JPH076774B2 - 光切断法による三次元形状測定装置 - Google Patents
光切断法による三次元形状測定装置Info
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- JPH076774B2 JPH076774B2 JP1043850A JP4385089A JPH076774B2 JP H076774 B2 JPH076774 B2 JP H076774B2 JP 1043850 A JP1043850 A JP 1043850A JP 4385089 A JP4385089 A JP 4385089A JP H076774 B2 JPH076774 B2 JP H076774B2
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- measured
- processing
- shape measuring
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、光切断法による三次元形状測定装置の改良
に関する。
に関する。
＜従来の技術＞ 第５図は光切断法による三次元形状測定装置の概要を示
したものである。光源11からスリット光12が照射される
と被測定物13の表面に光切断線14が得られ、これをCCD
カメラ等の撮像装置15で撮像する。そして撮像装置15で
得られた光切断像のデータを三角測量法を用いて処理す
ることにより、被測定物13の表面各点の三次元座標上の
位置を求めて三次元形状のデータを得るのである。
したものである。光源11からスリット光12が照射される
と被測定物13の表面に光切断線14が得られ、これをCCD
カメラ等の撮像装置15で撮像する。そして撮像装置15で
得られた光切断像のデータを三角測量法を用いて処理す
ることにより、被測定物13の表面各点の三次元座標上の
位置を求めて三次元形状のデータを得るのである。
＜発明が解決しようとする課題＞ このような光切断法による測定では、光源11と撮像装置
15との角度θが90゜に近付くほど被測定物13の表面の凹
凸が検出されやすくなるので測定精度が向上する。しか
しながら、被測定物13が凹凸の大きなものである場合に
は、角度θが大きくなると死角となる部分が生じてデー
タの得られない欠落箇所が多くなるため、角度θを大き
くすることによる測定精度の向上には一定の限度があっ
た。
15との角度θが90゜に近付くほど被測定物13の表面の凹
凸が検出されやすくなるので測定精度が向上する。しか
しながら、被測定物13が凹凸の大きなものである場合に
は、角度θが大きくなると死角となる部分が生じてデー
タの得られない欠落箇所が多くなるため、角度θを大き
くすることによる測定精度の向上には一定の限度があっ
た。
また従来の測定装置では、スリット光以外の光線による
外乱などのノイズを防止するために装置全体と被測定物
を暗室内に入れて測定する等の対策が採られており、装
置の大型化や高価格化の一因となっていた。
外乱などのノイズを防止するために装置全体と被測定物
を暗室内に入れて測定する等の対策が採られており、装
置の大型化や高価格化の一因となっていた。
この発明はこのような問題点に着目し、比較的簡単な構
成によって光切断法による測定精度を向上することを目
的としてなされたものである。
成によって光切断法による測定精度を向上することを目
的としてなされたものである。
＜課題を解決するための手段＞ 上述の目的を達成するために、この発明の光切断法によ
る三次元形状測定装置は、被測定物の光切断線を得るた
めのスリット光照射手段と、相互に離隔して配置され、
且つ上記スリット光照射手段に対して一定の位置関係を
保ちつつスリット光照射手段と共に被測定物の周囲を周
回する２個の光切断線撮像手段と、各撮像手段で得られ
る２個の光切断像から被測定物の三次元形状の認識処理
を行う処理手段、とを備えている。そしてこの処理手段
は、２個の光切断像の認識結果の差が所定の基準値以内
の場合には両者の平均値を処理結果とし、認識結果の差
が基準値を越える場合にはそれぞれの認識結果の連続性
を判定し、連続性の有る方の認識結果を処理結果として
採用するように構成されている。
る三次元形状測定装置は、被測定物の光切断線を得るた
めのスリット光照射手段と、相互に離隔して配置され、
且つ上記スリット光照射手段に対して一定の位置関係を
保ちつつスリット光照射手段と共に被測定物の周囲を周
回する２個の光切断線撮像手段と、各撮像手段で得られ
る２個の光切断像から被測定物の三次元形状の認識処理
