JPH0875425A - 三次元計測装置 - Google Patents
三次元計測装置Info
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- JPH0875425A JPH0875425A JP21583494A JP21583494A JPH0875425A JP H0875425 A JPH0875425 A JP H0875425A JP 21583494 A JP21583494 A JP 21583494A JP 21583494 A JP21583494 A JP 21583494A JP H0875425 A JPH0875425 A JP H0875425A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 計測部材の線分は計測部材の各部や撮像視野
２の位置や計測部材のスリット光の反射率によって濃度
が異なり、濃度が濃くても薄くても、計測部材を高精度
に三次元計測を可能とする。 【構成】 計測部材３が配置された撮像視野２の斜め上
方よりレーザスリット光６を照射するレーザスリット光
光源４、前記計測部材３の画像を上部から撮像する撮像
装置５と前記撮像装置５より画像データを取り込む画像
データ取り込み部１０、前記計測部材３のスリット光線
分６のしきい値を設定する線分方向しきい値設定部１
２、撮像視野位置しきい値設定部１５、しきい値レベル
設定部１６、前記画像データ取り込み部１０より得られ
た画像データよりレーザスリット光線分６を検出する線
分検出部１１、線分制御部１７、計測部材３の三次元計
測を行う三次元計測部１４とから構成される。
２の位置や計測部材のスリット光の反射率によって濃度
が異なり、濃度が濃くても薄くても、計測部材を高精度
に三次元計測を可能とする。 【構成】 計測部材３が配置された撮像視野２の斜め上
方よりレーザスリット光６を照射するレーザスリット光
光源４、前記計測部材３の画像を上部から撮像する撮像
装置５と前記撮像装置５より画像データを取り込む画像
データ取り込み部１０、前記計測部材３のスリット光線
分６のしきい値を設定する線分方向しきい値設定部１
２、撮像視野位置しきい値設定部１５、しきい値レベル
設定部１６、前記画像データ取り込み部１０より得られ
た画像データよりレーザスリット光線分６を検出する線
分検出部１１、線分制御部１７、計測部材３の三次元計
測を行う三次元計測部１４とから構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は計測部材の光切断法によ
る三次元計測装置、特に計測部材に照射されたレーザス
リット光線分を撮像し、画像処理することにより計測部
材の位置や寸法、形状を計測する三次元計測装置に関す
る。
る三次元計測装置、特に計測部材に照射されたレーザス
リット光線分を撮像し、画像処理することにより計測部
材の位置や寸法、形状を計測する三次元計測装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、図９に示すようにコンベア１上の
計測部材３の三次元計測を行う場合、スリット光源４と
撮像装置５を用いて光切断法にて行われる場合が多い。
さらに詳細に述べると図１０に示すように、撮像装置５
により計測部材３のスリット光線分６を撮像し、画像デ
ータ取り込み部１０に取り込まれた画像データより線分
検出部１１において一定値に設定された二値化しきい値
により検出されたスリット光線分６の二値画像により、
三次元計測部１４において計測部材３の位置、寸法や断
面形状を計測していた。尚一例として図９（ａ）に示す
ように計測部材３のスリット光線分６は、計測部材平面
線３ｈ、計測部材垂直線３ｖ、端面平面線３ｃ、基準線
３ｆに区分される。
計測部材３の三次元計測を行う場合、スリット光源４と
撮像装置５を用いて光切断法にて行われる場合が多い。
さらに詳細に述べると図１０に示すように、撮像装置５
により計測部材３のスリット光線分６を撮像し、画像デ
ータ取り込み部１０に取り込まれた画像データより線分
検出部１１において一定値に設定された二値化しきい値
により検出されたスリット光線分６の二値画像により、
三次元計測部１４において計測部材３の位置、寸法や断
面形状を計測していた。尚一例として図９（ａ）に示す
ように計測部材３のスリット光線分６は、計測部材平面
線３ｈ、計測部材垂直線３ｖ、端面平面線３ｃ、基準線
３ｆに区分される。
【０００３】一例としてコンベア１上の計測部材３を撮
像し、画像処理装置３１内に画像データ取り込み部１０
と線分検出部１１と三次元計測部１４とを有し、画像デ
ータ取り込み部１０において撮像装置５より画像データ
を取り込み、線分検出部１１において図９（ｃ）に示す
ような多値画像より一定値に設定されたしきい値により
図９（ｄ）に示すような二値画像であるレーザスリット
光線分６を検出し、三次元計測装置１４において画像座
標系から絶対座標系へ変換し、計測部材３の位置や寸
法、形状を計測していた。
像し、画像処理装置３１内に画像データ取り込み部１０
と線分検出部１１と三次元計測部１４とを有し、画像デ
ータ取り込み部１０において撮像装置５より画像データ
を取り込み、線分検出部１１において図９（ｃ）に示す
ような多値画像より一定値に設定されたしきい値により
図９（ｄ）に示すような二値画像であるレーザスリット
光線分６を検出し、三次元計測装置１４において画像座
標系から絶対座標系へ変換し、計測部材３の位置や寸
法、形状を計測していた。
【０００４】この方法では線分検出部１１の二値化しき
い値は図１０において線分検出部１１に示すように撮像
視野２内では一定であり、図９（ｃ）に示すようにスリ
ット光線分６は計測部材３の各部や撮像視野２の位置及
び計測部材３のレーザスリット光線分６の反射率によっ
てはスリット光線分６の濃度が異なり、特に計測部材３
の垂直部は薄く、平面部は濃い場合があり、しきい値一
定では計測部材３の垂直部や平面部のスリット光線分６
を高精度に検出することは困難であった。
い値は図１０において線分検出部１１に示すように撮像
