JPH0737889B2 - 三次元形状読み取り装置 - Google Patents
三次元形状読み取り装置Info
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- JPH0737889B2 JPH0737889B2 JP3088490A JP8849091A JPH0737889B2 JP H0737889 B2 JPH0737889 B2 JP H0737889B2 JP 3088490 A JP3088490 A JP 3088490A JP 8849091 A JP8849091 A JP 8849091A JP H0737889 B2 JPH0737889 B2 JP H0737889B2
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- JP
- Japan
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- slit
- scattered light
- light
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- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触で物体の三次元的
形状を読み取る三次元形状読み取り装置に関するもので
ある。
形状を読み取る三次元形状読み取り装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、接触式の三次元計測機に代わり測
定時間が速い点や取扱い易さの点から光切断法やモアレ
トポグラフィー法を使った非接触式の三次元形状読み取
り装置に期待がかかっている。しかし、これら新しい非
接触式の三次元形状読み取り装置は測定精度面での改善
が望まれている。
定時間が速い点や取扱い易さの点から光切断法やモアレ
トポグラフィー法を使った非接触式の三次元形状読み取
り装置に期待がかかっている。しかし、これら新しい非
接触式の三次元形状読み取り装置は測定精度面での改善
が望まれている。
【０００３】以下、一般的な光切断法による非接触式の
三次元形状読み取り装置について説明する。図10は従来
の光切断法による三次元形状読み取り装置例の構成を示
すものである。図10において、1001はスポット光を発生
するレーザ光源、1002はスポット光をスリット光に変換
する振動ミラー、1003はスリット光、1004は被測定物、
1005は被測定物を回転させるターンテーブル、1006はス
リット光1003の散乱光を読み取るＣＣＤカメラ、1007は
ＣＣＤカメラ1006の出力信号をデジタル化した画像信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、1008は画像信号を記憶する画
像メモリ、1009は画像信号よりスリット散乱光の重心位
置を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、1012は
スリット散乱光重心位置より三次元座標値を計算する高
さ演算機構、1013は全体系を制御するスキャナ制御機
構、1014は本装置で得られる三次元形状データである。
三次元形状読み取り装置について説明する。図10は従来
の光切断法による三次元形状読み取り装置例の構成を示
すものである。図10において、1001はスポット光を発生
するレーザ光源、1002はスポット光をスリット光に変換
する振動ミラー、1003はスリット光、1004は被測定物、
1005は被測定物を回転させるターンテーブル、1006はス
リット光1003の散乱光を読み取るＣＣＤカメラ、1007は
ＣＣＤカメラ1006の出力信号をデジタル化した画像信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、1008は画像信号を記憶する画
像メモリ、1009は画像信号よりスリット散乱光の重心位
置を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、1012は
スリット散乱光重心位置より三次元座標値を計算する高
さ演算機構、1013は全体系を制御するスキャナ制御機
構、1014は本装置で得られる三次元形状データである。
【０００４】以上のように構成された三次元形状読み取
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源1001からのスポットレーザ光は振動ミラー1002に
よりスリット光1003に変換され被測定物1004を照射し、
被測定物1004はスリット光1003を受けながらターンテー
ブル1005で回転する。ＣＣＤカメラ1006は回転中の各シ
ーンのスリット散乱光を回転に同期して撮像する。この
場合、１つのシーンのＣＣＤカメラ1006上の像は被測定
物1004の表面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見
える。Ａ／Ｄ変換器1007はＣＣＤカメラ1006の信号をデ
ジタル信号に変換し、この信号は画像メモリ1008に画像
信号として一時記憶される。スリット散乱光重心位置演
算機構1009は画像信号を副走査方向毎にスリット散乱光
の輝度の重心点を求め測定点の像と見なし、高さ演算機
構1012において基線長（スリット光からカメラまでの距
離）と、切断角（スリット光とカメラの光軸のなす角）
と、カメラの光軸と測定点のなす角とを用いて三角法の
原理により測定点の三次元座標値を計算する。このよう
にして１つのスリット光に対して被測定物の三次元形状
データを取得し、スキャナ制御機構1013によりターンテ
ーブルの回転と上記演算を同期させて制御することで被
測定物全体の三次元形状データが取得できる仕組みとな
っている。
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源1001からのスポットレーザ光は振動ミラー1002に
よりスリット光1003に変換され被測定物1004を照射し、
