JP2010249598A - Three-dimensional shape measuring system and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元形状測定システムおよび3次元形状測定方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional shape measurement system and a three-dimensional shape measurement method.
従来から、例えば射出成形に用いる金型を製作した場合、その金型の形状を正確に測定する必要がある。このような形状測定を目的として、モアレ縞等の格子パターンを測定対象物に照射し、測定対象物の凹凸に起因して変形を受ける変形格子パターンを撮影することで3次元形状を測定する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, when a mold used for injection molding is manufactured, it is necessary to accurately measure the shape of the mold. A method for measuring a three-dimensional shape by irradiating a measurement object with a lattice pattern such as moire fringes and photographing a deformed lattice pattern that is deformed due to unevenness of the measurement object for the purpose of such shape measurement. Is known (see, for example, Patent Document 1).
この手法では、通常の場合、撮影装置による撮影範囲は50cm四方程度で使用される。 In this method, the photographing range by the photographing device is normally used at about 50 cm square.
しかしながら、この手法を用いて、例えば2m四方程度の大型の測定対象物を測定したいという要請がある。この場合、従来では、測定対象物の表面を複数のエリアに分割してエリア毎に測定を何度も繰り返す必要がある。したがって、測定作業には手間がかかる。 However, there is a demand for measuring a large measuring object of about 2 m square, for example, using this technique. In this case, conventionally, it is necessary to divide the surface of the measurement object into a plurality of areas and repeat the measurement many times for each area. Therefore, it takes time for measurement work.
そのうえ、撮影装置による撮影範囲が大型の測定対象物全体となるため、対象物全体を照明する照明光が必要である。照明光で対象物全体を照明すると対象物の一部で反射してしまい、その部分の変形格子パターンが消えてしまう。その結果、大型の測定対象物を1度で測定しようとすると、部分的に測定できない部位が発生するという課題がある。 In addition, since the photographing range of the photographing apparatus is the entire large measurement object, illumination light for illuminating the entire object is required. When the entire object is illuminated with illumination light, it is reflected by a part of the object, and the deformed lattice pattern of that part disappears. As a result, when trying to measure a large measurement object at a time, there is a problem that a part that cannot be measured partially occurs.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、大型の測定対象物を一括して測定することのできる3次元形状測定システムおよび方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measurement system and method capable of collectively measuring a large measurement object.
本発明の3次元形状測定システム(例えば、後述の3次元形状測定システム10)は、測定対象物(例えば、後述のワークW)の表面に格子パターンを照射し、得られる変形格子パターンをカメラ(例えば、後述のCCDカメラ30)で撮影することにより測定対象物の表面形状を測定する3次元形状測定システムであって、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンが照射されるように当該格子パターンの位置を制御する格子パターン位置制御装置(例えば、後述の格子パターン位置制御部52)と、測定対象物を照明するため異なる位置に配置された複数の照明装置(例えば、後述の照明装置40)と、前記複数の照明装置を選択的に点灯させる照明選択制御装置(例えば、後述の照明選択制御部53)と、前記格子パターンの前記位置毎に、かつ、前記照明装置が選択的に点灯される毎に前記カメラで撮影された変形格子パターンの画像を合成する画像処理装置(例えば、後述の画像処理装置60)と、を備えることを特徴とする。
The three-dimensional shape measurement system of the present invention (for example, a later-described three-dimensional shape measurement system 10) irradiates the surface of a measurement object (for example, a later-described workpiece W) with a lattice pattern, and displays the obtained deformed lattice pattern with a camera ( For example, it is a three-dimensional shape measurement system that measures the surface shape of a measurement object by photographing with a
この発明によれば、複数の照明装置を選択的に点灯させて撮影された測定対象物の画像を合成することにより、対象物の一部で反射により消えてしまう変形格子パターンを表示することができる。したがって、大型の測定対象物を一括して測定することができる。 According to the present invention, it is possible to display a deformed grid pattern that disappears due to reflection at a part of the object by combining the images of the measurement object that are photographed by selectively turning on the plurality of illumination devices. it can. Therefore, a large measurement object can be measured in a lump.
