JPH0755438A - 形状測定方法 - Google Patents
形状測定方法Info
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- JPH0755438A JPH0755438A JP20801293A JP20801293A JPH0755438A JP H0755438 A JPH0755438 A JP H0755438A JP 20801293 A JP20801293 A JP 20801293A JP 20801293 A JP20801293 A JP 20801293A JP H0755438 A JPH0755438 A JP H0755438A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度な形状測定を自動的に行える形状測定
方法を提供する。 【構成】 全測定点に対する三次元座標データ,相関値
λ及びピーク偏差δをメモリからCPUへロードする
(SB10)。つぎに、重複部分の測定点を選択し(S
B20)、重複部分の座標データの中から相関値λの大
きい且つピーク偏差δの小さい三次元座標データを選択
することにより(SB30)、基準強度分布に類似した
光強度分布Qjを有する座標データを選択する。つぎ
に、重複部分の選択された測定点及び重複部分外の測定
点の三次元座標データすべてを繋ぎ合わせて被測定物5
0の形状データを作成しディスプレーやプリンター等の
外部出力機に出力する(SB40)。
方法を提供する。 【構成】 全測定点に対する三次元座標データ,相関値
λ及びピーク偏差δをメモリからCPUへロードする
(SB10)。つぎに、重複部分の測定点を選択し(S
B20)、重複部分の座標データの中から相関値λの大
きい且つピーク偏差δの小さい三次元座標データを選択
することにより(SB30)、基準強度分布に類似した
光強度分布Qjを有する座標データを選択する。つぎ
に、重複部分の選択された測定点及び重複部分外の測定
点の三次元座標データすべてを繋ぎ合わせて被測定物5
0の形状データを作成しディスプレーやプリンター等の
外部出力機に出力する(SB40)。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物表面に照射し
た光の反射光を光センサで検出して物体の形状を測定す
る形状測定方法に係わり、特に検出した反射光の光強度
分布に対応した測定を行う形状測定方法に関する。
た光の反射光を光センサで検出して物体の形状を測定す
る形状測定方法に係わり、特に検出した反射光の光強度
分布に対応した測定を行う形状測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光を被測定物に照射し、反射して回析し
た光のセンサ面上への入射位置よりこの被測定物の位置
ずれ量を検出するものとして特開平4−12205号公
報に開示された位置検出装置が知られており、このよう
な位置検出技術を用いて例えば自動車ボディーの形状計
測等を行う非接触式の形状測定装置も知られている。こ
の種の形状測定装置は、図7のシステム構成図に示すよ
うに、光センサヘッド20,定盤30,ロボット60,
コントローラ70,CPU80等から主に構成される。
光センサヘッド20はロボット60のアーム10の先端
に取り付けられ、図8に示すように投光レンズ110,
受光レンズ120,レーザ発振器100(半導体レーザ
等)及び多数の画素を有するCCDエリアセンサ130
(CCD=charge coupled device)を備えている。ま
た、被測定物50は定盤30に設けられた固定治具40
に取り付けられている。
た光のセンサ面上への入射位置よりこの被測定物の位置
ずれ量を検出するものとして特開平4−12205号公
報に開示された位置検出装置が知られており、このよう
な位置検出技術を用いて例えば自動車ボディーの形状計
測等を行う非接触式の形状測定装置も知られている。こ
の種の形状測定装置は、図7のシステム構成図に示すよ
うに、光センサヘッド20,定盤30,ロボット60,
コントローラ70,CPU80等から主に構成される。
光センサヘッド20はロボット60のアーム10の先端
に取り付けられ、図8に示すように投光レンズ110,
受光レンズ120,レーザ発振器100(半導体レーザ
等)及び多数の画素を有するCCDエリアセンサ130
(CCD=charge coupled device)を備えている。ま
た、被測定物50は定盤30に設けられた固定治具40
に取り付けられている。
【0003】被測定物50の形状測定方法としては、図
7に示すように、予め当該形状を示す設計データに基づ
いて光センサヘッド20の動きとなる軌跡lをCPU8
0上で作成しておき、この軌跡lに沿ってロボット60
は光センサヘッド20を移動させてレーザ光(可干渉性
の高いレーザ光)で被測定面を走査するようにしている
(図では便宜上、軌跡lと被測定物50との間隔Dを拡
大して示している)。そして、被測定面で反射された光
を光センサヘッド20で検出して照射点の座標位置をC
PU80で演算を行うことにより座標位置計測を行い、
