JPS60165505A - 対象物体の立体形状を計測する装置 - Google Patents
対象物体の立体形状を計測する装置Info
- Publication number
- JPS60165505A JPS60165505A JP2088584A JP2088584A JPS60165505A JP S60165505 A JPS60165505 A JP S60165505A JP 2088584 A JP2088584 A JP 2088584A JP 2088584 A JP2088584 A JP 2088584A JP S60165505 A JPS60165505 A JP S60165505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target object
- light source
- shadow
- plate
- shielding plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2518—Projection by scanning of the object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2518—Projection by scanning of the object
- G01B11/2522—Projection by scanning of the object the position of the object changing and being recorded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は比較的複雑な形状の対象物体からこれと同形の
物体を形成する方法と装置に関する。
物体を形成する方法と装置に関する。
従来この様な物体を形成する際倣いフライス盤等を用い
たシ、又は、鋳型やデスマスク等の反転型を用いて来た
が、例えば人物の立体像を作成するためには極めて高度
な熟練技術と芸術的センスを要求されると共に生きた人
物には適用しにくいという欠点があった。
たシ、又は、鋳型やデスマスク等の反転型を用いて来た
が、例えば人物の立体像を作成するためには極めて高度
な熟練技術と芸術的センスを要求されると共に生きた人
物には適用しにくいという欠点があった。
本発明は従来技術の欠点を除去すると共にどの様な外形
の対象物体でも復製可能な前述様式の方法と装置を提供
することを課題とする。
の対象物体でも復製可能な前述様式の方法と装置を提供
することを課題とする。
この課題は特許請求の範囲第（１）項及び第（２）項に
記載の構成により解決する。
記載の構成により解決する。
本発明による構成により、対象物体表面に投影されたし
ゃへい板のゝかげ”により、しゃへい板の上端辺、また
は下端辺を含む水平面に対する対象物体の２次元的断面
形状を計測し、この計測データを例えば数値制御方式の
レーザ切断機等に与えて一定微少厚みΔｈの薄板から、
前記２次元的断面形状と同一の型板を切り出し、これを
対象物体の上限から下限までじゃへい板を△ｈのピンチ
で垂直に移動させて順次型板を切り出すとともに、これ
をこの順序に重ね合せて物体を形成することにより、容
易且つ高速に対象物体と同形の物体を作成できる。又か
げの平面と２次元撮像装置の光軸との交差角度を一定に
することにより、２次元撮像装置に撮像された光像から
対象物体の断面形状を容易に計測できるので、高速度で
物体を形成することを可能としている。
ゃへい板のゝかげ”により、しゃへい板の上端辺、また
は下端辺を含む水平面に対する対象物体の２次元的断面
形状を計測し、この計測データを例えば数値制御方式の
レーザ切断機等に与えて一定微少厚みΔｈの薄板から、
前記２次元的断面形状と同一の型板を切り出し、これを
対象物体の上限から下限までじゃへい板を△ｈのピンチ
で垂直に移動させて順次型板を切り出すとともに、これ
をこの順序に重ね合せて物体を形成することにより、容
易且つ高速に対象物体と同形の物体を作成できる。又か
げの平面と２次元撮像装置の光軸との交差角度を一定に
することにより、２次元撮像装置に撮像された光像から
対象物体の断面形状を容易に計測できるので、高速度で
物体を形成することを可能としている。
次に図示の実施例により本発明の詳細な説明する。
第１．２図に示すように、対象物体（４）に対し、点光
源（２）から照射された照明光は、点光源（２）と、対
象物体（４）とのあいだに位置し、かつ、点光源と機械
的に連結され、案内柱（７）に沿って摺動案内される支
持台（１）に固定されたじゃへい板（１１）によってそ
の一部がさえぎられる結果、対象物体表面にけしやへい
板（１１）のゝ′がげ“が投影されることになる。
源（２）から照射された照明光は、点光源（２）と、対