この場合、前記照明装置の選択的点灯のタイミングと前記カメラの撮影タイミングとを同期させる同期装置(例えば、後述の同期制御部55)をさらに備え、前記格子パターンの前記位置毎に、すべての前記照明装置による点灯と前記カメラによる撮影とを行うことが好ましい。
In this case, a synchronization device (for example, a
この発明によれば、格子パターンの位置毎に所要枚数の画像は連続的に撮影される。したがって、所要枚数の画像に位置の誤差が入る虞がない。 According to the present invention, a required number of images are continuously taken for each position of the lattice pattern. Therefore, there is no possibility that a position error will occur in the required number of images.
本発明の3次元形状測定方法は、測定対象物の表面に格子パターンを照射し、得られる変形格子パターンをカメラで撮影することにより測定対象物の表面形状を測定する3次元形状測定方法であって、異なる位置に配置した複数の照明のうち1つを点灯させた状態で、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンを移動させながら各位置で変形格子パターンを撮影する第1の工程(例えば、後述のステップS26を含むループ)と、前記の点灯させた照明を消灯し、別の1つを点灯させた状態で、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンを移動させながら各位置で変形格子パターンを撮影する第2の工程(例えば、後述のステップS28を含むループ)と、前記第2の工程をすべての前記照明の数だけ繰り返す第3の工程と、前記各工程で撮影した変形格子パターンの画像を合成する第4の工程(例えば、後述のステップS29)と、を含むことが好ましい。 The three-dimensional shape measurement method of the present invention is a three-dimensional shape measurement method for measuring the surface shape of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with a lattice pattern and photographing the resulting deformed lattice pattern with a camera. Then, in a state where one of a plurality of lights arranged at different positions is turned on, a first image of a deformed lattice pattern is photographed at each position while moving the lattice pattern to a plurality of positions that divide the pitch of the lattice pattern. (For example, a loop including step S26 to be described later) and the above-mentioned illuminated lighting is turned off and another one is turned on, and the lattice pattern is divided into a plurality of positions for dividing the pitch of the lattice pattern. A second step (for example, a loop including step S28 to be described later) for photographing the deformed lattice pattern at each position while moving the second step, and the second step for the number of all the illuminations A third step of repeating only, the fourth step (e.g., step S29 described later) for combining an image of the deformation grid pattern taken at each step and preferably contains.
この発明によれば、上述の効果と同様の効果がある。また、複数の照明のうち1つだけを点灯させるタイミングと、撮影するタイミングとは同期させる必要がない。したがって、構成がシンプルであり、取り扱いが容易である。 According to the present invention, there are effects similar to those described above. Further, it is not necessary to synchronize the timing for lighting only one of the plurality of lights with the timing for shooting. Therefore, the configuration is simple and easy to handle.
本発明の3次元形状測定方法は、測定対象物の表面に格子パターンを照射し、得られる変形格子パターンをカメラで撮影することにより測定対象物の表面形状を測定する3次元形状測定方法であって、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置のうち1つに格子パターンを照射した状態で、異なる位置に配置した複数の照明を交互に1つずつ点灯させ、かつ、点灯に同期して各照明で変形格子パターンを撮影する第1の工程(例えば、後述のステップS6を含むループ)と、前記位置とは別の1つに格子パターンを照射した状態で、前記複数の照明を交互に1つずつ点灯させ、かつ、点灯に同期して各照明で変形格子パターンを撮影する第2の工程(例えば、後述のステップS8を含むループ)と、前記第2の工程をすべての前記位置の数だけ繰り返す第3の工程と、前記各工程で撮影した変形格子パターンの画像を合成する第4の工程(例えば、後述のステップS9)と、を含むことが好ましい。 The three-dimensional shape measurement method of the present invention is a three-dimensional shape measurement method for measuring the surface shape of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with a lattice pattern and photographing the resulting deformed lattice pattern with a camera. In a state where the lattice pattern is irradiated to one of a plurality of positions dividing the pitch of the lattice pattern, a plurality of lights arranged at different positions are alternately turned on one by one, and in synchronization with the lighting In a state in which the first pattern (for example, a loop including step S6 to be described later) for photographing the deformed grid pattern with each illumination and the grid pattern is irradiated to one different from the position, the plurality of illuminations are alternately performed. A second step (for example, a loop including step S8 to be described later) that illuminates one by one and captures a deformed grid pattern with each illumination in synchronization with the lighting, and the second step is performed at all the positions. A third step of repeating the number, the fourth step (e.g., step S9 described later) for combining an image of the deformation grid pattern taken at each step and preferably contains.