視野２内では一定であり、図９（ｃ）に示すようにスリ
ット光線分６は計測部材３の各部や撮像視野２の位置及
び計測部材３のレーザスリット光線分６の反射率によっ
てはスリット光線分６の濃度が異なり、特に計測部材３
の垂直部は薄く、平面部は濃い場合があり、しきい値一
定では計測部材３の垂直部や平面部のスリット光線分６
を高精度に検出することは困難であった。
【０００５】光切断法で高精度の計測を行うには、背景
と明確に区別出来る濃度で、できる限り幅の狭い光切断
画像（スリット光線分６）を得る必要があるが、計測部
材３の表面の反射率は部分的に異るし、レーザスリット
光源のパワー分布は図１１に示すようにガウス分布（正
規分布）をしており、計測物３と撮像装置５との距離も
異るので画像データ中の光切断画像の濃度は一様でなく
そのダイナミックレンジは一般に広い。
と明確に区別出来る濃度で、できる限り幅の狭い光切断
画像（スリット光線分６）を得る必要があるが、計測部
材３の表面の反射率は部分的に異るし、レーザスリット
光源のパワー分布は図１１に示すようにガウス分布（正
規分布）をしており、計測物３と撮像装置５との距離も
異るので画像データ中の光切断画像の濃度は一様でなく
そのダイナミックレンジは一般に広い。
【０００６】光切断画像の濃度が薄すぎると、背景の濃
度と区別しにくくなり、誤計測の原因となる。光切断画
像の濃度が濃すぎると撮像装置５においてその部分で飽
和が生じブルーミングやスミアが発生するので、光切断
画像の対応部分の濃度が明るくなるだけでなく、線幅が
太くなり計測部材３の三次元情報を正確に検出しにくく
なる。従って光切断画像の濃度はしきい値一定ではな
く、所定の濃度（出来る限り幅の狭い光切断画像）より
暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度
のスリット光線分６を検出する必要がある。
度と区別しにくくなり、誤計測の原因となる。光切断画
像の濃度が濃すぎると撮像装置５においてその部分で飽
和が生じブルーミングやスミアが発生するので、光切断
画像の対応部分の濃度が明るくなるだけでなく、線幅が
太くなり計測部材３の三次元情報を正確に検出しにくく
なる。従って光切断画像の濃度はしきい値一定ではな
く、所定の濃度（出来る限り幅の狭い光切断画像）より
暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度
のスリット光線分６を検出する必要がある。
【０００７】この課題を解決する一つの方法として特許
出願公開昭６２−２１０１１号公報にて述べられている
ように同一計測部材の同一部分についてスリット光強度
を変化させて上記撮像手段で撮られた複数の画像データ
を一時記憶する手段と上記複数の画像データの同一画素
アドレスの濃度を比較し、所定のしきい値より暗くてそ
の中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度をこの画
素アドレスの代表値として抽出する手段が考えられる
が、光源の濃度を変化させるのは安定するまでに時間
（数秒〜数１０秒）がかかるのでオンライン計測では実
用化は困難であった。
出願公開昭６２−２１０１１号公報にて述べられている
ように同一計測部材の同一部分についてスリット光強度
を変化させて上記撮像手段で撮られた複数の画像データ
を一時記憶する手段と上記複数の画像データの同一画素
アドレスの濃度を比較し、所定のしきい値より暗くてそ
の中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度をこの画
素アドレスの代表値として抽出する手段が考えられる
が、光源の濃度を変化させるのは安定するまでに時間
（数秒〜数１０秒）がかかるのでオンライン計測では実
用化は困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、計測部材３を三
次元計測する場合、計測部材３上のスリット光線分６を
求めると計測部材３の各部や撮像視野２の位置や計測部
材３のスリット光線分６の反射率によってはスリット光
線分６の濃度が異なり、一例として垂直部は薄く平面部
は濃く、しきい値一定ではスリット光線分６を検出する
ことにより計測部材３の位置や寸法、形状を高精度に計
測することはなかなか困難であった。
次元計測する場合、計測部材３上のスリット光線分６を
求めると計測部材３の各部や撮像視野２の位置や計測部
材３のスリット光線分６の反射率によってはスリット光
線分６の濃度が異なり、一例として垂直部は薄く平面部
は濃く、しきい値一定ではスリット光線分６を検出する
ことにより計測部材３の位置や寸法、形状を高精度に計
測することはなかなか困難であった。
【０００９】本発明の目的は、計測部材上のスリット光
線分の濃度が計測部材の各部や撮像視野の位置や計測部
材のスリット光の線分の反射率によって異なるため、し
きい値一定では検出しにくい場合でも、しきい値を計測
部材の各部（平面部や垂直部）や撮像視野位置によって
設定することにより及びしきい値を複数回設定し、所定
の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅の狭い部
分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しき
い値の濃度の光切断画像を抽出することにより、計測部
材の位置や寸法、形状を高精度に計測出来る三次元計測
を得ることを目的とする。
線分の濃度が計測部材の各部や撮像視野の位置や計測部
材のスリット光の線分の反射率によって異なるため、し
きい値一定では検出しにくい場合でも、しきい値を計測
部材の各部（平面部や垂直部）や撮像視野位置によって
設定することにより及びしきい値を複数回設定し、所定
の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅の狭い部
分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しき
