JPH0442010A - Three-dimensional shape measuring apparatus - Google Patents

Three-dimensional shape measuring apparatus

Info

Publication number
JPH0442010A
JPH0442010A JP15035690A JP15035690A JPH0442010A JP H0442010 A JPH0442010 A JP H0442010A JP 15035690 A JP15035690 A JP 15035690A JP 15035690 A JP15035690 A JP 15035690A JP H0442010 A JPH0442010 A JP H0442010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
image
slit light
scanning
stationary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15035690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadami Tsutsumi
定美 堤
Takeo Sakamaki
坂巻 健男
Kanji Ikejima
池嶋 貫二
Yoshiro Nishimoto
善郎 西元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Kobelco Systems Corp
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Kobelco Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Kobelco Systems Corp filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP15035690A priority Critical patent/JPH0442010A/en
Publication of JPH0442010A publication Critical patent/JPH0442010A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To sense the image of an object in a broad range and to synthesize the slit images readily and accurately by emitting scanning slit light beams which are intersected with stationary light on the object to be measured from both sides with the light emitting axis of a stationary-slit light source as a boundary. CONSTITUTION:Reference slit light which is stationary slit light is emitted on an object 2 from a reference laser 3s. At this time, the image of a reference- light cutting line on the object caused by the reference slit light from the reference laser 3s is picked up with a right CCD camera 5r and a left CCD camera 5l. The image of the picked-up reference-light cutting line is processed as a reference cylinder image 50s of each of images 40r and 40l. An image processor detects the position of the reference slit image 50s on each of the images 40r and 40l. The position data are stored in an image memory.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、医療における人体の形状、アパレル産業にお
ける人体の立体採寸、金型の立体形状、鋼板の平坦度等
の計測を非接触で行う3次元形状計測装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is capable of non-contact measurement of the shape of a human body in medical care, the three-dimensional measurement of a human body in the apparel industry, the three-dimensional shape of a mold, the flatness of a steel plate, etc. The present invention relates to a three-dimensional shape measuring device.

〔従来技術] 上記したような測定対象物の3次元形状を非接触で計測
する方法として、代表的なものにスリット光投影法(光
切断法)が、例えば参考文献「第4回産業における画像
センシング技術シンポジウム講演論文集」 (題名「イ
メージエンコーダを用いた3次元曲面形状計測 −スリ
ット光走査によるマクロ形状計測−」、第235ページ
乃至第240ページ)に上部らによって開示されている
[Prior art] As a method for non-contact measurement of the three-dimensional shape of the object to be measured as described above, the slit light projection method (light cutting method) is a typical method, as described in the reference document "4th Industrial Image Sensing Technology Symposium Lecture Proceedings'' (title: ``Three-dimensional curved surface shape measurement using image encoder - Macro shape measurement by slit light scanning'', pages 235 to 240) by Kabe et al.

このようなスリット光投影法を適用した3次元形状計測
装置1.では、第5図に示すように、スリット光源とな
るレーザ3(半導体レーザ)からの1本のスリット光が
対象物2の表面に照射され、その時上記スリット光によ
る対象物2上の光切断線が、上記スリット光の照射光軸
外に配設されたCCDカメラ5により撮像され、例えば
画像処理後の画像イメージ40中に示すスリット画像5
0の歪みから、前記対象物2の3次元形状が計測される
ようになっている。このような3次元形状計測装置1a
では、上記レーザ3が、該レーザ3に連結された図示せ
ぬスキャナの駆動により図中矢印m方向に回転駆動され
、当該所定の照射角度θを等ピッチずつ変えて上記対象
物2の表面全体を走査するようになっている。
Three-dimensional shape measuring device applying such a slit light projection method 1. Now, as shown in FIG. 5, one slit light beam from a laser 3 (semiconductor laser) serving as a slit light source is irradiated onto the surface of the object 2, and at that time, a light cutting line on the object 2 due to the slit light is is imaged by a CCD camera 5 disposed outside the irradiation optical axis of the slit light, and for example, a slit image 5 shown in the image image 40 after image processing.
The three-dimensional shape of the object 2 is measured from a distortion of 0. Such a three-dimensional shape measuring device 1a
Here, the laser 3 is rotated in the direction of the arrow m in the figure by the drive of a scanner (not shown) connected to the laser 3, and the predetermined irradiation angle θ is changed at equal pitches to scan the entire surface of the object 2. It is designed to scan.