被測定物1004はスリット光1003を受けながらターンテー
ブル1005で回転する。ＣＣＤカメラ1006は回転中の各シ
ーンのスリット散乱光を回転に同期して撮像する。この
場合、１つのシーンのＣＣＤカメラ1006上の像は被測定
物1004の表面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見
える。Ａ／Ｄ変換器1007はＣＣＤカメラ1006の信号をデ
ジタル信号に変換し、この信号は画像メモリ1008に画像
信号として一時記憶される。スリット散乱光重心位置演
算機構1009は画像信号を副走査方向毎にスリット散乱光
の輝度の重心点を求め測定点の像と見なし、高さ演算機
構1012において基線長（スリット光からカメラまでの距
離）と、切断角（スリット光とカメラの光軸のなす角）
と、カメラの光軸と測定点のなす角とを用いて三角法の
原理により測定点の三次元座標値を計算する。このよう
にして１つのスリット光に対して被測定物の三次元形状
データを取得し、スキャナ制御機構1013によりターンテ
ーブルの回転と上記演算を同期させて制御することで被
測定物全体の三次元形状データが取得できる仕組みとな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、標本化されたデータに対して重心計算を
行いその点をスリット散乱光の中心と見なして座標値計
算を行うため、傾斜のある面を読み取ると、その三次元
形状データは図２に示すような周期的誤差を含んでい
る。すなわち、従来構成の三次元形状読み取り装置にお
いてはこのような誤差の軽減を図ることが一つの技術的
課題であった。
来の構成では、標本化されたデータに対して重心計算を
行いその点をスリット散乱光の中心と見なして座標値計
算を行うため、傾斜のある面を読み取ると、その三次元
形状データは図２に示すような周期的誤差を含んでい
る。すなわち、従来構成の三次元形状読み取り装置にお
いてはこのような誤差の軽減を図ることが一つの技術的
課題であった。
【０００６】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、誤差の少ないスリット散乱光中心位置を検出する
ことにより、より測定精度の高い三次元形状データが取
得できる三次元形状読み取り装置を提供することを目的
とする。
ので、誤差の少ないスリット散乱光中心位置を検出する
ことにより、より測定精度の高い三次元形状データが取
得できる三次元形状読み取り装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、スリット光を発生させるスリット光源と、
被測定物を移動させる移動機構と、被測定物によるスリ
ット光の散乱光を撮像するカメラと、カメラからの輝度
信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、画像メモリ
に記憶された画像信号よりスリット散乱光の重心位置を
検出するスリット散乱光重心位置検出機構と、スリット
散乱光中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量を検出する
位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よりスリット
散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心位置を求め
るスリット散乱光中心位置検出機構と、スリット散乱光
中心位置より被測定物の三次元座標値を計算する高さ演
算機構との構成を有している。
に本発明は、スリット光を発生させるスリット光源と、
被測定物を移動させる移動機構と、被測定物によるスリ
ット光の散乱光を撮像するカメラと、カメラからの輝度
信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、画像メモリ
に記憶された画像信号よりスリット散乱光の重心位置を
検出するスリット散乱光重心位置検出機構と、スリット
散乱光中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量を検出する
位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よりスリット
散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心位置を求め
るスリット散乱光中心位置検出機構と、スリット散乱光
中心位置より被測定物の三次元座標値を計算する高さ演
算機構との構成を有している。
【０００８】
【作用】本発明では、スリット光の中心と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出し、スリット光重心位置に対してこ
の位相ずれ量に基づいた誤差量の補正を施すことにより
誤差の少ないスリット散乱光中心位置を求め、より精度
の高い三次元形状データの取得を実現している。
の位相ずれ量を検出し、スリット光重心位置に対してこ
の位相ずれ量に基づいた誤差量の補正を施すことにより
誤差の少ないスリット散乱光中心位置を求め、より精度
の高い三次元形状データの取得を実現している。
【０００９】
【実施例】本発明の基本的な概念は、周期的な誤差の性
質を用いるものである。この周期的な誤差は次の実験に
よりその性質を解析することが出来る。すなわち、スリ
ット散乱光が正規分布であると仮定すると、正規分布の
中心と標本化刻みとの位相ずれ量と、標本化されたデー
タに対する重心位置と正規分布の中心位置との誤差との
関係は計算機シミュレーションにより図３のごとくな
る。なお、図３は図４に示すような正規分布の斜線部分
を標本化した場合のシミュレーション結果であり、位相
ずれ量は正規分布の中心と斜線部とのずれ量を意味して
いる。この図３より正規分布の中心と標本化の刻みとの
位相ずれ量が大きいほど誤差も大きくなることが解る。
質を用いるものである。この周期的な誤差は次の実験に
よりその性質を解析することが出来る。すなわち、スリ
ット散乱光が正規分布であると仮定すると、正規分布の