象物体（４）とのあいだに位置し、かつ、点光源と機械
的に連結され、案内柱（７）に沿って摺動案内される支
持台（１）に固定されたじゃへい板（１１）によってそ
の一部がさえぎられる結果、対象物体表面にけしやへい
板（１１）のゝ′がげ“が投影されることになる。
このかげは対象物体の表面の凹凸に対応して第３図に示
す像として撮像される。なお第３図の像は２次元撮像装
置の映像信号を２値化したものである。
す像として撮像される。なお第３図の像は２次元撮像装
置の映像信号を２値化したものである。
本発明は第３図に示す明部とがげの境界線の形状を利用
して該対象物体（４）からこれと同形の物体を生成する
ものである。
して該対象物体（４）からこれと同形の物体を生成する
ものである。
々お、支持台（１）は、ボールネジ軸（５）Ｋネジ結合
するボールナソ１−（６）に結合され、かつ、ボールネ
ジ軸（５）には、図示してい々いステップモーターが接
続され、該ステップモーターはスリット光の厚み△ｈの
高さだけボールナソ１−（６）、即ち支持台（１）を段
階的に上下に駆動する。
するボールナソ１−（６）に結合され、かつ、ボールネ
ジ軸（５）には、図示してい々いステップモーターが接
続され、該ステップモーターはスリット光の厚み△ｈの
高さだけボールナソ１−（６）、即ち支持台（１）を段
階的に上下に駆動する。
いま説明を容易にするために、対象物体（４）の垂直中
心線をＺ軸と称し、Ｚ軸に垂直で対象物体（４）の最下
端点を含む平面上でＺ軸で直交する軸をそれぞれＸ軸、
Ｙ軸と称するとともに前記平面をＸ−Ｙ平面と称する。
心線をＺ軸と称し、Ｚ軸に垂直で対象物体（４）の最下
端点を含む平面上でＺ軸で直交する軸をそれぞれＸ軸、
Ｙ軸と称するとともに前記平面をＸ−Ｙ平面と称する。
また、しやへい板（１）の上端辺によって投影されるゝ
かげ“を用いる方法についてのみ記すが、下端辺による
“かけ“の場合でも全く同様の手法で実現できる。この
場合一つのしゃへい板の上下端辺を利用し、これ等の端
辺で投影される二つの１かげ」を同時に利用する手法も
良い。いま、点光源（２）の上方には、２次元撮像装置
（３）、たとえば、ＴＶ用カメラ（３）が、Ｘ−Ｙ平面
に対して一定の角度βの光軸を有し、かつ、該光軸がＺ
軸と交叉するように配置されている。
かげ“を用いる方法についてのみ記すが、下端辺による
“かけ“の場合でも全く同様の手法で実現できる。この
場合一つのしゃへい板の上下端辺を利用し、これ等の端
辺で投影される二つの１かげ」を同時に利用する手法も
良い。いま、点光源（２）の上方には、２次元撮像装置
（３）、たとえば、ＴＶ用カメラ（３）が、Ｘ−Ｙ平面
に対して一定の角度βの光軸を有し、かつ、該光軸がＺ
軸と交叉するように配置されている。
なお、前記ＴＶ用カメラ（８）の視野角けαとする。
この場合、図示のようにＴＶ用カメラ（８）は点光源（
２）とじやへい板（１１）を固定した支持装置（１）に
固定され、点光源（２）、しやへい板（１１）、および
ＴＶ用カメラ（３）とがお互いに一定の幾何学的な関係
を一定に保ちながら移動するように構成してもよい。
２）とじやへい板（１１）を固定した支持装置（１）に
固定され、点光源（２）、しやへい板（１１）、および
ＴＶ用カメラ（３）とがお互いに一定の幾何学的な関係
を一定に保ちながら移動するように構成してもよい。
対象物体（４）の外周全周にしやへい板のゝ゛かげ“を
投影し、かつ、ＴＶ用カメラ（３）によって外周全周を
撮像させるためには、対象物体（４）を囲うような円筒
状のしゃへい板（筒）の上端辺の円周上に複数個の点光
源（２） Ｃ（２）］〜（２）ｎ〕を配置し、かつ、複
数個のＴＶ用カメラを、対象物体を囲んで配置するとよ
く、この場合、対象物体（４）のＺ軸に対する２次元撮
像装置（３）との距離を等距離に配置し、２次元撮像装
置（３）の光学的倍率を等しくすると、それぞれの２次
元撮像装置（３ンの対象物体（４）のかげを直接比較で
き、従ってかげの計測データーの処理を簡単に実施でき
る。
投影し、かつ、ＴＶ用カメラ（３）によって外周全周を
撮像させるためには、対象物体（４）を囲うような円筒
状のしゃへい板（筒）の上端辺の円周上に複数個の点光
源（２） Ｃ（２）］〜（２）ｎ〕を配置し、かつ、複
数個のＴＶ用カメラを、対象物体を囲んで配置するとよ
く、この場合、対象物体（４）のＺ軸に対する２次元撮
像装置（３）との距離を等距離に配置し、２次元撮像装
置（３）の光学的倍率を等しくすると、それぞれの２次
元撮像装置（３ンの対象物体（４）のかげを直接比較で
き、従ってかげの計測データーの処理を簡単に実施でき
る。
２次元撮像装置（３）と対象物体（４）の２軸との距離
を等しくするために対象物体（４）をＸ−Ｙ軸平面に移
動させるテーブル（９）を設け、これの下側に図示して
いないコロを設ける。テーブル（９）は手動でも、電動