この発明によれば、格子パターンの位置毎に所要枚数の画像を撮影し、この画像データを合成して1枚の画像データを生成する。したがって、合成された画像データに含まれる反射の影響は確実に除去される。したがって、大型の測定対象物を一括して測定することができる。 According to the present invention, a required number of images are taken for each position of the lattice pattern, and this image data is synthesized to generate one piece of image data. Therefore, the influence of reflection included in the synthesized image data is surely removed. Therefore, a large measurement object can be measured in a lump.
本発明によれば、複数の照明装置を選択的に点灯させて撮影された測定対象物の画像を合成することにより、対象物の一部で反射により消えてしまう変形格子パターンを表示することができる。したがって、大型の測定対象物を一括して測定することができる。 According to the present invention, it is possible to display a deformed grid pattern that disappears due to reflection on a part of an object by combining images of the object to be measured, which are photographed by selectively turning on a plurality of illumination devices. it can. Therefore, a large measurement object can be measured in a lump.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る3次元形状測定システム10の概略的配置図、図2はブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic layout diagram of a three-dimensional
図1に示すように、3次元形状測定システム10は、測定対象物としてのワークWから適宜の距離だけ離れた位置に、プロジェクタ20と、カメラとしての2台のCCDカメラ30と、複数基の照明装置40とが設置される。CCDカメラ30は、プロジェクタ20を挟んでその両側に一体的に配置される。図1では照明装置40は2基だけ図示する。
As shown in FIG. 1, the three-dimensional
図2に示すように、3次元形状測定システム10は、プロジェクタ20と、CCDカメラ30と、照明装置40と、制御装置50と、画像処理装置60と、を備える。
As shown in FIG. 2, the three-dimensional
プロジェクタ20は、光源21と、その前方に位置するグリッド22と、グリッド移動部23とを備える。グリッド22は、所定のピッチで並ぶ多数の直線で構成される。光源21が点灯すると、グリッド22からの出力光は、所定のピッチで並ぶ多数の平行光からなる格子パターンとなる。この格子パターンがワークWの表面に照射される。照射された格子パターンは、ワークWの表面形状に沿って変形されることにより変形格子パターンが生成される。変形格子パターンは、ワークWの表面形状に応じてピッチが変わり、また、曲線になる。グリッド移動部23は、格子パターンのピッチを等分割する複数の位置にグリッド22を順次移動させる。
The
CCDカメラ30は、ワークWの表面形状に沿って生成された変形格子パターンを撮影する。変形格子パターンにはピッチがあるから、1回撮影するだけではこのピッチよりも細かい測定精度は得られない。グリッド移動部23が、変形格子パターンの元となる格子パターンのピッチを等分割する複数の位置にグリッド22を順次移動させて、CCDカメラ30はその都度生成された変形格子パターンを撮影する。これにより、格子パターンのピッチの分割数だけ測定精度は向上する。
The
具体的には、格子パターンのピッチを例えば14等分割する位置にグリッド22を順次移動させ、その都度生成された変形格子パターンをCCDカメラ30により撮影する。格子パターンのピッチを8分割した図3に示す例を参考にして説明する。
Specifically, the
