JPH0481124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、人体、物体などの立体表面の位置
を非接触計測する立体計測方法に関する。

〔従来技術〕

従来、人体や物体などの立体の形状などを測定
する手法としては、センシングプローブを被測定
体に接触させて測定する接触法と、ステレオ写真
法、モアレトポグラフイ法、光切断法などの非接
触法とがあり、これらの手法が産業用ロボツト、
各種の検査装置などの物体認識技術として広く応
用されている。

そして接触法の場合は、接触可能な被測定体し
か測定できず、測定可能な被測定体に制限があ
り、また、被測定体表面の各点の位置を接触計測
するため、測定に著しく長時間を要する。

したがつて、被測定体の形状などの測定は、前
述の非接触法のように、被測定体に接触すること
なく行なうことが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで前記従来の非接触法の場合は、被測定
体の形状認識にもとづいて、計測する立体表面の
各点の位置を算出する手法を採つているため、立
体表面の各点の位置を測定するには、得られた形
状情報から対象とすべき測定点を求めるととも
に、求めた測定点の二次元あるいは三次元の位置
を算出しなければならず、この場合関数演算など
の複雑な算出処理を行なう必要があるとともに算
出に時間のかかる問題点がある。

また、前述の両手法を実現する測定装置は分解
能が非常に低く、被測定体そのものが小さい場
合、あるいは被測定体表面に凹凸がある場合には
測定誤差の増大あるいは測定不能の事態が生じ、
信頼性に欠ける問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、基台上の水平な支持台に被計測用
の立体を載置し、基台の周囲に複数の支柱を立設
し、前記各支柱それぞれに水平方向の線状のスリ
ツト光を前記立体に照射する投光手段および前記
立体のスリツト光の照射部分を前記投光手段の
上、下の２方向から撮像する１対の撮像手段を有
する非接触測定器を上下動自在に取付け、前記各
測定器を上下方向に移動するとともに、前記各測
定器それぞれの１対の撮像出力中のスリツト光の
位置情報にもとづき、水平方向、上下方向をＺ軸
方向、Ｘ軸方向とする３次元座標での照射部分の
点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）の位置を、 ｘ＝（ｄ−Kx）・｛Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ）−１｝＋ｄ ｙ＝Ky・Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ） ｚ＝Kz・ｒ ｄ、ｅは１対の撮像出力それぞれでの点ＧのＸ
軸方向の距離データ Ｌは１対の撮像手段のＸ軸方向の間隔Kx、Ky
は１対の撮像手段のレンズ倍率、位置などに基づ
いて設定されるＸ軸方向、Ｙ軸方向の係数 ｒは１対の撮像出力中での点Ｇの走査線番号 Kzは走査線の本数、幅およびレンズ倍率によ
り定まる係数 の四則演算から求め、前記立体の表面の各位置を
算出して測定することを特徴とする立体測定方法
である。

〔作用〕 そして、各測定器の投光手段により立体を囲む
ようにして立体の周面に水平方向のスリツト光が
照射されるとともに、各測定器の上下動により各
スリツト光の照射位置が上下方向に移動する。

さらに、各測定器の１対の撮像手段により各ス
リツト光の照射部分が投光手段の上、下の２方向
からそれぞれ撮像され、この撮像により得られた
各１対の撮像出力中のスリツト光の位置情報にも
とづく簡単な四則演算により、各スリツト光の照
射部分の各点の位置が算出されて立体の表面の各
位置が測定される。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した図
面とともに詳細に説明する。

まず、計測装置を示した第１図において、１は
基台、２は基台１に載置された水平な支持台、３
は支持台２に載置された被測定用の立体、４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄは基台１の四隅にそれぞれ立設
された４本の支柱であり、支柱４ａ，４ｃの内側
面が立体３を介して対向するとともに、支柱４
ｂ，４ｄの内側面が立体３を介して対向してい
る。

５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは４本の連結杆であ
り、隣合う支柱４ａと４ｂ、４ｂと４ｃ、４ｃと
４ｄ、４ｄと４ａの間に設けられる各支柱４ａ〜
４ｄを固定する。６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは各支
柱４ａ〜４ｄの内側面それぞれに上下方向に設け
られたラツクである。

