JPH03249505A - 三次元形状認識装置 - Google Patents
三次元形状認識装置Info
- Publication number
- JPH03249505A JPH03249505A JP4581290A JP4581290A JPH03249505A JP H03249505 A JPH03249505 A JP H03249505A JP 4581290 A JP4581290 A JP 4581290A JP 4581290 A JP4581290 A JP 4581290A JP H03249505 A JPH03249505 A JP H03249505A
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- asymmetric pattern
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発男は三次元形状認識装置に関し、特に非接触式のも
のに適用して有用なものである。
のに適用して有用なものである。
〈従来の技術〉
工作機械の分野において、倣い加工や衝突を防止する用
途で、三次元形状を認識する必要が生じる場合がある。
途で、三次元形状を認識する必要が生じる場合がある。
非接触の三次元形状認識の一手法として光切断法がある
。これは、スリット光が測定対象物に当たり、乱反射し
た像よゆ、測定対象物の座標を求めるものである。
。これは、スリット光が測定対象物に当たり、乱反射し
た像よゆ、測定対象物の座標を求めるものである。
この光切断法による従来の三次元形状認識装置を、第５
図に示す。同図に示すようにテーブル１上に載置した測
定対象物２に１よ、スリフト先発生Ｍ３からスリット光
４が照射：れる。カメラ５は、スリット光照射により）
成された光学像を撮影する。このカメラ５゛撮影された
画像に対応した画像データは画）取り込み器６に取り込
まれ、画像データをア標演算Ｎ７で演算することにより
測定対象嗜２の形状を認識している。
図に示す。同図に示すようにテーブル１上に載置した測
定対象物２に１よ、スリフト先発生Ｍ３からスリット光
４が照射：れる。カメラ５は、スリット光照射により）
成された光学像を撮影する。このカメラ５゛撮影された
画像に対応した画像データは画）取り込み器６に取り込
まれ、画像データをア標演算Ｎ７で演算することにより
測定対象嗜２の形状を認識している。
第６図（ａｌは第５図の平面図、第６図ｆｂ）は１５図
の正面図であり、スリット光４と平行シ面をＺ −Ｘ平
面にとり、スリット光４と力、う５の光軸とがなす角度
をθとし、光軸をツー２平面シことっている。
の正面図であり、スリット光４と平行シ面をＺ −Ｘ平
面にとり、スリット光４と力、う５の光軸とがなす角度
をθとし、光軸をツー２平面シことっている。
ここで、座標演算器７による座標の算出力算を、第７図
（ａｌ （ｂｌ （ｃ）を参照して説明する。シお第７
図（ｅｌはカメラ５で撮影した画像内のμ標を示す。
（ａｌ （ｂｌ （ｃ）を参照して説明する。シお第７
図（ｅｌはカメラ５で撮影した画像内のμ標を示す。
スリット光４はｚ −ｘ平面に対し平行で−るから、ス
リット光の式は ｙ＝ｏ ・・・（１）
物体距離してのレンズの拡大率をＭとする２ＢＬ Ｍ ＝−＝−＝−・・・（２） Ｂｆ Ｙ −Ｘ平面におけろ視角の式は、画像内座標をαとす
れば Ｌｍθ−Ｍ１７６１１１０ ＬＭａｚ＝
ｙ＋□ ・・・（３）Ｌ＾θ＋Ｍ
ａ（９）θ Ｌ−θ＋Ｍα（２）θスリット光の切断
線の２座標は式（１）からＭａ ・＝Ｌ、θ＋Ｍａ−〇 ・・（４）同
じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−・−β Ｘ″″ ｆ ” （ＬＬｔ＊ｅ＋Ｍａ−・り ＬＭａ働θ Ｍ引瀬θ ” （ｌＬｔｄｘｅ＋Ｍａｃｗｅ）Ｍβ ・・・
（５）式（４１，（５１よｌ）ｚ座標及びＸ座標が算出
される。
リット光の式は ｙ＝ｏ ・・・（１）
物体距離してのレンズの拡大率をＭとする２ＢＬ Ｍ ＝−＝−＝−・・・（２） Ｂｆ Ｙ −Ｘ平面におけろ視角の式は、画像内座標をαとす
れば Ｌｍθ−Ｍ１７６１１１０ ＬＭａｚ＝
ｙ＋□ ・・・（３）Ｌ＾θ＋Ｍ
ａ（９）θ Ｌ−θ＋Ｍα（２）θスリット光の切断
線の２座標は式（１）からＭａ ・＝Ｌ、θ＋Ｍａ−〇 ・・（４）同
じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−・−β Ｘ″″ ｆ ” （ＬＬｔ＊ｅ＋Ｍａ−・り ＬＭａ働θ Ｍ引瀬θ ” （ｌＬｔｄｘｅ＋Ｍａｃｗｅ）Ｍβ ・・・