い値の濃度の光切断画像を抽出することにより、計測部
材の位置や寸法、形状を高精度に計測出来る三次元計測
を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の三次元計測装置
は、計測物に扇状に照射するレーザスリット光を撮像装
置により撮像して三次元計測するために、画像データ取
り込み部と線分検出部、線分方向しきい値設定部、及び
三次元計測部とを備える。
は、計測物に扇状に照射するレーザスリット光を撮像装
置により撮像して三次元計測するために、画像データ取
り込み部と線分検出部、線分方向しきい値設定部、及び
三次元計測部とを備える。
【００１１】またこの発明は画像データ取り込み部、線
分検出部、撮像視野位置しきい値設定部及び三次元計測
部とを備える。
分検出部、撮像視野位置しきい値設定部及び三次元計測
部とを備える。
【００１２】この発明は画像データ取り込み部、線分制
御部、しきい値レベル設定部及び三次元計測部とを備え
る。
御部、しきい値レベル設定部及び三次元計測部とを備え
る。
【００１３】またこの発明は画像データ取り込み部、線
分検出部、線分方向しきい値設定部、撮像視野位置しき
い値設定部及び三次元計測部とを備える。
分検出部、線分方向しきい値設定部、撮像視野位置しき
い値設定部及び三次元計測部とを備える。
【００１４】この発明は画像データ取り込み部、線分制
御部、線分方向しきい値設定部、及びしきい値レベル設
定部及び三次元計測部とを備える。
御部、線分方向しきい値設定部、及びしきい値レベル設
定部及び三次元計測部とを備える。
【００１５】またこの発明は画像データ取り込み部、線
分制御部、撮像視野位置しきい値設定部、しきい値レベ
ル設定部及び三次元計測部とを備える。
分制御部、撮像視野位置しきい値設定部、しきい値レベ
ル設定部及び三次元計測部とを備える。
【００１６】
【作用】本発明は計測部材においてレーザスリット光の
光画像を撮像し、計測部材の光画像のしきい値を線分方
向によって設定し、スリット光線分を検出する。
光画像を撮像し、計測部材の光画像のしきい値を線分方
向によって設定し、スリット光線分を検出する。
【００１７】またこの発明は計測部材の光画像のしきい
値を撮像視野位置によって設定し、スリット光線分を検
出する。
値を撮像視野位置によって設定し、スリット光線分を検
出する。
【００１８】この発明は計測部材の光画像のしきい値を
複数回設定し、最低しきい値によりスリット光線分を検
出する。
複数回設定し、最低しきい値によりスリット光線分を検
出する。
【００１９】またこの発明は計測部材の光画像のしきい
値を線分方向、撮像視野位置よって設定し、スリット光
線分を検出する。
値を線分方向、撮像視野位置よって設定し、スリット光
線分を検出する。
【００２０】この発明は計測部材の光画像のしきい値を
線分方向によって、複数回設定し、最低しきい値により
スリット光線分を検出する。
線分方向によって、複数回設定し、最低しきい値により
スリット光線分を検出する。
【００２１】またこの発明は計測部材の光画像のしきい
値を撮像視野位置によって、複数回設定し、最低しきい
値によりスリット光線分を検出する。
値を撮像視野位置によって、複数回設定し、最低しきい
値によりスリット光線分を検出する。
【００２２】
実施例１．図１はこの発明の実施例を示す図で、図１に
おいてコンベア１上には、レーザスリット光線分６を照
射するレーザスリット光源４及び計測部材３を撮像する
撮像装置（１台のＣＣＤカメラを具備している）５が配
置され、画像処理装置３１内に画像データ取り込み部１
０と線分検出部１１と線分方向しきい値設定部１２と三
次元計測部１４とを有することにより、計測部材３上の
スリット光線分６の二値画像を検出し、高精度に計測部
材３の三次元位置、寸法、形状を計測する。
おいてコンベア１上には、レーザスリット光線分６を照
射するレーザスリット光源４及び計測部材３を撮像する
撮像装置（１台のＣＣＤカメラを具備している）５が配
置され、画像処理装置３１内に画像データ取り込み部１
０と線分検出部１１と線分方向しきい値設定部１２と三
次元計測部１４とを有することにより、計測部材３上の
スリット光線分６の二値画像を検出し、高精度に計測部
材３の三次元位置、寸法、形状を計測する。
【００２３】図９に示すように一般に光切断法の原理に
て計測部材３の計測部の高さがコンベア１上の基準位置
３ｄと同じ高さの時は基準線３ｆとなり、３ｄより高く
なるときは、レーザ光源４側にスリット光線分６が屈折
し、コンベア１上の撮像視野２における基準線３ｆより
遠ざかり、計測部材３の平面部及び上部端面において平
面になるときは基準線３ｆと平行になり、下がる時は基
準位置３ｄに近ずくため、レーザスリット光線分６を撮
像することにより計測部材３の位置、寸法、形状を計測
することは可能である。
て計測部材３の計測部の高さがコンベア１上の基準位置
３ｄと同じ高さの時は基準線３ｆとなり、３ｄより高く
なるときは、レーザ光源４側にスリット光線分６が屈折
し、コンベア１上の撮像視野２における基準線３ｆより
遠ざかり、計測部材３の平面部及び上部端面において平
面になるときは基準線３ｆと平行になり、下がる時は基
準位置３ｄに近ずくため、レーザスリット光線分６を撮
像することにより計測部材３の位置、寸法、形状を計測
することは可能である。
【００２４】計測部材３の各部（一例として平面部や垂
直部）の位置によってスリット光線分の濃度が異なり、
一例として計測部材３の平面部では濃度が濃く、垂直部
では薄い場合は、しきい値一定ではスリット光線分６を
高精度に検出することは困難であったが、計測部材３の
平面部及び垂直部において、スリット光線分６の方向が
変るため方向を検出することによって、しきい値を変え
ることにより、スリット光線分６を高精度に検出するこ
とは可能である。
直部）の位置によってスリット光線分の濃度が異なり、
一例として計測部材３の平面部では濃度が濃く、垂直部
では薄い場合は、しきい値一定ではスリット光線分６を
高精度に検出することは困難であったが、計測部材３の
平面部及び垂直部において、スリット光線分６の方向が