７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは各ラツク６ａ〜６ｄ
に噛合するピニオンが設けられた４個の非接触測
定器であり、内蔵のモータによりピニオンが回転
駆動されると、各測定器７ａ〜７ｄが支柱４ａ〜
４ｄに沿つてそれぞれ上下移動し、支柱４ａ〜４
ｄに上下動自在に取付けられている。

８は各測定器７ａ〜７ｄにそれぞれ設けられた
投光手段であり、支持台２の平面に平行な、すな
わち水平方向の線状のスリツト光を立体３に照射
し、このとき各測定器７ａ〜７ｄの高さ方向の位
置が等しければ、立体３の全周面の所定高さの部
分に、第１図の破線に示すようにスリツト光が一
様に照射される。

９α，９βは各測定器７ａ〜７ｄにそれぞれ設
けられた１対の撮像手段であり、CCD型エリア
イメージセンサ装置などの２次元センサ装置から
なり、一方の撮像手段９αが投光手段８の上側に
位置し、他方の撮像手段９βが投光手段８の下側
に位置する。１０は支持台２の立体３の近傍に載
置された脚体、１１は脚体１０に立設された円柱
の計測基準ゲージである。

そして各測定器７ａ〜７ｄの投光手段８および
両撮像手段９α，９βは第２図に示すように構成
され、同図において、１２ａは線状のスリツト付
きキセノンランプなどからなり線状のスリツト光
を出力する光源、１２ｂは光源１２ａからのスリ
ツト光の長さを長くする凸面筒レンズなどからな
る拡張レンズ、１２ｃは反射鏡であり、レンズ１
２ｂを介した光源１２ａからの水平な線状のスリ
ツト光を立体３の表面に照射する。

１３αa，１３βaはそれぞれ受光素子である
CCDを縦Ｍ行、横Ｎ列の２次元マトリツクス状
に配列して形成された撮像センサ、１３αb，１
３βbは立体３の表面の反射光を両撮像センサ１
３αa，１３βaにそれぞれ結像する集光レンズで
あり、撮像センサ１３βa、レンズ１３βbにより
一方の撮像手段９αが形成され、撮像センサ１３
βa、レンズ１３βbにより他方の撮像手段９βが
形成されている。

ところで計測位置をXYZの三次元座標系で説
明するため、第２図に示すように、第１図の上下
方向をＸ軸方向にとるとともに、スリツト光の照
射方向、照射されたスリツト光に並行な方向を
Ｙ、Ｚ軸方向をそれぞれにとる。

なお、両撮像手段９α，９βは、立体３のスリ
ツト光の照射部分が撮像視野内に位置するように
投光手段８の上、下側に固定設定されている。

また、第２図のＳは立体３に照射されるスリツ
ト光を示す。

そして両撮像手段９α，９βの撮像センサ１３
αa，１３βaにより、立体３のスリツト光の照射
部分が撮像され、このとき両撮像センサ１３αa，
１３βaの撮像面Fα，Fβには、たとえば第３図
ａ，ｂそれぞれに示すように、縦方向にスリツト
光像Sα，Sβが結像し、両撮像面Fα，Fβはスリツ
ト光像Sα，Sβの部分のみが明るくなる。

さらに、両撮像センサ１３αa，１３βaの各１
列の受光素子の受光出力により、両撮像センサ１
３αa，１３βaの各１走査線の撮像出力が形成さ
れるとともに、前記各走査線の撮像出力が両撮像
手段９α，９βから順次に出力される。

なお、第３図ａ，ｂの横方向がＸ軸方向に対応
するとともに、縦方向がＺ軸方向に対応し、同図
ａの横方向の線A₁，…、Am、Am₊₁，Am₊₂，
Am₊₃，…，Anが撮像センサ１３αaの第１ない
し第Ｎ走査線を示すとともに、同図ｂの横方向の
線B₁，…，Bm，Bm₊₁，Bm₊₂，Bm₊₃，…，Bn
が撮像センサ１３βaの第１ないし第Ｎ走査線を
示し、両センサ１３αa，１３βaは各走査線の撮
像出力が同一タイミングで順次に読出される。