機によっても移動可能であり、前述の様に２次元撮像装
置の光学的倍率を等しくしていることにより、対象物体
（４）のかげの直接的な相対的比較によって、容易に対
象物体（４）のＺ軸とそれぞれの２次元撮像装置（３）
との間の距離を設定できる。
を等しくするために対象物体（４）をＸ−Ｙ軸平面に移
動させるテーブル（９）を設け、これの下側に図示して
いないコロを設ける。テーブル（９）は手動でも、電動
機によっても移動可能であり、前述の様に２次元撮像装
置の光学的倍率を等しくしていることにより、対象物体
（４）のかげの直接的な相対的比較によって、容易に対
象物体（４）のＺ軸とそれぞれの２次元撮像装置（３）
との間の距離を設定できる。
なお、複数台のＴＶ用カメラを用いる場合、複数の光源
による干渉をさけるため光源、ＴＶ用カメラ、しやへい
板を塔載した複数の支持台（１）はすべて同一水平面の
高さとなるよう同期させることが望ましいが、これは、
例えｄ、各支持台に位置検出器を設け、各支持台を案内
摺動せしめる案内柱にあらかじめ設定した原点位置から
の支持台の移動量が等しく々るように制御するという手
法によっても容易に実現できる。このとき、各案内柱の
原点位置は、そのすべてが［司−一水平面となるように
設定することは当然である。またもう１つの例は、円筒
状のしゃへい板の場合は複数の支持台のうちの１つのみ
を駆動し、他は従動とし、機械的に同期させることも可
能である。
による干渉をさけるため光源、ＴＶ用カメラ、しやへい
板を塔載した複数の支持台（１）はすべて同一水平面の
高さとなるよう同期させることが望ましいが、これは、
例えｄ、各支持台に位置検出器を設け、各支持台を案内
摺動せしめる案内柱にあらかじめ設定した原点位置から
の支持台の移動量が等しく々るように制御するという手
法によっても容易に実現できる。このとき、各案内柱の
原点位置は、そのすべてが［司−一水平面となるように
設定することは当然である。またもう１つの例は、円筒
状のしゃへい板の場合は複数の支持台のうちの１つのみ
を駆動し、他は従動とし、機械的に同期させることも可
能である。
第２図に示されているように、対塾物体（４）に投影さ
れた“かげ“の上辺は、Ｚ軸上でＴＶ、用カメラ（３）
の光軸と一定角度くβ）で交差し、この位置をＺｉとす
る。
れた“かげ“の上辺は、Ｚ軸上でＴＶ、用カメラ（３）
の光軸と一定角度くβ）で交差し、この位置をＺｉとす
る。
このゝゝかげ”をＴＶカメラ（３）で撮像すると、第３
図のような像が得られる。この像平面において線分（１
０）は前述のＺｉを通りＹ軸と平行な直線の像である。
図のような像が得られる。この像平面において線分（１
０）は前述のＺｉを通りＹ軸と平行な直線の像である。
又第３図に示した点Ｐｉ′は第２図に示すかげの点Ｐｉ
の像であり、これは対象物体（４）の表面上に形成され
たかげの任意の一点である。
の像であり、これは対象物体（４）の表面上に形成され
たかげの任意の一点である。
長さを７ｉとし、又第３図において点Ｐｉ′から線分（
１０）に下した垂線の長さをｙｉ／とするとき、線分Ｐ
ｉ′Ｙｉ′の長さ、を△ｚｉとすれば、ΔＡｔ ＝ １
／ｎ ｘ △ｚｉ ｎ ：ＴＶ用カメラの光学的倍高 となる。
１０）に下した垂線の長さをｙｉ／とするとき、線分Ｐ
ｉ′Ｙｉ′の長さ、を△ｚｉとすれば、ΔＡｔ ＝ １
／ｎ ｘ △ｚｉ ｎ ：ＴＶ用カメラの光学的倍高 となる。
この場合△ｚｉは次の様にめることができる。
第３図に示すようにＴＶ用カメラの一画面は７本（一般
に２４０〜５００本程度）の走査線で構成されていて、
と九を上部から順にＳｌ、Ｓ２．・・・・Ｓｒとする。
に２４０〜５００本程度）の走査線で構成されていて、
と九を上部から順にＳｌ、Ｓ２．・・・・Ｓｒとする。
第４図に示すようにＴＶ用カメラからは画面の開始信号
ｖＢＬが出力され、次に第１回目の水平走査信号ＨＢＬ
が出力されたのちにかげの明暗信号に応じた映像信号が
一定時間ｔａで８１上を走査する。次いでＳ１上の走査
が終了すると再びＨＢＬ信号が出力され映像信号はＳ２
上を走査し、これがＳｒ迄順次繰返えされて１画面が走
査される。次いでこのＳｒの走査が終了するとモーター
により支持台（１）をΔｈのピンチで隣接位置に移動し
た後、次の１画面の開始信号ＶＢＬが出力されてること
により、前述と同様に水平走査開始信号が順次出力され
て新らたな１画面が走査される。
ｖＢＬが出力され、次に第１回目の水平走査信号ＨＢＬ
が出力されたのちにかげの明暗信号に応じた映像信号が
一定時間ｔａで８１上を走査する。次いでＳ１上の走査
が終了すると再びＨＢＬ信号が出力され映像信号はＳ２
上を走査し、これがＳｒ迄順次繰返えされて１画面が走
査される。次いでこのＳｒの走査が終了するとモーター
により支持台（１）をΔｈのピンチで隣接位置に移動し
た後、次の１画面の開始信号ＶＢＬが出力されてること