中心と標本化刻みとの位相ずれ量と、標本化されたデー
タに対する重心位置と正規分布の中心位置との誤差との
関係は計算機シミュレーションにより図３のごとくな
る。なお、図３は図４に示すような正規分布の斜線部分
を標本化した場合のシミュレーション結果であり、位相
ずれ量は正規分布の中心と斜線部とのずれ量を意味して
いる。この図３より正規分布の中心と標本化の刻みとの
位相ずれ量が大きいほど誤差も大きくなることが解る。
【００１０】以下、本発明の第１の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おける三次元形状読み取り装置の構成図である。図１に
おいて、101はスポット光を発生するレーザ光源、102は
スポット光をスリット光に変換する振動ミラー、103は
スリット光、104は被測定物、105は被測定物を回転させ
るターンテーブル、106はスリット光103の散乱光を読み
取るＣＣＤカメラ、107はＣＣＤカメラ106の出力信号を
デジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器、108
は画像信号を記憶する画像メモリ、109は画像信号より
スリット散乱光の重心位置を計算するスリット散乱光重
心位置演算機構、110はスリット散乱光の中心と標本化
刻みとの位相のずれ量を計算する位相ずれ量検出機構、
111は位相ずれ量を基に前記重心位置を補正しスリット
散乱光の中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出
機構、112はスリット中心位置より三次元座標値を計算
する高さ演算機構、113は全体系を制御するスキャナ制
御機構、114は本装置で得られる三次元形状データであ
る。
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おける三次元形状読み取り装置の構成図である。図１に
おいて、101はスポット光を発生するレーザ光源、102は
スポット光をスリット光に変換する振動ミラー、103は
スリット光、104は被測定物、105は被測定物を回転させ
るターンテーブル、106はスリット光103の散乱光を読み
取るＣＣＤカメラ、107はＣＣＤカメラ106の出力信号を
デジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器、108
は画像信号を記憶する画像メモリ、109は画像信号より
スリット散乱光の重心位置を計算するスリット散乱光重
心位置演算機構、110はスリット散乱光の中心と標本化
刻みとの位相のずれ量を計算する位相ずれ量検出機構、
111は位相ずれ量を基に前記重心位置を補正しスリット
散乱光の中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出
機構、112はスリット中心位置より三次元座標値を計算
する高さ演算機構、113は全体系を制御するスキャナ制
御機構、114は本装置で得られる三次元形状データであ
る。
【００１１】以上のように構成された三次元形状読み取
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源101からのスポットレーザ光は振動ミラー102によ
りスリット光103に変換され被測定物104を照射し、被測
定物104はスリット光103を受けながらターンテーブル10
5で回転する。ＣＣＤカメラ106は回転中の各シーンのス
リット散乱光を回転に同期して撮像する。この場合、１
つのシーンのＣＣＤカメラ106上の像は被測定物104の表
面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見える。Ａ／
Ｄ変換器107はＣＣＤカメラ106の信号をデジタル信号に
変換し、この信号は画像メモリ108に画像信号として一
時記憶される。スリット散乱光重心位置演算機構109は
画像信号を副走査ラインｗq毎にスリット散乱光の輝度
の重心位置ｕqを求める。次に、位相ずれ量検出機構110
において、以下に示す方法でスリット散乱光中心位置と
標本化刻みとの位相のずれ量を検出する。すなわち、対
象となる副走査ラインの輝度最大点及び輝度最大点の両
サイドの点を求め、それぞれの輝度値をｄi、ｄi-1、ｄ
i+1とするとき、位相ずれ量ｒを・ｄi-1＜ｄi+1の時
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源101からのスポットレーザ光は振動ミラー102によ
りスリット光103に変換され被測定物104を照射し、被測
定物104はスリット光103を受けながらターンテーブル10
5で回転する。ＣＣＤカメラ106は回転中の各シーンのス
リット散乱光を回転に同期して撮像する。この場合、１
つのシーンのＣＣＤカメラ106上の像は被測定物104の表
面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見える。Ａ／
Ｄ変換器107はＣＣＤカメラ106の信号をデジタル信号に
変換し、この信号は画像メモリ108に画像信号として一
時記憶される。スリット散乱光重心位置演算機構109は
画像信号を副走査ラインｗq毎にスリット散乱光の輝度
の重心位置ｕqを求める。次に、位相ずれ量検出機構110
において、以下に示す方法でスリット散乱光中心位置と
標本化刻みとの位相のずれ量を検出する。すなわち、対
象となる副走査ラインの輝度最大点及び輝度最大点の両
サイドの点を求め、それぞれの輝度値をｄi、ｄi-1、ｄ
i+1とするとき、位相ずれ量ｒを・ｄi-1＜ｄi+1の時
【００１２】
【数１】
【００１３】・ｄi-1＞ｄi+1の時
【００１４】
【数２】
【００１５】により求める。これにより位相ずれ量ｒは
その絶対値が１を越えない範囲で、例えば、図５の様な
場合その絶対値は小さく、図６の様な場合その絶対値は
大きくなり、近似的にスリット散乱光中心と標本化刻み
との位相のずれ量を表している。次に、スリット散乱光
中心位置検出機構111により以下に示す方法でスリット
散乱光重心位置を補正し、スリット散乱光中心位置を求