そして各測定器７ａ〜７ｄそれぞれの両撮像セ
ンサ１３αa，１３βaから読出されたアナログの
１対の撮像出力は、第４図に示す電子計算機１４
に設けられた測定器７ａ〜７ｄ毎の画像処理手段
にそれぞれ入力される。

この各画像処理手段は第５図に示すように構成
され、同図において、１５はクロツク信号を発生
するクロツク回路、１６α，１６βは１対の信号
処理回路であり、両撮像手段９α，９βの撮像セ
ンサ１３αa，１３αaから順次に出力される各走
査線のアナログ撮像出力を前記クロツク信号のタ
イミングでそれぞれ取り込むとともに、所定のス
ライスレベルでスライスし、スリツト光像Sα，
Sβの部分のみハイレベルになるデジタル画像信
号を形成する。

１７α，１７βは１対のアドレスカウンタであ
り、クロツク信号のタイミングで両撮像センサ１
３αa，１３βaの各走査線左端部の基準点の位置
からスリツト光像Sα，Sβによつて両処理回路１
６α，１６βのデジタル画像信号がハイレベルパ
ルスになる点までの両撮像センサ９α，９βの１
対の撮像出力中での距離をそれぞれカウントし、
１対の撮像出力それぞれにおける照射部分の各点
のＸ軸方向の距離データをそれぞれ出力する。

１８は演算回路であり、両カウンタ１７α，１
７βから同時に入力されたＸ軸方向の１対の距離
データ、クロツク信号のカウントにより得られる
走査線の番号と予め設定された走査線の幅とから
なる照射部分の各点のＺ軸方向のデータなどのス
リツト光の位置情報にもとづく後述の四則演算か
ら、スリツト光の照射部分の各点の三次元座標系
での位置を算出する。

１９は演算回路１８により算出された照射部分
の各点の座標位置を記憶する記憶部、２０は処理
回路１６α，１６β、カウンタ１７α，１７β、
演算回路１８、記憶部１９からなる画像処理手
段、２１は表示条件設定部、２２は認識回路であ
り、設定部２１に設定された条件にもとづき、記
憶部１９に記憶された各点の座標位置から立体３
の寸法、表面状態、形状などを識別するととも
に、記憶部１９に記憶された各点の座標位置およ
び識別した寸法、表面状態、形状などの表示信号
を第４図の表示手段２３に出力する。

そして第２図に示すように投光手段８から線状
のスリツト光が照射されるとともに、該スリツト
光Ｓの照射部分が投光手段８の上、下側の撮像手
段９α，９βにより２方向から撮像され、両撮像
手段９α，９βにたとえば第３図ａ，ｂのスリツ
ト光像Sα，Sβがそれぞれ結像する。

さらに、撮像手段９αの撮像センサ１３αaか
ら処理回路１６αに、第１走査線A₁ないし第Ｎ
走査線Anの撮像出力が順次に出力され、たとえ
ば第６図ａに示すように、撮像センサ１３αaか
ら処理回路１６αに第Ｎないし第Ｎ＋３走査線
Am，Am₊₁，Am₊₂，Am₊₃の撮像出力が順次に
出力されると、このとき同一タイミングで撮像手
段９βの撮像センサ１３βaから処理回路１６β
に、第７図ａに示すように第Ｍないし第Ｍ＋３走
査線Bm，Bm₊₁，Bm₊₂，Bm₊₃の撮像出力が順
次に出力される。

そして両処理回路１６α，１６βにより、両撮
像センサ１３αa，１３βaからの走査線毎のアナ
ログの撮像出力がスライスレベルｌで順次スライ
スされ、このときレベルｌがスリツト光像Sα，
Sβの部分のみを抽出するレベルに設定されてい
るため、第６図ｂ、第７図ｂに示すように、各走
査線出力中のスリツト光像Sα，Sβの部分のみが
抽出されて両撮像手段９α，９βの撮像出力がデ
ジタル変換される。

