JPH0886616A - ３次元画像計測方法及び装置 - Google Patents
３次元画像計測方法及び装置Info
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- JPH0886616A JPH0886616A JP6248680A JP24868094A JPH0886616A JP H0886616 A JPH0886616 A JP H0886616A JP 6248680 A JP6248680 A JP 6248680A JP 24868094 A JP24868094 A JP 24868094A JP H0886616 A JPH0886616 A JP H0886616A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 39
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- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スリット光を照射した計測物体の撮像回数が
減り識別処理時間の短縮が図れるとともに、走査方法が
回転のためスリット光の平行走査時のスリット光と同一
方向の識別精度低下の改善が得られる３次元画像計測方
法及び装置を提供する。 【構成】 ３次元の計測物体１に交差する複数スリット
光例えば十字スリット光２を照射するレーザー３と、十
字スリット光２を発するレーザーヘッド４を交差点付近
を中心の回転及び上下左右の平行移動が可能に装架した
レーザーヘッド架台５と、交差する十字スリット光２が
照射されている計測物体１を撮像するＣＣＤカメラ６
と、ＣＣＤカメラ６で撮像された画像信号１０を処理す
る画像処理部８及びレーザーヘッド４の作動を制御する
レーザーヘッド制御部９を内蔵したコンピューター７と
を具えている。
減り識別処理時間の短縮が図れるとともに、走査方法が
回転のためスリット光の平行走査時のスリット光と同一
方向の識別精度低下の改善が得られる３次元画像計測方
法及び装置を提供する。 【構成】 ３次元の計測物体１に交差する複数スリット
光例えば十字スリット光２を照射するレーザー３と、十
字スリット光２を発するレーザーヘッド４を交差点付近
を中心の回転及び上下左右の平行移動が可能に装架した
レーザーヘッド架台５と、交差する十字スリット光２が
照射されている計測物体１を撮像するＣＣＤカメラ６
と、ＣＣＤカメラ６で撮像された画像信号１０を処理す
る画像処理部８及びレーザーヘッド４の作動を制御する
レーザーヘッド制御部９を内蔵したコンピューター７と
を具えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理により３次元
物体の位置及び形状を計測する３次元画像計測方法及び
装置に関する。
物体の位置及び形状を計測する３次元画像計測方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スリット光投影法を用いて３次元
物体の位置，形状等を計測する方法としては、図５，図
６模式図のような方法が知られており、図５はスリット
光源２０からの１本のスリット光２１を３次元の計測物
体１に照射する方法で、計測物体１の形状を識別するた
めにスリット光２１を一定間隔で左右に走査させるもの
であり、図６は＃１スリット光源２０ａ，＃２スリット
光源２０ｂの２つの光源を用いて２本の直交する＃１ス
リット光２１ａ，＃２スリット光２１ｂを照射する方法
で、この方法では２本のスリット光２１ａ，２１ｂは走
査させない。
物体の位置，形状等を計測する方法としては、図５，図
６模式図のような方法が知られており、図５はスリット
光源２０からの１本のスリット光２１を３次元の計測物
体１に照射する方法で、計測物体１の形状を識別するた
めにスリット光２１を一定間隔で左右に走査させるもの
であり、図６は＃１スリット光源２０ａ，＃２スリット
光源２０ｂの２つの光源を用いて２本の直交する＃１ス
リット光２１ａ，＃２スリット光２１ｂを照射する方法
で、この方法では２本のスリット光２１ａ，２１ｂは走
査させない。
【０００３】しかしながら、図５に示す方法では、１本
のスリット光２１を計測物体１に投影することで物体面
上の切断線像が得られ、この投影像を横方向に少しずつ
走査させることで３次元形状データを得て計測物体１の
形状を識別することができるが、あくまで１回の撮像で