計測された多数の座標位置を接続して被測定物50の形
状を測定するようにしている。
7に示すように、予め当該形状を示す設計データに基づ
いて光センサヘッド20の動きとなる軌跡lをCPU8
0上で作成しておき、この軌跡lに沿ってロボット60
は光センサヘッド20を移動させてレーザ光(可干渉性
の高いレーザ光)で被測定面を走査するようにしている
(図では便宜上、軌跡lと被測定物50との間隔Dを拡
大して示している)。そして、被測定面で反射された光
を光センサヘッド20で検出して照射点の座標位置をC
PU80で演算を行うことにより座標位置計測を行い、
計測された多数の座標位置を接続して被測定物50の形
状を測定するようにしている。
【0004】上記座標位置計測方法を詳しく説明する
と、図8及び図9に示すように、投光レンズ110を介
してレーザ発振器100から照射されたレーザ光は被測
定物50表面に対して垂直に照射され、表面で反射され
たレーザ光線の回析光は受光レンズ120を介してCC
Dエリアセンサ130で受光される(図では便宜上、照
射したレーザ光と回析光との角度αを拡大して示してい
る)。そして、回析光がCCDエリアセンサ130の画
素で検出された後、インタフェース90(増幅回路,A
−Dコンバータ等)を介してデジタル化され、最終的に
はCPU80で画素に対する回析光の光強度分布として
数値化される。ここで、レーザ発振器100とCCDエ
リアセンサ130の画素配置とは三角測量法に基づいた
対応関係にあり、CCDエリアセンサ130で検出され
た当該回析光の例えばピーク値等(回析光強度分布の立
ち上がり点と立ち下がり点との中間点でも良い。)を照
射点座標算出用特定点として検出した画素の座標位置に
基づいて、レーザ光の照射点の座標値が算出されるよう
になっている。さらに詳しく説明すると、レーザ発振器
100から出力されたレーザ光を被測定物50表面に対
し垂直に照射すると、その回析光は照射点を中心に放射
状に広がる明るいフレネル帯をなし、CCDエリアセン
サ130の画素はフレネル帯の外周縁及び回析光の進行
方向に対して垂直にフレネル帯の光強度を検出するよう
にしている。その結果、図10に示す回析光を検出した
画素に対する光強度分布に示されるように、この光強度
分布の形状はそのピーク値を検出した画素(図中b)に
関して対称な略山形をなし、このピーク値を検出した画
素の座標位置を照射点座標算出用特定点として、レーザ
光の照射点の座標値を算出する。
と、図8及び図9に示すように、投光レンズ110を介
してレーザ発振器100から照射されたレーザ光は被測
定物50表面に対して垂直に照射され、表面で反射され
たレーザ光線の回析光は受光レンズ120を介してCC
Dエリアセンサ130で受光される(図では便宜上、照
射したレーザ光と回析光との角度αを拡大して示してい
る)。そして、回析光がCCDエリアセンサ130の画
素で検出された後、インタフェース90(増幅回路,A
−Dコンバータ等)を介してデジタル化され、最終的に
はCPU80で画素に対する回析光の光強度分布として
数値化される。ここで、レーザ発振器100とCCDエ
リアセンサ130の画素配置とは三角測量法に基づいた
対応関係にあり、CCDエリアセンサ130で検出され
た当該回析光の例えばピーク値等(回析光強度分布の立
ち上がり点と立ち下がり点との中間点でも良い。)を照
射点座標算出用特定点として検出した画素の座標位置に
基づいて、レーザ光の照射点の座標値が算出されるよう
になっている。さらに詳しく説明すると、レーザ発振器
100から出力されたレーザ光を被測定物50表面に対
し垂直に照射すると、その回析光は照射点を中心に放射
状に広がる明るいフレネル帯をなし、CCDエリアセン
サ130の画素はフレネル帯の外周縁及び回析光の進行
方向に対して垂直にフレネル帯の光強度を検出するよう
にしている。その結果、図10に示す回析光を検出した
画素に対する光強度分布に示されるように、この光強度
分布の形状はそのピーク値を検出した画素(図中b)に
関して対称な略山形をなし、このピーク値を検出した画
素の座標位置を照射点座標算出用特定点として、レーザ
光の照射点の座標値を算出する。
【0005】ここで前述した形状測定時のレーザ光走査
方法にあっては、被測定物50が自動車のワーク等のよ
うに比較的大きな物体である場合には、一度のレーザ光
走査範囲には限界があるため、図6に示すように、被測
定物50の表面を相互に重複する(重複部分は図中斜線
部分、例えば点b(0) ,b(1) ,c(0) ,c(1) で囲ま
れた領域C(0) ,C(1) ,…等)複数の領域(図中A
(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…等)に分割して
測定する。そして、分割領域各々に対して光センサヘッ
ド20からスリットレーザ光を所定のピッチ(例えば2
[mm])で照射していくようにしている。例えば、点b
(0) ,b(1) ,b(2) 及びb(3) で囲まれた領域B(0)
に対してスリット光を照射していき(図中縦線)、被測
定物50の形状を測定するようにしている。
方法にあっては、被測定物50が自動車のワーク等のよ