そして両処理回路１６α，１６βのデジタル信
号が両カウンタ１７α，１７βにそれぞれ入力さ
れ、カウンタ１７α，１７βは第６図ｃ、第７図
ｃに示すように、各走査線の左端の基準点d₀のタ
イミングで基準点パルスをそれぞれ形成するとと
もに、各基準点パルスにもとづき、基準点d₀から
各走査線出力中でのスリツト光のＸ軸方向の位置
am、am₊₁、am₊₂、am₊₃および、bm、bm₊₁、
bm₊₂、bm₊₃それぞれまでの距離Dam、Dam₊₁、
Dam₊₂、Dam₊₃および、Dbm、Dbm₊₁、
Dbm₊₂、Dbm₊₃をカウントし、スリツト光像Sα
のＸ軸方向の距離データおよびスリツト光像Sβ
のＸ軸方向の距離データを演算回路１８に出力す
る。

つぎに、演算回路１８の演算について説明す
る。

いま、説明を簡単にするため、両撮像手段９
α，９βの撮像視野が完全に等しく、かつ撮像視
野の左端がＺ軸に一致するように設定され、第８
図に示すように、スリツト光Ｓの照射部分の点Ｇ
（ｘ、ｙ、ｚ）の光が、両撮像手段９α，９βの
レンズ１３αb，１３βbの中心点Ｐ（ａ、₀、ｚ）、
Ｑ（ｂ、₀、ｚ）をそれぞれ介して結像したとする
と、その結像点と中心点Ｐ（ａ、₀、ｚ）、Ｑ（ｂ、₀、
ｚ）を結ぶ線分それぞれＹ軸の立体（被測定体）
側の任意の点ｃを通るXZ平面と交差する点Ｕ
（ｄ、ｃ、ｚ）、Ｖ（ｅ、ｃ、ｚ）を設定すること
により、点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）は、点Ｐ（ａ、₀、ｚ）、
Ｕ（ｄ、ｃ、ｚ）を通る線分と、点Ｑ（ｂ、₀、ｚ）、
Ｖ（ｅ、ｃ、ｚ）を通る線分との交点として求ま
る。

そして点Ｐ（ａ、₀、ｚ）、Ｑ（ｂ、₀、ｚ）、Ｕ（ｄ
、
ｃ、ｚ）、Ｖ（ｅ、ｃ、ｚ）の値にもとづぎ、点Ｇ
（ｘ、ｙ、ｚ）のＸ、Ｙ軸成分ｘ、ｙは、つぎの
(1)、(2)式から求まる。

ｘ＝ａ・ｅ−ｂ・ｄ／ａ−ｂ−ｄ＋ｅ＝ｂ・ｄ−ａ・ｅ
／ｂ−ａ＋ｄ−ｅ ＝（ｄ−ａ）｛ｂ−ａ／ｂ−ａ＋ｄ−ｅ−１｝＋ｄ ……(1)式 ｙ＝ｃ・（ａ−ｂ）／ａ−ｂ−ｄ＋ｅ＝ｃ・（ｂ−
ａ）／ｂ−ａ＋ｄ−ｅ ……(2) ところで(1)、(2)式中のｂ−ａは両撮像センサ１
３αa，１３βaの間隔Ｌであり、ｄ、ｅはレンズ
１３αb，１３βbの倍率および撮像手段９α，９
βの取付位置により決まる撮像面Fα，Fβ上での
点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）のＸ軸方向の位置である。

そしてｄ、ｅは撮像面Fα，Fβそれぞれの左端
の基準点d₀からの距離データとして求められる。

またａ、ｂ、ｃは撮像手段９α，９βの取付位
置、レンズ１３αb，１３βbの倍率などにより設
定される定数である。

そこで、レンズ１３αb，１３βbの倍率、撮像
手段９α，９βの位置などにもとづいて設定され
るＸ、Ｙ軸方向の定数ａ、ｃをKx、Kyとするこ
とにより、点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）のＸ、Ｙ軸成分ｘ、
ｙはつぎの(3)、(4)式の演算から求まる。