により、前述と同様に水平走査開始信号が順次出力され
て新らたな１画面が走査される。
第５図はこのＴＶ用カメラを用いて△ｚｉをめるだめの
制御回路を示すブロック線図であり、この場合カウンタ
ー（２０）は水平走査開始信号ＨＢ’Ｌの数を引数する
だめの計数器であり、画面開始信号ＶＢＬが発信したと
きにＯにリセットされる。
制御回路を示すブロック線図であり、この場合カウンタ
ー（２０）は水平走査開始信号ＨＢ’Ｌの数を引数する
だめの計数器であり、画面開始信号ＶＢＬが発信したと
きにＯにリセットされる。
従ってカウンター（２０）は画面開始信号ＶＢＬが発信
された後、次のＶＢＬが発信される迄の水平走査開始信
号ＨＢＬＯ数を計数する。この様にして、カウンター（
２０）で計数された内容に応じて走査線番号Ｓｉが検出
される。この走査線番号Ｓｉが検出されると、この走査
線番号Ｓｉに乗算器（２１）によシ走査線間隔Δｑが乗
じられて、ＳｌからＳｉ迄の長さに変換され、次いで減
算器（２２）内でｒ×Δｑ／２の値（画面の中央線、即
ち第３図の線分（旬）の位置）から減算され、線分（１
０）に対する走査点の垂直方向の長さが算出される。
された後、次のＶＢＬが発信される迄の水平走査開始信
号ＨＢＬＯ数を計数する。この様にして、カウンター（
２０）で計数された内容に応じて走査線番号Ｓｉが検出
される。この走査線番号Ｓｉが検出されると、この走査
線番号Ｓｉに乗算器（２１）によシ走査線間隔Δｑが乗
じられて、ＳｌからＳｉ迄の長さに変換され、次いで減
算器（２２）内でｒ×Δｑ／２の値（画面の中央線、即
ち第３図の線分（旬）の位置）から減算され、線分（１
０）に対する走査点の垂直方向の長さが算出される。
他方１本の走査線の走査時間ｔａをｍ等分した間隔のパ
ルスを出力する発振器（２３）が設けられこのパルスは
カウンター（２４）により計数される。
ルスを出力する発振器（２３）が設けられこのパルスは
カウンター（２４）により計数される。
このパルスは水平走査開始信号ＨＢＬでＯにリセットさ
れる。この場合それぞれの走査線に対する水平走査開始
信号ＨＢＬが出力される迄この前の走査線上での発振器
（２３）からのパルスをカウンター（２４）が計数し、
次いでこの計数内容を乗算器（２６）で、走査線の長さ
をｍ等分した長さΔｙｅを乗する。この様にしてＴＶ用
カメラの映像面上の走査点の水平位置が乗算器（２６）
の出力信号から算出される。
れる。この場合それぞれの走査線に対する水平走査開始
信号ＨＢＬが出力される迄この前の走査線上での発振器
（２３）からのパルスをカウンター（２４）が計数し、
次いでこの計数内容を乗算器（２６）で、走査線の長さ
をｍ等分した長さΔｙｅを乗する。この様にしてＴＶ用
カメラの映像面上の走査点の水平位置が乗算器（２６）
の出力信号から算出される。
映像１言号をゝ゛明 に“暗（かげ）０“という論理的
な２値に変換するために２値化回路（２５）をＶＢＬＨ
ＢＬ信号の除去回路（３１）の後方に接続し２値化回路
（２５）は対象物体（４）の外周に照射された明部分を
′″１“及びこれ以外の部分を５０“とじて出力する。
な２値に変換するために２値化回路（２５）をＶＢＬＨ
ＢＬ信号の除去回路（３１）の後方に接続し２値化回路
（２５）は対象物体（４）の外周に照射された明部分を
′″１“及びこれ以外の部分を５０“とじて出力する。
ＶＢＬ及びＨＢＬ除去回路（３１）はＴＶ用カメラ（３
）ノ出力信号に含まれる画面開始信号ＶＢＬと水平走査
開始信号■■ＢＬとを除去し、２値化回路（２５）へ映
像信号のみを出力するものである。
）ノ出力信号に含まれる画面開始信号ＶＢＬと水平走査
開始信号■■ＢＬとを除去し、２値化回路（２５）へ映
像信号のみを出力するものである。
かげの垂直位置は２値化回路（２５）の出力がＸ″１“
の瞬間減算器（２２）の出力をゲート回路（２７）を介
して記憶回路（２８）に記憶させる。
の瞬間減算器（２２）の出力をゲート回路（２７）を介
して記憶回路（２８）に記憶させる。
かげの水平位置は、２値化回路（２５）の出力が″１“
のとき乗算器（２６）の出力を記憶回路（３０）に記憶
させる。
のとき乗算器（２６）の出力を記憶回路（３０）に記憶
させる。
この様にして、第５図に示したブロック線図に従い、１
画面のかげについての第３図に示したひとつの走査線Ｓ
ｉに対する垂直位置Δｚｉと水平位置△ｙ！とが決定さ
れる。なお１本の走査線について△ｚｉ、△ｙｉが複数
検出される場合があるがこれを△Ｚｉ１〜△ｚｉｐ、△
ｙｉｌ〜△ｙｉｐとしてそのすべてを決定する。
画面のかげについての第３図に示したひとつの走査線Ｓ
ｉに対する垂直位置Δｚｉと水平位置△ｙ！とが決定さ
れる。なお１本の走査線について△ｚｉ、△ｙｉが複数
検出される場合があるがこれを△Ｚｉ１〜△ｚｉｐ、△
ｙｉｌ〜△ｙｉｐとしてそのすべてを決定する。
このＴＶ用カメラの１画面から点光源の平面における２