（５）式（４１，（５１よｌ）ｚ座標及びＸ座標が算出
される。
測定対象物全体にこの演算を行うことにより、形状が認
識できる。
識できる。
〈発明が解決しようとする課題〉
上述したように光切断法による三次元形状認識装置では
、スリット光４が測定対象物に当たって乱反射した光を
カメラ５が受光し、その像より測定対象物の座標を求め
るのであるが、測定対象物の素材、形状によっては実像
以外に虚像が発生することがある。
、スリット光４が測定対象物に当たって乱反射した光を
カメラ５が受光し、その像より測定対象物の座標を求め
るのであるが、測定対象物の素材、形状によっては実像
以外に虚像が発生することがある。
更に評言すると、測定対象物２が第８図に示すような形
状で、しかもその素材が金属等のように表面が平滑なも
のである場合、スリット光４の直接の照射による測定対
象物２上の軌跡（以下実像工と称す）の他に、実像Ｉが
形成されている平面２ａに垂直な面である平面２ｂ、２
ｃに、実像Ｉの鏡像（以下虚像■と称す）が形成されて
しまう。かかる虚像■が発生した場合、カメラ５に取り
込まれる画像（ｚ −ｘ平面〕は、第９図に示すように
実像■と虚像■が混在する画像となり、Ｘ軸上の１つの
座標に対してＺ軸上の座標が２つ存在する場合がある。
状で、しかもその素材が金属等のように表面が平滑なも
のである場合、スリット光４の直接の照射による測定対
象物２上の軌跡（以下実像工と称す）の他に、実像Ｉが
形成されている平面２ａに垂直な面である平面２ｂ、２
ｃに、実像Ｉの鏡像（以下虚像■と称す）が形成されて
しまう。かかる虚像■が発生した場合、カメラ５に取り
込まれる画像（ｚ −ｘ平面〕は、第９図に示すように
実像■と虚像■が混在する画像となり、Ｘ軸上の１つの
座標に対してＺ軸上の座標が２つ存在する場合がある。
ところが、従来技術においては、実像工と虚像■とを区
別することが不可能であるため、虚像■が発生した場合
には、誤まった形状認識をしてしまう場合がある。
別することが不可能であるため、虚像■が発生した場合
には、誤まった形状認識をしてしまう場合がある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、虚像が形成されても測
定対象物の形状を正確に認識することがで沙ろ三次元形
状認識装置を提供することを目的とする。
定対象物の形状を正確に認識することがで沙ろ三次元形
状認識装置を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明の構成は、
スリット光発生襞から測定対象物に向けてスリット光を
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 測定対象物上に光の非対称パターンを投射する非対称パ
ターン発生器と、 測定対象物上に投射された非対称パターンを含む画像デ
ータに基づき投射された非対称パターンと同一のものを
実像と判断するとともに、投射声れた非対称パターンが
反転したものを虚像と判断する実像・虚像判別器と、実
像に対応した画像データを基に測定対象物の形状を認識
する座標演算器と を有することを特徴とする。
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 測定対象物上に光の非対称パターンを投射する非対称パ
ターン発生器と、 測定対象物上に投射された非対称パターンを含む画像デ
ータに基づき投射された非対称パターンと同一のものを
実像と判断するとともに、投射声れた非対称パターンが
反転したものを虚像と判断する実像・虚像判別器と、実
像に対応した画像データを基に測定対象物の形状を認識
する座標演算器と を有することを特徴とする。
く作 用〉
上記構成の本発明によれば、非対称パターン発生器が測
定対象物に非対称パターンを投影する。このとき、測定
対象物上に直接投射された非対称パターンの実像は、非
対称パターン発生器が投影する非対称パターンと同一で
あり、また鏡像である虚像は前記非対称パターンが反転
したものとなっている。この乙とを利用して実像・虚像
判別器は実像を表わす画像データを判別し、座標演算器
に実像に対応した画像データを演算させる。
定対象物に非対称パターンを投影する。このとき、測定
対象物上に直接投射された非対称パターンの実像は、非
対称パターン発生器が投影する非対称パターンと同一で