ｘ＝（ｄ−Kx）・｛Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ）−１｝＋ｄ ……(3)式 ｙ＝Ky・Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ） ……(4)式 一方、点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）のＺ軸成分ｚは、点
Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）の走査線番号ｒと、走査線の本
数、幅およびレンズ６ａ，６ｂの倍率により定ま
る係数Kzとにもとづき、つぎの(5)式の演算から
求まる。

ｚ＝Kz・ｒ ……(5)式 そして(3)、(4)式中のKx、Ky、Ｌおよび(5)式中
のKzが定数になり、ｄ、ｅがカウンタ１７α，
１７βから入力されたＸ軸方向の１対の距離デー
タとして得られ、かつ、ｒがクロツク信号のカウ
ントにより得られるため、演算回路１８は、予め
設定されたKx、Ky、Kz、Ｌのデータからなる
設定位置情報、カウンタ１７α，１７βから入力
された１対の距離データおよびクロツク信号のカ
ウントデータからなる検出位置情報とからなるス
リツト光の位置情報にもとづき、(3)ないし(5)式の
四則演算を行なつて点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）の位置を
算出し、該算出をスリツト光の照射部分の各点に
対して施すことにより、スリツト光の照射部分の
各点の第２図のXYZ座標系での三次元位置を算
出する。

なお、両撮像手段９α，９βの視野が完全に重
複しないときおよび、撮像面Fα，Fβの縦、横と
Ｚ、Ｘ軸とがずれている場合などには、各式の値
に、ずれ量に相当する補正係数を掛けてスリツト
光の照射部分の各点の三次元位置を算出する。

そして各測定器７ａ〜７ｄが内蔵のモータの駆
動により各支柱４ａ〜４ｄに沿つて上下移動する
と、各測定器７ａ〜７ｄから立体３の表面に照射
される水平なスリツト光が下から上または上から
下に順次に変化し、各照射位置におけるスリツト
光の照射部分の各点の三次元位置が演算回路１８
により算出され、これにより立体３の表面の各点
の位置が算出されて測定される。

ところで第２図のXYZ座標系の原点が測定器
７ａ〜７ｄ毎に異なる点になるとともに、各測定
器７ａ〜７ｄが支柱４ａ〜４ｄを上下移動するこ
とにより、各測定器７ａ〜７ｄの原点がＸ軸上を
移動して変化するため、前述の(3)ないし(5)式の演
算で得られた三次元位置のＸ軸成分ｘは、各照射
部分において同じ値になり、Ｙ、Ｚ軸成分ｙ、ｚ
のみの二次元位置しか測定できなくなる。

しかし、測定器７ａ〜７ｄの上下移動によつて
は変化しないＸ軸方向の基準点を設定しておけ
ば、該基準点からの測定器７ａ〜７ｄの上下方向
の移動量によりＸ軸成分ｘが算出されてXYZの
三次元座標系上での位置が測定される。

したがつて、二次元位置ではなく三次元位置を
算出して測定する場合は、ゲージ１１を用いたつ
ぎの第１、第２の手法のいずれか一つにより行な
われる。

まず、第１の手法は、測定前に、各測定器７ａ
〜７ｄにより撮像されたゲージ１１の目盛の位置
から、測定器７ａ〜７ｄそれぞれの計測前のＸ軸
方向すなわち上下方向の初期位置を測定し、該各
初期位置を各測定器７ａ〜７ｄのＸ軸方向の基準
点の位置とする。

そしてＸ軸方向の基準点の位置を設定した後
に、各測定器７ａ〜７ｄを上下移動するととも
に、前述の(3)ないし(5)式にもとづく四則演算を行
なつて各点のＸ、Ｙ、Ｚ軸成分ｘ、ｙ、ｚを算出
し、かつ、算出されたＸ軸成分ｘに前記基準点か
らの各測定器７ａ〜７ｄの移動量を加、減算して
Ｘ軸成分ｘを基準点からの成分に補正し、Ｘ軸方
向に対しては同一基準点を有する三次元座標上で
算出して測定する。

つぎに、第２の手法は、測定前に、各測定器７
ａ〜７ｄにより撮像された目盛の位置にもとづ
き、全測定器７ａ〜７ｄの上下方向の位置を、た
とえばゲージ１１の最下目盛点の位置に補正し、
全測定器７ａ〜７ｄのＸ軸方向の基準点を同一位
置に揃えて、全測定器７ａ〜７ｄの初期位置同一
のYZ平面内に設定する。

