JPS6332306A - 無接触三次元自動寸法測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、例えば自由形態の鍛造品などのような大きな
広がりを有する物体を対象とする高精度の無接触三次元
自動寸法測定方法に関する。

ｂ、　従来の技術 大きな工作物の測定には種々の方法が知られており、そ
のうち最も簡単な方法は、巻尺、物指し。

コンパスなどによる非自動式の測定方法である。

この場合、これらの測定方法は、主観的で不正確であり
、データ処理のためには限界があり、人が近づくことが
不可能または困難な特定の測定対象物の場合には、使用
不可能であるという欠点がある。これは、例えば極めて
高い温度の工作物の場合である。

大きな工作物を測定するその他の方法は、測地学的な方
法であり、この方法は、最近の形式では２つの経緯儀に
よって行われる。この方法の場合、被測定点が目によっ
て照準を定められてから、経緯儀の角度位置が把握され
る。この方法の場合、計算装置におけるデータ処理が可
能ではあるが、手動の追従および目による照準は、調整
が困難で時間を要するため、不都合である。

さらに、固定して設けられた一次元または二次元のカメ
ラセンサ（電子管または半導体）によって無接触で寸法
の測定を行なうことが知られている。この場合、もちろ
ん測定対象物の距離および角度位置が知られている必要
がある。さらに、レンズおよびセンサにおける限られた
解像度および非直線性のため、大きな対象物の場合、測
定精度が低いことを見込む必要がある。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 本発明の基本的な目的は、公知の測定方法から出発して
、大きな対象物たとえば自由形態の鍛造品に対する無接
触三次元自動寸法測定方法であって高い測定精度を特徴
とする方法を提供することである。

ｄ、　問題点を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明によれば、定間隔で互
いに設けられ無接触で作動する少なくとも２つの二次元
センサを使用して、対象物または対象物の一部を把握し
、輪郭線の交点または対象物上のその他の指標点を、そ
れぞれのセンサによって供給された画像からパターン認
識の方法によって明確にし、センサを２つの軸の周りに
電動機によって旋回させることによって、対象物の表面
上の見出された指標点をセンサの画像領域内の定位置に
置き、センサの角度位置の評価によって三次元空間内の
指標点の位置を決定し、例えば計算機においてそのよう
な多数個の測定点を結合して対象物の寸法を測定するこ
とが提案される。

この提案された測定方法は自動的に作動し、したがって
、この装置に手動で関与する人間の主観的な影響が排除
され、そのため、結果において著しく高い測定精度を期
待することができる。さらに、この方法によって対象物
の寸法を測定するため、近づくことが不可能であるか、
または困難な対象物、たとえば高温の鍛造品を、三次元
で把握することができる。その場合、測定対象物の距離
および角度位置を知る必要はない。

本発明の別の特徴によって、対象物上の指標点が、例え
ばレーザの光点によって外部に印をつけられることが提
案されている。そのような基準点の形成によって、対象
物上の任意の点を測定し、測定精度を向上させることが
できる。

本発明の方法の他の特徴によって、妨害作用を受け、ま
たは映像面内にあるかど部分を測定するため、指標点の
検知が困難である場合に公知のコントラストを強くする
ことおよび／またはパターン認識方法を使用するように
されている。この方法は、寸法を測定する場合の精度を
向上させ、測定結果を一層正確にするのに使用される。

本発明の別の提案によって、非発光性の対象物を測定す
る場合、入射光または透過光の形式の外部照明が使用さ
れるようにされている。

本発明による方法は、１つの特徴によって特に加工機械
の計算機に結合するのに適しており、したがって別の特
徴によって、センサの事前位置決めのため、対象物の見
込まれる位置および寸法についての付加的な情報が、例
えばプログラム制御によって使用されることが提案され
ている。この事前位置決めによって、測定領域の縮少が
可能となるため、測定精度が著しく向上され、対象物の
測定に要する時間が短縮され、したがって究極的に生産
量の増加が見込まれる。