うに比較的大きな物体である場合には、一度のレーザ光
走査範囲には限界があるため、図6に示すように、被測
定物50の表面を相互に重複する(重複部分は図中斜線
部分、例えば点b(0) ,b(1) ,c(0) ,c(1) で囲ま
れた領域C(0) ,C(1) ,…等)複数の領域(図中A
(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…等)に分割して
測定する。そして、分割領域各々に対して光センサヘッ
ド20からスリットレーザ光を所定のピッチ(例えば2
[mm])で照射していくようにしている。例えば、点b
(0) ,b(1) ,b(2) 及びb(3) で囲まれた領域B(0)
に対してスリット光を照射していき(図中縦線)、被測
定物50の形状を測定するようにしている。
【0006】しかしながら、上述した形状測定方法にあ
っては、被測定面の起伏などの形状変化や分割領域A
(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…毎の照射角度の
差等により、各照射点におけるレーザ光の反射角度にば
らつきが発生し、三角測量法に基づいた測定精度が低下
する。その結果、反射光強度分布に歪みが生じ、算出さ
れた座標位置に誤差が発生する。
っては、被測定面の起伏などの形状変化や分割領域A
(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…毎の照射角度の
差等により、各照射点におけるレーザ光の反射角度にば
らつきが発生し、三角測量法に基づいた測定精度が低下
する。その結果、反射光強度分布に歪みが生じ、算出さ
れた座標位置に誤差が発生する。
【0007】すなわち、反射光強度分布に歪みが発生し
ていても、そのまま、座標位置を算出してしまうため、
重複部分C(0) ,C(1) ,…において、分割領域A(0)
,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…毎に照射された同
一の照射点に対して相異なる複数の座標位置が算出され
たり、また分割領域A(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B
(1) ,…毎の相異なる照射点に対して同一の座標位置が
算出されたりする等、算出された座標位置には誤差が発
生していた。
ていても、そのまま、座標位置を算出してしまうため、
重複部分C(0) ,C(1) ,…において、分割領域A(0)
,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…毎に照射された同
一の照射点に対して相異なる複数の座標位置が算出され
たり、また分割領域A(0) ,A(1) ,…,B(0) ,B
(1) ,…毎の相異なる照射点に対して同一の座標位置が
算出されたりする等、算出された座標位置には誤差が発
生していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上述した形状
測定方法にあっては、被測定物の設計データ(CADデ
ータ等)に基づいて誤差の少ない座標データを人為的に
選択あるいは誤差の含んだ全ての座標データをつなぎ合
わせたりするなどして被測定物50の形状を作成してい
た。
測定方法にあっては、被測定物の設計データ(CADデ
ータ等)に基づいて誤差の少ない座標データを人為的に
選択あるいは誤差の含んだ全ての座標データをつなぎ合
わせたりするなどして被測定物50の形状を作成してい
た。
【0009】そのため、座標データの選択といった煩雑
な作業により作業効率の低下、あるいは誤差を含んだ座
標データ全てを繋ぎ合わせることによる形状測定精度の
低下の発生を招いていた。
な作業により作業効率の低下、あるいは誤差を含んだ座
標データ全てを繋ぎ合わせることによる形状測定精度の
低下の発生を招いていた。
【0010】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、高精度な形状測定を自動的
に行える形状測定方法を提供することにある。
されたもので、その目的は、高精度な形状測定を自動的
に行える形状測定方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】被測定物表面に光源から
光を照射すると共に、該照射点での反射光を該光源側方
の所定位置に配置した多数の画素を有する光センサで受
光し、該受光した反射光の強度分布特性から特定される
照射点座標算出用特定点の画素上の座標位置から前記照
射点の座標位置を算出し、該算出された多数の照射点の
座標位置データを相互に繋いで被測定物表面の形状を計
測するにあたって、前記被測定物表面を相互に重複する
部分を有する多数の領域に分割し、該各分割領域毎に先
ずその座標位置をデータを算出した後、該各分割領域毎
に算出された相互に重複する部分の座標位置データを取
捨選択し、該選択した座標位置データを繋ぎ合せて該重
複部分の形状を特定する形状測定方法において、前記被
測定物と同質な表面を有する平板に対して前記光源から