上記したように対象物2の3次元形状を非接触で計測す
るにあたり、広い範囲の対象物を計測する場合には、複
数の、例えばCCDカメラを用いて計測し、それぞれの
CCDカメラから得られたスリット光像からそれぞれ3
次元形状を求め、当該各3次元形状を合成するといった
手法も開発されつつある。
As mentioned above, when measuring the three-dimensional shape of the object 2 in a non-contact manner, when measuring a wide range of objects, it is necessary to measure using multiple, for example, CCD cameras, and obtain the information obtained from each CCD camera. 3 each from the slit light image
Techniques for finding dimensional shapes and synthesizing the three-dimensional shapes are also being developed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記3次元形状計測装置1.では、1台のスリット光源
を回転させ照射角度θを変化させて、対象物2全体を計
測している。ところが、上記対象物2の形状が複雑にな
り、その凹凸が大きくなるにつれて、対象物2の表面に
、投影された光切断線の途切れあるいは影の部分が生し
てくる。また、上記対象物2のある面がスリット光の照
射方向と平行若しくは平行に近似したり、あるいは上記
対象物2の表面形状が急激に変化する部位が、CCDカ
メラ5の描像範囲の端部において撮像された場合に、当
該部位より投影されたスリット画像50のピッチ幅が広
がることにより面内分解能が悪くなる。そのため、適切
に得られたスリット画像の範囲が狭いものであった。
The above three-dimensional shape measuring device 1. Here, the entire object 2 is measured by rotating one slit light source and changing the irradiation angle θ. However, as the shape of the object 2 becomes more complex and its irregularities become larger, discontinuities or shadows in the projected light cutting line appear on the surface of the object 2. In addition, if a certain surface of the object 2 is parallel or approximately parallel to the slit light irradiation direction, or if the surface shape of the object 2 changes rapidly, it may occur at the end of the imaging range of the CCD camera 5. When the image is captured, the pitch width of the slit image 50 projected from the region increases, resulting in poor in-plane resolution. Therefore, the range of the properly obtained slit image was narrow.

他方、上記した如く複数のCCDカメラを用いて撮像し
、それぞれのCCDカメラにより撮像されたスリット画
像を合成する手法によれば、上記各CCDカメラ間の距
離等の誤差に起因して、合成されたスリット画像に、隣
り合ったCCDカメラにより得た各スリット画像の重な
りが生したり或いは上記スリット画像間の隙間ができた
りすることが考えられる。また、このような各スリット
画像を合成するに当たり、従来においては当該合成する
際の基準がなかった。そのため、上記各スリット画像を
精度良く合成することは困難であった。
On the other hand, according to the method described above in which images are taken using a plurality of CCD cameras and the slit images taken by the respective CCD cameras are combined, due to errors such as the distances between the respective CCD cameras, the slit images cannot be combined. It is conceivable that the slit images obtained by adjacent CCD cameras overlap, or that gaps are created between the slit images. Furthermore, in the past, there was no standard for compositing such slit images. Therefore, it has been difficult to combine the slit images with high accuracy.