最初は、図3(a)に示すように、格子パターンのピッチを8分割する第1の位置にグリッド22をセットする。この位置にある格子パターンに基づいて生成された変形格子パターンをCCDカメラ30により撮影する。続いて、図3(b)に示す第2の位置、図3(c)に示す第3の位置、図3(d)に示す第4の位置、図3(e)に示す第5の位置、図3(f)に示す第6の位置、図3(g)に示す第7の位置、図3(h)に示す第8の位置にグリッド22をそれぞれセットして、各位置で生成された変形格子パターンをCCDカメラ30により撮影する。すなわち合計8回撮影する。
Initially, as shown in FIG. 3A, the
このように、格子パターンのピッチを分割する分割数を適宜設定することにより、ワークWの表面形状の測定精度を要求される精度まで高めることができる。撮影した変形格子パターンの画像は光電変換され、デジタル画像として制御装置50を経て画像処理装置60に読み込まれる。
Thus, the measurement accuracy of the surface shape of the workpiece W can be increased to the required accuracy by appropriately setting the number of divisions for dividing the pitch of the lattice pattern. The captured image of the deformed lattice pattern is photoelectrically converted and read as a digital image into the
CCDカメラ30は、具体的には例えば、画素数:400万画素、シャッタースピード:100〜200ms、測定対象物:2m×2m、測定対象物とカメラとの距離:2〜4m、測定精度:200μm、である。
Specifically, the
照明装置40は、ワークWとそれが置かれた環境を照明する。この3次元形状測定システム10では、取り扱うワークWのサイズが従来の場合に比べて桁違いに大きい。そのため、照明装置40を使用しない場合は、CCDカメラ30による撮影光量が不足する。その結果、少なくともCCDカメラ30のシャッタースピードが遅くなり、また、適切な撮影が行えない。
The
一方、照明装置40が例えば1基の場合は、ワークWの一部が照明光の影になる場合がある。影になった部分は、CCDカメラ30による撮影光量が不足して適切な撮影が行えない。また、ワークWの一部が照明光の反射によりハレーションを起こす場合がある。ハレーションを起こした部分は、画像から変形格子パターンが消えてしまう。複数基(n基)の照明装置40を同時に点灯させることで、ワークWの一部が照明光の影になることは回避できるが、ワークWの一部が照明光の反射によりハレーションを起こすことは回避できない。
On the other hand, when there is one
複数基の照明装置40は交互に点灯される。いずれか1基の照明装置40を点灯した環境でCCDカメラ30により撮影された変形格子パターンの画像と、別の1基の照明装置40を点灯した環境でCCDカメラ30により撮影された変形格子パターンの画像とは、照明光による影響が異なる。すなわち、一方の画像で照明光の影になった部分は、他方の画像では影にならない。一方の画像で照明光の反射によりハレーションを起こした部分は、他方の画像ではハレーションを起こさない。これは、照明装置40が2基以上であれば何基あっても同様である。
The plurality of
具体的には、図4Aに示すように、照明装置40aだけを点灯させた状態では、ワークWのHa部分が照明光の反射によりハレーションを起こす。ハレーション部分Haでは撮影画像から変形格子パターンが消えてしまう。図4Bに示すように、照明装置40bだけを点灯させた状態では、ワークWのHb部分が照明光の反射によりハレーションを起こす。ハレーション部分Hbでは撮影画像から変形格子パターンが消えてしまう。図4Cに示すように、ワークWのHa部分がハレーションを起こした撮影画像と、ワークWのHb部分がハレーションを起こした撮影画像とを合成することにより、合成画像では、ハレーション部分Ha、Hbの変形格子パターンが明瞭に表示される。
Specifically, as shown in FIG. 4A, in a state where only the
照明装置40は、例えばLED型の無影灯を用いることが好ましい。LED型の無影灯は、高速でスイッチングすることが可能である。
The
制御装置50は、格子パターンオンオフ部51と、格子パターン位置制御部52と、照明選択制御部53と、カメラ制御部54と、同期制御部55と、画像データ保存部56と、3次元座標計算部57と、を備える。
The control device 50 includes a lattice pattern on / off unit 51, a lattice pattern position control unit 52, an illumination