光を照射した場合に前記光センサで得られる反射光の強
度分布特性を基準強度分布特性として定め、前記重複部
分の座標位置データを取捨選択するに際して、該各座標
位置データを算出する基礎となった光強度分布特性と該
基準強度分布特性とを比較して、それらの相関関係が所
定条件を満たしている照射点の座標位置データを形状特
定用座標位置データとして取り込むことを特徴とする。
光を照射すると共に、該照射点での反射光を該光源側方
の所定位置に配置した多数の画素を有する光センサで受
光し、該受光した反射光の強度分布特性から特定される
照射点座標算出用特定点の画素上の座標位置から前記照
射点の座標位置を算出し、該算出された多数の照射点の
座標位置データを相互に繋いで被測定物表面の形状を計
測するにあたって、前記被測定物表面を相互に重複する
部分を有する多数の領域に分割し、該各分割領域毎に先
ずその座標位置をデータを算出した後、該各分割領域毎
に算出された相互に重複する部分の座標位置データを取
捨選択し、該選択した座標位置データを繋ぎ合せて該重
複部分の形状を特定する形状測定方法において、前記被
測定物と同質な表面を有する平板に対して前記光源から
光を照射した場合に前記光センサで得られる反射光の強
度分布特性を基準強度分布特性として定め、前記重複部
分の座標位置データを取捨選択するに際して、該各座標
位置データを算出する基礎となった光強度分布特性と該
基準強度分布特性とを比較して、それらの相関関係が所
定条件を満たしている照射点の座標位置データを形状特
定用座標位置データとして取り込むことを特徴とする。
【0012】
【作用】前記被測定物と同質な表面を有する平板に対し
て前記光源から光を照射した場合に前記光センサで得ら
れる反射光の強度分布特性を基準強度分布特性として定
め、前記重複部分の座標位置データを取捨選択するに際
して、該各座標位置データを算出する基礎となった光強
度分布特性と該基準強度分布特性とを比較して、それら
の相関関係が所定条件を満たしている照射点の座標位置
データを形状特定用座標位置データとして取り込むの
で、取り込まれた重複部分の該座標位置はすべて基準強
度分布特性に対し可及的に近い強度分布特性を有する反
射光に基づいて算出されたものとなる。したがって、反
射光強度分布特性のばらつきが一定条件内に収まった座
標位置が取捨選択され且つ繋ぎ合わされて前記被測定物
の形状となるので、測定された該形状はその座標位置毎
の測定精度のばらつきが可及的に低減されたものとな
り、以て被測定物の形状測定精度は可及的に向上する。
て前記光源から光を照射した場合に前記光センサで得ら
れる反射光の強度分布特性を基準強度分布特性として定
め、前記重複部分の座標位置データを取捨選択するに際
して、該各座標位置データを算出する基礎となった光強
度分布特性と該基準強度分布特性とを比較して、それら
の相関関係が所定条件を満たしている照射点の座標位置
データを形状特定用座標位置データとして取り込むの
で、取り込まれた重複部分の該座標位置はすべて基準強
度分布特性に対し可及的に近い強度分布特性を有する反
射光に基づいて算出されたものとなる。したがって、反
射光強度分布特性のばらつきが一定条件内に収まった座
標位置が取捨選択され且つ繋ぎ合わされて前記被測定物
の形状となるので、測定された該形状はその座標位置毎
の測定精度のばらつきが可及的に低減されたものとな
り、以て被測定物の形状測定精度は可及的に向上する。
【0013】
【実施例】以下に、本発明に係る形状測定方法の好適な
一実施例を添付図面に基づき詳述する。ここで、本実施
例で使用する形状測定装置は、前述した従来の図7及び
図8に示す形状測定装置と同一のものであるため、この
形状測定装置についての説明は省略する。
一実施例を添付図面に基づき詳述する。ここで、本実施
例で使用する形状測定装置は、前述した従来の図7及び
図8に示す形状測定装置と同一のものであるため、この
形状測定装置についての説明は省略する。
【0014】本実施例では図6に示すように従来と同
様、被測定物50の表面を相互に重複する部分C(0) ,
C(1) ,…を有する多数の領域A(0) ,A(1) ,…,B
(0) ,B(1) ,…に分割し、各分割領域A(0) ,A(1)
,…,B(0) ,B(1) ,…毎に、レーザ光を走査して
その反射光強度分布のピーク値(光強度分布の立ち上が
り点と立ち下がり点との中点、あるいはこの中点とピー
ク値との中点でも良い。)を照射点座標算出用特定点と
して座標位置を算出し、測定された多数の座標位置を接
続して被測定物50の形状を測定する。
様、被測定物50の表面を相互に重複する部分C(0) ,
C(1) ,…を有する多数の領域A(0) ,A(1) ,…,B
(0) ,B(1) ,…に分割し、各分割領域A(0) ,A(1)
,…,B(0) ,B(1) ,…毎に、レーザ光を走査して
その反射光強度分布のピーク値(光強度分布の立ち上が
り点と立ち下がり点との中点、あるいはこの中点とピー
ク値との中点でも良い。)を照射点座標算出用特定点と
して座標位置を算出し、測定された多数の座標位置を接
続して被測定物50の形状を測定する。
【0015】前述したように従来は、重複部分C(0) ,
