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形状変形計測方法

国内特許コード P000000854
整理番号 U1997P068
掲載日 2001年11月26日
出願番号 特願平10-101848
公開番号 特開平11-287625
登録番号 特許第2903111号
出願日 平成10年3月31日(1998.3.31)
公開日 平成11年10月19日(1999.10.19)
登録日 平成11年3月26日(1999.3.26)
発明者
  • 森本 吉春
  • 藤垣 元治
出願人
  • 国立大学法人和歌山大学
発明の名称 形状変形計測方法
発明の概要 【課題】 物体の形状変形を簡単かつ迅速に計測できる形状変形計測方法を提供する。
【解決手段】 被測定物体に位相シフトしながら格子を投影して、それぞれの位相シフト量における複数の格子画像を撮影して、その複数の格子画像に基づいて各画素について輝度が最大となる位相シフト量を抽出し、任意の時間経過後に、同様に、被測定物体に位相シフトしながら前記格子を投影して、それぞれの位相シフト量における複数の格子画像を撮影し、その複数の格子画像から、各画素について予め抽出した位相シフト量における格子画像を選択して、その選択した格子画像から当該画素の輝度データを抽出し、その抽出される各画素の輝度データに基づいて被測定物体の変形量を表す等変位線画像を得る。
従来技術、競合技術の概要


従来、非接触で三次元形状計測を行う方法として、物体に等ピッチの格子を投影し、別の方向からCCD等の固体撮像素子を有するテレビカメラで撮影して、物体の形状に応じて歪んだ格子画像を得、その格子の歪みを走査モアレ法やフーリエ変換モアレ法/格子法等の位相解析法によって解析して、形状分布を表す等高線画像を得る方法がよく用いられている。
ここで、走査モアレ法は、格子画像を元の格子のピッチでサンプリングする、すなわち間引く画像処理を行うことで、等高線を意味するモアレ縞を得るもので、単純な画像処理で実現できることから、非常に高速に等高線画像を得ることができるが、得られる等高線画像にノイズが多く含まれるという問題がある。これに対し、フーリエ変換モアレ法/格子法では、滑らかな等高線画像を得ることができるが、処理に時間がかかるという問題がある。
そこで、上記の走査モアレ法による問題点を解決するものとして、投影格子の位相をシフトしながら複数枚画像を取り込み、投影格子の位相と間引き処理の位相とを一致させることで、ノイズのない滑らかなモアレ縞を簡単に得ることのできる位相シフト走査モアレ法が提案されている。また、本発明者らは、かかる位相シフト走査モアレ法を適用して、物体の三次元形状の計測を行う装置を既に提案した(精密工学会第1回知能メカトロニクスワークショップ,平成8年7月25日,第214頁~第219頁)。
この三次元形状計測装置では、格子投影装置から等ピッチの格子を位相シフトしながら物体に投影して、各位相値の格子画像をテレビカメラで撮影し、その各格子画像を位相シフト量に応じてサンプリングして合成することにより、等高線画像を得るようにしている。

産業上の利用分野


この発明は、工業生産物、構造物、人体等の物体の形状変形を計測する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被測定物体に位相シフトしながら格子を投影して、それぞれの位相シフト量における複数の格子画像を撮影する第1の工程と、
前記複数の格子画像に基づいて、各画素について輝度が最大となる位相シフト量を抽出する第2の工程と、
任意の時間経過後に、前記被測定物体に位相シフトしながら前記格子を投影して、それぞれの位相シフト量における複数の格子画像を撮影する第3の工程と、
この第3の工程で得られる複数の格子画像から、各画素について前記第2の工程で抽出した位相シフト量における格子画像を選択して、その選択した格子画像から当該画素の輝度データを抽出する第4の工程と、
この第4の工程で抽出される各画素の輝度データに基づいて前記被測定物体の変形量を表す等変位線画像を得ることを特徴とする形状変形計測方法。

【請求項2】
被測定物体に位相シフトしながら格子を投影して、それぞれの位相シフト量における複数の格子画像を撮影する第1の工程と、
前記複数の格子画像に基づいて、各画素について輝度が最大となる位相シフト量を抽出する第2の工程と、
任意の時間経過後に、前記被測定物体に位相シフトしながら前記格子を投影して、それぞれの位相シフト量における格子画像を順次撮影し、その順次の撮影において、当該位相シフト量と前記第2の工程で抽出された位相シフト量とが同じ画素の輝度データを抽出する第3の工程と、
この第3の工程で抽出される輝度データに基づいて前記被測定物体の変形量を表す等変位線画像を得ることを特徴とする形状変形計測方法。

【請求項3】
請求項1または2記載の形状変形計測方法において、
前記被測定物体に投影する格子が鋸歯波状の輝度分布を有することを特徴とする形状変形計測方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1998101848thum.jpg
出願権利状態 登録
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