格子パターンオンオフ部51は、プロジェクタ20の光源21に対して点灯指令、消灯指令を伝える。格子パターン位置制御部52は、プロジェクタ20のグリッド移動部23に対してグリッド移動指令を伝える。照明選択制御部53は、複数基の照明装置40の中から点灯させる1基の照明装置40を選択してその照明装置40に対して点灯指令を伝える。それ以外の照明装置40はすべて消灯させる。カメラ制御部54は、CCDカメラ30に対して撮影指令を伝える。同期制御部55は、照明選択制御部53による点灯指令とカメラ制御部54による撮影指令とを同期させる。すなわち、照明装置40の点灯タイミングとCCDカメラ30の撮影タイミングとを同期させる。これについては後述する。画像データ保存部56は、CCDカメラ30により撮影された画像データを保存して画像処理装置60に供給する。3次元座標計算部57は、画像処理装置60から供給される画像処理データに基づいて、変形格子パターンの3次元座標を計算する。
The lattice pattern on / off unit 51 transmits a turn-on command and a turn-off command to the
画像処理装置60は、格子パターンの位置毎に、かつ、照明装置40が選択的に点灯される毎にCCDカメラ30により撮影された変形格子パターンの画像を合成する。すなわち、画像処理装置60は、グリッド22がセットされた位置毎に、CCDカメラ30により撮影された変形格子パターンの画像データを合成する。1箇所の位置でm枚の画像が撮影される場合、m枚の画像データを合成して1枚の画像データを生成する。この合成処理により、合成前の画像データに含まれるハレーションは除去される。グリッド22がセットされる位置がn箇所ある場合、画像処理装置60は、同様の合成処理をn箇所で撮影したすべての画像データについて行って、n枚の画像データを生成する。
The
具体的には、格子パターンのピッチを14分割する位置毎に、照明装置40の基数分だけ撮影された画像データを合成して1枚の画像データを生成する。これにより、14枚の画像データを生成する。
Specifically, for each position where the pitch of the lattice pattern is divided into 14, the image data captured for the radix of the
この3次元形状測定システム10において、制御装置50は図5に示すフローチャートにしたがって動作する。また、制御装置50は図6に示すフローチャートにしたがって動作する。
In the three-dimensional
図5は、本発明に係る3次元形状測定方法の第1実施形態を示すフローチャートである。
まず、ステップS1では、制御装置50によりプロジェクタ20の光源21を点灯させる。
FIG. 5 is a flowchart showing the first embodiment of the three-dimensional shape measuring method according to the present invention.
First, in step S1, the
ステップS2では、制御装置50によりプロジェクタ20のグリッド22をn番目の位置にセットする。すなわち、最初は1番目の位置にセットする。
In step S2, the
ステップS3では、制御装置50によりm番目の照明装置40だけを点灯させる。すなわち、最初は1番目の照明装置40だけを点灯させる。
In step S <b> 3, only the m-
ステップS4では、制御装置50によりCCDカメラ30による変形格子パターンの撮影を行う。この場合、ステップS3によるm番目の照明装置40だけの点灯と、ステップS4によるCCDカメラ30による撮影とは同期させて行う。
In step S <b> 4, the control device 50 captures the deformed grid pattern by the
ステップS5では、制御装置50によりすべての照明装置40で撮影を終了したか否かを判定する。すなわち、照明装置40が全部で例えばm基ある場合は、m基すべての照明装置40で撮影を終了したか否かを判定する。
この判定がNOの場合は、ステップS6に移り、YESの場合は、ステップS7に移る。
In step S <b> 5, the control device 50 determines whether shooting has been completed for all the
If this determination is NO, the process proceeds to step S6, and if YES, the process proceeds to step S7.