物体面上の１本の切断線データしか得られないため、計
測物体１全体の形状データを得るにはかなりの処理時間
を要し、更に物体面の大きさにより撮像回数が変わるた
め、撮像回数の制御が必要になるとともに、スリット光
と同一方向の計測物体の輪郭線は、スリット光が走査時
に輪郭線上に来ないと検出できないためにスリット光と
同一方向の物体形状の識別精度が落ちる。また図６に示
す方法は、形状識別処理においてスリット光２１ａ，２
１ｂは後の明暗画像による物体面の輪郭の線分化（物体
面の識別）のための物体面付近の小領域切り出しに使用
しているのみであり、スリット光の切断線データを直接
形状識別処理に使用しているわけではない。従ってこの
方法では、物体面の識別つまり形状識別において予め物
体面の頂点数等の情報が必要であり、特定形状の計測物
体の識別しか行えず、更に２つのスリット光源２０ａ，
２０ｂを使用しているため、十字スリット光の投影位置
の位置合わせに光源が１つの場合に比べて手間がかか
る。
のスリット光２１を計測物体１に投影することで物体面
上の切断線像が得られ、この投影像を横方向に少しずつ
走査させることで３次元形状データを得て計測物体１の
形状を識別することができるが、あくまで１回の撮像で
物体面上の１本の切断線データしか得られないため、計
測物体１全体の形状データを得るにはかなりの処理時間
を要し、更に物体面の大きさにより撮像回数が変わるた
め、撮像回数の制御が必要になるとともに、スリット光
と同一方向の計測物体の輪郭線は、スリット光が走査時
に輪郭線上に来ないと検出できないためにスリット光と
同一方向の物体形状の識別精度が落ちる。また図６に示
す方法は、形状識別処理においてスリット光２１ａ，２
１ｂは後の明暗画像による物体面の輪郭の線分化（物体
面の識別）のための物体面付近の小領域切り出しに使用
しているのみであり、スリット光の切断線データを直接
形状識別処理に使用しているわけではない。従ってこの
方法では、物体面の識別つまり形状識別において予め物
体面の頂点数等の情報が必要であり、特定形状の計測物
体の識別しか行えず、更に２つのスリット光源２０ａ，
２０ｂを使用しているため、十字スリット光の投影位置
の位置合わせに光源が１つの場合に比べて手間がかか
る。
【０００４】
【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、従来の１本のスリット
光を使用したスリット光投影法に比べてスリット光を照
射した計測物体の撮像回数が減り、識別処理時間の短縮
が図れるとともに、回転中心となる交差点が計測物体の
輪郭線上にのらない限り、スリット光の方向による形状
識別の精度低下が改善される３次元画像計測方法及び装
置を提供することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、従来の１本のスリット
光を使用したスリット光投影法に比べてスリット光を照
射した計測物体の撮像回数が減り、識別処理時間の短縮
が図れるとともに、回転中心となる交差点が計測物体の
輪郭線上にのらない限り、スリット光の方向による形状
識別の精度低下が改善される３次元画像計測方法及び装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、レ
ーザーによるスリット光を複数交差させ、これを３次元
の計測物体に照射するとともに次の照射では交差点付近
を中心に複数スリット光を回転させ、計測物体の前回と
は違う位置に照射していき、計測物体上に照射された複
数スリット光によりできる切断線をカメラで各回転毎に
撮像して切断線データにより計測物体の位置，形状を識
別することと、３次元の計測物体に交差する複数のスリ
ット光を照射するレーザーと、上記スリット光を発する
レーザーヘッドを交差点付近を中心の回転及び上下左右
の平行移動が可能に装架したレーザーヘッド架台と、上
記スリット光が照射されている計測物体を撮像するカメ
ラと、上記カメラで撮像された画像信号を処理する画像
処理部及び上記レーザーヘッドの作動を制御するレーザ
ーヘッド制御部を内蔵したコンピューターとを具えたこ
ととを、それぞれ特徴とする。
ーザーによるスリット光を複数交差させ、これを３次元
の計測物体に照射するとともに次の照射では交差点付近
を中心に複数スリット光を回転させ、計測物体の前回と
は違う位置に照射していき、計測物体上に照射された複
数スリット光によりできる切断線をカメラで各回転毎に
撮像して切断線データにより計測物体の位置，形状を識