従って、本発明の目的とするところは、各スリット画像
の重なりや隙間のない適切な複数のスリット画像を得る
ことにより対象物を広範囲に撮像することが可能で、上
記スリット画像の合成を掻めて容易且つ精度良く行うこ
とのできる3次元形状計測装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to be able to image a target object over a wide range by obtaining a plurality of appropriate slit images without overlapping or gaps between the slit images, and to synthesize the slit images. The object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring device that can easily and accurately measure the shape of a three-dimensional shape.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、測定対象物に対してス
リット光源からスリット光を照射し、投影された前記測
定対象物のスリット画像を照射光軸外に配設された撮像
手段を用いて撮像する一連の操作を前記スリット光に対
して所定の角度あるいは間隔で等ピッチで走査する光源
の走査位宜毎に行うようにした3次元形状計測装置にお
いて、上記測定対象物に対し静止スリット光を照射する
静止スリット光源と、該静止スリット光源の照射光軸を
境にその片側及び他側から上記静止スリット光に交差す
る走査スリット光を上記測定対象物に対し照射する第1
及び第2走査スリット光照射手段と、上記各スリット光
による投影画像を上記静止スリット光源の照射光軸を境
にその片側及び他側から撮像する第1及び第2撮像手段
と、上記片側及び他側から撮像された走査スリット光に
よる各投影画像を上記静止スリット光による投影画像と
の交点を基準として合成する画像合成手段とを具備して
なる点に係る3次元形状計測装置である。
In order to achieve the above object, the main means adopted by the present invention is to irradiate a measurement object with slit light from a slit light source, and to irradiate a projected slit image of the measurement object. A three-dimensional shape in which a series of operations for imaging using an imaging means arranged off the optical axis is performed at each scanning position of a light source that scans the slit light at a predetermined angle or interval at an equal pitch. In the measuring device, there is a stationary slit light source that irradiates the object to be measured with stationary slit light, and a scanning slit light that intersects the stationary slit light from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source. The first beam that irradiates the object to be measured.
and a second scanning slit light irradiation means, first and second imaging means for capturing a projected image by each of the slit lights from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source, and the one side and the other side. The present invention is a three-dimensional shape measuring device comprising an image synthesizing means for synthesizing each projection image by the scanning slit light taken from the side with reference to the intersection with the projection image by the stationary slit light.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る3次元形状計測装置によれば、後述する画
像合成時の基準として用いるために、静止スリット光が
静止スリット光源から測定対象物に対し照射される。そ
して、上記静止スリット光源の照射光軸を境にその片側
及び他側から、第1及び第2スリット光照射手段が上記
静止スリット光に交差する走査スリット光を上記測定対
象物に対し照射するので、投影されたスリット画像に、
例えば途切れや影が少なくなり、適切なスリット画像と
なる。また、第1及び第2撮像手段が上記各スリット光
によるスリット画像を上記静止スリット光源の照射光軸
を境にその片側及び他側から撮像するので、上記スリッ
ト画像のピンチ幅が広がることがない。更に、上記片側
及び他側から撮像された走査スリット光による各スリッ
ト画像を、画像合成手段が上記静止スリット光によるス
リット画像との交点を基準として合成するので、上記各
スリット画像の合成を極めて容易且つ精度良く行うこと
ができる。
According to the three-dimensional shape measuring device according to the present invention, the stationary slit light source irradiates the object to be measured with stationary slit light in order to use it as a reference during image synthesis, which will be described later. The first and second slit light irradiation means irradiate the object to be measured with scanning slit light that intersects with the stationary slit light from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source. , to the projected slit image,
For example, there are fewer breaks and shadows, resulting in a more appropriate slit image. Furthermore, since the first and second imaging means capture the slit image by each of the slit lights from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source, the pinch width of the slit image does not widen. . Furthermore, since the image synthesizing means synthesizes each slit image by the scanning slit light taken from the one side and the other side using the intersection with the slit image by the stationary slit beam as a reference, it is extremely easy to synthesize the slit images. Moreover, it can be performed with high precision.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した
実施例につき説明し、本発明の理解に供する。ここに、
第1図は本発明の一実施例に係る3次元形状計測装置を
示すブロック構成図、第2図は同3次元形状計測装置を
用いて対象物の3次元形状を計測する態様を示す概略斜
視図、第3図(a)は同3次元形状計測装置の右側CC
Dカメラにより撮像された基準スリット画像を示す状態
説明図、第3図(blは同3次元形状計測装置の左側C
ODカメラにより撮像された基準スリット画像を示す状
態説明図、第4図(a)は上記右側CCDカメラにより
撮像された右走査スリット画像を示す状態説明図、第4
図(b)は上記左側CCDカメラにより撮像された左走
査スリット画像を示す状態説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. Here,
FIG. 1 is a block diagram showing a three-dimensional shape measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing how the three-dimensional shape measuring device is used to measure the three-dimensional shape of an object. Figure 3(a) shows the right CC of the same three-dimensional shape measuring device.
A state explanatory diagram showing the reference slit image taken by the D camera, Fig. 3 (bl is the left C of the three-dimensional shape measuring device)
A state explanatory diagram showing a reference slit image taken by the OD camera; FIG. 4(a) is a state explanatory diagram showing a right scanning slit image taken by the right CCD camera;
Figure (b) is a state explanatory diagram showing a left scanning slit image taken by the left CCD camera.

