JPH08285552A - 曲率方向測定方法及び装置 - Google Patents

曲率方向測定方法及び装置

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JPH08285552A
JPH08285552A JP11228595A JP11228595A JPH08285552A JP H08285552 A JPH08285552 A JP H08285552A JP 11228595 A JP11228595 A JP 11228595A JP 11228595 A JP11228595 A JP 11228595A JP H08285552 A JPH08285552 A JP H08285552A
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JP
Japan
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slit light
curvature
slit
curvature direction
measuring
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JP11228595A
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English (en)
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Miyuki Kato
みゆき 加藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物の大きさや反射特性に関わらず一定の
時間で曲率方向測定が可能であるとともに、簡単で安価
な装置で曲率方向測定が可能である方法及び装置を提供
する。 【構成】 曲率方向が一定であるがその方向が未知であ
る対象物6にスリット光1を投射するスリット光投射機
2と、スリット光投射機2を回転させる回転架台3と、
スリット光1が投射されている対象物6を撮像する画像
入力装置4と、撮像された画像に対して画像処理を行っ
たうえスリット光投射部分が直線であるかどうか判定し
対象物6の曲率方向を測定する曲率方向測定機5とを具
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、曲率方向が一定な対象
物の曲率方向を対象物に非接触で測定する方法及び装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図7に示すような曲率方向が一定
な対象物6の曲率方向、すなわち表面上の法線べクトル
の向きが等しい点列を結んだ方向を非接触で測定するに
あたっては、図8斜視図及び図9フローチャートに示す
ように、台7上の対象物6にレンジファインダ9からレ
ーザー光10を投射して、画像入力装置4で距離画像を
取得し、その距離画像から対象面の傾きがわかるので、
法線べクトルを求め、同じ方向の法線べクトルを検出す
るまで、レーザー光を移動させて法線べクトルを求め
る。そして同じ方向の法線べクトルをもつ対象面上の2
点を結ぶ方向に曲率が一定であることをもとに曲率方向
を算出する。従ってこのような方法では、対象物6の大
きさにより、計測するのにかなりの時間を要する。更に
装置が複雑高価である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、対象物の大きさや反射
特性に関わらず一定の時間で対象物の曲率方向の測定が
可能であり、かつ簡単で安価な装置で対象物の曲率方向
の測定が可能である曲率方向が一定な対象物の曲率方向
測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、曲
率方向が一定であるがその方向が未知である対象物に対
し、回転が可能な単一又は複数のスリット光を投射し、
対象物を撮像して画像処理を行い、スリット光投射部分
が直線であるかどうか判定し、得られた結果より非接触
で対象物の曲率方向を測定することと、曲率方向が一定
であるがその方向が未知である対象物に単一又は複数の
スリット光を投射するスリット光投射機と、上記スリッ
ト光投射機を回転させる回転架台と、スリット光が投射
されている対象物を撮像する画像入力装置と、撮像され
た画像に対して画像処理を行ったうえスリット光投射部
分が直線であるかどうか判定し対象物の曲率方向を測定
する曲率方向測定機とを具えたこととを、それぞれ特徴
とする。
【0005】
【作用】本発明曲率方向測定方法及び装置においては、
対象物にスリット光を投射し、スリット光投射部分が直
線となる位置まで一定間隔の角度でスリット光投射機を
回転させる方法であるため、測定時間は一定時間以内と
なり、対象物の大きさによらない。また複数のスリット
光を使用すれば、1本のスリット光を投射する場合に比
べて少ない回転回数ですむため、処理時間が短縮され
る。
【0006】
【実施例】本発明曲率方向測定方法及び装置の実施例を
図面について説明すると、図1は単一のスリット光投射
による第1実施例の斜視図、図2は同上の側面図、図3
は本方法のフローチャート、図4は区分的直線近似法の
説明図、図5は湾曲方向の定義の説明図、図6は複数の
スリット光投射による第2実施例の斜視図である。
【0007】第1実施例の図1及び図2において、本方
法を実施する装置は、台7上に曲表面を上にして横たわ
っている対象物6に単一のスリット光1を投射するスリ
ット光投射機2と、スリット光投射機2をX軸上に搭載
しZ軸を中心に反時計回りに回転させる回転架台3と、
回転架台3に搭載されスリット光1が投射されている対
象物6を撮像する画像入力装置4と、撮像された画像に
対して画像処理を行ったうえスリット光投射部分8が直
線であるかどうか判定し対象物6の曲率方向を測定する
曲率方向測定機5とからなっている。そして回転架台3
のX,Y,Zの各軸は互いに垂直であり、台7はXY平
面と平行であるものとする。
【0008】このような装置において、X軸を基準とし
てスリット光投射機2からスリット光1を対象物6に投
射し、画像入力装置4でスリット光投射部分8を撮像す
るが、スリット光投射機2からのスリット光1は、図2
に示すように、XZ平面を台7上に垂直に下ろした線上
(画像入力装置4の中心を台7上に下ろした点Aを含
む)に投射させ、点Aを中心にスリット光1を回転させ
る。画像入力装置4はこの点Aが対象面上にくるように
調節する。このとき画像入力装置4と台7の距離が一定