別することと、３次元の計測物体に交差する複数のスリ
ット光を照射するレーザーと、上記スリット光を発する
レーザーヘッドを交差点付近を中心の回転及び上下左右
の平行移動が可能に装架したレーザーヘッド架台と、上
記スリット光が照射されている計測物体を撮像するカメ
ラと、上記カメラで撮像された画像信号を処理する画像
処理部及び上記レーザーヘッドの作動を制御するレーザ
ーヘッド制御部を内蔵したコンピューターとを具えたこ
ととを、それぞれ特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明３次元画像計測方法においては、３次元
の計測物体に交差する複数のスリット光を照射するので
１回の撮像で複数の切断線データを得られるため、全体
の形状データを得るのに１本のスリット光を投影する場
合に比べて少ない撮像回数ですむ。従って識別処理を行
う時間が大幅に短縮される。また走査方法が回転のた
め、スリット光の平行走査時のスリット光と同一方向の
識別精度低下の改善が得られる。なおスリット光の光源
が１つのため投影位置の設定が容易である。
の計測物体に交差する複数のスリット光を照射するので
１回の撮像で複数の切断線データを得られるため、全体
の形状データを得るのに１本のスリット光を投影する場
合に比べて少ない撮像回数ですむ。従って識別処理を行
う時間が大幅に短縮される。また走査方法が回転のた
め、スリット光の平行走査時のスリット光と同一方向の
識別精度低下の改善が得られる。なおスリット光の光源
が１つのため投影位置の設定が容易である。
【０００７】
【実施例】本発明３次元画像計測方法及び装置の一実施
例を図面について説明すると、図１は本方法を実施する
装置の模式図、図２は本装置の動作の際に使用する三角
測量の原理図、図３は本装置の動作を説明する概念図、
図４は画像処理部のフローチャートである。図１におい
て、３次元の計測物体１に十字スリット光２を照射する
レーザー３のレーザーヘッド４は、十字スリット光２が
照射できるものを使用し、レーザーヘッド架台５に十字
の交点を中心に９０°程度の十字スリット光回転角θだ
け回転できるとともに、十字の交点が上下左右に適宜距
離移動できるように装架されている。このレーザーヘッ
ド架台５の傍には十字スリット光２が照射されている計
測物体１を撮像するＣＣＤカメラ６が設置されている。
更にレーザーヘッド架台５及びＣＣＤカメラ６に連結さ
れるコンピューター７が配置され、その内部には、ＣＣ
Ｄカメラ６から画像信号１０を受け計測物体１の位置や
形状を計測する画像処理部８と、レーザーヘッド架台５
へ一定角度の間隔で回転させるための回転制御信号１１
を送るレーザーヘッド制御部９が内蔵されている。
例を図面について説明すると、図１は本方法を実施する
装置の模式図、図２は本装置の動作の際に使用する三角
測量の原理図、図３は本装置の動作を説明する概念図、
図４は画像処理部のフローチャートである。図１におい
て、３次元の計測物体１に十字スリット光２を照射する
レーザー３のレーザーヘッド４は、十字スリット光２が
照射できるものを使用し、レーザーヘッド架台５に十字
の交点を中心に９０°程度の十字スリット光回転角θだ
け回転できるとともに、十字の交点が上下左右に適宜距
離移動できるように装架されている。このレーザーヘッ
ド架台５の傍には十字スリット光２が照射されている計
測物体１を撮像するＣＣＤカメラ６が設置されている。
更にレーザーヘッド架台５及びＣＣＤカメラ６に連結さ
れるコンピューター７が配置され、その内部には、ＣＣ
Ｄカメラ６から画像信号１０を受け計測物体１の位置や
形状を計測する画像処理部８と、レーザーヘッド架台５
へ一定角度の間隔で回転させるための回転制御信号１１
を送るレーザーヘッド制御部９が内蔵されている。
【０００８】このような装置において、レーザーヘッド
４から十字スリット光２を計測物体１に照射し最初の照
射位置を基準位置とし、レーザーヘッド制御部９によっ
て例えば５°おきのような一定角度の間隔で基準位置か
ら９０°までレーザーヘッド４を回転させ、各角度にお
いて十字スリット光２が照射されている計測物体１をＣ
ＣＤカメラ６で撮像し、画像信号１０を画像処理部８へ
送ると、画像処理部８はカメラパラメーター及び変換マ
トリックスを用いる３次元画像計測方法により計測物体
１の位置や形状を識別する。
４から十字スリット光２を計測物体１に照射し最初の照
射位置を基準位置とし、レーザーヘッド制御部９によっ
て例えば５°おきのような一定角度の間隔で基準位置か