尚、以下の実施例は、本発明を具体化した一例に過ぎず
、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
Note that the following examples are merely examples embodying the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

本実施例に係る3次元形状計測装置1は、第1図及び第
2図に示すように、対象物2に向けて静止スリット光で
ある不可視スリット光(赤外レザ光)を照射する円筒レ
ンズ付きの半導体レーザ(不図示)を備えた基準レーザ
3.と、該基準レザ3.の照射光軸を境にその右側及び
左側から上記基準レーザ3.による静止スリット光に交
差する走査スリット光を上記対象物2に対し照射する右
側レーザ3r及び左側レーザ3Iと、該右側レーザ3r
及び左側レーザ3Iの不可視スリット光軸に対し直角で
水平方向に向けて上記対象物2の上面に沿って上記右側
レーザ3r及び左側レーザ3!を等ピッチで走査させる
スキャナ6と、該スキャナ6による等ピンチ走査を制御
するスキャナコントローラ7と、上記基準レーザ38.
右側レーザ3r、左側レーザ3!とスキャナ6とをシリ
アルインタフェイス7を介して制御するエンジニアリン
グワークステーション10 (Engineering
Work 5tation :以下EWSと言う)と、
上記各レーザ31.3r、37からのスリット光による
各スリット画像を上記基準レーザ31の照射光軸を境に
その右側及び左側から撮像するように、上記対象物2の
上方で基準レーザ3.の照射光軸から左右の位置に配設
された右側CCDカメラ5.及び左側CCDカメラ5I
と、該右側CCDカメラ5r及び左側CCDカメラ5!
により撮像された基準スリット画像504.右走査スリ
ット画像50゜左走査スリット画像50!を画像データ
として格納する画像メモリ9と、咳画像メモリ9に格納
された右走査スリット画像50.及び左走査スリット画
像50!に係る各画像データを上記基準スリット画像5
0.との交点を基準として合成し、当該合成画像を上記
EWS 10に向けて転送する画像プロセッサ8とから
主として構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the three-dimensional shape measuring device 1 according to the present embodiment includes a cylindrical lens that irradiates invisible slit light (infrared laser light) that is stationary slit light toward an object 2. 3. A reference laser including a semiconductor laser (not shown) with a and the reference leather 3. The above-mentioned reference laser 3. a right laser 3r and a left laser 3I that irradiate the object 2 with scanning slit light that intersects with the stationary slit light; and the right laser 3r.
and the right laser 3r and the left laser 3! along the upper surface of the object 2 at right angles to the optical axis of the invisible slit of the left laser 3I and in the horizontal direction. a scanner 6 that scans at an equal pitch, a scanner controller 7 that controls equal pinch scanning by the scanner 6, and the reference laser 38.
Right laser 3r, left laser 3! and a scanner 6 via a serial interface 7.
Work 5tation (hereinafter referred to as EWS) and
Above the object 2, the reference laser 3. The right CCD camera is placed at the left and right positions from the irradiation optical axis5. and left side CCD camera 5I
And the right CCD camera 5r and the left CCD camera 5!
Reference slit image 504. Right scanning slit image 50° Left scanning slit image 50! The right scanning slit image 50 . stored in the cough image memory 9 is stored in the image memory 9 as image data. and left scanning slit image 50! Each image data related to the above reference slit image 5
0. and an image processor 8 which synthesizes the image based on the intersection with the EWS 10 and transfers the synthesized image to the EWS 10.

上記基準レーザ3.は上記対象物2に対して垂直方向の
上方に配備され、対象物2を中心に上記基準レーザ3.
の照射光軸を境にその右側及び左側に向けて30°回転
させた位置に、上記右側レーザ3r及び左側レーザ3.
が配備されている。
Reference laser 3. are arranged above the object 2 in the vertical direction, and the reference laser 3 .
The right laser 3r and the left laser 3.
is in place.

尚、図中レーザコントローラ11は赤外レーザ光の出力
及び波長を調整するように上記各レーザ3゜3、.3/
を制御する。DMAインターフェイス1日は上記画像プ
ロセッサ8と上記EWS 10との間でそれぞれの中央
演算処理装置の介入なしで直接にデータの先送を行う汎
用のインターフェイスである。iij像モニタ20r及
び201は右側CCDカメラ5.及び左側CCDカメラ
5Iにより撮像された各走査スリット画像50r、50
iをそれぞれ実時間表示するための画像モニタである。
In the figure, a laser controller 11 controls each of the above-mentioned lasers 3.3, . 3/
control. The DMA interface 1 is a general-purpose interface that forwards data directly between the image processor 8 and the EWS 10 without the intervention of their respective central processing units. The image monitors 20r and 201 are connected to the right CCD camera 5. and each scanning slit image 50r, 50 captured by the left CCD camera 5I.
This is an image monitor for displaying each of i in real time.