そしてＸ軸方向の基準点の位置を揃えた後に、
全測定器７ａ〜７ｄを同一タイミングで同一量だ
け順次に上下移動するとともに、前述の(3)ないし
(5)式にもとづく四則演算を行なつて各点のＸ、
Ｙ、Ｚ軸成分ｘ、ｙ、ｚを算出するとともに、算
出されたＸ軸成分ｘに前記基準点からの移動量を
加、減算してＸ軸成分を補正し、Ｘ軸方向に対し
ては同一基準点を有する三次元座標系上で算出し
て測定する。

さらに、立体３の内部などにＸ、Ｙ、Ｚ軸の真
の基準点を有する基準の三次元座標系を設定する
とともに、座標変換の手法により、各測定器７ａ
〜７ｃの三次元座標系の原点を、前記基準の三次
元座標系の原点に変換することにより、測定器７
ａ〜７ｄ毎の算出された位置が、前記基準の三次
元座標系上での位置にそれぞれ変換され、これに
より立体３の表面の各点の三次元位置が絶対的な
三次元座標系で測定される。

なお、座標変換は、たとえば、測定器７ａ〜７
ｄ毎の三次元座標系の原点を基準の三次元座標系
の原点に変化するための補正係数を予め算出して
おくことにより、四則演算のみで行なえる。

したがつて、計算機１４は、第１または第２の
手法を用いて各画像処理手段２０により算出され
た測定器７ａ〜７ｄ毎の三次元座標系での位置
を、座標変換の四則演算により、基準の三次元座
標系上の位置に変換し、立体３の表面の各点の位
置を基準の三次元座標系で算出して測定する。

さらに、算出された立体３の表面の各点の座標
位置にもとづき、認識回路２２により、立体３の
寸法、表面状態、形状などが識別されるととも
に、設定部２１の設定条件にもとづき、測定され
た各点の座標位置および、識別された立体３の寸
法、表面状態、形状などが表示手段２３に表示さ
れる。

したがつて、前記実施例によると、立体３の各
スリツト光の照射部分が順次に上下移動するとと
もに、各スリツト光の照射部分が各測定器７ａ〜
７ｄの両撮像手段９α，９βにより２方向から撮
像され、各スリツト光の照射部分について、１対
の撮像出力がそれぞれ得られる。

さらに、各１対の撮像出力が入力される計算機
１４により、各１対の撮像出力中でのスリツト光
の位置情報にもとづく簡単な四則演算から、各ス
リツト光の照射部分の各点、すなわち立体３の各
点の位置が算出して測定される。

また、ゲージ１１を利用して測定を開始する前
に、各測定器７ａ〜７ｄのＸ軸方向の基準点の測
定あるいは補正を行なうとともに、算出された各
点の座標変換を行なうことにより、立体３の表面
の各点の位置が測定器７ａ〜７ｄ毎に異なる三次
元座標系あるいは、全測定器７ａ〜７ｄに共通の
基準の三次元座標系で算出して測定される。

そして立体３の表面の各点が簡単な四則演算に
より算出して測定されるため、従来の非接触法に
より短時間で算出して測定される。

また、各スリツト光の照射部分を各１対の撮像
手段９α，９βによりそれぞれ上、下の２方向か
ら撮像して１対の撮像出力を得るため、たとえ
ば、各撮像手段９α，９βを１個の投光手段と１
台のテレビカメラなどにより形成し、各スリツト
光の照射部分に対して１つの撮像出力を得る方法
に比して、投光手段８の照射光軸と両撮像手段９
α，９βそれぞれとのなす角を小さくし、立体３
が小さい場合および立体３の表面に凸凹がある場
合にも精度よく測定が行なえる。