次元子面、即ちＸ−Ｙ軸系平面に変換するためには次式
の簡単な演算式を用いて算出できる。
次元子面、即ちＸ−Ｙ軸系平面に変換するためには次式
の簡単な演算式を用いて算出できる。
ｘｉ＝ｌ／ｎＸΔｚｉＸｌ／ｓｉｎβ
＝ａｘ△ｚｉ（βニ一定）・・・（１）ＹＪ−（Ｙｍ／
２−１／ｎΔｙｉ ）＋Ｘ１２１−・１／ｎ△３’ｉ
”” （２）ｎ：２次元撮像装置の光学的倍率 これ等の演算は汎用のマイクロコンピュータ−等で容易
に実施できる。
２−１／ｎΔｙｉ ）＋Ｘ１２１−・１／ｎ△３’ｉ
”” （２）ｎ：２次元撮像装置の光学的倍率 これ等の演算は汎用のマイクロコンピュータ−等で容易
に実施できる。
第６図に示した第２の実施例では、２次元撮像装置（３
）を一定の位置に固定配置し、その光軸を、しやへい板
（１１）の上端辺を含む水平面に対して一定の角度（β
）で交差させている。
）を一定の位置に固定配置し、その光軸を、しやへい板
（１１）の上端辺を含む水平面に対して一定の角度（β
）で交差させている。
点光源（２）は第１の実施例の場合と同様にじゃへい板
（１１）の上端辺捷たは下端辺を含むいずれか一方の水
Ｙ面、あるいは両方の水平開に位置するように支持台（
１）に固定され、また、点光源（２）と対象物体（４）
のあいだに垂直に位置するように支持台（１）に固定さ
れている。
（１１）の上端辺捷たは下端辺を含むいずれか一方の水
Ｙ面、あるいは両方の水平開に位置するように支持台（
１）に固定され、また、点光源（２）と対象物体（４）
のあいだに垂直に位置するように支持台（１）に固定さ
れている。
支持台（１）も第１実施例の場合と同様にボールネジ軸
（５）に螺合するボールナツトに固定されていて、ボー
ルネジ軸（５）は図示していないモーターに接続され、
該モーターはスリット光の厚み△１１の高さだけ支持台
（１）を段階的に上下に駆動する。
（５）に螺合するボールナツトに固定されていて、ボー
ルネジ軸（５）は図示していないモーターに接続され、
該モーターはスリット光の厚み△１１の高さだけ支持台
（１）を段階的に上下に駆動する。
点光源（２）は、例えば発光ダイオードや小形の白色電
球などでもよい。
球などでもよい。
点光源（２）からの照射光はしやへい板（１１）でその
一部がさえぎられ、対象物体の表面に５かげ“を投影し
、この影は対象物体の凹凸に対応して第３図に示す様な
像として２次元撮像装置（３）で撮像される。この像は
第１の実施例と同じように２次元撮像装置の映像信号を
２値化し、中間明度のない白、黒の画像に変換したもの
である。
一部がさえぎられ、対象物体の表面に５かげ“を投影し
、この影は対象物体の凹凸に対応して第３図に示す様な
像として２次元撮像装置（３）で撮像される。この像は
第１の実施例と同じように２次元撮像装置の映像信号を
２値化し、中間明度のない白、黒の画像に変換したもの
である。
本発明は、第３図における明部と“かげ“の境界線の形
状を利用して、該対象物体（４）から、これと同一の形
状の物体を生成する方法であることは、第１の実施例の
場合と同様である。説明を容易にするために、対象物体
（４）の垂直中心線をＺＩｌｌｌＩと称し、Ｚ軸に垂直
で対象物体（４）の最下端点を含む平面上で、Ｚ軸で直
交する軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸と称するとともに、前記
平面を水平面と称し、又Ｘ−Ｙ平面並びにＸ−Ｙ平面と
平行な面をＸ−Ｙ軸系平面と称する。まだ、しやへい板
の上端辺によって投影される“かげ“の境界線を利用す
る方法についてのみ記すが、下端辺による“かげ″の場
合でも全く同じ手法で実現できる。
状を利用して、該対象物体（４）から、これと同一の形
状の物体を生成する方法であることは、第１の実施例の
場合と同様である。説明を容易にするために、対象物体
（４）の垂直中心線をＺＩｌｌｌＩと称し、Ｚ軸に垂直
で対象物体（４）の最下端点を含む平面上で、Ｚ軸で直
交する軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸と称するとともに、前記
平面を水平面と称し、又Ｘ−Ｙ平面並びにＸ−Ｙ平面と
平行な面をＸ−Ｙ軸系平面と称する。まだ、しやへい板
の上端辺によって投影される“かげ“の境界線を利用す
る方法についてのみ記すが、下端辺による“かげ″の場
合でも全く同じ手法で実現できる。
点光源（２）からしやへい板（１１）によりじゃへいさ
れた光が対象物体に照射されると、対象物体（４）のこ
の断面におけるかげの像は第３図に示した様な画像とし
て２次元撮像装置が撮像する。
れた光が対象物体に照射されると、対象物体（４）のこ
の断面におけるかげの像は第３図に示した様な画像とし
て２次元撮像装置が撮像する。
これを第１実施例の場合と同様にかげの断面平面、即ち