を行う処理手段、とを備えている。そしてこの処理手段
は、２個の光切断像の認識結果の差が所定の基準値以内
の場合には両者の平均値を処理結果とし、認識結果の差
が基準値を越える場合にはそれぞれの認識結果の連続性
を判定し、連続性の有る方の認識結果を処理結果として
採用するように構成されている。
なお、上記において認識結果の差が基準値を越える場合
とは、得られた各データの差が大きい場合のほか、一方
のデータが欠落したような場合も含んでおり、例えば、
外乱によるノイズが一方の撮像手段の出力に重畳された
場合や、一方の撮像手段に死角が生じて光切断像の一部
が欠落したような場合がこれに相当する。
とは、得られた各データの差が大きい場合のほか、一方
のデータが欠落したような場合も含んでおり、例えば、
外乱によるノイズが一方の撮像手段の出力に重畳された
場合や、一方の撮像手段に死角が生じて光切断像の一部
が欠落したような場合がこれに相当する。
第１図はこの発明の構成を示す図であり、Ａはスリット
光照射手段、B1及びB2は光切断線撮像手段、Ｃは処理手
段、Ｄは被測定物、Ｅは回転装置である。なお、スリッ
ト光照射手段Ａと光切断線撮像手段B1及びB2の周回は、
被測定物Ｄとの間の相対的なものであり、固定された被
測定物Ｄの回りを光照射手段Ａと撮像手段B1,B2を公転
させてもよく、逆に光照射手段Ａと撮像手段B1,B2を固
定して被測定物Ｄをその位置で自転させてもよい。Ｆは
上記各手段の動作を同期させるための外部同期装置、Ｇ
は処理手段Ｃの出力を記憶する記憶装置、Ｈは記憶装置
Ｇに記憶されたデータを必要に応じて出力する出力装置
である。
光照射手段、B1及びB2は光切断線撮像手段、Ｃは処理手
段、Ｄは被測定物、Ｅは回転装置である。なお、スリッ
ト光照射手段Ａと光切断線撮像手段B1及びB2の周回は、
被測定物Ｄとの間の相対的なものであり、固定された被
測定物Ｄの回りを光照射手段Ａと撮像手段B1,B2を公転
させてもよく、逆に光照射手段Ａと撮像手段B1,B2を固
定して被測定物Ｄをその位置で自転させてもよい。Ｆは
上記各手段の動作を同期させるための外部同期装置、Ｇ
は処理手段Ｃの出力を記憶する記憶装置、Ｈは記憶装置
Ｇに記憶されたデータを必要に応じて出力する出力装置
である。
＜作用＞ 各撮像手段はそれぞれ異なる方向から光切断線を撮像し
ており、両方の撮像手段に同時に死角が発生する確率は
撮像手段が１個の場合と比較して非常に小さくなるの
で、前述の角度θをある程度大きくすることが可能とな
り、測定精度の向上が容易となる。また、各撮像手段で
得た光切断像の平均値によって三次元形状が認識され、
認識結果の差が大きい場合には連続性の有る方の認識結
果が採用されるので、一方の撮像手段のデータに異常が
あっても他方の撮像手段によってデータが自動的に補完
される。
ており、両方の撮像手段に同時に死角が発生する確率は
撮像手段が１個の場合と比較して非常に小さくなるの
で、前述の角度θをある程度大きくすることが可能とな
り、測定精度の向上が容易となる。また、各撮像手段で
得た光切断像の平均値によって三次元形状が認識され、
認識結果の差が大きい場合には連続性の有る方の認識結
果が採用されるので、一方の撮像手段のデータに異常が
あっても他方の撮像手段によってデータが自動的に補完
される。
このためノイズの影響を受ける確率が低くなり、欠落箇
所がなく、あるいは欠落箇所の少ないデータが得られ、
特別な暗室などを設けなくても測定が可能になると共
に、測定精度が向上される。
所がなく、あるいは欠落箇所の少ないデータが得られ、
特別な暗室などを設けなくても測定が可能になると共
に、測定精度が向上される。
＜実施例＞ 次に図示の一実施例について説明する。第２図は装置の
概要を示した平面図、第３図はブロック図、第４図は制
御手段のフローチャートである。
概要を示した平面図、第３図はブロック図、第４図は制
御手段のフローチャートである。
第２図において、１はスリット光照射手段である光源、
2a及び2bは光切断線撮像手段である撮像カメラ、３は被
測定物である。
2a及び2bは光切断線撮像手段である撮像カメラ、３は被
測定物である。
光源１は原点Ｏを中心とした半径ｒの円周１′上に原点
Ｏを含む図の紙面に垂直な方向に広がるスリット光４を
照射する姿勢で配置され、且つ常に原点Ｏに向いた状態
で円周１′上を所定の速度で回転するように設けられて
いる。また撮像カメラ2a及び2bは、光源１を通る円周
１′の接線上の光源１から等距離の位置に光源１との角
度θで配置されており、且つ常に原点Ｏに向いた状態で