あり、また鏡像である虚像は前記非対称パターンが反転
したものとなっている。この乙とを利用して実像・虚像
判別器は実像を表わす画像データを判別し、座標演算器
に実像に対応した画像データを演算させる。
〈実 施 例〉
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図である。同
図に示すように、虚像発生検知晋８は画像とり込み晋６
に取り込まれた画像データに基づき虚像の発生を検出す
るものである。即ち、Ｘ軸上の１つの座標に対してＺ軸
上の座標が複数個存在する場合には、虚像が発生してい
るので、このことを利用して虚像の発生を検出する。投
光パターン切換＠ｓ９は、通常時（虚像を発生していな
い時；以下同じ）スリット光発生器３を選択してスリッ
ト光を照射させるとともに、異常時（虚像を発生してい
る時；息下同じ）、非対称パターン発生器１０を選択し
て非対称パターンを照射させる。
図に示すように、虚像発生検知晋８は画像とり込み晋６
に取り込まれた画像データに基づき虚像の発生を検出す
るものである。即ち、Ｘ軸上の１つの座標に対してＺ軸
上の座標が複数個存在する場合には、虚像が発生してい
るので、このことを利用して虚像の発生を検出する。投
光パターン切換＠ｓ９は、通常時（虚像を発生していな
い時；以下同じ）スリット光発生器３を選択してスリッ
ト光を照射させるとともに、異常時（虚像を発生してい
る時；息下同じ）、非対称パターン発生器１０を選択し
て非対称パターンを照射させる。
第２図は非対称パターンの一例を示す説明図である。同
図に示すように、非対称パターン１２とは、左右方向及
び上下方向の何れに対しても非対称な形状で、その鏡像
ではパターンの一部若しくは全部が反転することにより
実像と区別し得るような形状である。
図に示すように、非対称パターン１２とは、左右方向及
び上下方向の何れに対しても非対称な形状で、その鏡像
ではパターンの一部若しくは全部が反転することにより
実像と区別し得るような形状である。
第１図に示す非対称パターン発生器１０は、虚像発生検
知響８で虚像の発生が検知されたとき、例えば第２図に
示すような非対称パターン１２を測定対象物上に照射す
る。
知響８で虚像の発生が検知されたとき、例えば第２図に
示すような非対称パターン１２を測定対象物上に照射す
る。
実像・虚像判別Ｍ１１は、画像とり込み器６に取り込ま
れた画像データに基づき実像に対応するデータを検出す
る。即ち、測定対象物上に投射された非対称パターン１
２を含む画像データに基づき投射された非対称パターン
と同一のものを実像、非対称パターンが反転したものを
虚像と判断して実像に対応するデータを座標演ｌｔ器７
に供給する。
れた画像データに基づき実像に対応するデータを検出す
る。即ち、測定対象物上に投射された非対称パターン１
２を含む画像データに基づき投射された非対称パターン
と同一のものを実像、非対称パターンが反転したものを
虚像と判断して実像に対応するデータを座標演ｌｔ器７
に供給する。
かかる本実施例において、通常時にはスリット光発生器
３が照射するスリット光により従来と同様に三次元形状
の認識が行なわれる。
３が照射するスリット光により従来と同様に三次元形状
の認識が行なわれる。
一方、虚像発生検知Ｗｊ８が虚像の発生を検知した時に
は非対称パターン発生ｊ＃１０より非対称パターン１２
が照射される。
は非対称パターン発生ｊ＃１０より非対称パターン１２
が照射される。
第３図は測定対象物２に非対称パターン１２を照射した
場合におけろこの測定対象物２を示す説明図、第４図は
この場合のカメラ５の画像を示す説明図である。両図に
示すように、虚像■は実像■を反転させたものとなる。
場合におけろこの測定対象物２を示す説明図、第４図は
この場合のカメラ５の画像を示す説明図である。両図に
示すように、虚像■は実像■を反転させたものとなる。
そこで、第１図に示す実像・虚像判別器１１では、非対
称パターン１２と同一のものを実像、異なるものを虚像
と判断して実像に対応する画像データを座標演算器７に
供給する。
称パターン１２と同一のものを実像、異なるものを虚像
と判断して実像に対応する画像データを座標演算器７に
供給する。
この結果、座標演算器７は真正な画像データに基づき所
定の演算を行なう。
定の演算を行なう。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば非対称パターンを測定対象物上に照射してこの画
像データに基づき実像、虚像を判断するようにしたので
、正確な三次元形状の認識を行なうことができる。
よれば非対称パターンを測定対象物上に照射してこの画
像データに基づき実像、虚像を判断するようにしたので
、正確な三次元形状の認識を行なうことができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
非対称パターンを示す説明図、第３図は測定対象物２に
非対称パターンを照射した場合におけるこの測定対象物
を示す説明図、第４図はこの場合のカメラの画像を示す
説明図、第５図は従来技術に係る三次元形状認識装置を
示す構成図、第６図はその座標のとり方を示す説明図、
第７図は三次元座標計算の原理を説明する説明図、第８
図は虚像が発生した場合の測定対象物を示す説明図、第
９図はこの場合のカメラの画像を示す説明図である。 図面中、 ２は測定対象物、 ３はスリット光発生襞、 ４はスリット光、 ５はカメラ、 ７は座標演算蕃、 １０は非対称パターン発生器、 １１は実像・虚像判別蕾、 １２は非対称パターンである。
非対称パターンを示す説明図、第３図は測定対象物２に
非対称パターンを照射した場合におけるこの測定対象物
を示す説明図、第４図はこの場合のカメラの画像を示す
説明図、第５図は従来技術に係る三次元形状認識装置を
示す構成図、第６図はその座標のとり方を示す説明図、
第７図は三次元座標計算の原理を説明する説明図、第８
図は虚像が発生した場合の測定対象物を示す説明図、第
９図はこの場合のカメラの画像を示す説明図である。 図面中、 ２は測定対象物、 ３はスリット光発生襞、 ４はスリット光、 ５はカメラ、 ７は座標演算蕃、 １０は非対称パターン発生器、 １１は実像・虚像判別蕾、 １２は非対称パターンである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スリット光発生器から測定対象物に向けてスリット光を
照射するとともに、前記スリット光発生器を、スリット
光と平行な面に対し交差する方向に移動させる一方、ス
リット光を照射することにより測定対象物に形成された
像をカメラで撮影するとともに、このカメラで取り込ん
だ画像データに基づき測定対象物の三次元形状を認識す
るようになっている三次元形状認識装置において、 測定対象物上に光の非対称パターンを投射する非対称パ
ターン発生器と、 測定対象物上に投射された非対称パターンを含む画像デ
ータに基づき投射された非対称パターンと同一のものを
実像と判断するとともに、投射された非対称パターンが
反転したものを虚像と判断する実像・虚像判別器と、 実像に対応した画像データを基に測定対象物の形状を認
識する座標演算器と を有することを特徴とする三次元形状認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4581290A JPH03249505A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4581290A JPH03249505A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249505A true JPH03249505A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12729668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4581290A Pending JPH03249505A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 三次元形状認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249505A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4581290A patent/JPH03249505A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232543A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sunx Ltd | 形状測定装置 |
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