従って、上記したように構成される3次元形状計測装置
1を用いて対象物2の表面形状を計測する際には、先ず
基準レーザ3.から静止スリット光である基準スリット
光が対象物2に照射される。
Therefore, when measuring the surface shape of the object 2 using the three-dimensional shape measuring device 1 configured as described above, first the reference laser 3. The reference slit light, which is a stationary slit light, is irradiated onto the object 2 from.

そしてこの時、上記基準レーザ3.からの基準スリット
先による対象物2上の基準光切断線30゜は上記右側C
CDカメラ5r及び左側CCDカメラ57により撮像さ
れる。上記撮像された基準光切断線30.は第3図(a
)及び同図(b)に示すように、画像プロセッサ8によ
って画像イメージ40140!の基準シリンダ画像50
.とじて画像処理される。そして、画像プロセンサ8は
、上記基準スリット画像50.0各画像イメージ40.
,40!上における位置を検出し、この位置データを画
像メモリ9に格納する。
At this time, the reference laser 3. The reference light cutting line 30° on the object 2 due to the reference slit tip is the above-mentioned right side C.
The image is captured by the CD camera 5r and the left CCD camera 57. The imaged reference light section line 30. is shown in Figure 3 (a
) and the image 40140! by the image processor 8, as shown in FIG. Reference cylinder image 50 of
.. The image is then processed. The image processor 8 then outputs the reference slit image 50.0 and each image 40.0 to the reference slit image 50.0.
,40! The position above is detected and this position data is stored in the image memory 9.

次に、右側レーザ3.及び左側レーザ3.が起動しそれ
ぞれから対象物2に走査スリット光が照射され、該それ
ぞれの走査スリット光により投影された右光切断* a
 o r及び左光切断線30!が上記右側CCDカメラ
5r及び左側CCDカメラ5!により撮像される。この
時、上記各カメラ5゜5Iにより撮像された右走査スリ
ット画像50r及び左走査スリット画像507を第4図
(a)及び同図(b)の画像イメージ40r、40(に
示す。そこで、上記画像プロセッサ8は、右側CCDカ
メラ5、により撮像された右走査スリット画像50r(
第4図(a))の画像イメージ40r上での位置を読み
取るために、先に撮像された基準スリット画像50.(
図中破線で示す)の位置までの右側を当該右走査スリッ
ト画像50rに沿って追跡し、上記基準スリット画像5
0.より右には追跡しない、一方、左側CODカメラ5
.により撮像された左走査スリット画像(第4図(ロ)
)は、基準スリット画像50.の左側が画像イメージ4
0zにおける位置の読み取りのために追跡され、上記基
準スリット画像50.より右へは追跡されない、そこで
、上記基準スリット画像50.を境に左右に検出された
右走査スリット画像50.及び左走査スリット画像50
tの位置データはそれぞれ上記画像メモリ9に格納され
る。
Next, the right laser 3. and left laser 3. is activated, scanning slit light is irradiated onto the object 2 from each, and the right light cut* a projected by each scanning slit light is
o r and left light cutting line 30! are the above-mentioned right CCD camera 5r and left CCD camera 5! The image is taken by At this time, the right scanning slit image 50r and the left scanning slit image 507 captured by each of the cameras 5.degree. 5I are shown in image images 40r and 40 (in FIG. The image processor 8 receives a right scanning slit image 50r (
In order to read the position on the image 40r of FIG. 4(a), the previously captured reference slit image 50. (
The right side up to the position shown by the broken line in the figure is traced along the right scanning slit image 50r, and the reference slit image 5
0. No tracking further to the right, while the left COD camera 5
.. Left scanning slit image captured by (Figure 4 (b)
) is the reference slit image 50. Image 4 is on the left side of
tracked for position reading at 0z and the reference slit image 50. It is not tracked further to the right, so the reference slit image 50. The right scanning slit image 50 detected on the left and right with . and left scanning slit image 50
The position data of t is stored in the image memory 9, respectively.