光源１と共に回転するように設けられている。上記のθ
は例えば45゜に選定される。また、被測定物３は原点Ｏ
を含む位置に固定されており、 各撮像カメラ2a及び2bは、その視野にスリット光４によ
って被測定物３上に生ずる光切断線５が入るように構成
されている。
Ｏを含む図の紙面に垂直な方向に広がるスリット光４を
照射する姿勢で配置され、且つ常に原点Ｏに向いた状態
で円周１′上を所定の速度で回転するように設けられて
いる。また撮像カメラ2a及び2bは、光源１を通る円周
１′の接線上の光源１から等距離の位置に光源１との角
度θで配置されており、且つ常に原点Ｏに向いた状態で
光源１と共に回転するように設けられている。上記のθ
は例えば45゜に選定される。また、被測定物３は原点Ｏ
を含む位置に固定されており、 各撮像カメラ2a及び2bは、その視野にスリット光４によ
って被測定物３上に生ずる光切断線５が入るように構成
されている。
なお光源１としては、従来の光切断報による三次元形状
測定装置で使用されているものと同種の光源を適宜用い
ることができ、また撮像カメラ2a及び2bとしては、従来
の光切断法による三次元形状測定装置で使用されている
もの、例えばCCDカメラ等を適宜用いることができる。
測定装置で使用されているものと同種の光源を適宜用い
ることができ、また撮像カメラ2a及び2bとしては、従来
の光切断法による三次元形状測定装置で使用されている
もの、例えばCCDカメラ等を適宜用いることができる。
第３図のブロック図において、６は画像処理装置、７は
回転駆動部、８は出力装置である。画像処理装置６の主
要部はコンピュータで構成されており、演算や各種制御
の中心となるCPU61、制御プログラム等を記憶させてあ
るROM62、得られた諸データを記憶するRAM63、同期信号
を発生するクロック回路64のほか、適宜の入出力回路
（図示せず）等を備えている。また回転駆動部７は、画
像処理装置６からの制御信号によって光源１の撮像カメ
ラ2a及び2bを駆動するように適宜構成されている。更に
出力装置８は、画像処理装置６で得られた三次元形状の
認識結果のデータを出力するもので、例えばCRTディス
プレイやプリンタ等で構成されている。
回転駆動部、８は出力装置である。画像処理装置６の主
要部はコンピュータで構成されており、演算や各種制御
の中心となるCPU61、制御プログラム等を記憶させてあ
るROM62、得られた諸データを記憶するRAM63、同期信号
を発生するクロック回路64のほか、適宜の入出力回路
（図示せず）等を備えている。また回転駆動部７は、画
像処理装置６からの制御信号によって光源１の撮像カメ
ラ2a及び2bを駆動するように適宜構成されている。更に
出力装置８は、画像処理装置６で得られた三次元形状の
認識結果のデータを出力するもので、例えばCRTディス
プレイやプリンタ等で構成されている。
この実施例の測定装置は上述のように構成されており、
まず第１の発明の動作を第４図のフローチャートにより
説明する。
まず第１の発明の動作を第４図のフローチャートにより
説明する。
各撮像カメラ2a,2bは同期信号により制御されており、
まずステップS1でそれぞれの画像信号、すなわち光切断
像5a,5bが交互に入力される。この入力の切り換えは例
えば1/30秒ごとに行われる。ステップS2では信号の高速
処理を可能とするために、光切断像5a,5bをコンパレー
タにより２値化し、ステップS3で２値化された各データ
51a,51bを処理して被測定物３の表面の三次元座標上の
位置を演算し、三次元座標の認識結果52a,52bを得る。
なお、光源１と被測定物３との距離や表面の傾斜等によ
って光切断線５の幅が異なるため、演算は線の中心を構
成する画素の座標を検出するように行われる。このステ
ップS3の処理は、原点Ｏを中心とした半径ｒとスリット
光４に対する撮像カメラ2a,2bの角度θが既知であるの
で、従来の光切断法で一般に行われている公知の手順に
よって適宜実施することができる。
まずステップS1でそれぞれの画像信号、すなわち光切断
像5a,5bが交互に入力される。この入力の切り換えは例
えば1/30秒ごとに行われる。ステップS2では信号の高速
処理を可能とするために、光切断像5a,5bをコンパレー
タにより２値化し、ステップS3で２値化された各データ
51a,51bを処理して被測定物３の表面の三次元座標上の
位置を演算し、三次元座標の認識結果52a,52bを得る。
なお、光源１と被測定物３との距離や表面の傾斜等によ
って光切断線５の幅が異なるため、演算は線の中心を構
成する画素の座標を検出するように行われる。このステ