であれば、スリット光1の投射角度は画像入力装置4と
スリット光投射機2の位置によって決まる。
【0009】しかして画像入力装置4で撮像された画像
に基づき曲率方向測定機5で曲率方向を測定するプロセ
スを、図3フローチャートを参照して説明すると、まず
スリット光1の方向を示す回転角度和を0度に設定しス
リット光1の回転角度θを設定する。スリット光1を対
象物6に投射させて撮像した画像に対して曲率方向測定
機5で画像処理を行ったうえ、スリット光投射部分8を
区分的直線近似法を用いて直線であるかどうか判定す
る。区分的直線近似法とは、図4に示すように、最初に
点列の始めと終わりを結ぶ直線を作り、この直線と最も
離れた点を見つけ、その点で2つの線分に分割する。こ
の操作を繰り返し、線分と点列の距離がある決められた
誤差内に入るまで分割を繰り返す方法であり、この方法
により任意の誤差範囲内で線図形を近似した区分的直線
が得られる。
【0010】スリット光投射部分8が直線でなければ、
その曲線部分の湾曲方向を測定する。湾曲方向とは、図
5に示すように、Y軸方向が正の方向を基準としたと
き、スリット光投射部分8の両端を結ぶ直線に対して、
右側に湾曲しているか左側に湾曲しているか、単なる方
向を示し湾曲の大きさによらない。そこで最初のスリッ
ト光投射時の湾曲方向と比較して異なるならば、スリッ
ト光1を前回の位置に戻し、回転角度をθ/nに再設定
して、前回のスリット光投射角度からの区間に対して、
再度スリット光1を回転させて処理を繰り返す。このよ
うにして基準となる位置から画像上のスリット光投射部
分8が直線となるスリット光の位置、すなわち回転角度
和を求める。このときの回転角度dは最大180度であ
る。以上の操作により、対象物6の曲率方向を測定する
ことができる。
【0011】次に第2実施例の図6においては、スリッ
ト光1aを投射するスリット光投射機2aと、スリット
光1bを投射するスリット光投射機2bとを使用してお
り、X軸上のスリット光投射機2aからのスリット光1
aは、YZ平面を台7上に垂直に下ろした線上に投射
し、Y軸上のスリット光投射機2bからのスリット光1
bは、XZ平面を台7上に垂直に下ろした線上に投射す
る。この2本のスリット光1a,1bは、画像入力装置
4の中心を台7上に下ろした垂線の足を中心に直角に交
わる。対象物6の曲率方向の測定方法は第1実施例と同
一である。この場合、スリット光1a,1bを1本ずつ
投射して画像処理を行うが、回転架台3を回転させる角
度dは最大90度となり、スリット光投射機の回転回数
が短縮される。
【0012】かくして上記実施例に示されるように、本
発明曲率測定方法及び装置によれば、レンジファインダ
により距離を測定する機能を必要とせず、簡単で安価な
装置で対象物の曲率方向の測定が可能である。また本発
明方法はスリット光1を回転させながら曲率方向を測定
するため、対象物6の大きさや反射特性に関わらず一定
の時間で測定可能である。更に図1と同様の方法でn台
のスリット光投射機2を用いれば、スリット光投射機2
を等間隔に設置した場合、回転架台3を回転させる角度
dは最大180/n度となり、処理時間が短縮される。
【0013】
【発明の効果】要するに本発明によれば、曲率方向が一
定であるがその方向が未知である対象物に対し、回転が
可能な単一又は複数のスリット光を投射し、対象物を撮
像して画像処理を行い、スリット光投射部分が直線であ
るかどうか判定し、得られた結果より非接触で対象物の
曲率方向を測定することと、曲率方向が一定であるがそ
の方向が未知である対象物に単一又は複数のスリット光
を投射するスリット光投射機と、上記スリット光投射機
を回転させる回転架台と、スリット光が投射されている
対象物を撮像する画像入力装置と、撮像された画像に対
して画像処理を行ったうえスリット光投射部分が直線で
あるかどうか判定し対象物の曲率方向を測定する曲率方
向測定機とを具えたこととにより、対象物の大きさや反
射特性に関わらず一定の時間で対象物の曲率方向の測定
が可能であり、かつ簡単で安価な装置で対象物の曲率方
向の測定が可能である曲率方向が一定な対象物の曲率方
向測定方法及び装置を得るから、本発明は産業上極めて
有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明曲率方向測定方法の単一のスリット光投
射による第1実施例における実施装置の斜視図である。
【図2】同上の側面図である。
【図3】本方法のフローチャートである。
【図4】区分的直線近似法の説明図である。
【図5】湾曲方向の定義の説明図である。
【図6】複数のスリット光投射による第2実施例におけ
る実施装置の斜視図である。
【図7】曲率方向の定義の説明図である。
【図8】従来方法の実施装置の斜視図である。
【図9】従来方法のフローチャートでしる。
【符号の説明】
1,1a,1b スリット光 2,2a,2b スリット光投射機 3 回転架台 4 画像入力装置 5 曲率方向測定機 6 対象物 7 台 8 スリット光投射部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲率方向が一定であるがその方向が未知
    である対象物に対し、回転が可能な単一又は複数のスリ
    ット光を投射し、対象物を撮像して画像処理を行い、ス
    リット光投射部分が直線であるかどうか判定し、得られ
    た結果より非接触で対象物の曲率方向を測定することを
    特徴とする曲率方向測定方法。
  2. 【請求項2】 曲率方向が一定であるがその方向が未知
    である対象物に単一又は複数のスリット光を投射するス
    リット光投射機と、上記スリット光投射機を回転させる
    回転架台と、スリット光が投射されている対象物を撮像
    する画像入力装置と、撮像された画像に対して画像処理
    を行ったうえスリット光投射部分が直線であるかどうか
    判定し対象物の曲率方向を測定する曲率方向測定機とを
    具えたことを特徴とする曲率方向測定装置。
JP11228595A 1995-04-13 1995-04-13 曲率方向測定方法及び装置 Withdrawn JPH08285552A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102466469A (zh) * 2010-11-04 2012-05-23 西安金和光学科技有限公司 基于光纤弯曲损耗的弹簧型弯曲参量的测定装置及方法
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