これと反対に、本発明の別の特徴によって、測定結果を
、対象物の処理機械の制御装置に供給することができ、
したがって製造過程をさらに自動化することが考えられ
る。

ｅ、　実施例 本発明を添付図によって次に説明する。

第１図において概略的に簡単に判るように、使用される
２次元センサであるカメラセンサ１　（これが２個使用
される）は、互いに直角な２つの軸２および３の周りに
旋回可能である。

第５図から判るように、旋回動作は、それぞれの軸に設
けられた電動機４によって行われる。レンズの方向（第
５図）が図面と垂直に伸びたカメラセンサのそれぞれの
角度位置は、角度符号器５によって把握され、したがっ
てカメラの相互間の距離が判っている場合、対象物に対
する三角法による遠隔測量を行なうことができる。

第２図に鍛造品６の部分図が示されており、カメラによ
って把握された画像部分がＸで表わされている。この画
像部分が２つのカメラ１のそれぞれから供給され、パタ
ーン認識の方法によって第３図のかどの交点７が明確に
される。この交点７は、電動機４による旋回によってカ
メラセンサ１をそれぞれのセンサの画像領域内の定位置
に置くことができるため、角度符号器５による２つのカ
メラセンサ１の角度位置の評価によって、交点７の三次
元空間における位置を見出すことができる。

そのような測定過程を連続して数回行ない、その結果を
互いに結合することによって、被測定物の任意の大きさ
を測定することができる。

これに対する概要が第４図に示されており、この回から
判るように、カメラセンサ１が、角度符号器５によって
把握された角度データおよびカメラによって把握された
画像データを、総合画像処理装置を備えた計算機に供給
し、計算機は、操作電動機４を介してカメラセンサ１の
追従を行ない、したがってカメラセンサ１を対象物の指
標点に合わせることができる。計算機から供給された結
果は、例えば鍛造品マニピュレータの制御に直接使用す
ることができる。同様に、鍛造品マニピュレータの自動
化されたプログラムを、カメラセンサの予ｔＡ　Ｆ！整
に使用、することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を行なうのに使用されるカメラの
概要を示す説明図、第２図は本発明の方法によって測定
される鍛造品の一例を示す部分的な側面図、第３図は第
１図に示すカメラによって把握された画像を示す説明図
、第４図は本発明による方法を行なうのに使用されるデ
ータ処理回路のブロック結線図、第５図は本発明による
方法を行なうのに使用されるカメランサを示す説明図で
ある。 １・・・カメラセンサ、　　　２．３・・・旋回軸、４
・・・電動機、　　　　　５・・・角度符号器、６・・
・鍛造品、　　　　　７・・・かどの交点。 ヘ σ Ｃつ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）例えば自由形態の鍛造品などのような大きな広がり
   を有する物体を対象とする高精度の無接触三次元自動寸
   法測定方法において、 定間隔で互いに設けられ無接触で作動する少なくとも２
   つの二次元センサを使用して、対象物または対象物の一
   部を把握し、輪郭線の交点または対象物上のその他の指
   標点をそれぞれのセンサによって供給された画像からパ
   ターン認識の方法によって明確にし、センサを２つの軸
   の周りに電動機によって旋回させることによって対象物
   の表面上の見出された指標点をセンサの画像領域内の定
   位置に置き、センサの角度位置の評価によって三次元空
   間内の指標点の位置を決定し、例えば計算機においてそ
   のような数個の測定点を結合して対象物の寸法を測定す
   ることを特徴とする無接触三次元自動寸法測定方法。 ２）対象物上の指標点が、例えばレーザの光点によって
   外部に印をつけられることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項記載の無接触三次元自動寸法測定方法。 ３）妨害作用を受け、または映像面内にあるかどを測定
   するため、公知の画像のコントラストを強化する方法お
   よび／またはパターン認識方法が使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の無接
   触三次元自動寸法測定方法。 ４）非発光性の対象物を測定する場合、入射光または透
   過光の形式の外部照明が使用されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   無接触三次元自動寸法測定方法。 ５）センサの事前位置決めのため、対象物の見込まれる
   位置および寸法についての付加的な情報が、例えばプロ
   グラム制御によって使用されることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の無接
   触三次元自動寸法測定方法。 ６）測定結果が、対象物の処理機械の制御装置に供給さ
   れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のいずれかに記載の無接触三次元自動寸法測定方法
   。