Ｘ−Ｙ軸系平面の座標系として計測する。
Ｘ−Ｙ軸系平面の座標系として計測する。
この様に本発明においては、点光源（２）とじやへい板
（１１）及びＴＶ用右カメラの２次元撮像装置（３）を
用い、後記の（３）、（４）の方程式を用いることによ
りかげの平面、即ちＸ−Ｙ軸系平面における対象物体の
断面形状をめることができ、これを対象物体（４）の最
上端ＺＴから最下端ｚＯ迄一定の微少ピッチΔｈ毎に順
次支持台（１）を動かして、そのかげの形状データー（
ｘ４ ｙｉ）をめ、それぞれのかげの平面における形状
データー（Ｘｉ、Ｙｉ）を例えばＮＣレーザー切断機等
に入力し、△ｈの厚みの板から同一形状の型板を切出し
、これを順次重ね合せることにより対象物体と全く同一
の形状の物体を形成できる。
（１１）及びＴＶ用右カメラの２次元撮像装置（３）を
用い、後記の（３）、（４）の方程式を用いることによ
りかげの平面、即ちＸ−Ｙ軸系平面における対象物体の
断面形状をめることができ、これを対象物体（４）の最
上端ＺＴから最下端ｚＯ迄一定の微少ピッチΔｈ毎に順
次支持台（１）を動かして、そのかげの形状データー（
ｘ４ ｙｉ）をめ、それぞれのかげの平面における形状
データー（Ｘｉ、Ｙｉ）を例えばＮＣレーザー切断機等
に入力し、△ｈの厚みの板から同一形状の型板を切出し
、これを順次重ね合せることにより対象物体と全く同一
の形状の物体を形成できる。
この場合、例えばＰｉ点をＸ−Ｙ軸系平面に変換するに
は次式の演算式を用いて算出できる。
は次式の演算式を用いて算出できる。
Ｙｊ＝Ｙｍ／２−１／ｎ−△ｙｉ） ｓ＊＋＋ （４）
＋ Ｘｉ／Ｌ ＃ １／Ｈ−Δｙｉ Ｌは２次元撮像装置と２軸との距離、ＺＬＯはＺ軸上の
原点からｌ−やへい板の端辺を含む平面造の距離、αは
２次元撮像装置の視野角、γは２次元撮像装置の光軸が
このレンズの中心点を含む水平面（Ｘ−Ｙ平面）となす
角度から、視野角αの半分を減じた角度、ＹｍはＹ軸上
の有効視野良、△ｙｉはＰｌからＸ軸上に下した長さ、
ｎは２次元撮像装置の倍率である。
＋ Ｘｉ／Ｌ ＃ １／Ｈ−Δｙｉ Ｌは２次元撮像装置と２軸との距離、ＺＬＯはＺ軸上の
原点からｌ−やへい板の端辺を含む平面造の距離、αは
２次元撮像装置の視野角、γは２次元撮像装置の光軸が
このレンズの中心点を含む水平面（Ｘ−Ｙ平面）となす
角度から、視野角αの半分を減じた角度、ＹｍはＹ軸上
の有効視野良、△ｙｉはＰｌからＸ軸上に下した長さ、
ｎは２次元撮像装置の倍率である。
上述の演算は第６図の下方に示した２次元撮像装置（８
）にも適用でき、この場合、しやへい板（１１）の上端
辺及び下端辺に相対して点火源を一装置することにより
、同時的に上下のかげのデーターを採ることができるの
で、計測時間を短縮することができる。又下方の２次元
撮像装置（３）の光軸とかげの平面との交差角を変える
ことも像の形状によっては利点があるものである。
）にも適用でき、この場合、しやへい板（１１）の上端
辺及び下端辺に相対して点火源を一装置することにより
、同時的に上下のかげのデーターを採ることができるの
で、計測時間を短縮することができる。又下方の２次元
撮像装置（３）の光軸とかげの平面との交差角を変える
ことも像の形状によっては利点があるものである。
これ等の演算は又同様汎用のマイクロコンピュータ−で
容易に計算できる。
容易に計算できる。
この場合、本発明の技術的範囲において、点火源とじゃ
へい板の端辺により生じるがげを像の全周に亘って撮像
するために適宜の数の２次元撮像装置を用いることも包
含していることも付言する。
へい板の端辺により生じるがげを像の全周に亘って撮像
するために適宜の数の２次元撮像装置を用いることも包
含していることも付言する。
又２次元撮像装置の感度はかげを認識できる程度のもの
でよく、文通に点火源もこの程度の光度を有するもので
あればよい。更に上述のＸ−Ｙ軸系平面における値は相
似の物体を形成する場合には２次元撮像装置の倍率乃至
測定データーを所定の定数にすることにより任意の大き
さの物体を形成することも自明である。
でよく、文通に点火源もこの程度の光度を有するもので
あればよい。更に上述のＸ−Ｙ軸系平面における値は相
似の物体を形成する場合には２次元撮像装置の倍率乃至
測定データーを所定の定数にすることにより任意の大き
さの物体を形成することも自明である。
第１ａ、 ｌｂ図は本発明による装置のそれぞれ平面及
び側面を示す略図であり、第２ａ、２ｂ図はそれぞれ対
象物体のかげを計測するための説明図であり、第３図は
２次元撮像装置の画面を示し、第４図は第３図の画面の
走査線を示し、第５図は第４図の走査線から得られたデ
ーター処理の１例を示すブロック線図であシ、第６図は