変るため方向を検出することによって、しきい値を変え
ることにより、スリット光線分６を高精度に検出するこ
とは可能である。
【００２５】図１において画像データ取り込み部１０で
は撮像装置５より画像データを得る。線分方向しきい値
設定部１２は画像データ取り込み部１０に取り込んだ画
像データよりスリット光線分６の方向を検出し、その方
向によって変わるしきい値を出力する。図９（ａ）に示
すように線分の方向は計測部材３が平面なら基準線３ｆ
と平行であり、垂直部では基準線と平行にならず、光源
４から扇状に照射するスリット光線によって定まる基準
線３ｆにある傾斜角を持つ直線となるため、前記画像デ
ータより検出した線分の方向（一例として平面部と垂直
部）によってしきい値を設定する。即ち平面部ではしき
い値を高く、垂直部では低く設定する。
は撮像装置５より画像データを得る。線分方向しきい値
設定部１２は画像データ取り込み部１０に取り込んだ画
像データよりスリット光線分６の方向を検出し、その方
向によって変わるしきい値を出力する。図９（ａ）に示
すように線分の方向は計測部材３が平面なら基準線３ｆ
と平行であり、垂直部では基準線と平行にならず、光源
４から扇状に照射するスリット光線によって定まる基準
線３ｆにある傾斜角を持つ直線となるため、前記画像デ
ータより検出した線分の方向（一例として平面部と垂直
部）によってしきい値を設定する。即ち平面部ではしき
い値を高く、垂直部では低く設定する。
【００２６】線分検出部１１は計測部材３にレーザスリ
ット光６が照射され、その照射されたスリット光線分６
から前記線分方向しきい値設定部１２にて設定された、
しきい値以上の濃度のスリット光線分６を検出する信号
処理部である。
ット光６が照射され、その照射されたスリット光線分６
から前記線分方向しきい値設定部１２にて設定された、
しきい値以上の濃度のスリット光線分６を検出する信号
処理部である。
【００２７】レーザスリット光源４は一例として暗闇に
て肉眼で検出可能なＨｅ−Ｎｅレーザ（０．６３μ
ｍ）、半導体レーザ（０．６９μｍ）を使用することに
より撮像装置５にて撮像可能である。
て肉眼で検出可能なＨｅ−Ｎｅレーザ（０．６３μ
ｍ）、半導体レーザ（０．６９μｍ）を使用することに
より撮像装置５にて撮像可能である。
【００２８】三次元計測部１４では線分検出部１１で求
めたスリット光線分６を画像座標系から絶対座標系に変
換し、計測部材３の位置や寸法、形状を計測する。画像
座標系の平面の位置は同じ位置でも計測部材３の高さに
よって変るため、計測部材３の基準位置３ｄからの高さ
をスリット光平面方程式一定、撮像装置取付高さ一定に
より測定し、計測部材３は画像座標から絶対座標に変換
される。図２（ａ），（ｂ）に一例として計測部材３と
撮像装置５の位置を示す。
めたスリット光線分６を画像座標系から絶対座標系に変
換し、計測部材３の位置や寸法、形状を計測する。画像
座標系の平面の位置は同じ位置でも計測部材３の高さに
よって変るため、計測部材３の基準位置３ｄからの高さ
をスリット光平面方程式一定、撮像装置取付高さ一定に
より測定し、計測部材３は画像座標から絶対座標に変換
される。図２（ａ），（ｂ）に一例として計測部材３と
撮像装置５の位置を示す。
【００２９】実施例２．図３はこの発明の他の実施例を
示す図で、図３において画像処理装置３１内で画像デー
タ取り込み部１０と線分検出部１１と撮像視野位置しき
い値設定部１５と三次元計測部１４とを有することによ
り、撮像視野２の位置によりしきい値を設定することに
より計測部材３の光画像を撮像し、スリット光線分６を
検出する。
示す図で、図３において画像処理装置３１内で画像デー
タ取り込み部１０と線分検出部１１と撮像視野位置しき
い値設定部１５と三次元計測部１４とを有することによ
り、撮像視野２の位置によりしきい値を設定することに
より計測部材３の光画像を撮像し、スリット光線分６を
検出する。
【００３０】図１１に示すようにレーザスリット光源４
ではパワー分布がガウス分布（正規分布）をしているた
め均一ではなく、又計測部材３と撮像装置５との距離が
異ったり、撮像視野２の位置によってはスリット光線分
６の濃度が異なり、しきい値一定では精度よくスリット
光線分６を検出することは困難なため撮像視野２の位置
によりしきい値を変えて高精度にスリット光線分６を検
出することは可能である。
ではパワー分布がガウス分布（正規分布）をしているた
め均一ではなく、又計測部材３と撮像装置５との距離が
異ったり、撮像視野２の位置によってはスリット光線分
６の濃度が異なり、しきい値一定では精度よくスリット
光線分６を検出することは困難なため撮像視野２の位置
によりしきい値を変えて高精度にスリット光線分６を検
出することは可能である。
【００３１】撮像視野位置しきい値設定部１５は撮像視
野２の位置によってしきい値を設定する。撮像装置５の
位置により一例として撮像視野２の撮像装置５に近い側
は視野角度から検出しにくいためしきい値を低く、視野
２の撮像装置５より遠い側は視野角度から検出しやすい
ため、しきい値を高くする。またスリット光線分の中央
はパワーが高いため、しきい値を高くし、両端はパワー
が低いため、しきい値を低くする。
野２の位置によってしきい値を設定する。撮像装置５の
位置により一例として撮像視野２の撮像装置５に近い側
は視野角度から検出しにくいためしきい値を低く、視野
２の撮像装置５より遠い側は視野角度から検出しやすい
ため、しきい値を高くする。またスリット光線分の中央
はパワーが高いため、しきい値を高くし、両端はパワー
が低いため、しきい値を低くする。
【００３２】従って一例として撮像視野２を３区分し、
撮像装置５に近い側はしきい値を低く、中央部では高
く、撮像装置５より遠い側では中位とする。コンベア１
と撮像視野２と計測部材３とスリット光源４と撮像装置
５と画像データ取り込み部１０と線分検出部１１と三次
元計測部１４は実施例１と同じである。
撮像装置５に近い側はしきい値を低く、中央部では高
く、撮像装置５より遠い側では中位とする。コンベア１
と撮像視野２と計測部材３とスリット光源４と撮像装置