める。すなわち、誤差関数を
その絶対値が１を越えない範囲で、例えば、図５の様な
場合その絶対値は小さく、図６の様な場合その絶対値は
大きくなり、近似的にスリット散乱光中心と標本化刻み
との位相のずれ量を表している。次に、スリット散乱光
中心位置検出機構111により以下に示す方法でスリット
散乱光重心位置を補正し、スリット散乱光中心位置を求
める。すなわち、誤差関数を
【００１６】
【数３】
【００１７】とすると、この誤差関数（数３）は図７に
示す双曲線を示す関数となっており、ｋは極大点・極小
点を制御するパラメータ、ｃは極大値・極小値を制御す
るパラメータである。これら制御パラメータｋ、ｃは予
めスリット散乱光中心位置計算に先立ち本実施例の装置
に与えておく。なお、誤差関数（数３）は図３と異なり
±１の箇所で０となっているが、これは位相ずれ量ｒの
符号が反転する近傍での補正の間違いを軽減する措置で
ある。スリット散乱光重心位置をｕq、位相ずれ量を
ｒ、スリット散乱光中心位置をｕq'とするとき、
示す双曲線を示す関数となっており、ｋは極大点・極小
点を制御するパラメータ、ｃは極大値・極小値を制御す
るパラメータである。これら制御パラメータｋ、ｃは予
めスリット散乱光中心位置計算に先立ち本実施例の装置
に与えておく。なお、誤差関数（数３）は図３と異なり
±１の箇所で０となっているが、これは位相ずれ量ｒの
符号が反転する近傍での補正の間違いを軽減する措置で
ある。スリット散乱光重心位置をｕq、位相ずれ量を
ｒ、スリット散乱光中心位置をｕq'とするとき、
【００１８】
【数４】
【００１９】によりスリット散乱光中心位置ｕq'を求め
る。このようにして求めたＣＣＤカメラ撮像面上の点
る。このようにして求めたＣＣＤカメラ撮像面上の点
【００２０】
【外１】
【００２１】を測定点の像と見なし、以下のようにして
対応する測定点
対応する測定点
【００２２】
【外２】
【００２３】の三次元座標値を計算する。一般性を失う
事なく、計算が簡単になるようにスリット光103やＣＣ
Ｄカメラ106を図８に示す直交座標系に配置し、その計
算方法を説明する。すなわち、スリット光とＣＣＤカメ
ラの光軸の交点を原点
事なく、計算が簡単になるようにスリット光103やＣＣ
Ｄカメラ106を図８に示す直交座標系に配置し、その計
算方法を説明する。すなわち、スリット光とＣＣＤカメ
ラの光軸の交点を原点
【００２４】
【外３】
【００２５】とし、ＸＺ平面をスリット光に直交するよ
うに配置する。これによりスリット光はＹＺ平面に一致
し、ＣＣＤカメラはＸＺ平面上に配置される。測定点
（外２）、ＣＣＤカメラの位置を
うに配置する。これによりスリット光はＹＺ平面に一致
し、ＣＣＤカメラはＸＺ平面上に配置される。測定点
（外２）、ＣＣＤカメラの位置を
【００２６】
【外４】
【００２７】、ＣＣＤカメラからＹＺ平面への垂線の交
点を
点を
【００２８】
【外５】
【００２９】、測定点（外２）のＣＣＤカメラの撮像面
上の点を（外１）とすると、次の計算式が成立し測定点
（外２）の三次元座標値（ｘp、ｙp、ｚp）を求めるこ
とが出来る。
上の点を（外１）とすると、次の計算式が成立し測定点
（外２）の三次元座標値（ｘp、ｙp、ｚp）を求めるこ
とが出来る。
【００３０】
【数５】
【００３１】このようにして、１つの副走査ラインに対
する測定点の三次元座標値を求め、順次対象となる副走
査ラインを変化させることでスリット光の照射された被
測定物の１つの線上の三次元形状データを取得し、被測
定物をターンテーブルで回転させて角回転角毎の三次元
形状データを取得することで、最終的に被測定物全体の
三次元形状データを取得している。
する測定点の三次元座標値を求め、順次対象となる副走
査ラインを変化させることでスリット光の照射された被
測定物の１つの線上の三次元形状データを取得し、被測
定物をターンテーブルで回転させて角回転角毎の三次元
形状データを取得することで、最終的に被測定物全体の
三次元形状データを取得している。
【００３２】図９に本実施例で取得した三次元形状デー
タをグラフ化した図を示す。図９は図２と同一条件の基
で測定したデータであり、２つのグラフを比較して明か
なごとく図２で見られる周期的な誤差が図９においては
削減されている。
タをグラフ化した図を示す。図９は図２と同一条件の基
で測定したデータであり、２つのグラフを比較して明か
なごとく図２で見られる周期的な誤差が図９においては
削減されている。
【００３３】以上のように本実施例によれば、スリット
光を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる
移動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像
するカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した
画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記
憶する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号
よりスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱
光重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻み
との位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出算機構と、上
記位相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリ
ット散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検
出機構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次
元座標値を計算する高さ演算機構とを設けることによ
り、スリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相ずれ量