第２実施例の側面略図である。 図中参照番号の説明 ■・・・支持台 ２・・・点光源 ３・・・２次元撮像装置 ４・・・対象物体 ５・・・ポールネジ軸 ６・・・ボールナツト ７・・・案内柱 ８・・・発光源 １１・・・しやへい板 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史 第１ａ図
び側面を示す略図であり、第２ａ、２ｂ図はそれぞれ対
象物体のかげを計測するための説明図であり、第３図は
２次元撮像装置の画面を示し、第４図は第３図の画面の
走査線を示し、第５図は第４図の走査線から得られたデ
ーター処理の１例を示すブロック線図であシ、第６図は
第２実施例の側面略図である。 図中参照番号の説明 ■・・・支持台 ２・・・点光源 ３・・・２次元撮像装置 ４・・・対象物体 ５・・・ポールネジ軸 ６・・・ボールナツト ７・・・案内柱 ８・・・発光源 １１・・・しやへい板 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史 第１ａ図
Claims (2)
- （１）対象物体を囲んで光のしゃへい板を垂直に配置し
、該しゃへい板の端辺を含む水平面上Ｋ、点光源を該し
ゃへい板と一体に固定して取りつけて対象物体表面に該
しゃへい板の゛かげ”を投影させ、前記水平面に対して
一定の角度で交叉する光軸を有する２次元撮像装置によ
り、前記対象物体表面上の“かげ“の形状を撮像し、こ
の撮像された“かげの像“から前記の対象物体の１断面
の形状を計測し、次いで、しやへい板と点光源を一定の
微少ピッチ△ｈで順次移動させながら対象物体の隣接し
た断面に対して順次同一の計測を繰シ返し、最後に前記
対象物体のそれぞれの断面に対して計測された結果を用
いてしやへい板の１回の微少移動ピッチΔｈと同一の厚
みからなる薄板から前記対象物体のそれぞれの断面に対
応した同形の型板を作成し、この型板を計測順序に合せ
て、前記対象物体と同型の物体を形成する方法。 - （２） （１）を実施するだめの装置において、対象物
体を囲むじゃへい板と、しやへい板に一体に取りつけら
れた点光源と、しやへい板によって対象物体の表面に投
影された“かげ“の形状を撮像する２次元撮像装置と、
撮像された“かげ“の形状を計測し、そのデータを処理
す距離Δ１１ずつ移動させる案内装置とからなる対象物
体と同形の物体を形成する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088584A JPS60165505A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 対象物体の立体形状を計測する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088584A JPS60165505A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 対象物体の立体形状を計測する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165505A true JPS60165505A (ja) | 1985-08-28 |
| JPH0352804B2 JPH0352804B2 (ja) | 1991-08-13 |
Family
ID=12039654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2088584A Granted JPS60165505A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 対象物体の立体形状を計測する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165505A (ja) |
-
1984
- 1984-02-09 JP JP2088584A patent/JPS60165505A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352804B2 (ja) | 1991-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19804129C1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Gewinnung von Bildinformationen über Oberflächenstrukturen | |
| US5747822A (en) | Method and apparatus for optically digitizing a three-dimensional object | |
| US4203064A (en) | Method for automatically controlling the position of small objects | |