５と画像データ取り込み部１０と線分検出部１１と三次
元計測部１４は実施例１と同じである。
【００３３】実施例３．図４はこの発明の他の実施例を
示す図で、図４において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０としきい値レベル設定部１６と線分制
御部１７と三次元制御部１４とを有することにより、計
測部材３の各部や撮像視野２の位置や計測部材３のスリ
ット光線分６の反射率によってはスリット光線分６の濃
度が異るため、スリット光線分６の一定値であるしきい
値の濃度レベルを複数回変えることにより、線分制御部
１７において計測部材３の各部（平面部、垂直部）にお
ける所定の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅
の狭い線分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち
最低しきい値濃度のスリット光線分６を抽出することに
より、スリット光線分６の濃度が、濃くても薄くても高
精度に検出可能である。
示す図で、図４において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０としきい値レベル設定部１６と線分制
御部１７と三次元制御部１４とを有することにより、計
測部材３の各部や撮像視野２の位置や計測部材３のスリ
ット光線分６の反射率によってはスリット光線分６の濃
度が異るため、スリット光線分６の一定値であるしきい
値の濃度レベルを複数回変えることにより、線分制御部
１７において計測部材３の各部（平面部、垂直部）にお
ける所定の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅
の狭い線分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち
最低しきい値濃度のスリット光線分６を抽出することに
より、スリット光線分６の濃度が、濃くても薄くても高
精度に検出可能である。
【００３４】しきい値レベル設定部１６はしきい値を複
数回設定するものであるが、回数を増やすと処理時間が
かかるため一例として高中低３レベル程度とする。（従
って処理時間０．２秒×３回＝０．６秒程度位内とな
る。）
数回設定するものであるが、回数を増やすと処理時間が
かかるため一例として高中低３レベル程度とする。（従
って処理時間０．２秒×３回＝０．６秒程度位内とな
る。）
【００３５】線分制御部１７は光画像からしきい値レベ
ルを複数回設定することにより検出された濃度レベルの
内、同一画素のアドレスの濃度と比較し所定の濃度値よ
り暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃
度をこの画素アドレスの代表値としてスリット光線分６
を抽出する信号処理部である。
ルを複数回設定することにより検出された濃度レベルの
内、同一画素のアドレスの濃度と比較し所定の濃度値よ
り暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃
度をこの画素アドレスの代表値としてスリット光線分６
を抽出する信号処理部である。
【００３６】例えば図５に示すように、しきい値レベル
を３回設定することにより３つの画像図５（ａ）（しき
い値レベル高）、図５（ｂ）（中）、図５（ｃ）（低）
を求め、この３つの画像より１つの合成画像図５（ｄ）
を得、スリット光線分６を抽出する。
を３回設定することにより３つの画像図５（ａ）（しき
い値レベル高）、図５（ｂ）（中）、図５（ｃ）（低）
を求め、この３つの画像より１つの合成画像図５（ｄ）
を得、スリット光線分６を抽出する。
【００３７】コンベア１と撮像視野２と計測部材３とレ
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と三次元計測部１４は実施例
１と同じである。
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と三次元計測部１４は実施例
１と同じである。
【００３８】実施例４．図６はこの発明の他の実施例を
示す図で、図６において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１２と撮像
視野位置しきい値設定部１５と線分検出部１１とを有す
ることにより、スリット光線分６の濃度が計測部材３の
各部や撮像視野２の位置によって異なっても、スリット
光線分６を検出することを可能とする。
示す図で、図６において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１２と撮像
視野位置しきい値設定部１５と線分検出部１１とを有す
ることにより、スリット光線分６の濃度が計測部材３の
各部や撮像視野２の位置によって異なっても、スリット
光線分６を検出することを可能とする。
【００３９】線分方向しきい値設定部１２は画像データ
取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像デー
タから図９の計測部材３に示すように計測部材３の各部
位置（一例として平面部、垂直部）によってスリット光
線分６の方向が変わることからスリット光線分６の方向
によって、しきい値を設定可能とする。さらに撮像視野
位置しきい値設定部１５は撮像視野２の位置によりスリ
ット光線分６の濃度が異ることから、撮像視野２の位置
によりしきい値を設定可能とする。
取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像デー
タから図９の計測部材３に示すように計測部材３の各部
位置（一例として平面部、垂直部）によってスリット光
線分６の方向が変わることからスリット光線分６の方向
によって、しきい値を設定可能とする。さらに撮像視野
位置しきい値設定部１５は撮像視野２の位置によりスリ
ット光線分６の濃度が異ることから、撮像視野２の位置
によりしきい値を設定可能とする。