このような一連の走査スリント画像読取走査は、上記ス
キャナ6の駆動によって所定の走査方向(図中矢印Mで
示す)に対象物2の全面にわたって等ピッチで行われる
。尚、ここでは上記右側レーザ31と左側レーザ3ノは
、それぞれの照射光軸が略一致した状態で一体的に走査
するように設定されているが、上記右側レーザ3rと左
側レーザ3Iとを個別に走査させても構わない、そして
、上記画像メモリ9に格納された各スリット画像50□
、50r、50tの位置データは、画像プロセッサ8に
より上述したスリット光投影法において適用される周知
の3次元方程式を用いて、対応する3次元座標値が夏山
される。このように、3次元座標に変換された右走査ス
リット画像50r及び左走査スリット画像507の各位
置データは左右画像の合成に供され、上記基準光切断線
30゜により切断された平面で3次元上一致することに
なる。
Such a series of scanning slint image reading scans are performed at equal pitches over the entire surface of the object 2 in a predetermined scanning direction (indicated by arrow M in the figure) by driving the scanner 6. Here, the right laser 31 and the left laser 3 are set to scan integrally with their respective irradiation optical axes substantially coincident, but the right laser 3r and the left laser 3I are set individually. Each slit image 50□ stored in the image memory 9 may be scanned by
, 50r, and 50t are converted into corresponding three-dimensional coordinate values by the image processor 8 using the well-known three-dimensional equation applied in the slit light projection method described above. In this way, each position data of the right scanning slit image 50r and the left scanning slit image 507 converted into three-dimensional coordinates is used for compositing the left and right images, and is converted into three-dimensional coordinates on a plane cut by the reference light cutting line 30°. The above will match.

尚、上記基準レーザ3!から照射された基準スリット光
は静止した状態で常時照射されるようになっている。そ
のため、走査用のレーザ3r、3Iからの走査スリット
光と重なる対象物2上の光切断線においては、輝度が略
2倍になるが、それによるスリット画像のハレーシラン
等は上記画像プロセッサ8において適宜の閾値処理によ
る重心埴が採用されているので、それらを防止すること
ができる。
In addition, the above reference laser 3! The reference slit light irradiated from the slit is always irradiated in a stationary state. Therefore, at the light cutting line on the object 2 that overlaps with the scanning slit light beams from the scanning lasers 3r and 3I, the brightness is approximately doubled, but the Halley shift of the slit image due to this is caused by the image processor 8 as appropriate. Since the center-of-gravity method using threshold processing is adopted, it is possible to prevent these problems.

上記したように、本実施例に係る3次元形状計測装置1
は対象物2に対してその左右がら走査スリシト光を照射
し、同じく対象物2の左右に上記各走査スリット光の照
射光軸外に配設された2台のCCDカメラ5..5.に
より複数チャンネルに撮像されるので、スリット画像の
途切れや影が少い適切なスリット画像として撮像される
撮像範囲が従来と比べて広くなると共に、スリット画像
のピッチ幅が極端に広がることはない、また、基準レー
ザ3.が上記各CCDカメラ5.、S、により撮像され
たスリット画像を合成する際の基準スリット光源として
用いられるため、上記左右の3次元画像データの合成が
極めて容易且つ正確になる。それにより上記3次元画像
データの合成時に当該画像データの重なりや欠落を極力
防止することができる。
As described above, the three-dimensional shape measuring device 1 according to the present embodiment
5. irradiates the object 2 with scanning slit light from the left and right sides of the object 2, and two CCD cameras 5. .. 5. Since the image is captured on multiple channels, the imaging range where the slit image is captured as an appropriate slit image with fewer interruptions and shadows is wider than before, and the pitch width of the slit image does not become extremely wide. Also, reference laser 3. are each of the above CCD cameras 5. , S, is used as a reference slit light source when composing the slit images taken by , S, so that the compositing of the left and right three-dimensional image data becomes extremely easy and accurate. This makes it possible to prevent overlapping or omission of the three-dimensional image data as much as possible when composing the three-dimensional image data.

又、本実施例において、走査スリット光は基準スリット
光に対し直角に交差するように設定されているが、直角
以外の角度で交差させても構わない。
Further, in this embodiment, the scanning slit light is set to intersect the reference slit light at a right angle, but the scanning slit light may intersect the reference slit light at an angle other than the right angle.