ら９０°までレーザーヘッド４を回転させ、各角度にお
いて十字スリット光２が照射されている計測物体１をＣ
ＣＤカメラ６で撮像し、画像信号１０を画像処理部８へ
送ると、画像処理部８はカメラパラメーター及び変換マ
トリックスを用いる３次元画像計測方法により計測物体
１の位置や形状を識別する。
【０００９】以下に図２〜図４により３次元画像計測の
動作を説明する。まず前提条件について述べると、一
部、三角測量の原理を用いて計測物体１の３次元座標位
置を求めるため、図２に示すように、ＣＣＤカメラ６の
レンズ１５とレーザーヘッド４の先端中心部が３次元絶
対座標系のｘ軸上にくるように設置する。更にＣＣＤカ
メラ６の撮像面１４は、図２のようにｘ−ｙ平面に平行
になるようにする。（設置したＣＣＤカメラ６のカメラ
パラメータを求めれば、実際に平行でなくても平行にな
るよう補正できる。）またレーザーヘッド４の角度θｂ
（レーザーの光軸のｘ−ｙ平面への投影とｘ軸のなす
角）の値は、ｙ軸方向を中心に回転させても常に分かる
ものとし、レーザーヘッド４から照射される十字スリッ
ト光２の初期状態は常に１本のスリット光（縦スリット
光）がｙ軸に平行とする。計測物体１は、構成する面に
曲面はないものに限定する。即ち計測物体１の輪郭線は
全て直線である。
動作を説明する。まず前提条件について述べると、一
部、三角測量の原理を用いて計測物体１の３次元座標位
置を求めるため、図２に示すように、ＣＣＤカメラ６の
レンズ１５とレーザーヘッド４の先端中心部が３次元絶
対座標系のｘ軸上にくるように設置する。更にＣＣＤカ
メラ６の撮像面１４は、図２のようにｘ−ｙ平面に平行
になるようにする。（設置したＣＣＤカメラ６のカメラ
パラメータを求めれば、実際に平行でなくても平行にな
るよう補正できる。）またレーザーヘッド４の角度θｂ
（レーザーの光軸のｘ−ｙ平面への投影とｘ軸のなす
角）の値は、ｙ軸方向を中心に回転させても常に分かる
ものとし、レーザーヘッド４から照射される十字スリッ
ト光２の初期状態は常に１本のスリット光（縦スリット
光）がｙ軸に平行とする。計測物体１は、構成する面に
曲面はないものに限定する。即ち計測物体１の輪郭線は
全て直線である。
【００１０】次に図３により３次元画像計測処理の手順
を述べる。まず計測物体１の１面（図３の物体中心照射
面１−１）に十字スリット光を照射し、図２の三角測量
の原理を用いて十字光の中心点１２−１の３次元座標位
置を求める。３次元位置は、十字光中心点の撮像面上の
２次元座標位置（ｘ′，ｙ′）を求め、図２の式（１−
１）〜（１−５）により決定される。この後、十字光の
中心位置を３次元座標系のｘ−ｙ平面と平行を保ち移動
させる（図２θｂ方向の回転）。但し移動後の中心点も
必ず同一平面上にあるようにする。移動後、同様に三角
測量の原理を用いて、十字光の中心点１２−２及び縦ス
リット光と物体中心照射面１−１の輪郭線との交点１３
−１，１３−２の３次元座標位置を求める。更に物体中
心照射面１−１の上あるいは下に隣接する面（図３では
隣接面１−３）の他端輪郭線と縦スリット光との交点
（図３での１３−５）が撮像面上で識別できたら、同様
にこの点の３次元座標位置も求めておく。上記のように
物体中心照射面上の点（１２−１，１２−２，１３−
１，１３−２）の３次元座標位置が求められたので式
（２−１）を用いて、この平面の平面方程式を求める。 Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃｚ＋Ｄ＝０ ・・・式（２−１） これと同時に、横スリット光と物体中心照射面あるいは
隣接面（図２の１−２）の輪郭線との交点（図３の１３
−３，１３−４あるいは１３−６）の撮像面上の２次元
座標位置も後の処理のために格納しておく。次に十字ス
リット光の中心点を中心に一定角度θずつ回転させ、十
字スリット光と物体中心照射面及び全隣接面の輪郭線と
の交点の２次元座標位置（撮像面上）を格納し、回転角
の総和が９０°になるまでこの操作を繰り返す。
を述べる。まず計測物体１の１面（図３の物体中心照射
面１−１）に十字スリット光を照射し、図２の三角測量
の原理を用いて十字光の中心点１２−１の３次元座標位
置を求める。３次元位置は、十字光中心点の撮像面上の
２次元座標位置（ｘ′，ｙ′）を求め、図２の式（１−
１）〜（１−５）により決定される。この後、十字光の
中心位置を３次元座標系のｘ−ｙ平面と平行を保ち移動
させる（図２θｂ方向の回転）。但し移動後の中心点も
必ず同一平面上にあるようにする。移動後、同様に三角