【００４０】従って線分検出部１１において線分方向し
きい値設定部１２においては計測部材３の平面部では高
く、垂直部では低く設定し、撮像視野位置しきい値設定
部１５においては、撮像視野２を３区分し、撮像装置５
に近い側はしきい値を低く、中央部では高く、撮像装置
５より遠い側では中位のしきい値とし、図６に示すよう
に両者を接続することにより、即ち両者を相乗させるこ
とによって、しきい値レベルを変えることによりスリッ
ト光線分６を高精度に検出可能とする。
きい値設定部１２においては計測部材３の平面部では高
く、垂直部では低く設定し、撮像視野位置しきい値設定
部１５においては、撮像視野２を３区分し、撮像装置５
に近い側はしきい値を低く、中央部では高く、撮像装置
５より遠い側では中位のしきい値とし、図６に示すよう
に両者を接続することにより、即ち両者を相乗させるこ
とによって、しきい値レベルを変えることによりスリッ
ト光線分６を高精度に検出可能とする。
【００４１】コンベア１と撮像視野２と計測部材３とレ
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と線分検出部１１と線分方向
しきい値設定部１２と三次元計測部１４は実施例１と同
じである。また撮像視野位置しきい値設定部１５は実施
例２と同じである。
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と線分検出部１１と線分方向
しきい値設定部１２と三次元計測部１４は実施例１と同
じである。また撮像視野位置しきい値設定部１５は実施
例２と同じである。
【００４２】実施例５．図７はこの発明の他の実施例を
示す図で、図７において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１２としき
い値レベル設定部１６と線分制御部１７とを有すること
により、スリット光線分６の濃度が、計測部材３の各部
において異なっても、スリット光線分６を高精度に検出
することを可能とする。
示す図で、図７において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１２としき
い値レベル設定部１６と線分制御部１７とを有すること
により、スリット光線分６の濃度が、計測部材３の各部
において異なっても、スリット光線分６を高精度に検出
することを可能とする。
【００４３】計測部材３の各部の位置やさらに計測部材
３のスリット光線分６の反射率によってはスリット光線
分６の濃度が異なり、濃くなったり薄くなったりするた
め、しきい値を計測部材３の各部（平面部、垂直部）に
おいて変えるだけではスリット光線分６を高精度に検出
できないため、計測部材３の各部（平面部、垂直部）に
よるしきい値を複数回変えて所定の濃度（高精度に計測
するために出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中
で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光
線分６を抽出する必要がある。
３のスリット光線分６の反射率によってはスリット光線
分６の濃度が異なり、濃くなったり薄くなったりするた
め、しきい値を計測部材３の各部（平面部、垂直部）に
おいて変えるだけではスリット光線分６を高精度に検出
できないため、計測部材３の各部（平面部、垂直部）に
よるしきい値を複数回変えて所定の濃度（高精度に計測
するために出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中
で最も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光
線分６を抽出する必要がある。
【００４４】線分方向しきい値設定部１２は画像データ
取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像デー
タを計測部材３の各部の位置によってしきい値を設定可
能とする。
取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像デー
タを計測部材３の各部の位置によってしきい値を設定可
能とする。
【００４５】線分制御部１７は線分方向によりしきい値
を、即ち計測部材３の平面部では、しきい値を高く、垂
直部ではしきい値を低くし複数回（一例として高中低の
３回）設定することにより所定の濃度（高精度に計測す
るため出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中で最
も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光線分
６を抽出可能とする。
を、即ち計測部材３の平面部では、しきい値を高く、垂
直部ではしきい値を低くし複数回（一例として高中低の
３回）設定することにより所定の濃度（高精度に計測す
るため出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中で最
も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光線分
６を抽出可能とする。
【００４６】コンベア１と撮像視野２と計測部材３とレ
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１
２と三次元計測部１４は実施例１と同じである。またし
きい値レベル設定部１６と線分制御部１７は実施例３と
同じである。
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光線分６と
画像データ取り込み部１０と線分方向しきい値設定部１
２と三次元計測部１４は実施例１と同じである。またし
きい値レベル設定部１６と線分制御部１７は実施例３と
同じである。
【００４７】実施例６．図８はこの発明の他の実施例を
示す図で、図８において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と、しきい値レベル設定部１６と撮像