ップS3の処理は、原点Ｏを中心とした半径ｒとスリット
光４に対する撮像カメラ2a,2bの角度θが既知であるの
で、従来の光切断法で一般に行われている公知の手順に
よって適宜実施することができる。
ステップS4では、上記の認識結果52a,52bとして求めら
れた各点の座標データをその直前の他方のカメラによる
座標データと比較し、両者の差があらかじめ設定されて
いる基準値以内であればステップS5で両者の平均値を求
め、これを処理結果53として出力する。また差が基準値
を越える場合には、ステップS6に移って各認識結果52a,
52bの連続性を判定し、連続性を有する方の認識結果を
採用してこれを処理結果53′として出力するのである。
以上の処理が被測定物３の表面の各点について順次行わ
れ、これらの出力データはステップS7でRAM63に記憶さ
れ、以後の利用に備えられる。この連続性は、例えば対
応する箇所の前後のデータを一定期間順次比較してデー
タの変動が一定の基準値内にあるか否かで判定するので
あり、比較の期間や基準値を被測定物３の形状などに応
じて適切に選定しておくことにより、ノイズや欠落のな
い測定結果を得ることができる。
れた各点の座標データをその直前の他方のカメラによる
座標データと比較し、両者の差があらかじめ設定されて
いる基準値以内であればステップS5で両者の平均値を求
め、これを処理結果53として出力する。また差が基準値
を越える場合には、ステップS6に移って各認識結果52a,
52bの連続性を判定し、連続性を有する方の認識結果を
採用してこれを処理結果53′として出力するのである。
以上の処理が被測定物３の表面の各点について順次行わ
れ、これらの出力データはステップS7でRAM63に記憶さ
れ、以後の利用に備えられる。この連続性は、例えば対
応する箇所の前後のデータを一定期間順次比較してデー
タの変動が一定の基準値内にあるか否かで判定するので
あり、比較の期間や基準値を被測定物３の形状などに応
じて適切に選定しておくことにより、ノイズや欠落のな
い測定結果を得ることができる。
なお破線で示すように、実施例ではステップS4で認識結
果52a,52bの差が基準値を越えた場合に、それぞれの認
識結果を上記の処理結果53′とは別にそのまま処理結果
53a,53bとして記憶するようにしてある（ステップS
8）。また撮像カメラ2a及び2bを光源１の両側に対称に
配置しているが、この発明はカメラが光源に対して非対
称に、あるいは光源に対して同じ側に配置された場合に
も適用することができる。
果52a,52bの差が基準値を越えた場合に、それぞれの認
識結果を上記の処理結果53′とは別にそのまま処理結果
53a,53bとして記憶するようにしてある（ステップS
8）。また撮像カメラ2a及び2bを光源１の両側に対称に
配置しているが、この発明はカメラが光源に対して非対
称に、あるいは光源に対して同じ側に配置された場合に
も適用することができる。
＜発明の効果＞ 上述の実施例から明らかなように、この発明の三次元形
状測定装置は、２個の光切断線撮像手段で異なる方向か
ら光切断線を撮像し、各撮像手段で得た光切断像の差が
小さい場合にはその平均値によって、被測定物の三次元
形状を認識するようにしたものである。
状測定装置は、２個の光切断線撮像手段で異なる方向か
ら光切断線を撮像し、各撮像手段で得た光切断像の差が
小さい場合にはその平均値によって、被測定物の三次元
形状を認識するようにしたものである。
また、各撮像手段で得た光切断像の差が大きい場合に
は、連続性を考慮して被測定物の三次元形状を認識する
ようにしたものである。
は、連続性を考慮して被測定物の三次元形状を認識する
ようにしたものである。
従って、２個の光切断像の平均値が用いられるためノイ
ズの影響を受けにくく、特別な暗室などを設けなくても
高精度な測定が可能となる。また同時に両方の撮像手段
に死角が発生する確率は小さく、一方の撮像手段に死角
が生じても他方の撮像手段でデータを補完することがで
きるので、スリット光源との角度を大きくすることによ
る測定精度の向上が可能となり、ノイズの影響や欠落の
ない測定結果を得ることが容易となる。
ズの影響を受けにくく、特別な暗室などを設けなくても
高精度な測定が可能となる。また同時に両方の撮像手段
に死角が発生する確率は小さく、一方の撮像手段に死角
が生じても他方の撮像手段でデータを補完することがで
きるので、スリット光源との角度を大きくすることによ
る測定精度の向上が可能となり、ノイズの影響や欠落の
ない測定結果を得ることが容易となる。
この発明には以上のような利点があり、光切断法による