ステップS6では、制御装置50により照明装置40の順番mをインクリメントする。そのため、2回目のステップS3では、制御装置50により2番目の照明装置40だけを点灯させる。以下同様にして、m回目のステップS3では、制御装置50によりm番目の照明装置40だけを点灯させる。
In step S <b> 6, the control device 50 increments the order m of the
一方、ステップS5の判定がYESで、ステップS7に移った場合、ステップS7では、制御装置50によりすべての位置で撮影を終了したか否かを判定する。すなわち、グリッド22をセットする位置が全部で例えばn箇所ある場合は、n箇所すべての位置で撮影を終了したか否かを判定する。
この判定がNOの場合は、ステップS8に移り、YESの場合は、ステップS9に移る。
On the other hand, when the determination in step S5 is YES and the process proceeds to step S7, in step S7, the control device 50 determines whether or not shooting has been completed at all positions. That is, when there are, for example, n positions at which the
If this determination is NO, the process proceeds to step S8, and if YES, the process proceeds to step S9.
ステップS8では、制御装置50によりグリッド22をセットする位置の順番nをインクリメントする。そのため、2回目のステップS2では、制御装置50によりグリッド22を2番目の位置にセットする。すなわち、グリッド22を1番目の位置から2番目の位置まで移動させる。以下同様にして、n回目のステップS2では、制御装置50によりグリッド22をn番目の位置にセットする。
In step S8, the control apparatus 50 increments the order n of the positions where the
一方、ステップS7の判定がYESで、ステップS9に移った場合、ステップS9では、制御装置50により画像処理装置60による画像処理を行う。すなわち、グリッド22がセットされた位置毎に、CCDカメラ30により撮影された変形格子パターンの画像データを合成する。1箇所の位置でm枚の画像データが撮影されているから、このm枚の画像データを合成して1枚の画像データを生成する。この合成処理により、変形格子パターンの画像データに含まれるハレーションは除去される。画像処理装置60は、同様の合成処理をn箇所で撮影したすべての画像データについて行って、ワークW全体の表面形状を詳細に取り込んだn枚の画像データを生成する。
On the other hand, if the determination in step S7 is YES and the process proceeds to step S9, the
ステップS10では、制御装置50により変形格子パターンの3次元座標を計算する。すなわち、画像処理装置60で処理された画像処理データに基づいて、ワークWの3次元座標を計算する。これにより、ワークWの表面形状の3次元測定結果が得られる。
In step S10, the control device 50 calculates the three-dimensional coordinates of the deformed grid pattern. That is, the three-dimensional coordinates of the workpiece W are calculated based on the image processing data processed by the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)グリッド22をセットした位置でm枚の画像を撮影し、この画像データを合成して1枚の画像データを生成する。したがって、合成された画像データに含まれるハレーションは確実に除去される。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Take m images at the position where the
(2)m枚の画像は連続的に撮影される。したがって、m枚の画像に位置の誤差が入る虞がない。 (2) m images are taken continuously. Therefore, there is no possibility that a position error will occur in m images.
(3)m枚の画像データを合成して得られた画像データは、ハレーションが除去されている以外は合成前の画像データと変わらない。したがって、従来使用していた3次元座標計算プログラムをそのまま適用可能である。 (3) The image data obtained by combining the m pieces of image data is the same as the image data before combining except that the halation is removed. Therefore, the conventionally used three-dimensional coordinate calculation program can be applied as it is.
(4)グリッド22をセットした位置でm枚すべての画像を撮影し終った後、つぎの位置へグリッド22を移動させてその位置で再びm枚すべての画像を撮影し終る。これをn箇所すべての位置について順次行う。したがって、各位置での撮影枚数mがそれほど多くはない場合、n箇所すべての位置でそれぞれ1枚ずつ画像を撮影する場合に比べて、大差のない所要時間内ですべての撮影を行うことができる。
(4) After all m images have been captured at the position where the
図6は、本発明に係る3次元形状測定方法の第2実施形態を示すフローチャートである。
ステップS21、S22は、図5に示すフローチャートのステップS1、S2とそれぞれ同様のものであるので、説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing a second embodiment of the three-dimensional shape measuring method according to the present invention.
Steps S21 and S22 are the same as steps S1 and S2 in the flowchart shown in FIG.