測量の原理を用いて、十字光の中心点１２−２及び縦ス
リット光と物体中心照射面１−１の輪郭線との交点１３
−１，１３−２の３次元座標位置を求める。更に物体中
心照射面１−１の上あるいは下に隣接する面（図３では
隣接面１−３）の他端輪郭線と縦スリット光との交点
（図３での１３−５）が撮像面上で識別できたら、同様
にこの点の３次元座標位置も求めておく。上記のように
物体中心照射面上の点（１２−１，１２−２，１３−
１，１３−２）の３次元座標位置が求められたので式
（２−１）を用いて、この平面の平面方程式を求める。 Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃｚ＋Ｄ＝０ ・・・式（２−１） これと同時に、横スリット光と物体中心照射面あるいは
隣接面（図２の１−２）の輪郭線との交点（図３の１３
−３，１３−４あるいは１３−６）の撮像面上の２次元
座標位置も後の処理のために格納しておく。次に十字ス
リット光の中心点を中心に一定角度θずつ回転させ、十
字スリット光と物体中心照射面及び全隣接面の輪郭線と
の交点の２次元座標位置（撮像面上）を格納し、回転角
の総和が９０°になるまでこの操作を繰り返す。
【００１１】上の操作が終わると、図３の１３−１及び
１３−２を除く物体中心照射面の輪郭線と十字光の交点
（格納した全交点）の３次元座標位置を下記のように求
めていく。三角測量の原理が初期状態の縦スリット光上
の点の位置を算出するときしか使用できないのは、式
（１−１）〜（１−３）のθｂが不明であるためであ
る。しかし、すでに算出してある物体中心照射面の平面
方程式（２−１）に式（１−１）〜式（１−３）を代入
し、更に交点の２次元座標位置（ｘ′ｐ，ｙ′ｐ）を代
入すればθｂが求まる。θｂを再び式（１−１）〜式
（１−３）に代入すれば、各交点の３次元座標位置が算
出される。（θａとφａは式（１−４）と式（１−５）
から求まる。）
１３−２を除く物体中心照射面の輪郭線と十字光の交点
（格納した全交点）の３次元座標位置を下記のように求
めていく。三角測量の原理が初期状態の縦スリット光上
の点の位置を算出するときしか使用できないのは、式
（１−１）〜（１−３）のθｂが不明であるためであ
る。しかし、すでに算出してある物体中心照射面の平面
方程式（２−１）に式（１−１）〜式（１−３）を代入
し、更に交点の２次元座標位置（ｘ′ｐ，ｙ′ｐ）を代
入すればθｂが求まる。θｂを再び式（１−１）〜式
（１−３）に代入すれば、各交点の３次元座標位置が算
出される。（θａとφａは式（１−４）と式（１−５）
から求まる。）
【００１２】交点の３次元位置の算出により、物体中心
照射面の輪郭線の３次元空間上の直線方程式を求める。
物体中心照射面（図３中１−１）の輪郭線の直線方程式
と、隣接面上の輪郭線（物体中心照射面と共有する輪郭
線以外）とスリット光の交点（例：図３中１３−６）の
２次元座標位置を用いて以下の方法により各交点の３次
元座標位置を算出する。求めた物体中心照射面の輪郭線
の直線方程式を （ｘ−ｘ０）／Ｌ＝（ｙ−ｙ０）／Ｍ＝（ｚ−ｚ０）／Ｎ ・・・式（２−２） （ｘ０，ｙ０，ｚ０，Ｌ，Ｍ，Ｎは計算済み） とする。また輪郭線上の交点（図３中１３−６）の座標
を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と仮定すると、隣接面の平面方
程式は下式のようにおける。 Ａ（ｘ−ｘ１）＋Ｂ（ｙ−ｙ１）＋Ｃ（ｚ−ｚ１）＝０ ・・・式（２−３） 式（２−２）は式（２−３）上にあるため、以下の２式
が得られる。 Ａ・Ｌ＋Ｂ・Ｍ＋Ｃ・Ｎ＝０ ・・・式（２−４） （∵直線の方向べクトル⊥平面の法線べクトル） Ａ（ｘ０−ｘ１）＋Ｂ（ｙ０−ｙ１）＋Ｃ（ｚ０−ｚ１）＝０ ・・・式（２−５） （∵直線上の点（ｘ０，ｙ０，ｚ０）は平面上にある） 式（２−３），式（２−４），式（２−５）の３式から
Ａ，Ｂ，Ｃを消去すると式（２−８）が得られる。 Ｆａ・ｘ＋Ｆｂ・ｙ＋Ｆｃ・ｚ＋Ｆｄ＝０ ・・・式（２−８） （Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄはｘ１，ｙ１，ｚ１の関数） ｘ１，ｙ１，ｚ１はまた式（１−１）〜（１−３）で表
わされるため、これらを式（２−８）に代入し、更に式
（２−２）の直線上の（ｘ０，ｙ０，ｚ０）以外の点を
代入すると式（２−８）はθｂのみの式で表わされるか
ら、θｂを解けばこの交点の３次元座標位置（ｘ１，ｙ
１，ｚ１）が求まる。同様にして隣接面上の全交点の３