C(1) ,…の座標データについては、被測定物50の設
計データ(CADデータ等)に基づいて誤差の少ない座
標データを人為的に取捨選択あるいは全ての座標データ
を繋ぎ合わせたりする等して被測定物50の形状を作成
していた。
C(1) ,…の座標データについては、被測定物50の設
計データ(CADデータ等)に基づいて誤差の少ない座
標データを人為的に取捨選択あるいは全ての座標データ
を繋ぎ合わせたりする等して被測定物50の形状を作成
していた。
【0016】これに対し、本実施例では、重複部分C
(0) ,C(1) ,…の照射点で反射した光の強度分布特性
と後述する基準強度分布特性とを比較して、これらの類
似性が後述する所定条件を満たしている照射点の座標位
置データを形状特定用座標位置データとして取り込むよ
うにしている。これを図1〜図6を用いて説明する。
(0) ,C(1) ,…の照射点で反射した光の強度分布特性
と後述する基準強度分布特性とを比較して、これらの類
似性が後述する所定条件を満たしている照射点の座標位
置データを形状特定用座標位置データとして取り込むよ
うにしている。これを図1〜図6を用いて説明する。
【0017】まず、上記基準強度分布特性を求める。図
3の破線Pに示すように、被測定物50と同質な表面を
有する平板に対してレーザ発振器100からレーザ光を
照射し、CCDエリアセンサ130で得られる反射光の
強度分布特性を基準強度分布特性とし、CPU80に付
随するメモリに保存する。
3の破線Pに示すように、被測定物50と同質な表面を
有する平板に対してレーザ発振器100からレーザ光を
照射し、CCDエリアセンサ130で得られる反射光の
強度分布特性を基準強度分布特性とし、CPU80に付
随するメモリに保存する。
【0018】つぎに、被測定物50の座標位置測定及び
重複部分C(0) ,C(1) ,…の照射点で反射した光の強
度分布特性と基準強度分布特性との比較を行う。これを
図1のフローチャートを用いて説明する。まず、図6に
示すように被測定物50の表面を複数の測定領域A(0)
,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…に分割する(SA
10)。そして、分割された測定領域(例えばA(0) )
の一つにスリットレーザ光を照射し各測定点における反
射光強度分布を測定する(SA20)。次に、各測定点
毎に反射光強度分布と基準強度分布との比較を行い、両
者の類似性を判定する(SA30)。ここで、この類似
性比較について説明すると、図3に示すように、各測定
点jの反射光強度分布Qj(図中実線)と基準強度分布
P(図中破線)との相関値λとピーク偏差δとを算出す
る。また、この相関値λ及びピーク偏差δについて説明
すると、この相関値λとは、反射光強度分布と先に求め
た基準強度分布との間の比例関係の度合いを数値で表現
したもので、各画素に対する反射光強度分布及び基準強
度分布の値に基づいて、以下に示す式にしたがって算出
される。
重複部分C(0) ,C(1) ,…の照射点で反射した光の強
度分布特性と基準強度分布特性との比較を行う。これを
図1のフローチャートを用いて説明する。まず、図6に
示すように被測定物50の表面を複数の測定領域A(0)
,A(1) ,…,B(0) ,B(1) ,…に分割する(SA
10)。そして、分割された測定領域(例えばA(0) )
の一つにスリットレーザ光を照射し各測定点における反
射光強度分布を測定する(SA20)。次に、各測定点
毎に反射光強度分布と基準強度分布との比較を行い、両
者の類似性を判定する(SA30)。ここで、この類似
性比較について説明すると、図3に示すように、各測定
点jの反射光強度分布Qj(図中実線)と基準強度分布
P(図中破線)との相関値λとピーク偏差δとを算出す
る。また、この相関値λ及びピーク偏差δについて説明
すると、この相関値λとは、反射光強度分布と先に求め
た基準強度分布との間の比例関係の度合いを数値で表現
したもので、各画素に対する反射光強度分布及び基準強
度分布の値に基づいて、以下に示す式にしたがって算出
される。
【0019】なお、nは画素数,xi は画素iに対する
反射光強度分布値及びyi は画素iに対する基準強度分
布値を示す。
反射光強度分布値及びyi は画素iに対する基準強度分
布値を示す。
【0020】
【数1】 また、ピーク偏差δは反射光強度分布と基準強度分布と
のピーク値の偏差であり、図3中ではδ=|a−b|で
示される。
のピーク値の偏差であり、図3中ではδ=|a−b|で
示される。
【0021】つぎに、各測定点における反射光強度分布
のピーク値検出画素より三角測量法に基づいて三次元座
標を演算する(SA40)。そして、各測定点に対する
三次元座標,相関値λ及びピーク偏差δをCPU80に
付随するメモリに保存する(SA50)。つぎに、一つ
の分割測定領域の座標測定が終了したか否かを判定し
(SA60)、終了した場合にはSA70に制御が移
り、終了していない場合にはスリットレーザ光を所定の
照射ピッチ(例えば2[mm])でずらしてSA20に戻
る。SA70では、全ての分割測定領域の座標測定が終