ステップS23では、制御装置50によりm番目の照明装置40だけを点灯させる。すなわち、最初は1番目の照明装置40だけを点灯させた状態にしておき、これ以外の照明装置40はすべて消灯させた状態にしておく。
In step S23, only the
ステップS24では、制御装置50によりCCDカメラ30による変形格子パターンの撮影を行う。この場合は、ステップS23でm番目の照明装置40だけを点灯させておいた状態でCCDカメラ30による撮影を行うため、ステップS23によるm番目の照明装置40だけの点灯と、ステップS24によるCCDカメラ30による撮影とは同期させる必要がない。
In step S <b> 24, the control device 50 captures the deformed grid pattern by the
ステップS25では、制御装置50によりすべての位置で撮影を終了したか否かを判定する。すなわち、グリッド22をセットする位置が全部で例えばn箇所ある場合は、n箇所すべての位置で撮影を終了したか否かを判定する。
この判定がNOの場合は、ステップS26に移り、YESの場合は、ステップS27に移る。
In step S25, the control device 50 determines whether or not shooting has been completed at all positions. That is, when there are, for example, n positions at which the
If this determination is NO, the process proceeds to step S26, and if YES, the process proceeds to step S27.
ステップS26では、制御装置50によりグリッド22をセットする位置の順番nをインクリメントする。そのため、2回目のステップS22では、制御装置50によりグリッド22を2番目の位置にセットする。すなわち、グリッド22を1番目の位置から2番目の位置まで移動させる。以下同様にして、n回目のステップS22では、制御装置50によりグリッド22をn番目の位置にセットする。
In step S26, the control apparatus 50 increments the order n of the positions where the
一方、ステップS25の判定がYESで、ステップS27に移った場合、ステップS27では、制御装置50によりすべての照明装置40で撮影を終了したか否かを判定する。すなわち、照明装置40が全部で例えばm基ある場合は、m基すべての照明装置40で撮影を終了したか否かを判定する。
この判定がNOの場合は、ステップS28に移り、YESの場合は、ステップS29に移る。
On the other hand, if the determination in step S25 is YES and the process proceeds to step S27, in step S27, the control device 50 determines whether or not shooting has been completed for all the
If this determination is NO, the process moves to step S28, and if YES, the process moves to step S29.
ステップS28では、制御装置50により照明装置40の順番mをインクリメントする。そのため、2回目のステップS23では、制御装置50により2番目の照明装置40だけを点灯させた状態にする。以下同様にして、m回目のステップS23では、制御装置50によりm番目の照明装置40だけを点灯させた状態にする。
In step S28, the control device 50 increments the order m of the
ステップS29、S30は、図5に示すフローチャートのステップS9、S10と同様のものであるので、説明を省略する。 Steps S29 and S30 are the same as steps S9 and S10 in the flowchart shown in FIG.
本実施形態によれば、上記(1)、(3)の効果と同様の効果があるほか、以下のような効果がある。
(5)m番目の照明装置40だけの点灯と、CCDカメラ30による撮影とは同期させる必要がない。したがって、制御装置50は同期制御部55を備えることが不要で、構成がシンプルになる。
According to this embodiment, in addition to the same effects as the effects (1) and (3), there are the following effects.