| EP4020973A1 (de) | Hintergrund-wiedergabeeinrichtung, hintergrundwiedergabesystem, aufnahmesystem, kamerasystem, digitale kamera und verfahren zum steuern einer hintergrund-wiedergabeeinrichtung | |
| DE3642051A1 (de) | Verfahren zur dreidimensionalen informationsverarbeitung und vorrichtung zum erhalten einer dreidimensionalen information ueber ein objekt | |
| DE3228994A1 (de) | Bilderfassungs-einrichtung | |
| EP2583055A1 (de) | Optisches messverfahren und messsystem zum bestimmen von 3d-koordinaten auf einer messobjekt-oberfläche | |
| DE60100823T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kantendetektion | |
| DE3930632A1 (de) | Verfahren zur direkten phasenmessung von strahlung, insbesondere lichtstrahlung, und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens | |
| CN110986769B (zh) | 一种超高超长物体三维采集装置 | |
| DE4212404A1 (de) | Vorrichtung zum messen der raeumlichen form eines langgestreckten bauteils | |
| DE3687483T2 (de) | Beleuchtungsanlage des digitalsteuerungstyps. | |
| US4809066A (en) | Method of image mensuration with selectively visible and invisible reseau grid marks | |
| DE10195135B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme einer dreidimensionalen Figur auf einer zweidimensionalen Oberfläche, die die Herstellung von Kleidungsschnittmustern ermöglichen | |
| WO2024002370A1 (zh) | 一种数控机器的加工方法与装置、数控机器 | |
| DE4009144A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der mit aeusseren konturflaechen charakterisierten form und abmesssungen eines gegenstandes | |
| CN209543395U (zh) | 利用透明根管牙齿模型实训的评价用扫描拍摄装置 | |
| JPS6093424A (ja) | 対象物体からこれと同形の物体を形成する方法及び装置 | |
| JPS60165505A (ja) | 対象物体の立体形状を計測する装置 | |
| US4897678A (en) | Double z-axis translational mounting apparatus for camera in photogrammetry mensuration systems | |
| JPS60220805A (ja) | 立体形状成形用型板製造装置 | |
| DE102018105794A1 (de) | Abbildung eines Objektes mittels Schattenwurf | |
| DE1448536B1 (de) | Vorrichtung zur Auswertung zweier stereophotographischer lichtdurchlaessiger Bilder | |
| JPH0814824A (ja) | レーザ光を利用したスペックルパターンによる被計測物の移動量の修正方法ならびにその装置 | |
| KR102080506B1 (ko) | 광학 3d 스캐너 |