尚、本実施例においては、第1及び第2走査スリット光
照射手段として、直進性の優れたレーザ光によるスリッ
ト光を用いたが、それに限定されるものではなく、スリ
ット光を照射することのできる適宜の光源を用いれば良
い。
In this example, the first and second scanning slit light irradiation means used slit light made of a laser beam with excellent straightness, but the invention is not limited to this. Any suitable light source may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、上記したように、測定対象物に対してスリッ
ト光源からスリット光を照射し、投影された前記測定対
象物のスリ、ト画像を照射光軸外に配設された撮像手段
を用いて撮像する一連の操作を前記スリット光に対して
所定の角度あるいは間隔で等ピッチで走査する光源の走
査位置毎に行うようにした3次元形状計測装置において
、上記測定対象物に対し静止スリット光を照射する静止
スリット光源と、該静止スリット光源の照射光軸を境に
その片側及び他側から上記静止スリット光に交差する走
査スリット光を上記測定対象物に対し照射する第1及び
第2走査スリット光照射手段と、上記各スリット光によ
る投影画像を上記静止スリット光源の照射光軸を境にそ
の片側及び他側から撮像する第1及び第2撮像手段と、
上記片側及び他側から撮像された走査スリット光による
各投影画像を上記静止スリット光による投影画像との交
点を基準として合成する画像合成手段とを具備してなる
ことを特徴とする3次元形状計測装置であるから、各ス
リット画像の重なりや隙間のない適切な複数のスリット
画像を得ることができる。
As described above, the present invention irradiates an object to be measured with slit light from a slit light source, and uses an imaging means disposed outside the irradiation optical axis to capture a projected image of the object to be measured. In a three-dimensional shape measuring device, a series of operations for imaging the object to be measured are performed at each scanning position of a light source that scans the slit light at a predetermined angle or interval at an equal pitch. a stationary slit light source that irradiates the object, and first and second scans that irradiate the object to be measured with scanning slit light that intersects the stationary slit light from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source. slit light irradiation means; first and second imaging means for capturing projection images by each of the slit lights from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source;
Three-dimensional shape measurement characterized by comprising an image synthesizing means for synthesizing each projection image by the scanning slit light taken from the one side and the other side with reference to the intersection with the projection image by the stationary slit light. Since it is a device, it is possible to obtain a plurality of appropriate slit images without overlapping or gaps between the slit images.

それにより、対象物を広範囲に撮像することが可能とな
る。また、上記静止スリット光により対象物に係る上記
複数のスリット画像の受は持ち範囲が明確化されるので
、当該複数のスリット画像の合成を極めて容易且つ精度
良く行うことができる。
Thereby, it becomes possible to image the target object over a wide range. Further, since the stationary slit light clarifies the range of the plurality of slit images of the object, the plurality of slit images can be synthesized extremely easily and with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る3次元形状計測装置を
示すブロック構成図、第2図は同3次元形状計測装置を
用いて対象物の3次元形状を計測する態様を示す概略斜
視図、第3図(a)は同3次元形状計測装置の右側CC
Dカメラにより撮像された基準スリン)N像を示す状態
説明図、第3図Φ)は同3次元形状計測装置の左側CC
Dカメラにより撮像された基準スリット画像を示す状態
説明図、第4図(a)は上記右側CCDカメラにより撮
像された右走査スリット画像を示す状態説明図、第4図
(b)は上記左側CCDカメラにより撮像された左走査
スリット画像を示す状態説明図、第5図は本発明の背景
の一例となる従来の3次元形状計測装置により対象物の
3次元形状を計測するa#!Aを側面より見た状態説明
図である。 〔符号の説明〕 1.11・・・3次元形状計測装置 2・・・対象物      3・・・レーザ3、・・・
右側レーザ   3I・・・左側レーザ3、・・・基準
レーザ   5・・・CCDカメラ5、・・・右側CC
Dカメラ 5!・・・左側CCDカメラ 6・・・スキャナ 8・・・画像プロセッサ 出願人  コベルコノステム株式会社 株式会社神戸製鋼所
FIG. 1 is a block diagram showing a three-dimensional shape measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing how the three-dimensional shape measuring device is used to measure the three-dimensional shape of an object. Figure 3(a) shows the right CC of the same three-dimensional shape measuring device.
A state explanatory diagram showing the reference Surin) N image taken by the D camera, Figure 3 Φ) is the left CC of the same three-dimensional shape measuring device.
A state explanatory diagram showing a reference slit image taken by the D camera, FIG. 4(a) is a state explanatory diagram showing a right scanning slit image taken by the right CCD camera, and FIG. 4(b) is a state explanatory diagram showing the right scanning slit image taken by the right CCD camera. FIG. 5 is a state explanatory diagram showing a left scanning slit image captured by a camera, and FIG. 5 is an a#! It is a state explanatory diagram when A is seen from the side. [Explanation of symbols] 1.11... Three-dimensional shape measuring device 2... Target object 3... Laser 3,...
Right laser 3I...Left laser 3,...Reference laser 5...CCD camera 5,...Right CC
D camera 5! ...Left side CCD camera 6...Scanner 8...Image processor Applicant: Kobelcono Stem Co., Ltd. Kobe Steel, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)測定対象物に対してスリット光源からスリット光
を照射し、投影された前記測定対象物のスリット画像を
照射光軸外に配設された撮像手段を用いて撮像する一連
の操作を前記スリット光に対して所定の角度あるいは間
隔で等ピッチで走査する光源の走査位置毎に行うように
した3次元形状計測装置において、 上記測定対象物に対し静止スリット光を照 射する静止スリット光源と、 該静止スリット光源の照射光軸を境にその 片側及び他側から上記静止スリット光に交差する走査ス
リット光を上記測定対象物に対し照射する第1及び第2
走査スリット光照射手段と、 上記各スリット光による投影画像を上記静 止スリット光源の照射光軸を境にその片側及び他側から
撮像する第1及び第2撮像手段と、上記片側及び他側か
ら撮像された走査スリ ット光による各投影画像を上記静止スリット光による投
影画像との交点を基準として合成する画像合成手段とを
具備してなることを特徴とする3次元形状計測装置。
(1) The series of operations described above includes irradiating a measurement object with slit light from a slit light source and capturing a projected slit image of the measurement object using an imaging means disposed outside the irradiation optical axis. In a three-dimensional shape measuring device that performs scanning at each scanning position of a light source that scans the slit light at a predetermined angle or at regular intervals, a stationary slit light source that irradiates the measurement object with stationary slit light; First and second scanning slit lights that irradiate the object to be measured with scanning slit light that intersects the stationary slit light from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source.
scanning slit light irradiation means; first and second imaging means for capturing images projected by the respective slit lights from one side and the other side of the irradiation optical axis of the stationary slit light source; and imaging from the one side and the other side. A three-dimensional shape measuring device comprising: image synthesis means for synthesizing each projection image formed by the scanning slit light with reference to the intersection with the projection image formed by the stationary slit light.
JP15035690A 1990-06-08 1990-06-08 Three-dimensional shape measuring apparatus Pending JPH0442010A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15035690A JPH0442010A (en) 1990-06-08 1990-06-08 Three-dimensional shape measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15035690A JPH0442010A (en) 1990-06-08 1990-06-08 Three-dimensional shape measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0442010A true JPH0442010A (en) 1992-02-12