(5) It is not necessary to synchronize the lighting of only the
10…3次元形状測定システム
20…プロジェクタ
30…CCDカメラ(カメラ)
40…照明装置
50…制御装置
52…格子パターン位置制御部(格子パターン位置制御装置)
53…照明選択制御部(照明選択制御装置)
55…同期制御部(同期装置)
60…画像処理装置
W…ワーク(測定対象物)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
53. Illumination selection control unit (illumination selection control device)
55. Synchronization control unit (synchronization device)
60: Image processing device W: Workpiece (object to be measured)
Claims (4)
前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンが照射されるように当該格子パターンの位置を制御する格子パターン位置制御装置と、
測定対象物を照明するため異なる位置に配置された複数の照明装置と、
前記複数の照明装置を選択的に点灯させる照明選択制御装置と、
前記格子パターンの前記位置毎に、かつ、前記照明装置が選択的に点灯される毎に前記カメラで撮影された変形格子パターンの画像を合成する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする3次元形状測定システム。 A three-dimensional shape measurement system that measures the surface shape of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with a lattice pattern and photographing the resulting deformed lattice pattern with a camera,
A grid pattern position control device that controls the position of the grid pattern so that the grid pattern is irradiated to a plurality of positions that divide the pitch of the grid pattern;
A plurality of illumination devices arranged at different positions to illuminate the measurement object;
An illumination selection control device for selectively lighting the plurality of illumination devices;
An image processing device that synthesizes an image of a deformed lattice pattern captured by the camera for each position of the lattice pattern and each time the illumination device is selectively turned on,
A three-dimensional shape measurement system comprising:
前記照明装置の選択的点灯のタイミングと前記カメラの撮影タイミングとを同期させる同期装置をさらに備え、
前記格子パターンの前記位置毎に、すべての前記照明装置による点灯と前記カメラによる撮影とを行うことを特徴とする3次元形状測定システム。 The three-dimensional shape measurement system according to claim 1,
A synchronization device that synchronizes the timing of selective lighting of the lighting device and the shooting timing of the camera;
A three-dimensional shape measurement system that performs lighting by all the illumination devices and photographing by the camera for each position of the lattice pattern.
異なる位置に配置した複数の照明のうち1つを点灯させた状態で、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンを移動させながら各位置で変形格子パターンを撮影する第1の工程と、
前記の点灯させた照明を消灯し、別の1つを点灯させた状態で、前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置に格子パターンを移動させながら各位置で変形格子パターンを撮影する第2の工程と、
前記第2の工程をすべての前記照明の数だけ繰り返す第3の工程と、
前記各工程で撮影した変形格子パターンの画像を合成する第4の工程と、
を含むことを特徴とする3次元形状測定方法。 A three-dimensional shape measurement method for measuring the surface shape of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with a lattice pattern and photographing the resulting deformed lattice pattern with a camera,
A first step of photographing a deformed lattice pattern at each position while moving the lattice pattern to a plurality of positions that divide the pitch of the lattice pattern in a state where one of a plurality of lights arranged at different positions is turned on. When,
Secondly, in the state where the lit illumination is turned off and the other one is turned on, a deformed lattice pattern is photographed at each position while moving the lattice pattern to a plurality of positions that divide the pitch of the lattice pattern. And the process of
A third step in which the second step is repeated for all the illuminations;
A fourth step of synthesizing the image of the deformed grid pattern photographed in each step;
A three-dimensional shape measuring method comprising:
前記格子パターンのピッチを分割する複数の位置のうち1つに格子パターンを照射した状態で、異なる位置に配置した複数の照明を交互に1つずつ点灯させ、かつ、点灯に同期して各照明で変形格子パターンを撮影する第1の工程と、
前記位置とは別の1つに格子パターンを照射した状態で、前記複数の照明を交互に1つずつ点灯させ、かつ、点灯に同期して各照明で変形格子パターンを撮影する第2の工程と、
前記第2の工程をすべての前記位置の数だけ繰り返す第3の工程と、
前記各工程で撮影した変形格子パターンの画像を合成する第4の工程と、
を含むことを特徴とする3次元形状測定方法。 A three-dimensional shape measurement method for measuring the surface shape of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with a lattice pattern and photographing the resulting deformed lattice pattern with a camera,
In a state where the lattice pattern is irradiated to one of a plurality of positions dividing the pitch of the lattice pattern, a plurality of illuminations arranged at different positions are alternately turned on one by one, and each illumination is synchronized with the lighting. A first step of photographing a deformed grid pattern with:
A second step of alternately turning on the plurality of illuminations one by one in a state in which a lattice pattern is irradiated on one of the positions different from the position, and capturing a deformed lattice pattern with each illumination in synchronization with the illumination When,
A third step of repeating the second step by the number of all the positions;
A fourth step of synthesizing the image of the deformed grid pattern photographed in each step;
A three-dimensional shape measuring method comprising:
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