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計測システム及び計測方法 NEW

国内特許コード P170013722
整理番号 S2015-1737-N0
掲載日 2017年2月16日
出願番号 特願2015-130144
公開番号 特開2017-015456
出願日 平成27年6月29日(2015.6.29)
公開日 平成29年1月19日(2017.1.19)
発明者
  • 川末 紀功仁
  • 吉田 久美子
出願人
  • 国立大学法人 宮崎大学
  • 向陽鉄工株式会社
発明の名称 計測システム及び計測方法 NEW
発明の概要 【課題】被測定物の三次元座標をより高精度に計測する計測システムを提供する。
【解決手段】計測システムSは、管体にスリット状の複数のスリットレーザ光を照射するスリットレーザ照射装置2と、スリットレーザ光の各々と所定の位置関係を有するドット状の複数のドットレーザ光を管体に照射するドットレーザ照射装置3と、管体の表面に現れる複数の輝線と、管体の表面に現れる複数の輝点とを撮像して、撮像画像を生成する撮像装置4と、撮像画像と、複数の輝線及び輝点の予め定まった位置関係を示す基準画像とを対比して、撮像画像の輝線とスリットレーザ光との対応関係を特定する特定部152と、撮像画像における輝線の二次元座標と、特定部152が特定した対応関係とに基づいて、輝線の三次元座標を取得する取得部153とを備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、コンピュータビジョンに関する研究が活性化し、撮像装置を用いた物体の三次元情報入力システムが身近なものになりつつある。この種の技術の中で、撮像装置としてカメラを用いて物体の三次元形状を入力する手法として、光切断法が広く知られている。



例えば、下記の特許文献1には、光切断法を利用した距離測定装置が開示されている。この距離測定装置は、CCDカメラによって物体(被測定物)の表面におけるスリット光の反射光(輝線)を撮像し、スリット光を発した方向、光源の位置及びCCDカメラの位置から、物体との間の距離を測定する。

産業上の利用分野


本発明は、被測定物の三次元座標を計測する計測システム及び計測方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被測定物にスリット状の複数のスリットレーザ光を照射する第1照射手段と、
前記第1照射手段が前記複数のスリットレーザ光を前記被測定物に照射する際に、前記複数のスリットレーザ光の各々と所定の位置関係を有するドット状の複数のドットレーザ光を、前記被測定物に照射する第2照射手段と、
前記複数のスリットレーザ光が照射されることで前記被測定物の表面に現れる複数の輝線と、前記複数のドットレーザ光が照射されることで前記表面に現れる複数の輝点とを撮像して、撮像画像を生成する撮像手段と、
前記撮像画像と、前記複数の輝線及び輝点の予め定まった位置関係を示す基準画像とを対比して、前記撮像画像の前記複数の輝線と前記複数のスリットレーザ光との対応関係を特定する特定手段と、
前記撮像画像における前記複数の輝線の二次元座標と、前記特定手段が特定した前記対応関係とに基づいて、前記複数の輝線の三次元座標を取得する取得手段と、
を備える、計測システム。

【請求項2】
前記第1照射手段及び前記第2照射手段は、前記スリットレーザ光を照射するスリットの長手方向であるスリット方向の同一直線上に位置する、
請求項1に記載の計測システム。

【請求項3】
前記第1照射手段及び前記第2照射手段は、前記スリット方向以外の方向に所定距離だけ離れて位置し、
前記スリットレーザ光の前記被測定物への照射位置と、前記ドットレーザ光の前記被測定物への照射位置とを調整するための光反射手段を更に備える、
請求項1に記載の計測システム。

【請求項4】
前記複数のスリットレーザ光の前記被測定物への照射方向は、互いに交差する方向であり、
前記特定手段は、前記複数の輝線の各々に対応する前記スリットレーザ光の照射方向を特定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の計測システム。

【請求項5】
前記第2照射手段は、前記複数の輝線の各々に対して輝点の隣接状態が異なるように、前記複数のドットレーザ光を照射する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の計測システム。

【請求項6】
前記特定手段は、前記撮像画像の前記輝線上の一点及び前記一点の周囲を含む単位領域を抽出し、前記基準画像の前記単位領域との相関度合いを判定する、
請求項5に記載の計測システム。

【請求項7】
前記被測定物は、管状体であり、
前記撮像手段は、前記第1照射手段の照射方向と交差する視線方向から、前記管状体の表面に現れる前記複数の輝線及び輝点を撮像する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の計測システム。

【請求項8】
前記取得手段は、円弧形状の前記輝線が一部を成す前記管状体の断面形状の三次元座標を取得する、
請求項7に記載の計測システム。

【請求項9】
前記断面形状は、楕円形状であり、
前記取得手段は、前記断面形状の楕円の短径を取得し、前記短径を前記管状体の外径と設定する、
請求項8に記載の計測システム。

【請求項10】
前記取得手段は、前記複数の輝線の各々が一部を成す前記管状体の複数の断面形状に基づいて、前記管状体の中心線を取得する、
請求項8又は9に記載の計測システム。

【請求項11】
前記取得手段は、前記複数の輝線上の点の三次元座標に基づいて、前記管状体の中心線の方向ベクトルを取得する、
請求項8から10のいずれか1項に記載の計測システム。

【請求項12】
被測定物にスリット状の複数のスリットレーザ光を照射するステップと、
前記複数のスリットレーザ光を前記被測定物に照射する際に、前記複数のスリットレーザ光の各々と所定の位置関係を有するドット状の複数のドットレーザ光を、前記被測定物に照射するステップと、
前記複数のスリットレーザ光が照射されることで前記被測定物の表面に現れる複数の輝線と、前記複数のドットレーザ光が照射されることで前記表面に現れる複数の輝点とを撮像して、撮像画像を生成するステップと、
前記撮像画像と、前記複数の輝線及び輝点の予め定まった位置関係を示す基準画像とを対比して、前記撮像画像の前記複数の輝線と前記複数のスリットレーザ光との対応関係を特定するステップと、
前記撮像画像における前記複数の輝線の二次元座標と、特定した前記対応関係とに基づいて、前記複数の輝線の三次元座標を取得するステップと、
を有する、計測方法。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015130144thum.jpg
出願権利状態 公開


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