、本発明では、歪値を取得する際に、ベース形状データと詳細形状データとの複数の曲率から想定される2種の外形曲線(図示せず)を演算によって生成し、ベース形状データに対応する外形曲線と、詳細形状データに対応する外形曲線との差(オフセット量)から歪値を取得するように形状評価手段20の処理形態を設定しても良い。この処理形態を採用することにより、ベース形状データを基準にした詳細形状データの凹凸量を実寸に近い値で取得することになる。
このように、本発明によると、撮影ユニットVで取得した3次元データ構造の撮影データから3次元データを生成し、ノイズの除去の後に、この3次元データにおける所定の設定領域の形状を詳細に反映した曲率群で成る詳細形状データを生成すると共に、3次元データの所定の設定領域の形状を詳細形状データよりも粗く反映した曲率群で成るベース形状データを生成する。この後に、夫々の形状データ(すなわち、詳細形状データ及びベース形状データ)から除外領域に含まれるデータを除外して夫々の修正形状データ(すなわち、修正詳細形状データ及び修正ベース形状データ)を生成する。生成された夫々の修正形状データ(修正詳細形状データ及び修正ベース形状データ)の曲率に基づいて外面形状の歪値を抽出する。すなわち、修正詳細形状データと修正ベース形状データとにおける同一の領域の曲率を比較して歪値を取得する。これにより、例えば、全体的に緩やかな凸状となる外面形状の一部の狭い領域に凹状の歪みが存在する場合でも、この凹状の歪みを的確に検出できるものとなる。
本発明では、撮影によって取得した3次元データでも、STLファイル構造の3次元データであっても、取得した3次元データから直接的に詳細形状データとベース形状データとを生成するように処理形態を設定しても良い。具体例を挙げると、詳細形状データ生成手段18が、計測対象物Tの外面形状を示す3次元データの点群の座標のうち、所定方向で設定幅の点群の座標を取得し、この点群から第1設定間隔D1毎の点群を取得し、この点群の周辺点群から最小自乗法等により近似平面を定義し、この近似平面の原点0を設定する。
14:曲率除外領域抽出手段
15:変化量除外領域抽出手段
16:除外領域設定手段
20:形状評価手段
Claims (1)
- 物体の外面形状を表す3次元データから、その物体の外面形状の認識を行う形状認識装置であって、
前記3次元データが表わす外面形状の曲率が予め設定された第1所定値を超える領域を抽出する曲率除外領域抽出手段と、
前記領域の抽出に用いた前記外面形状の曲率の変化量を演算し、当該変化量が予め設定された第2所定値を超える領域を抽出する変化量除外領域抽出手段と、
前記曲率除外領域抽出手段により抽出された領域と前記変化量除外領域抽出手段により抽出された領域との双方を除外領域として設定する除外領域設定手段と、
前記3次元データにおける所定の設定領域の形状を詳細に反映した詳細形状データと、前記所定の設定領域の形状を前記詳細形状データよりも粗く反映したベース形状データとを取得すると共に、夫々の形状データから前記除外領域に含まれるデータを除外して夫々の修正形状データを生成し、前記夫々の修正形状データの曲率に基づいて前記外面形状の歪値を抽出する形状評価手段と、
を備える形状認識装置。
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- 2010-07-28 JP JP2010169588A patent/JP5515177B2/ja active Active
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