高精度な三次元形状測定装置を比較的簡単な構成によっ
て安いコストで実現することができるのである。
高精度な三次元形状測定装置を比較的簡単な構成によっ
て安いコストで実現することができるのである。
第１図はこの発明の構成を示す図、第２図は一実施例の
概略平面図、第３図はブロック図、第４図は制御手順の
フローチャート、第５図は光切断法による一般的な三次
元形状測定装置の説明図である。 １……光源（スリット光照射手段）、2a,2b……撮像カ
メラ（光切断線撮像手段）、３……被測定物、４……ス
リット光、５……光切断線、６……画像処理装置（処理
手段）、７……回転駆動部、８……出力装置、61……CP
U。
概略平面図、第３図はブロック図、第４図は制御手順の
フローチャート、第５図は光切断法による一般的な三次
元形状測定装置の説明図である。 １……光源（スリット光照射手段）、2a,2b……撮像カ
メラ（光切断線撮像手段）、３……被測定物、４……ス
リット光、５……光切断線、６……画像処理装置（処理
手段）、７……回転駆動部、８……出力装置、61……CP
U。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定物の光切断線を得るためのスリット
光照射手段と、 相互に離隔して配置され、且つ上記スリット光照射手段
に対して一定の位置関係を保ちつつスリット光照射手段
と共に被測定物の周囲を周回する２個の光切断線撮像手
段と、 上記各撮像手段で得られる２個の光切断像から被測定物
の三次元形状の認識処理をそれぞれ行い、認識結果の差
が所定の基準値以内の場合には両者の平均値を処理結果
とし、認識結果の差が基準値を越える場合にはそれぞれ
の連続性を判定し、連続性の有る認識結果を処理結果と
して採用する処理手段、 とを備えたことを特徴とする光切断法による三次元形状
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043850A JPH076774B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 光切断法による三次元形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043850A JPH076774B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 光切断法による三次元形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223809A JPH02223809A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH076774B2 true JPH076774B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=12675192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043850A Expired - Lifetime JPH076774B2 (ja) | 1989-02-25 | 1989-02-25 | 光切断法による三次元形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076774B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04301708A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 非接触容積測定装置 |
| JP2002107311A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 実装基板検査装置及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153643A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | ハロゲン化銀カラ−写真感光材料 |
-
1989
- 1989-02-25 JP JP1043850A patent/JPH076774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02223809A (ja) | 1990-09-06 |
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