(57)【要約】【課題】三次元モデルデータの作成に要する時間の短縮を図ることが可能な三次元形状測定装置を提供する。【解決手段】三次元形状測定装置１００は、測定対象物１５０が載置される載置台１と、測定対象物１５０を撮像するカメラ３３２〜３３４と、カメラ３３２〜３３４により撮像された画像に基づいて、測定対象物１５０の三次元形状を作成するコントローラ３４と、カメラ３３２〜３３４と載置台１との間に配置される透明部材２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を支持する支持部と、
前記測定対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記測定対象物の三次元形状を作成する画像処理部とを備える三次元形状測定装置であって、
前記撮像部と前記支持部との間に配置される透明部材を備えることを特徴とする三次元形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物の三次元形状を測定する三次元形状測定装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の三次元形状測定装置は、測定対象物を撮像する複数の撮像部と、複数の撮像部により撮像された画像に基づいて測定対象物の三次元形状を作成する画像処理部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１４６３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、測定対象物が支持部に支持されている場合には、複数の撮像部による測定対象物の撮像時に支持部が映り込むので、測定対象物に加えて支持部を含む三次元形状が作成される。この三次元形状における支持部の部分は不要な部分であることから、作業者の手作業によって削除されており、その削除作業に長時間を要するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、三次元モデルデータの作成に要する時間の短縮を図ることが可能な三次元形状測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による三次元形状測定装置は、測定対象物を支持する支持部と、測定対象物を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された画像に基づいて、測定対象物の三次元形状を作成する画像処理部と、撮像部と支持部との間に配置される透明部材とを備える。
【０００８】
このように構成することによって、支持部が透明部材を介して撮像されるため、画像における支持部の位置が屈折により本来の位置からずれるので、画像処理により支持部を落とすことができる。これにより、支持部が含まれていない測定対象物のみの三次元形状が作成されるので、作業者による不要部分の削除作業を無くすことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の三次元形状測定装置によれば、三次元モデルデータの作成に要する時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による三次元形状測定装置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による三次元形状測定装置１００について説明する。
【００１３】
三次元形状測定装置１００は、測定対象物１５０の三次元形状を非接触で測定するように構成されている。この三次元形状測定装置１００は、図１に示すように、測定対象物１５０が載置される載置台１と、載置台１と測定対象物１５０との間に配置される平板状の透明部材２と、載置台１に載置される測定対象物１５０を測定する測定機３とを備えている。図１の例では、測定対象物１５０がキャップである。なお、載置台１は、本発明の「支持部」の一例である。
【００１４】
載置台１は、測定対象物１５０が載置される天板１１と、天板１１の裏面に設けられた複数の脚部１２とを含んでいる。天板１１には透明部材２が載置され、その透明部材２に測定対象物１５０が載置されている。複数の脚部１２は、天板１１を支持するように構成されている。
【００１５】
透明部材２は、測定機３と載置台１との間に配置され、測定機３に測定される三次元形状に載置台１が含まれないようにするために設けられている。この透明部材２は、たとえば、屈折率が１．５３の透明アクリル板であり、１０ｍｍ以上の厚みを有するとともに、天板１１よりも広い面積を有する。
【００１６】
測定機３は、画像を用いて測定対象物１５０の三次元形状を測定するように構成されており、たとえばヘキサゴン・メトロジー株式会社のＷＬＳ４００Ｍである。この測定機３は、ベース３１と、アーム３２と、光学ヘッド３３と、コントローラ３４とを含んでいる。なお、コントローラ３４は、本発明の「画像処理部」の一例である。
【００１７】