を検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ず
れ量に基づいた誤差の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得を実現している。
光を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる
移動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像
するカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した
画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記
憶する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号
よりスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱
光重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻み
との位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出算機構と、上
記位相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリ
ット散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検
出機構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次
元座標値を計算する高さ演算機構とを設けることによ
り、スリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相ずれ量
を検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ず
れ量に基づいた誤差の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得を実現している。
【００３４】なお、本実施例においては、スリット散乱
光重心位置検出機構、位相ずれ量検出機構、スリット散
乱光中心位置検出機構、高さ演算機構はマイクロコンピ
ュータのソフトウエアーで実現しているが、近年のデジ
タル回路を基としたハードウエアー技術を使って実現す
ることが可能である。また、位相ずれ量検出機構におけ
る（数１）、（数２）はその検出手段を限定しているも
のではなく、同様な機能を果たす計算式を数多く提案す
ることが出来る。また、スリット散乱光中心位置検出機
構においても（数３）に示す計算式と同様な機能を果た
す計算式を数多く提案することが出来るし、スリット散
乱光重心位置に対する補正量を位相ずれ量に対して予め
計算して記憶装置に格納しておき、実行時にテーブル参
照方式で補正量を求めることも可能である。
光重心位置検出機構、位相ずれ量検出機構、スリット散
乱光中心位置検出機構、高さ演算機構はマイクロコンピ
ュータのソフトウエアーで実現しているが、近年のデジ
タル回路を基としたハードウエアー技術を使って実現す
ることが可能である。また、位相ずれ量検出機構におけ
る（数１）、（数２）はその検出手段を限定しているも
のではなく、同様な機能を果たす計算式を数多く提案す
ることが出来る。また、スリット散乱光中心位置検出機
構においても（数３）に示す計算式と同様な機能を果た
す計算式を数多く提案することが出来るし、スリット散
乱光重心位置に対する補正量を位相ずれ量に対して予め
計算して記憶装置に格納しておき、実行時にテーブル参
照方式で補正量を求めることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明は、スリット散乱光
を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる移
動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像す
るカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した画
像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶
する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号よ
りスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱光
重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出機構と、上記位
相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリット
散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機
構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座
標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより、ス
リット散乱光の中心と標本化の刻み点との位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差量の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得ができる優れた三次元形状読み取り
装置を実現できるものである。
を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる移
動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像す
るカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した画