視野位置しきい値設定部１５と線分制御部１７とを有す
ることにより、スリット光線分６の濃度が撮像視野２の
位置において異なっても、スリット光線分６を検出する
ことを可能とする。
示す図で、図８において画像処理装置３１内に画像デー
タ取り込み部１０と、しきい値レベル設定部１６と撮像
視野位置しきい値設定部１５と線分制御部１７とを有す
ることにより、スリット光線分６の濃度が撮像視野２の
位置において異なっても、スリット光線分６を検出する
ことを可能とする。
【００４８】撮像視野位置しきい値設定部１５は画像デ
ータ取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像
データを計測部材３の撮像視野２の位置によってしきい
値を設定可能とする。
ータ取り込み部１０にて撮像装置５より取り込んだ画像
データを計測部材３の撮像視野２の位置によってしきい
値を設定可能とする。
【００４９】計測部材３の撮像視野２の位置や計測部材
３のスリット光６の反射率によってはスリット光線分６
の濃度が異なり、濃度が濃くなったり薄くなったりし
て、しきい値一定ではスリット光線分６が検出できない
ため撮像視野位置しきい値設定部１５により計測部材３
の撮像視野２の位置によって、しきい値を複数回変えて
所定の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅の狭
い線分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低
しきい値濃度のスリット光線分を抽出する必要がある。
３のスリット光６の反射率によってはスリット光線分６
の濃度が異なり、濃度が濃くなったり薄くなったりし
て、しきい値一定ではスリット光線分６が検出できない
ため撮像視野位置しきい値設定部１５により計測部材３
の撮像視野２の位置によって、しきい値を複数回変えて
所定の濃度（高精度に計測するために出来る限り幅の狭
い線分）より暗くてその中で最も明るい濃度、即ち最低
しきい値濃度のスリット光線分を抽出する必要がある。
【００５０】線分制御部１７は撮像視野２の位置により
しきい値を即ち撮像視野を３区分し、撮像装置５に近い
側はしきい値を低く、中央部では高く、撮像装置５より
遠い側では中位とし、複数回（一例として高中低の３
回）設定することにより所定の濃度（高精度に計測する
ために出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中で最
も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光線分
６を抽出可能とする。
しきい値を即ち撮像視野を３区分し、撮像装置５に近い
側はしきい値を低く、中央部では高く、撮像装置５より
遠い側では中位とし、複数回（一例として高中低の３
回）設定することにより所定の濃度（高精度に計測する
ために出来る限り幅の狭い線分）より暗くてその中で最
も明るい濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光線分
６を抽出可能とする。
【００５１】コンベア１と撮像視野２と計測部材３とレ
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光源６と画
像データ取り込み部１０と撮像視野位置しきい値設定部
１５と三次元計測部１４は実施例２と同じである。また
しきい値レベル設定部１６と線分制御部１７は実施例３
と同じである。
ーザスリット光源４と撮像装置５とスリット光源６と画
像データ取り込み部１０と撮像視野位置しきい値設定部
１５と三次元計測部１４は実施例２と同じである。また
しきい値レベル設定部１６と線分制御部１７は実施例３
と同じである。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明装置によれ
ば、レーザスリット光を計測対象となる計測部材の斜め
上方より当てて、計測部材や撮像装置の位置や計測部材
のスリット光の反射率によってスリット光線分の濃度が
異なっても、光画像の２値化しきい値を線分の方向によ
り設定し、スリット光線分を検出可能とする。
ば、レーザスリット光を計測対象となる計測部材の斜め
上方より当てて、計測部材や撮像装置の位置や計測部材
のスリット光の反射率によってスリット光線分の濃度が
異なっても、光画像の２値化しきい値を線分の方向によ
り設定し、スリット光線分を検出可能とする。
【００５３】またこの発明は光画像の２値化しきい値を
撮像視野の位置により設定し、スリット光線分を検出可
能とする。
撮像視野の位置により設定し、スリット光線分を検出可
能とする。
【００５４】この発明は光画像の２値化しきい値を複数
回設定し、スリット光線分を検出可能とする。
回設定し、スリット光線分を検出可能とする。
【００５５】またこの発明は光画像の２値化しきい値を
線分の方向と撮像視野の位置により設定し、スリット光
線分を検出可能とする。
線分の方向と撮像視野の位置により設定し、スリット光
線分を検出可能とする。
【００５６】この発明は光画像の２値化しきい値を線分
の方向により複数回設定してスリット光線分を検出可能
とする。
の方向により複数回設定してスリット光線分を検出可能
とする。
【００５７】またこの発明は光画像の２値化しきい値を
撮像視野位置により複数回設定し、スリット光線分を検
出可能とする。
撮像視野位置により複数回設定し、スリット光線分を検
出可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】 本発明の撮像視野、撮像装置、レーザ光源の
配置を示す図である。
配置を示す図である。
【図３】 本発明の実施例２の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図４】 本発明の実施例３の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】 本発明の実施例３のしきい値変化の画像及び