次元座標が求まる。他の隣接面についても上記と同様の
方法で輪郭線とスリット光の交点の３次元座標位置が求
まり、計測物体の形状及び位置を識別することができ
る。
照射面の輪郭線の３次元空間上の直線方程式を求める。
物体中心照射面（図３中１−１）の輪郭線の直線方程式
と、隣接面上の輪郭線（物体中心照射面と共有する輪郭
線以外）とスリット光の交点（例：図３中１３−６）の
２次元座標位置を用いて以下の方法により各交点の３次
元座標位置を算出する。求めた物体中心照射面の輪郭線
の直線方程式を （ｘ−ｘ０）／Ｌ＝（ｙ−ｙ０）／Ｍ＝（ｚ−ｚ０）／Ｎ ・・・式（２−２） （ｘ０，ｙ０，ｚ０，Ｌ，Ｍ，Ｎは計算済み） とする。また輪郭線上の交点（図３中１３−６）の座標
を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と仮定すると、隣接面の平面方
程式は下式のようにおける。 Ａ（ｘ−ｘ１）＋Ｂ（ｙ−ｙ１）＋Ｃ（ｚ−ｚ１）＝０ ・・・式（２−３） 式（２−２）は式（２−３）上にあるため、以下の２式
が得られる。 Ａ・Ｌ＋Ｂ・Ｍ＋Ｃ・Ｎ＝０ ・・・式（２−４） （∵直線の方向べクトル⊥平面の法線べクトル） Ａ（ｘ０−ｘ１）＋Ｂ（ｙ０−ｙ１）＋Ｃ（ｚ０−ｚ１）＝０ ・・・式（２−５） （∵直線上の点（ｘ０，ｙ０，ｚ０）は平面上にある） 式（２−３），式（２−４），式（２−５）の３式から
Ａ，Ｂ，Ｃを消去すると式（２−８）が得られる。 Ｆａ・ｘ＋Ｆｂ・ｙ＋Ｆｃ・ｚ＋Ｆｄ＝０ ・・・式（２−８） （Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄはｘ１，ｙ１，ｚ１の関数） ｘ１，ｙ１，ｚ１はまた式（１−１）〜（１−３）で表
わされるため、これらを式（２−８）に代入し、更に式
（２−２）の直線上の（ｘ０，ｙ０，ｚ０）以外の点を
代入すると式（２−８）はθｂのみの式で表わされるか
ら、θｂを解けばこの交点の３次元座標位置（ｘ１，ｙ
１，ｚ１）が求まる。同様にして隣接面上の全交点の３
次元座標が求まる。他の隣接面についても上記と同様の
方法で輪郭線とスリット光の交点の３次元座標位置が求
まり、計測物体の形状及び位置を識別することができ
る。
【００１３】
【発明の効果】要するに本発明によれば、レーザーによ
るスリット光を複数交差させ、これを３次元の計測物体
に照射するとともに次の照射では交差点付近を中心に複
数スリット光を回転させ、計測物体の前回とは違う位置
に照射していき、計測物体上に照射された複数スリット
光によりできる切断線をカメラで各回転毎に撮像して切
断線データにより計測物体の位置，形状を識別すること
と、３次元の計測物体に交差する複数のスリット光を照
射するレーザーと、上記スリット光を発するレーザーヘ
ッドを交差点付近を中心の回転及び上下左右の平行移動
が可能に装架したレーザーヘッド架台と、上記スリット
光が照射されている計測物体を撮像するカメラと、上記
カメラで撮像された画像信号を処理する画像処理部及び
上記レーザーヘッドの作動を制御するレーザーヘッド制
御部を内蔵したコンピューターとを具えたこととによ
り、従来の１本のスリット光を使用したスリット光投影
法に比べてスリット光を照射した計測物体の撮像回数が
減り、識別処理時間の短縮が図れるとともに、回転中心
となる交差点が計測物体の輪郭線上にのらない限り、ス
リット光の方向による形状識別の精度低下が改善される
３次元画像計測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。
るスリット光を複数交差させ、これを３次元の計測物体
に照射するとともに次の照射では交差点付近を中心に複
数スリット光を回転させ、計測物体の前回とは違う位置
に照射していき、計測物体上に照射された複数スリット
光によりできる切断線をカメラで各回転毎に撮像して切
断線データにより計測物体の位置，形状を識別すること
と、３次元の計測物体に交差する複数のスリット光を照
射するレーザーと、上記スリット光を発するレーザーヘ
ッドを交差点付近を中心の回転及び上下左右の平行移動
が可能に装架したレーザーヘッド架台と、上記スリット
光が照射されている計測物体を撮像するカメラと、上記
カメラで撮像された画像信号を処理する画像処理部及び
上記レーザーヘッドの作動を制御するレーザーヘッド制
御部を内蔵したコンピューターとを具えたこととによ
り、従来の１本のスリット光を使用したスリット光投影
法に比べてスリット光を照射した計測物体の撮像回数が
