JPH04131707A - 三次元形状認識装置 - Google Patents
三次元形状認識装置Info
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- JPH04131707A JPH04131707A JP25187990A JP25187990A JPH04131707A JP H04131707 A JPH04131707 A JP H04131707A JP 25187990 A JP25187990 A JP 25187990A JP 25187990 A JP25187990 A JP 25187990A JP H04131707 A JPH04131707 A JP H04131707A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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】
〈産業上の利用公費〉
本発明は三次元形状認識装置に関し、工作機械の金型加
工装置等に適用して有用である。
工装置等に適用して有用である。
〈従来の技術〉
工作機械の公費において、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。
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
より、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ｇ！識装置を第３図に示す
。同図に示すようにテーブル８上に載置した測定対象物
７には、スリット光発生装置１からスリット光２が照射
される。カメラ３は、スリット光照射により形成された
光学像を撮影し、撮影された画像に対応した画像データ
は′ｔｊｉ像取り込み！！＃４で取り込まれ、画像デー
タを座標演算Ｗ６で演算することにより測定対象物７の
形状を認識している。
より、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ｇ！識装置を第３図に示す
。同図に示すようにテーブル８上に載置した測定対象物
７には、スリット光発生装置１からスリット光２が照射
される。カメラ３は、スリット光照射により形成された
光学像を撮影し、撮影された画像に対応した画像データ
は′ｔｊｉ像取り込み！！＃４で取り込まれ、画像デー
タを座標演算Ｗ６で演算することにより測定対象物７の
形状を認識している。
スリット光発生装置１から発したスリット光２をｚ −
ｘ平面にとり、スリット光２とカメラ３の光軸のなす角
度をθとし、光軸をｙ−ｚ平面にとると、各装置と三次
元座標の関係は第４図（ａｌ （ｂ）のようになる。
ｘ平面にとり、スリット光２とカメラ３の光軸のなす角
度をθとし、光軸をｙ−ｚ平面にとると、各装置と三次
元座標の関係は第４図（ａｌ （ｂ）のようになる。
次に、座標演算！Ｉ＃６による座標の算出について第５
図偵１ （ｂ） （Ｃ１を用いて説明する。なお第５図
（Ｃ１はカメラ３で撮影した画像内の座標を示す。
図偵１ （ｂ） （Ｃ１を用いて説明する。なお第５図
（Ｃ１はカメラ３で撮影した画像内の座標を示す。
スリット光はｚ −ｘ平面にあるから、スリット光の式
は ｙ＝Ｑ ・・・（１）物体距離りで
のレンズの拡大率をＭとするとＢＬ Ｍ＝−＝−＝−・・（２） Ｂｆ ｙ−ｚ平面における視角の式は、画像内座標をａとすれ
ば Ｌｃｓｏθ−Ｍａ癲θ ２＝Ｌ−θ＋Ｍａｃｖ１１θ ＬＭａ ”＋ＬＯＩＩＩθ＋Ｍａ−θ・・（３）スリット光の切
断線の２座標は式（１）からＬＭａ ””Ｌａ５ｓθ＋Ｍａｃ＆ｏθ ・・・（４） 同じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−ｚ働θ ｘ＝ ｆ β ＬＭａ（２）θ １ ＝（Ｌ−Ｌ、Ａ−θ＋Ｍｏｃｓｂθ）ｆＭａ讃θ ＝（ＩＬａｌｉ１９＋Ｍｃｃｕ／９ ）Ｍβ ・・
・（５）式！４１． （５）より２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。
は ｙ＝Ｑ ・・・（１）物体距離りで
のレンズの拡大率をＭとするとＢＬ Ｍ＝−＝−＝−・・（２） Ｂｆ ｙ−ｚ平面における視角の式は、画像内座標をａとすれ
ば Ｌｃｓｏθ−Ｍａ癲θ ２＝Ｌ−θ＋Ｍａｃｖ１１θ ＬＭａ ”＋ＬＯＩＩＩθ＋Ｍａ−θ・・（３）スリット光の切
断線の２座標は式（１）からＬＭａ ””Ｌａ５ｓθ＋Ｍａｃ＆ｏθ ・・・（４） 同じくＸ座標は、画像内座標をβとすればＬ−ｚ働θ ｘ＝ ｆ β ＬＭａ（２）θ １ ＝（Ｌ−Ｌ、Ａ−θ＋Ｍｏｃｓｂθ）ｆＭａ讃θ ＝（ＩＬａｌｉ１９＋Ｍｃｃｕ／９ ）Ｍβ ・・
・（５）式！４１． （５）より２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。
〈発明が解決しようとする課題〉
光切断法ではスリット光２が測定対象物７に当たって乱
反射した光をカメラ３が受光して、その像より測定対象
物７の座標を求めるのであるが、測定対象物７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。
反射した光をカメラ３が受光して、その像より測定対象
物７の座標を求めるのであるが、測定対象物７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。
具体的には、反射率の高い素材の、水平からの傾斜角ψ
がθ／２付近でスリット光の正反射光がカメラに入射し
て虚像となる（第２図参照）。従来の測定法では、実像
と虚像とを区別することが不可能であるため、不正な形
状認識をしてしまう場合があるという間層点がある。
がθ／２付近でスリット光の正反射光がカメラに入射し
て虚像となる（第２図参照）。従来の測定法では、実像
と虚像とを区別することが不可能であるため、不正な形
状認識をしてしまう場合があるという間層点がある。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する本発明の構成は、
スリット光を測定対象物に向け照射するスリット光発生
装置と、 スリット光を照射することにより形成された像を撮影す
る第１のカメラと、 第１のカメラとは異なる角度から、前記像を撮影する第
２のカメラと、 第１のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第１の画像取り込み器と、 第２のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第２の画像取呻込み署と、 第１または第２の画像取り込み器のうちの一方の画像取
り込み器で画像処理した画像データ中に２以上の像があ
る場合には、他方の画像取９込み器で画像処理した画像
データを選択する実像虚像判断器と、 実像虚像判断器で選択した画像データを基に測定対象物
の三次元座標を計算する座標演算器と、 を有することを特徴とする。
装置と、 スリット光を照射することにより形成された像を撮影す
る第１のカメラと、 第１のカメラとは異なる角度から、前記像を撮影する第
２のカメラと、 第１のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第１の画像取り込み器と、 第２のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第２の画像取呻込み署と、 第１または第２の画像取り込み器のうちの一方の画像取
り込み器で画像処理した画像データ中に２以上の像があ
る場合には、他方の画像取９込み器で画像処理した画像
データを選択する実像虚像判断器と、 実像虚像判断器で選択した画像データを基に測定対象物
の三次元座標を計算する座標演算器と、 を有することを特徴とする。
用〉
第２図に示すように、測定対象物７の反射率が高（、か
つ、水平からの傾斜角ψがθ／２付近では、スリット光
２の正反射光がカメラ３に入射し、画像取り込み器には
実像と虚像の２つの像が取９込まれろ。実像虚像判断器
で２つ以上の像が存在すると判断されるので、虚像も含
まれているとして採用しない。次に、く作 もう１台のカメラ９で受光し、画像取り込み器に像が取
り込まれろ。このときの像は実像のみ１つであるので実
像虚像判断器で実像と判断され、次の座標演算器に送ら
れる。これにより実像のみ得られるので、不正な形状認
識はなくなる。
つ、水平からの傾斜角ψがθ／２付近では、スリット光
２の正反射光がカメラ３に入射し、画像取り込み器には
実像と虚像の２つの像が取９込まれろ。実像虚像判断器
で２つ以上の像が存在すると判断されるので、虚像も含
まれているとして採用しない。次に、く作 もう１台のカメラ９で受光し、画像取り込み器に像が取
り込まれろ。このときの像は実像のみ１つであるので実
像虚像判断器で実像と判断され、次の座標演算器に送ら
れる。これにより実像のみ得られるので、不正な形状認
識はなくなる。
く実 施 例〉
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図は本発明の実施例を示す。同図に示すようにスリ
ット光発生装置１は、テーブル８上の測定対象物７に向
けてスリット光２を照射する。スリット光２を照射して
得た像を撮影するため本実施例では２台のカメラ３゜９
を設置している。両カメラ３，９は異なる角度から撮影
をするように設置されており、この例ではスリット光２
を中心としてカメラ３とカメラ９とが対称位置にある。
ット光発生装置１は、テーブル８上の測定対象物７に向
けてスリット光２を照射する。スリット光２を照射して
得た像を撮影するため本実施例では２台のカメラ３゜９
を設置している。両カメラ３，９は異なる角度から撮影
をするように設置されており、この例ではスリット光２
を中心としてカメラ３とカメラ９とが対称位置にある。
カメラ３で撮影して得た画像信号は、画像取り込み器４
に送られて画像データとして処理される。この場合、カ
メラ３が実像のみを撮影したときには、画像データ処理
することにより１つの像が得られるが、実像のみならず
虚像も撮影したときには、画像データ処理により２以上
の像が得られる。一方、カメラ９で撮影して得た画像信
号は、画像取り込み器１０に送られて画像データとして
処理され、同様に像が得られる。
に送られて画像データとして処理される。この場合、カ
メラ３が実像のみを撮影したときには、画像データ処理
することにより１つの像が得られるが、実像のみならず
虚像も撮影したときには、画像データ処理により２以上
の像が得られる。一方、カメラ９で撮影して得た画像信
号は、画像取り込み器１０に送られて画像データとして
処理され、同様に像が得られる。
実像虚像判断！ｉ＃５は、画像取り込みＭ４で得た画像
が２以上あるときにはカメラ３が実像のみならず虚像も
撮影していると判断し、画像取り込み器１０で得た画像
が２以上あるときにはカメラ９が実像のみならず虚像も
撮影していると判断する。なお、画像取り込み器４，１
０の少なくとも一方は実像のみを得ておゆ、画像取り込
み器４，１０が同時に虚像を得ることはない。これはカ
メラ３，９の撮影角を異ならせているからである。そし
て実像虚像判断器５は、画像取り込み器４，１０のうち
、実像のみを得ている方の画像データを選択して座標演
算Ｗｊ６に送る。
が２以上あるときにはカメラ３が実像のみならず虚像も