さらに、非接触で測定を行なうため、立体３が
ゴム等の柔軟で変形し易いものであつても、容易
に計測することができる。

そして線状のスリツト光を使用しているため、
エネルギー密度が低く、弱い光でもよく、照明を
使用したときの照明熱により、立体３に歪が生じ
たりすることもない。

なお、各測定器７ａ〜７ｄの両撮像手段９α，
９βは、MOS型イメージセンサや撮像管等によ
り構成してもよい。

また、基台１の周囲に設ける支柱および測定器
の個数は最低２個であればよく、たとえば、第１
図の対角方向の支柱４ａ〜４ｂおよび測定器７ａ
〜７ｃのみを設けても測定することが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の立体計測方法による
と、基台１上の支持台２に載置された被測定用の
立体３を囲むように支柱６ａ〜６ｄを上下動する
複数の非接触測定器７ａ〜７ｄを設け、各測定器
７ａ〜７ｄを上下方向に移動するとともに、各測
定器７ａ〜７ｄの投光手段８から立体３に水平方
向の線状のスリツト光を照射し、各スリツト光の
照射部分を各測定器７ａ〜７ｄのそれぞれの投光
手段８の上、下の１対の撮像手段９α，９βによ
り撮像し、この撮像により得られた各１対の撮像
出力中でのスリツト光の位置情報にもとづき、水
平方向、上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向とする３
次元座標での照射部分の点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）の位
置を、 ｘ＝（ｄ−Kx）・｛Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ）−１｝＋ｄ ｙ＝Ky・Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ） ｚ＝Kz・ｒ ｄ、ｅは１対の撮像出力それぞれでの点ＧのＸ
軸方向の距離データ Ｌは１対の撮像手段のＸ軸方向の間隔Kx、Ky
は１対の撮像手段のレンズ倍率、位置などに基づ
いて設定されるＸ軸方向、Ｙ軸方向の係数 ｒは１対の撮像出力中での点Ｇの走査線番号 Kzは走査線の本数、幅およびレンズ倍率によ
り定まる係数 の四則演算から求め、立体３の表面の各位置を算
出して測定したため、測定中に立体３を移動する
ことなく、しかも、その大きさによらず立体３の
表面の各位置を短時間で迅速に精度よく非接触測
定することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の立体計測定方法の１実施例を
示し、第１図は計測装置の斜視図、第２図は第１
図の非接触測定器の分解斜視図、第３図ａ，ｂは
第２図の両撮像センサの撮像画面の正面図、第４
図は回路ブロツク図、第５図は第４図の電子計算
機内の両像処理手段のブロツク図、第６図ａ〜
ｃ、第７図ａ〜ｃは第５図の動作説明用タイミン
グチヤート、第８図は第５図の演算回路の演算説
明用の模式図である。 ３……立体、７ａ〜７ｄ……非接触測定器、８
……投光手段、９α，９β……撮像手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台上の水平な支持台に被測定用の立体を載
   置し、前記基台の周囲に複数の支柱を立設し、前
   記各支柱それぞれに水平方向の線状のスリツト光
   を前記立体に照射する投光手段および前記立体の
   スリツト光の照射部分を前記投光手段の上、下の
   ２方向から撮像する１対の撮像手段を有する非接
   触測定器を上下動自在に取付け、前記各測定器を
   上下方向に移動するとともに、前記各測定器それ
   ぞれの１対の撮像出力中のスリツト光の位置情報
   にもとづき、前記水平方向、上下方向をＺ軸方
   向、Ｘ軸方向とする３次元座標での前記照射部分
   の点Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）の位置を、 ｘ＝（d′−Kx）・｛Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ）−１｝＋ｄ ｙ＝Ky・Ｌ／Ｌ＋（ｄ−ｅ） ｚ＝Kz・ｒ ｄ、ｅは１対の撮像出力それぞれでの点ＧのＸ
   軸方向の距離データ Ｌは１対の撮像手段のＸ軸方向の間隔 Kx、Kyは１対の撮像手段のレンズ倍率、位置
   などに基づいて設定されるＸ軸方向、Ｙ軸方向の
   係数 ｒは１対の撮像出力中での点Ｇの走査線番号 Kzは走査線の本数、幅およびレンズ倍率によ
   り定まる係数 の四則演算から求め、 前記立体の表面の各位置を算出して測定するこ
   とを特徴とする立体計測方法。