減り、識別処理時間の短縮が図れるとともに、回転中心
となる交差点が計測物体の輪郭線上にのらない限り、ス
リット光の方向による形状識別の精度低下が改善される
３次元画像計測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１】本発明３次元画像計測方法の一実施例における
実施装置の模式図である。
実施装置の模式図である。
【図２】本装置の動作の際に使用する三角測量の原理図
である。
である。
【図３】本装置の動作を説明する概念図である。
【図４】画像処理部のフローチャートである。
【図５】従来のスリット光投影法の模式図である。
【図６】従来の他のスリット光投影法の模式図である。
１ 計測物体 ２ 十字スリット光 ３ レーザー ４ レーザーヘッド ５ レーザーヘッド架台 ６ ＣＣＤカメラ ７ コンピューター ８ 画像処理部 ９ レーザーヘッド制御部 10 画像信号 11 回転制御信号
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 1/00 (72)発明者 大林 和明 名古屋市港区大江町６番地19号 ＭＨＩエ アロスペースシステムズ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザーによるスリット光を複数交差さ
せ、これを３次元の計測物体に照射するとともに次の照
射では交差点付近を中心に複数スリット光を回転させ、
計測物体の前回とは違う位置に照射していき、計測物体
上に照射された複数スリット光によりできる切断線をカ
メラで各回転毎に撮像して切断線データにより計測物体
の位置，形状を識別することを特徴とする３次元画像計
測方法。 - 【請求項２】 ３次元の計測物体に交差する複数のスリ
ット光を照射するレーザーと、上記スリット光を発する
レーザーヘッドを交差点付近を中心の回転及び上下左右
の平行移動が可能に装架したレーザーヘッド架台と、上
記スリット光が照射されている計測物体を撮像するカメ
ラと、上記カメラで撮像された画像信号を処理する画像
処理部及び上記レーザーヘッドの作動を制御するレーザ
ーヘッド制御部を内蔵したコンピューターとを具えたこ
とを特徴とする３次元画像計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248680A JPH0886616A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ３次元画像計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248680A JPH0886616A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ３次元画像計測方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886616A true JPH0886616A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=17181740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6248680A Withdrawn JPH0886616A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ３次元画像計測方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886616A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6243124B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-06-05 | Ricoh Company, Ltd. | Method of evaluating characteristics of a light beam, apparatus for evaluating the characteristics, and apparatus for adjusting a write unit by employing the evaluation method |
| JP2004077410A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ターゲット投影式３次元形状計測方法および装置 |