撮影していると判断し、画像取り込み器１０で得た画像
が２以上あるときにはカメラ９が実像のみならず虚像も
撮影していると判断する。なお、画像取り込み器４，１
０の少なくとも一方は実像のみを得ておゆ、画像取り込
み器４，１０が同時に虚像を得ることはない。これはカ
メラ３，９の撮影角を異ならせているからである。そし
て実像虚像判断器５は、画像取り込み器４，１０のうち
、実像のみを得ている方の画像データを選択して座標演
算Ｗｊ６に送る。
座標演算器６は、実像虚像判断器５により実像のみを有
する画像データを基に測定対象物７の三次元座標を計算
する。
する画像データを基に測定対象物７の三次元座標を計算
する。
かかる本実施例では、例えば、カメラ３で撮影して画像
取９込み器４で画像処理したところ、実像のみならず虚
像も取り込んでいることを実像虚像判断器５が判断した
ら、カメラ９で撮影して画像取り込み＠１０で画像処理
した画像データが座標演算Ｗｊ６に送られろ。
取９込み器４で画像処理したところ、実像のみならず虚
像も取り込んでいることを実像虚像判断器５が判断した
ら、カメラ９で撮影して画像取り込み＠１０で画像処理
した画像データが座標演算Ｗｊ６に送られろ。
逆に、カメ９９２画像取９込み器１０の系統の方で虚像
を取り込んでいる場合には、カメラ３２画像取り込み！
！＃４の系統に切り換わる。
を取り込んでいる場合には、カメラ３２画像取り込み！
！＃４の系統に切り換わる。
したがって実像のみから形状認識ができ、正確な形状認
識が実行できる。
識が実行できる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、従来の光切断法を用いた三次元形状認
識装置では不可能であった実像と虚像の区別が可能にな
り、不正な形状を認識するということがなくなり、正確
に形状認識ができる。
識装置では不可能であった実像と虚像の区別が可能にな
り、不正な形状を認識するということがなくなり、正確
に形状認識ができる。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は像の発
生状態を示す説明図、第３図は従来技術を示す構成図、
第４図（ａｌ ｆｂ）は座標のとり方を示す説明図、第
５図ｆａ） （ｂ） （ｃｌは座標算出方法を示す説明
図である。 図 面 中、 １はスリット光発生装置、 ２はスリット光、 ３．９はカメラ、 ４．１０は画像取り込み器、 ５は実像虚像判断器、 ６は座標演算器、 ７は測定対象物、 ８はテーブルである。
生状態を示す説明図、第３図は従来技術を示す構成図、
第４図（ａｌ ｆｂ）は座標のとり方を示す説明図、第
５図ｆａ） （ｂ） （ｃｌは座標算出方法を示す説明
図である。 図 面 中、 １はスリット光発生装置、 ２はスリット光、 ３．９はカメラ、 ４．１０は画像取り込み器、 ５は実像虚像判断器、 ６は座標演算器、 ７は測定対象物、 ８はテーブルである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スリット光を測定対象物に向け照射するスリット光発生
装置と、 スリット光を照射することにより形成された像を撮影す
る第１のカメラと、 第１のカメラとは異なる角度から、前記像を撮影する第
２のカメラと、 第１のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第１の画像取り込み器と、 第２のカメラで撮影して得た画像信号を取り込んで画像
データとして処理する第２の画像取り込み器と、 第１または第２の画像取り込み器のうちの一方の画像取
り込み器で画像処理した画像データ中に２以上の像があ
る場合には、他方の画像取り込み器で画像処理した画像
データを選択する実像虚像判断器と、 実像虚像判断器で選択した画像データを基に測定対象物
の三次元座標を計算する座標演算器と、 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 |
|---|---|---|---|
| JP25187990A JPH04131707A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 三次元形状認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25187990A JPH04131707A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 三次元形状認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131707A true JPH04131707A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17229299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25187990A Pending JPH04131707A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 三次元形状認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04131707A (ja) |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25187990A patent/JPH04131707A/ja active Pending
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