了したか否かを判定し終了した場合には、被測定物50
の座標測定を終了し、終了していない場合には、次の分
割測定領域へ光センサヘッドを移動させ(SA90)、
SA20へ制御が戻る。
のピーク値検出画素より三角測量法に基づいて三次元座
標を演算する(SA40)。そして、各測定点に対する
三次元座標,相関値λ及びピーク偏差δをCPU80に
付随するメモリに保存する(SA50)。つぎに、一つ
の分割測定領域の座標測定が終了したか否かを判定し
(SA60)、終了した場合にはSA70に制御が移
り、終了していない場合にはスリットレーザ光を所定の
照射ピッチ(例えば2[mm])でずらしてSA20に戻
る。SA70では、全ての分割測定領域の座標測定が終
了したか否かを判定し終了した場合には、被測定物50
の座標測定を終了し、終了していない場合には、次の分
割測定領域へ光センサヘッドを移動させ(SA90)、
SA20へ制御が戻る。
【0022】つぎに、得られた各測定点に対する座標デ
ータを繋ぎ合わせて被測定物50の測定形状データを作
成する。これを図2のフローチャートを用いて説明す
る。まず、全測定点に対する三次元座標データ,相関値
λ及びピーク偏差δをメモリからCPU80へロードす
る(SB10)。つぎに、重複部分C(0) ,C(1) ,…
の測定点を選択し(SB20)、重複部分の座標データ
の中から相関値λの大きい且つピーク偏差δの小さい三
次元座標データを選択することにより(SB30)、基
準強度分布Pに類似した光強度分布Qjを有する座標デ
ータを選択する。この選択方法を具体的に説明すると、
図4は被測定物50の断面図であり、分割測定領域A
(0) 及びB(0) 各々に対して、一本のスリット光が照射
された様子を示している(図6中IV-IV 線図)。図4に
おいて、A(0) 及びB(0) の重複部分C(0) 座標データ
(A (α) ,A (β) ,B (α) 及びB (β) )を繋ぎ
合わせるにあたり、これら4座標データの中から、基準
強度分布Pに類似した光強度分布を有する座標データを
選択する。ここで、類似基準としての相関値λの大きさ
及びピーク偏差δの小ささの基準は重複領域の座標デー
タを繋ぎ合わせるにあたって要求される測定精度に応じ
て決定される。図5は上記4データの中から基準強度分
布Pに対して類似性が高いとして選択された座標データ
(A (α) 及びB(β) )が接続されて分割測定領域A
(0) 及びB(0) が繋ぎ合わされた様子を示している。
ータを繋ぎ合わせて被測定物50の測定形状データを作
成する。これを図2のフローチャートを用いて説明す
る。まず、全測定点に対する三次元座標データ,相関値
λ及びピーク偏差δをメモリからCPU80へロードす
る(SB10)。つぎに、重複部分C(0) ,C(1) ,…
の測定点を選択し(SB20)、重複部分の座標データ
の中から相関値λの大きい且つピーク偏差δの小さい三
次元座標データを選択することにより(SB30)、基
準強度分布Pに類似した光強度分布Qjを有する座標デ
ータを選択する。この選択方法を具体的に説明すると、
図4は被測定物50の断面図であり、分割測定領域A
(0) 及びB(0) 各々に対して、一本のスリット光が照射
された様子を示している(図6中IV-IV 線図)。図4に
おいて、A(0) 及びB(0) の重複部分C(0) 座標データ
(A (α) ,A (β) ,B (α) 及びB (β) )を繋ぎ
合わせるにあたり、これら4座標データの中から、基準
強度分布Pに類似した光強度分布を有する座標データを
選択する。ここで、類似基準としての相関値λの大きさ
及びピーク偏差δの小ささの基準は重複領域の座標デー
タを繋ぎ合わせるにあたって要求される測定精度に応じ
て決定される。図5は上記4データの中から基準強度分
布Pに対して類似性が高いとして選択された座標データ
(A (α) 及びB(β) )が接続されて分割測定領域A
(0) 及びB(0) が繋ぎ合わされた様子を示している。
【0023】つぎに、重複部分の選択された測定点及び
重複部分外の測定点の三次元座標データすべてを繋ぎ合
わせて被測定物50の形状データを作成しディスプレー
やプリンター等の外部出力機に出力し(SB40)、制
御フローが終了する。
重複部分外の測定点の三次元座標データすべてを繋ぎ合
わせて被測定物50の形状データを作成しディスプレー
やプリンター等の外部出力機に出力し(SB40)、制
御フローが終了する。
【0024】以上の説明から明らかなように、重複部分
の座標データを取捨選択するに際して、各三次元座標デ
ータを算出する基礎となった光強度分布Qjと基準強度
分布Pとを比較して、両者が類似している照射点jの三
次元座標データを形状特定用座標位置データとして取り
込むので、取り込まれた重複部分の三次元座標データは
すべて基準強度分布Pに対し可及的に近い強度分布特性
Qjを有する反射光に基づいて算出されたものとなる。
したがって、強度分布Qjのばらつきが一定条件内に収
まった三次元座標データが取捨選択され且つ繋ぎ合わさ
れて被測定物50の形状となるので、測定された形状は
その座標位置毎の測定精度のばらつきが可及的に低減さ
れたものとなり、被測定物の形状測定精度は向上する。