合成画像を示す図である。
合成画像を示す図である。
【図６】 本発明の実施例４の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図７】 本発明の実施例５の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図８】 本発明の実施例６の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図９】 計測部材及び光画像例を示す図である。
【図１０】 従来の三次元計測装置を示す図である。
【図１１】 レーザ光源のレーザパワー特性を示す図で
ある。
ある。
１ 搬送コンベア、２ 撮像視野、３ 計測部材、４
レーザスリット光源、５ 撮像装置、６ レーザスリッ
ト光線分、１０ 画像データ取り込み部、１１線分検出
部、１２ 線分方向しきい値設定部、１４ 三次元計測
部、１５ 撮像視野位置しきい値設定部、１６ しきい
値レベル設定部、１７ 線分制御部、３１ 画像処理装
置。
レーザスリット光源、５ 撮像装置、６ レーザスリッ
ト光線分、１０ 画像データ取り込み部、１１線分検出
部、１２ 線分方向しきい値設定部、１４ 三次元計測
部、１５ 撮像視野位置しきい値設定部、１６ しきい
値レベル設定部、１７ 線分制御部、３１ 画像処理装
置。
Claims (6)
- 【請求項１】 計測対象となる計測部材が配置される撮
像視野の斜め上方よりレーザスリット光を照射するレー
ザスリット光源と、前記計測部材の画像を撮像する撮像
装置と、前記撮像装置より画像データを取り込む画像デ
ータ取り込み部と、前記計測部材の画像データであるス
リット光線分の二値化しきい値を前記画像データである
スリット光線分の方向によって設定する線分方向しきい
値設定部と、前記画像データ取り込み部より得られた画
像データより前記線分方向しきい値設定部の出力により
前記スリット光線分の二値画像を検出する線分検出部
と、前記線分検出部の出力により前記計測部材の三次元
計測を行う三次元計測部とを具備したことを特徴とする
三次元計測装置。 - 【請求項２】 計測対象となる計測部材が配置される撮
像視野の斜め上方よりレーザスリット光を照射するレー
ザスリット光源と、前記計測部材の画像を撮像する撮像
装置と、前記撮像装置より画像データを取り込む画像デ
ータ取り込み部と、前記計測部材の画像データであるス
リット光線分の二値化しきい値を前記計測部材の撮像位
置によって設定する撮像視野位置しきい値設定部と、前
記画像データ取り込み部より得られた画像データより前
記撮像視野位置しきい値設定部の出力により前記スリッ
ト光線分の二値画像を検出する線分検出部と、前記線分
検出部の出力により前記計測部材の三次元計測を行う三
次元計測部とを具備したことを特徴とする三次元計測装
置。 - 【請求項３】 計測対象となる計測部材が配置される撮
像視野の斜め上方よりレーザスリット光を照射するレー
ザスリット光源と、前記計測部材の画像を撮像する撮像
装置と、前記撮像装置より画像データを取り込む画像デ
ータ取り込み部と、前記計測部材の画像データであるス
リット光の線分の二値化しきい値を複数回設定可能とす
るしきい値レベル設定部と、前記画像データ取り込み部
より得られた画像データより前記しきい値レベル設定部
の出力により所定の濃度より暗くてその中で最も明るい
濃度、即ち最低しきい値濃度のスリット光線分を抽出す
る線分制御部と、前記線分制御部の出力により前記計測
部材の三次元計測を行う三次元計測部とを具備したこと
を特徴とする三次元計測装置。 - 【請求項４】 計測対象となる計測部材の画像データで
あるスリット光線分の二値化しきい値を前記計測部材の
撮像位置によって設定し、線分方向しきい値設定部へ出
力する撮像視野位置しきい値設定部を具備したことを特
徴とする請求項１記載の三次元計測装置。 - 【請求項５】 計測対象となる計測部材の画像データで
あるスリット光線分の二値化しきい値を前記計測部材の
スリット光線分の方向によって設定する線分方向しきい
値設定部を具備したことを特徴とする請求項３記載の三
次元計測装置。 - 【請求項６】 計測対象となる計測部材の画像データで
あるスリット光線分の二値化しきい値を前記計測部材の
撮像位置によって設定する撮像視野位置しきい値設定部
を具備したことを特徴とする請求項３記載の三次元計測
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21583494A JPH0875425A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 三次元計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21583494A JPH0875425A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 三次元計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875425A true JPH0875425A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16679043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21583494A Pending JPH0875425A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 三次元計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875425A (ja) |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP21583494A patent/JPH0875425A/ja active Pending
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