| WO2006013635A1 (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-09 | Techno Dream 21 Co., Ltd. | ３次元形状計測方法及びその装置 |
| CN100388127C (zh) * | 1998-06-23 | 2008-05-14 | 株式会社理光 | 采用光束特性评价方法的写入单元调整装置 |
| JP2012527611A (ja) * | 2009-05-21 | 2012-11-08 | サムスン ヘヴィ インダストリーズ カンパニー リミテッド | フラットベッド・スキャン・モジュール、フラットベッド・スキャン・システム、フラットベッド・スキャン・モジュールのアライメント誤差測定用ジグ及びこれを用いたフラットベッド・スキャン・モジュールのアライメント誤差測定方法 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP6248680A patent/JPH0886616A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6268876B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-07-31 | Ricoh Company, Ltd. | Method of evaluating characteristics of a light beam apparatus for evaluating the characteristics and apparatus for adjusting a write unit by employing the evaluation method |
| US6275249B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-08-14 | Ricoh Company, Ltd. | Method of evaluating characteristics of a light beam, apparatus for evaluating the characteristics, and apparatus for adjusting a write unit by employing the evaluation method |
| US6353455B1 (en) | 1997-06-25 | 2002-03-05 | Ricoh Company, Ltd. | Method of evaluating characteristics of a light beam, apparatus for evaluating the characteristics, and apparatus for adjusting a write unit by employing the evaluating method |
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| US7876455B2 (en) | 2004-08-03 | 2011-01-25 | TechnoDream21 Co., Ltd. | Three-dimensional shape measuring method and apparatus for the same |
| EP1777485A4 (en) * | 2004-08-03 | 2012-09-19 | Techno Dream 21 Co Ltd | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL FORMS |
| JP2012527611A (ja) * | 2009-05-21 | 2012-11-08 | サムスン ヘヴィ インダストリーズ カンパニー リミテッド | フラットベッド・スキャン・モジュール、フラットベッド・スキャン・システム、フラットベッド・スキャン・モジュールのアライメント誤差測定用ジグ及びこれを用いたフラットベッド・スキャン・モジュールのアライメント誤差測定方法 |
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|---|---|---|---|
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