の座標データを取捨選択するに際して、各三次元座標デ
ータを算出する基礎となった光強度分布Qjと基準強度
分布Pとを比較して、両者が類似している照射点jの三
次元座標データを形状特定用座標位置データとして取り
込むので、取り込まれた重複部分の三次元座標データは
すべて基準強度分布Pに対し可及的に近い強度分布特性
Qjを有する反射光に基づいて算出されたものとなる。
したがって、強度分布Qjのばらつきが一定条件内に収
まった三次元座標データが取捨選択され且つ繋ぎ合わさ
れて被測定物50の形状となるので、測定された形状は
その座標位置毎の測定精度のばらつきが可及的に低減さ
れたものとなり、被測定物の形状測定精度は向上する。
【0025】なお、前記基準強度分布Pを求めるにあた
って、最も高い測定精度が得られるような条件下で形状
測定装置を用いた場合には、得られた基準強度分布Pは
最も高い測定精度が反映されたものとなり、座標データ
を取捨選択するに際してこの基準強度分布Pを用いた場
合には、信頼性の高い三次元座標データを選択すること
ができる。
って、最も高い測定精度が得られるような条件下で形状
測定装置を用いた場合には、得られた基準強度分布Pは
最も高い測定精度が反映されたものとなり、座標データ
を取捨選択するに際してこの基準強度分布Pを用いた場
合には、信頼性の高い三次元座標データを選択すること
ができる。
【0026】ここで、重複部分C(0) ,C(1) ,…の三
次元座標データを取捨選択する作業を人為的に行わずに
自動化でき作業効率の向上が図れ、自動車のボディ等の
外観検査自動化に適用できる。
次元座標データを取捨選択する作業を人為的に行わずに
自動化でき作業効率の向上が図れ、自動車のボディ等の
外観検査自動化に適用できる。
【0027】したがって、形状測定誤差を低減すること
ができるので、自動車のボディ等の製造にあたっては、
設計データ(CADデータ等)との比較により製造誤差
を精度良く算出することができ、この製造誤差をボディ
金型製造ライン等にフィードバックすることにより、製
造行程の効率向上及び品質向上が図れる。
ができるので、自動車のボディ等の製造にあたっては、
設計データ(CADデータ等)との比較により製造誤差
を精度良く算出することができ、この製造誤差をボディ
金型製造ライン等にフィードバックすることにより、製
造行程の効率向上及び品質向上が図れる。
【0028】
【発明の効果】被測定物と同質な表面を有する平板に対
して前記光源から光を照射した場合に光センサで得られ
る反射光の強度分布特性を基準強度分布特性として定
め、重複部分の座標位置データを取捨選択するに際し
て、該各座標位置データを算出する基礎となった光強度
分布特性と該基準強度分布特性とを比較して、それらの
相関関係が所定条件を満たしている照射点の座標位置デ
ータを形状特定用座標位置データとして取り込むので、
取り込まれた重複部分の該座標位置はすべて基準強度分
布特性に対し可及的に近い強度分布特性を有する反射光
に基づいて算出されたものとなる。したがって、反射光
強度分布特性のばらつきが一定条件内に収まった座標位
置が取捨選択され且つ繋ぎ合わされて前記被測定物の形
状となるので、座標位置毎の測定精度のばらつきを可及
的に低減することができ、被測定物の形状測定精度の向
上が図れる。
して前記光源から光を照射した場合に光センサで得られ
る反射光の強度分布特性を基準強度分布特性として定
め、重複部分の座標位置データを取捨選択するに際し
て、該各座標位置データを算出する基礎となった光強度
分布特性と該基準強度分布特性とを比較して、それらの
相関関係が所定条件を満たしている照射点の座標位置デ
ータを形状特定用座標位置データとして取り込むので、
取り込まれた重複部分の該座標位置はすべて基準強度分
布特性に対し可及的に近い強度分布特性を有する反射光
に基づいて算出されたものとなる。したがって、反射光
強度分布特性のばらつきが一定条件内に収まった座標位
置が取捨選択され且つ繋ぎ合わされて前記被測定物の形
状となるので、座標位置毎の測定精度のばらつきを可及
的に低減することができ、被測定物の形状測定精度の向
上が図れる。
【0029】また、重複部分の座標位置データを取捨選
択する作業を人為的に選択せずに自動化でき、作業効率
の向上が図れる。
択する作業を人為的に選択せずに自動化でき、作業効率
の向上が図れる。
【図1】本発明に係る形状測定方法の座標位置測定法を
示すフロチャートである。
示すフロチャートである。
【図2】本発明に係る形状測定方法の座標位置の繋ぎ合
わせを示すフロチャートである。
わせを示すフロチャートである。
【図3】本発明に係る形状測定方法の基準強度分布と測
定光強度分布とを示すグラフである。
定光強度分布とを示すグラフである。
【図4】本発明に係る形状測定方法の分割領域毎の座標
位置を示す断面図である。
位置を示す断面図である。
【図5】本発明に係る形状測定方法の座標位置の繋ぎ合
わせを示す断面図である。
わせを示す断面図である。
【図6】従来及び本発明に係る形状測定方法の光照射形
状測定の原理を示す概念図である。
状測定の原理を示す概念図である。
【図7】従来及び本発明に係る形状測定方法のシステム
構成図である。
構成図である。
【図8】従来及び本発明に係る形状測定方法のシステム
ブロック図である。
ブロック図である。
【図9】従来及び本発明に係る形状測定方法の光照射座
標測定の原理を示す概念図である。
標測定の原理を示す概念図である。
【図10】従来及び本発明に係る形状測定方法の光強度
分布を示すグラフである。
分布を示すグラフである。
10 アーム(ロボット60の) 20 光センサヘッド 30 定盤 40 固定治具(定盤30の) 50 被測定物 60 ロボット 70 コントローラ 80 CPU 90 インタフェース 100 レーザ発振器(光源) 110 投光レンズ(レーザ発振器100側の) 120 受光レンズ(CCDエリアセンサ130側の) 130 CCDエリアセンサ(光センサ)
Claims (1)
- 【請求項1】 被測定物表面に光源から光を照射すると
共に、該照射点での反射光を該光源側方の所定位置に配
置した多数の画素を有する光センサで受光し、該受光し
た反射光の強度分布特性から特定される照射点座標算出
用特定点の画素上の座標位置から前記照射点の座標位置
を算出し、該算出された多数の照射点の座標位置データ
を相互に繋いで被測定物表面の形状を計測するにあたっ
て、前記被測定物表面を相互に重複する部分を有する多
数の領域に分割し、該各分割領域毎に先ずその座標位置
データを算出した後、該各分割領域毎に算出された相互
に重複する部分の座標位置データを取捨選択し、該選択
した座標位置データを繋ぎ合せて該重複部分の形状を特
定する形状測定方法において、 前記被測定物と同質な表面を有する平板に対して前記光
源から光を照射した場合に前記光センサで得られる反射
光の強度分布特性を基準強度分布特性として定め、 前記重複部分の座標位置データを取捨選択するに際し
て、該各座標位置データを算出する基礎となった光強度
分布特性と該基準強度分布特性とを比較して、それらの
相関関係が所定条件を満たしている照射点の座標位置デ
ータを形状特定用座標位置データとして取り込むことを
特徴とする形状測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20801293A JPH0755438A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20801293A JPH0755438A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 形状測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0755438A true JPH0755438A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16549216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20801293A Pending JPH0755438A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 形状測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0755438A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
JP2012137313A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Pulstec Industrial Co Ltd | 3次元形状測定装置 |
JP2015105883A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社アバールデータ | 計測装置 |
JP2015227890A (ja) * | 2015-08-11 | 2015-12-17 | セイコーエプソン株式会社 | 形状計測装置、形状計測装置の制御方法、およびプログラム |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20801293A patent/JPH0755438A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
JP2012137313A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Pulstec Industrial Co Ltd | 3次元形状測定装置 |
JP2015105883A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社アバールデータ | 計測装置 |
JP2015227890A (ja) * | 2015-08-11 | 2015-12-17 | セイコーエプソン株式会社 | 形状計測装置、形状計測装置の制御方法、およびプログラム |
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