Family

ID=15495199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15035690A Pending JPH0442010A (en) 1990-06-08 1990-06-08 Three-dimensional shape measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0442010A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999017076A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Petio Co., Ltd. Three-dimensional shape measurement device and three-dimensional engraver using the measurement device
JP2021148453A (en) * 2020-03-16 2021-09-27 Jfeスチール株式会社 Discrimination device and discrimination method for steel material fracture surface

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999017076A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Petio Co., Ltd. Three-dimensional shape measurement device and three-dimensional engraver using the measurement device
JP2021148453A (en) * 2020-03-16 2021-09-27 Jfeスチール株式会社 Discrimination device and discrimination method for steel material fracture surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115485124B (en) Collimating multiple laser beams for additive manufacturing
EP2839238B1 (en) 3d scanner using merged partial images
US6094269A (en) Apparatus and method for optically measuring an object surface contour
US8280152B2 (en) Method for optical measurement of the three dimensional geometry of objects
KR102243867B1 (en) Mark position detecting apparatus, writing apparatus and mark position detecting method
JPH11166818A (en) Calibration method and calibration device for three-dimensional shape measuring device
JP7772822B2 (en) Three-dimensional measuring device
JPH07260444A (en) Three-dimensional measuring method of object by light cutting method and its apparatus
JP3991040B2 (en) Three-dimensional measuring apparatus and three-dimensional measuring method
CN109520441A (en) Contour outline measuring set and its contour measuring method based on line laser
JPH01235839A (en) Apparatus and method for forming transmission line image
JPH0442010A (en) Three-dimensional shape measuring apparatus
JP2003148936A (en) Three-dimensional measurement method of object by light section method
US6206891B1 (en) Device and method for calibration of a stereotactic localization system
JP2680460B2 (en) Angle measuring device for bending machine
JPH06109437A (en) Three-dimensional shape measuring device
JP2624557B2 (en) Angle measuring device for bending machine
JP2016138761A (en) Three-dimensional measurement method by optical cutting method and three-dimensional measuring instrument
JP3817640B1 (en) 3D shape measurement system
JP3528461B2 (en) Surface shape measurement drawing device
JPH0560518A (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP2932418B2 (en) Work position measurement method
JPH01227910A (en) Optical inspection device
JP2005189205A (en) Three-dimensional shape measuring apparatus and method
JPH0560529A (en) Height measuring device