JP7194260B2 - 形状計測システム、及び形状計測方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る形状計測システム1の構成例を示している。該形状計測システム1は、距離計測方式としてFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式を採用する。形状計測システム1は、距離計測装置100、距離計測ヘッド117、制御装置119、表示装置120、及び走査機構500(図5)を備える。
次に、対象物115の表面が傾斜面である場合の距離計測結果について、図6~図8を参照して説明する。
次に、対象物115の粗い傾斜面にて発生し得るスペックル起因の計測距離値の誤差への対処方法について説明する。本実施形態では、該対処方法としては、測定距離値の補正処理、及び信頼性重み付け処理の少なくとも一方を行う。
次に、対象物115の表面が曲面である場合の距離計測結果について、図12及び図13を参照して説明する。
次に、図14は、スペックル起因の距離計測誤差に対処するための制御装置119による第1の処理の一例を示している。該第1の処理は、スペックル起因の距離計測誤差への対処として、補正処理、及び計測点群に対して信頼度重み付けをする処理の少なくとも一方を行うものである。
次に、図17は、第1の処理の変形例を示すフローチャートである。該変形例は、第1の処理(図14)に対して点群処理(ステップS11,S12)を追加したものである。
次に、対象物115のCAD(Computer Aided Design)データを制御装置119が取得できる場合に実行可能な第2の処理について説明する。
次に、制御装置119による第3の処理について説明する。
次に、図25は、対象物115が有する段差2501を精度良く求める方法について説明するための図である。対象物115の段差2501を計測する場合、段差2501の上面からの反射光と下面からの反射光とが同時に検出されるため、検出ピークが2箇所検出される。
距離検出波形の特徴量として、距離検出波形のピーク強度情報を用いてもよい。
次に、図28は、FMCW方式に代えることができる光切断方式について説明するための図である。
Claims (12)
- 光を対象物に照射し、前記対象物からの反射光を受光する距離計測ヘッドと、
前記反射光に基づいて距離検出波形を生成する距離計測装置と、
前記距離検出波形を解析して前記対象物までの計測距離値を算出する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記距離検出波形の特徴量を算出し、補正式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差を補正する処理、及び信頼度重み付け式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差の信頼度重み付けを行う処理の少なくとも一方を行い、
段差を有する前記対象物を計測する場合、複数のピーク点を有する前記距離検出波形の特徴量に基づき、前記段差の位置を算出する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 光を対象物に照射し、前記対象物からの反射光を受光する距離計測ヘッドと、
前記反射光に基づいて距離検出波形を生成する距離計測装置と、
前記距離検出波形を解析して前記対象物までの計測距離値を算出する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記対象物のCADデータ、及び前記光の照射方向に基づいて前記対象物の傾斜角度、曲率半径、及び粗さを取得し、前記傾斜角度、前記曲率半径、及び前記粗さに基づいて前記距離検出波形の特徴量を算出し、補正式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差を補正する処理、及び信頼度重み付け式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差の信頼度重み付けを行う処理の少なくとも一方を行う
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1または2に記載の形状計測システムであって、
前記距離計測装置は、FMCW方式、OCT方式、TOF方式、または光切断方式を用いて前記反射光に基づいて前記距離検出波形を生成する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1に記載の形状計測システムであって、
前記制御装置は、前記距離検出波形の前記特徴量として、分散、歪度、尖度、または重心を算出する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1に記載の形状計測システムであって、
前記制御装置は、波形フィッティングに基づいて前記距離検出波形の前記特徴量を算出する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1に記載の形状計測システムであって、
前記制御装置は、前記距離検出波形のピーク強度と周囲の検出波形のピーク強度との相対値に基づいて前記距離検出波形の前記特徴量を算出する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1または2に記載の形状計測システムであって、
前記補正式、及び前記信頼度重み付け式の少なくとも一方のパラメータは、ユーザが変更可能である
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項1に記載の形状計測システムであって、
前記制御装置は、信頼度重み付けされた測定点群を出力する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項8に記載の形状計測システムであって、
前記制御装置は、前記信頼度重み付けされた点群に対して、重み付け量に応じてノイズ除去し、フィッティングにより形状を算出する
ことを特徴とする形状計測システム。 - 請求項2に記載の形状計測システムであって、
前記対象物の前記粗さを表す情報が前記CADデータに付加されていない場合、ユーザが前記粗さを表す情報を入力可能である
ことを特徴とする形状計測システム。 - 形状計測システムによる形状計測方法であって、
光を対象物に照射し、前記対象物からの反射光を受光するステップと、
前記反射光に基づいて距離検出波形を生成するステップと、
前記距離検出波形を解析して前記対象物までの計測距離値を算出するステップと、
前記距離検出波形の特徴量を算出し、補正式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差を補正する処理、及び信頼度重み付け式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差の信頼度重み付けを行う処理の少なくとも一方を行うステップと、
段差を有する前記対象物を計測する場合、複数のピーク点を有する前記距離検出波形の特徴量に基づき、前記段差の位置を算出するステップと、
を含むことを特徴とする形状計測方法。 - 形状計測システムによる形状計測方法であって、
光を対象物に照射し、前記対象物からの反射光を受光するステップと、
前記反射光に基づいて距離検出波形を生成するステップと、
前記距離検出波形を解析して前記対象物までの計測距離値を算出するステップと、
前記対象物のCADデータ、及び前記光の照射方向に基づいて前記対象物の傾斜角度、曲率半径、及び粗さを取得し、前記傾斜角度、前記曲率半径、及び前記粗さに基づいて前記距離検出波形の特徴量を算出し、補正式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差を補正する処理、及び信頼度重み付け式に前記特徴量を入力して前記計測距離値の誤差の信頼度重み付けを行う処理の少なくとも一方を行うステップと、
を含むことを特徴とする形状計測方法。
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