ベース３１の下端部には複数のキャニスタ３１１が設けられ、ベース３１が移動可能に構成されている。ベース３１の上端部にはアーム３２が設けられ、アーム３２の先端に光学ヘッド３３が設けられている。アーム３２は、光学ヘッド３３の位置を調整するために設けられている。
【００１８】
光学ヘッド３３は、プロジェクタ３３１と、プロジェクタ３３１の周囲に配置される３つのカメラ３３２〜３３４とを含んでいる。プロジェクタ３３１は、測定対象物１５０にパターン光を投影するために設けられている。カメラ３３２〜３３４は、それぞれ異なる視点から、パターン光が投影される測定対象物１５０を撮像するように構成されている。カメラ３３２〜３３４により撮像された画像は、カメラ３３２〜３３４からコントローラ３４に出力されるようになっている。なお、カメラ３３２〜３３４は、本発明の「撮像部」の一例である。
【００１９】
コントローラ３４は、演算部および記憶部などを含み、記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することにより、プロジェクタ３３１およびカメラ３３２〜３３４を制御するように構成されている。たとえば、コントローラ３４は、カメラ３３２〜３３４の撮像結果（撮像画像）に基づいて測定対象物１５０の三次元形状を作成するように構成されている。すなわち、コントローラ３４は、カメラ３３２〜３３４による撮像画像を用いて画像処理を行うことにより、測定対象物１５０の三次元形状を作成するように構成されている。具体的には、コントローラ３４は、各カメラ３３２〜３３４の撮像画像の対応点を特定し、三角測量の原理を用いて対応点の三次元位置を算出するようになっている。
【００２０】
そして、図１の矢印で示すように、測定機３を測定対象物１５０の周囲で移動させることにより、測定機３の撮像角度を変化させながら三次元形状の測定を繰り返し行い、各撮像角度の三次元形状を合成することにより三次元モデルデータが作成される。
【００２１】
ここで、カメラ３３２〜３３４と載置台１との間に透明部材２が配置されており、カメラ３３２〜３３４により測定対象物１５０が撮像されるときに撮像範囲に載置台１が含まれる場合には、載置台１が透明部材２を介して撮像される。このため、撮像画像における載置台１およびその載置台１に投影されるパターンの位置が屈折により本来の位置（実際の位置）からずらされる。これにより、コントローラ３４による画像処理時に、各撮像画像における載置台１の部分の対応点の特定が困難になり、載置台１の部分については三次元形状が作成されなくなる。したがって、コントローラ３４では、画像処理により、載置台１の部分が落とされ（取り除かれ）、不要部分である載置台１が含まれていない測定対象物１５０のみの三次元形状が作成される。すなわち、カメラ３３２〜３３４と載置台１との間に透明部材２を設けることにより、屈折によって撮像画像の載置台１の部分がずらされるので、カメラ３３２〜３３４による測定対象物１５０の撮像時に映り込んだ載置台１を画像処理によって除去することができる。その結果、作業者による不要部分（載置台１）の削除作業を無くすことができるので、三次元モデルデータの作成に要する時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００２３】
たとえば、上記実施形態では、測定対象物１５０がキャップである例を示したが、これに限らず、測定対象物がインストルメントパネルなどの車両構成部品であってもよい。
【００２４】
また、上記実施形態では、本発明の支持部の一例として載置台１を示したが、これに限らず、本発明の支持部が床などであってもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、透明部材２がアクリル板である例を示したが、これに限らず、透明部材がガラス板やポリカーボネート板であってもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では、透明部材２が平板状である例を示したが、これに限らず、透明部材が載置台を覆うような箱状であってもよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、３つのカメラ３３２〜３３４が設けられる例を示したが、これに限らず、三次元形状を測定可能であれば、カメラの数がいくつであってもよい。
【００２８】
また、上記実施形態において、測定対象物の一部が不要部分である場合には、透明部材を用いて測定対象物の一部（不要部分）を部分的に除去するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、測定対象物の三次元形状を測定する三次元形状測定装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１      載置台（支持部）
２      透明部材
３４    コントローラ（画像処理部）
１００  三次元形状測定装置
１５０  測定対象物
３３２  カメラ（撮像部）
３３３  カメラ（撮像部）
３３４  カメラ（撮像部）
【図１】
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