像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶
する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号よ
りスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱光
重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出機構と、上記位
相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリット
散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機
構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座
標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより、ス
リット散乱光の中心と標本化の刻み点との位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差量の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得ができる優れた三次元形状読み取り
装置を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における三次元形状読み取り
装置のブロック結線図
装置のブロック結線図
【図２】従来技術による三次元形状読み取り装置で取得
したデータの誤差を示す図
したデータの誤差を示す図
【図３】標本化で発生する位相ずれ量に対する誤差のシ
ミュレーション結果の概念図
ミュレーション結果の概念図
【図４】標本化のシミュレーション原理を示す図
【図５】本実施例による位相ずれ量が小さい場合の図
【図６】本実施例による位相ずれ量が大きい場合の図
【図７】本実施例による誤差関数（数３）の図
【図８】本実施例による高さデータ取得原理の概念図
【図９】本実施例による三次元形状読み取り装置で取得
したデータの誤差を示す図
したデータの誤差を示す図
【図10】従来の三次元形状読み取り装置のブロック結線
図
図
101 レーザ光源 102 振動ミラー 103 スリット光 104 被測定物 105 ターンテーブル 106 ＣＣＤカメラ 107 Ａ／Ｄ変換器 108 画像メモリ 109 スリット散乱光重心位置検出機構 110 位相ずれ量検出機構 111 スリット散乱光中心位置検出機構 112 高さ演算機構 113 スキャナ制御機構 114 三次元形状データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 8420−5Ｌ Ｇ０６Ｆ 15/66 ３６０
Claims (1)
- 【請求項１】 スリット光を発生させるスリット光源
と、被測定物を移動させる移動機構と、被測定物による
スリット光の散乱光を撮像するカメラと、上記カメラか
らの輝度信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、上
記画像メモリに記憶された画像信号よりスリット散乱光
の重心位置を検出するスリット散乱光重心位置検出機構
と、そのスリット中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量
を検出する位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よ
りスリット散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心
位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機構と、その
スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座標値を
計算する高さ演算機構とを具備することを特徴とする三
次元形状読み取り装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088490A JPH0737889B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
| EP19910120406 EP0488292A3 (en) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Three-dimensional shape data reading system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088490A JPH0737889B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320905A JPH04320905A (ja) | 1992-11-11 |
| JPH0737889B2 true JPH0737889B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=13944251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088490A Expired - Fee Related JPH0737889B2 (ja) | 1990-11-29 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737889B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088490A patent/JPH0737889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04320905A (ja) | 1992-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |