(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン光を表面反射の強い計測対象物に直接当たらないように投影する投影手段と、
前記投影手段により投影されたパターン光（以下、「投影パターン光」と称す。）を反射して前記計測対象物に投影する反射手段と、
前記反射手段により反射されたパターン光（以下、「反射パターン光」と称す。）が投影された前記計測対象物を撮像して反射パターン光画像を取得する撮像手段であり、レンズの光軸が前記反射パターン光の投影方向と同一でない撮像手段と、
前記投影パターン光の投影パターンと、前記反射パターン光のパターン（以下、「計測パターン」と称す。）と、前記撮像手段により取得された反射パターン光画像との比較を行い、前記投影パターンの注目パターン縞の投影方向角と前記反射手段の設置角度と前記計測パターンの注目パターン縞の視角とに基づいて計測点の奥行き距離値を算出し、この算出された計測点の奥行き距離値から前記計測対象物の表面形状の三次元情報を算出するデータ処理手段と
を含む三次元情報計測装置。
【請求項２】
前記投影手段、反射手段および撮像手段は、前記投影手段の前記投影パターン光の投影方向と、前記撮像手段のレンズの光軸と、前記反射手段の法線ベクトルの平均値とが平行でないように配置されたものである請求項１記載の三次元情報計測装置。
【請求項３】
前記パターン光は、前記撮像手段により撮像された画像の色強度分布が適切となるように強度分布、色分布および空間周波数分布が、計測対象物の形状、色および表面反射特性に従って自動的に調節されたものである請求項１または２に記載の三次元情報計測装置。
【請求項４】
前記撮像手段の露出、撮像速度およびホワイトバランスは、前記投影パターン光の特徴と前記計測対象物の形状、色および表面反射特性とに従って、自動的に調節されるものである請求項１から３のいずれかに記載の三次元情報計測装置。
【請求項５】
パターン光を表面反射の強い計測対象物に直接当たらないように投影手段により投影すること、
前記投影手段により投影されたパターン光（以下、「投影パターン光」と称す。）を反射手段により反射して前記計測対象物に投影すること、
前記反射手段により反射されたパターン光（以下、「反射パターン光」と称す。）が投影された前記計測対象物を、前記反射パターン光の投影方向と同一でない方向にレンズの光軸が配置された撮像手段により撮像して反射パターン光画像を取得すること、
前記投影パターン光の投影パターンと、前記反射パターン光のパターン（以下、「計測パターン」と称す。）と、前記撮像手段により取得された反射パターン光画像との比較を行い、前記投影パターンの注目パターン縞の投影方向角と前記反射手段の設置角度と前記計測パターンの注目パターン縞の視角とに基づいて計測点の奥行き距離値を算出し、この算出された計測点の奥行き距離値から前記計測対象物の表面形状の三次元情報を算出すること
を含む三次元情報計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属や陶磁器などの他、自動車やその部品などの光沢塗装が施されるなどして表面反射の強い計測対象物の表面の三次元情報を非接触で計測する三次元情報計測装置および三次元情報計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元形状計測はデジタルカメラを用いて、計測対象物の写真撮像を行い、コンピュータによって画像処理することにより、非接触で計測対象物の表面の三次元形状を算出する手法である。通常、三次元形状計測は、計測対象物に計測の補助となる特定の光や電波などを照射することなく計測を行う受動型と、光、音波や電波などを計測対象物に照射し、その情報を利用して計測を行う能動型とに分類される。
【０００３】
受動型の代表的な方法は、２台のカメラを用いて、人間の両目のように計測対象物の画像を異なる視点から撮像し、三角測量の原理により計測対象物の三次元形状を算出するステレオ視方法である。ステレオ視による三次元形状計測方法は、２台もしくは２台以上のカメラだけを用いて、計測対象物の三次元形状を計測できる方法であり、簡単な設備を使って物体の三次元形状を計測できる利点がある。
【０００４】
しかしながら、このような受動法では、複数枚の画像から計測点および対応点を抽出する、いわゆる対応付けが必要である。そのため、特徴のない物体や特徴のない部分では、計測点の対応付けが困難であり、三次元形状計測ができない。
【０００５】
一方、能動型の三次元情報計測方法として、例えば特許文献１，２に記載のパターン光投影による方法が知られている。パターン光投影による三次元情報計測方法では、パターン光を計測対象物に投影して、その反射パターンの解析により、物体の表面形状の三次元情報を求める方法であり、特徴のない計測対象物の計測も可能であるという特徴がある。
【０００６】
図８は従来のパターン光投影による三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図である。図８において、ＯPはパターン光投影機のレンズ中心であり、ＯCは観測用カメラのレンズ中心である。パターン光投影機とカメラとは一定の距離ｂだけ離して配置されている。パターン光投影機は、計測用のパターン光をβの角度を以て計測点Ｍに投影する。一方、観測用カメラは、計測点Ｍを観測し、画像を撮像する。このときの観測角度はαとする。
【０００７】
このときの計測点Ｍの三次元空間世界座標系（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）における奥行座標Ｚは、次式のように求められる。
0005633719.tif 000002
αは観測角度（観測用カメラから見た計測点の所在の視角）、βは投影角度（パターン光投光機から計測対象物に投影した光の方向角）、ｂは観測用カメラ中心からパターン光投影機中心までの距離である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１４５４０５号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、計測対象物が金属などの表面反射の強い物体の場合、パターン光を計測対象物に投影すると、観測用カメラに正反射した部分ではハイライトが形成され、パターン光が非常に強く反射される。逆に、正反射以外の部分では反射光の強度がハイライトに比べて極端に弱く、三次元情報計測に必要な反射パターンを撮像することが困難である。このため、表面反射の強い物体の場合、計測対象物の反射パターンを撮像することができないので、三次元計測ができないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明においては、金属や陶磁器などの他、自動車やその部品などの光沢塗装が施されるなどして表面反射の強い計測対象物であっても、パターン光投影による三次元情報の計測が可能な三次元情報計測装置および三次元情報計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の三次元情報計測装置は、パターン光を計測対象物に直接当たらないように投影する投影手段と、投影手段により投影されたパターン光（以下、「投影パターン光」と称す。）を反射して計測対象物に投影する反射手段と、反射手段により反射されたパターン光（以下、「反射パターン光」と称す。）が投影された計測対象物を撮像して反射パターン光画像を取得する撮像手段であり、レンズの光軸が反射パターン光の投影方向と同一でない撮像手段と、反射パターン光画像から計測対象物の三次元情報を算出するデータ処理手段とを含むものである。
【００１２】
また、本発明の三次元情報計測方法は、パターン光を計測対象物に直接当たらないように投影すること、投影されたパターン光（投影パターン光）を反射して計測対象物に投影すること、反射されたパターン光（反射パターン光）が投影された計測対象物を、反射パターン光の投影方向と同一でない方向に光軸が配置されたレンズにより撮像して反射パターン光画像を取得すること、反射パターン光画像から計測対象物の三次元情報を算出することを含むことを特徴とする。
【００１３】
光を物体に照射した場合、物体からの反射は内部反射と表面反射との二種類がある。従来のパターン光投影による三次元計測では、内部反射特性を利用している。このため、パターン光投影による計測では、石膏や木材などの表面反射の弱い計測対象物の計測には適しているが、金属や陶磁器などの表面反射の強い計測対象物に対しては計測できなくなるか、計測できる範囲が狭くなる。そこで、本発明では、投影されたパターン光（投影パターン光）を反射手段により反射させて、反射されたパターン光（反射パターン光）の投影方向と同一でない方向に光軸が配置されたレンズにより撮像して反射パターン光画像を取得する。
【００１４】
これにより、石膏や木材などの表面反射の弱い計測対象物はもとより、金属や陶磁器などの表面反射の強い計測対象物に投影された反射パターン光の表面反射は撮像されにくくなり、内部反射を撮像して計測対象物の表面形状の三次元情報を計測することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の三次元情報計測装置は、投影手段、反射手段および撮像手段が、投影手段の投影パターン光の投影方向と、撮像手段のレンズの光軸と、反射手段の法線ベクトルの平均値とが平行でないように配置されたものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の三次元情報計測装置は、データ処理手段が、投影手段により投影したパターン光の投影パターンと、反射手段により反射された反射パターン光のパターンと、撮像手段により撮像された反射パターン光画像との比較により算出される計測点の奥行き距離値から計測対象物の表面形状の三次元情報を算出するものであることを特徴とする。
【００１７】
また、データ処理手段は、投影パターン光の注目パターン縞の投影方向角と、反射板の設置角度と、反射パターン光の注目パターン縞の視角とに基づいて計測点の奥行距離値を算出するものであることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の三次元情報計測装置は、パターン光が、撮像手段により撮像された画像の色強度分布が適切となるように強度分布、色分布および空間周波数分布が、計測対象物の形状、色および表面反射特性に従って自動的に調節されたものであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の三次元情報計測装置は、撮像手段の露出、撮像速度およびホワイトバランスが、投影パターン光の特徴と計測対象物の形状、色および表面反射特性とに従って、自動的に調節されるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、計測対象物にパターン光を、反射手段を通じて投影し、撮像するだけで、この撮像された画像から容易に計測対象物の表面形状の三次元情報を算出することができる。これにより、石膏や木材などの表面反射の弱い計測対象物はもとより、金属や陶磁器などの他、自動車やその部品などの光沢塗装が施されるなどして表面反射の強い計測対象物の表面形状の三次元情報や寸法を、簡単な構造により低コストで高精度かつ高速に計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における三次元情報計測装置の全体構成図である。
【図２】本実施形態における三次元情報計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における三次元情報計測装置による物体の表面形状の三次元情報計測処理のフロー図である。
【図４】本実施形態において用いられる４種類の投影パターンの例を示す図である。
【図５】本発明の別の実施の形態における三次元情報計測装置の全体構成図である。
【図６】本実施形態における三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図である。
【図７】本実施形態における三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図である。
【図８】従来のパターン光投影による三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の実施の形態における三次元情報計測装置の全体構成図、図２は本実施形態における三次元情報計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１において、本発明の実施の形態における三次元情報計測装置は、パターン光を投影する投影手段としてのパターン光投影装置１と、パターン光投影装置１により投影されたパターン光（投影パターン光）を反射して計測対象物Ａに投影する反射手段としての反射板２と、反射板２により反射されたパターン光（反射パターン光）が投影された計測対象物Ａを撮像する撮像手段としてのカメラ装置３と、このカメラ装置３により撮像した反射パターン光画像のデータを処理するデータ処理手段としてのデータ処理装置４を有する。パターン光投影装置１とデータ処理装置４、カメラ装置３とデータ処理装置４は、各データを伝送することができる伝送ケーブル５ａ，５ｂによってそれぞれ接続されている。
【００２４】
パターン光投影装置１は、データ処理装置４により形成されたパターンデータをパターン光に変換し、計測対象物Ａが存在しない方向に、すなわち、計測対象物Ａに直接当たらないように投影する装置、もしくは、データ処理装置４の命令を受け、所定のパターン光を計測対象物Ａに直接当たらないように投影する装置である。例えば、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング、商標）プロジェクタ、レーザ光プロジェクタ、ＬＥＤ（半導体）プロジェクタやフィルムプロジェクタなど市販の簡単な装置を用いることができる。
【００２５】
反射板２は光を反射する機能を持つものであり、パターン光投影装置１により投影された投影パターン光を反射して計測対象物Ａに投影するものである。反射板２の反射率は、２０％〜９５％である。なお、本実施形態においては平面状のものを用いるが、曲面状のものを用いることも可能である。
【００２６】
カメラ装置３はデジタル式カメラである。なお、カメラ装置３はデジタル式カメラであれば８ビット、１０ビット、１２ビット、１６ビットのものや、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等や、静止画カメラ、動画カメラ、ビデオカメラ等のどのようなものでもよい。また、カメラ装置３は、そのレンズの光軸が反射板２により反射されたパターン光（反射パターン光）の投影方向と同一でないように配置される。
【００２７】
すなわち、パターン光投影装置１、反射板２およびカメラ装置３は、パターン光投影装置１の光軸（投影パターン光の投影方向）と、カメラ装置３のレンズの光軸と、反射板２の法線ベクトルの平均値とが平行でないように配置される。なお、カメラ装置３は、露出、撮像速度およびホワイトバランスが、投影パターン光の特徴と、計測対象物Ａの形状、色および表面反射特性とに従って自動的に調節される。
【００２８】
データ処理装置４は、三次元情報計測プログラムを実行するコンピュータである。データ処理装置４は、図２に示すように、パターン光投影装置１やカメラ装置３と接続するためのインタフェース４ａを備える。データ処理装置４は、プログラムの実行により、図２に示す記憶手段１０、投影パターン形成手段１１、パターン光投影手段１２、反射パターン光撮像手段１３、計測対象物抽出手段１４、計測パターン検出手段１５、奥行き距離値算出手段１６、三次元情報算出手段１７、計測結果表現手段１８、出力手段１９およびメン・マシン通信手段２０として機能する。
【００２９】
記憶手段１０は、後述する投影パターン形成手段１１によって生成した計測用投影パターンや、カメラ装置３から伝送された画像のデータや後述する各手段により算出された結果のデータ等を記憶するものである。
【００３０】
投影パターン形成手段１１は、三次元計測に必要な計測用投影パターンを生成するものである。計測用投影パターンの形状は、縞状や円状のパターンを用いることが可能であるし、その他の形状でも可能である。パターンの色は、均一の色でも異なる色でも可能であるし、その強度分布は、均一でも均一でなくても可能である。投影パターン形成手段１１は、計測に最適な形状、色および空間周波数分布を持つ計測用投影パターンを、計測対象物の大きさ、形状および表面色分布に従って生成するものである。
【００３１】
パターン光投影手段１２は、記憶手段１０に記憶された計測用投影パターンの光を計測対象物Ａが存在しない方向に、すなわち、計測対象物Ａに直接当たらないようにパターン光投影装置１により投影するものである。このパターン光投影装置１により投影されたパターン光（投影パターン光）は、直接計測対象物Ａに投影されず、反射板２によって反射されて、計測対象物Ａに投影される。すなわち、反射板２がなければ、投影パターン光は計測対象物Ａに直接当たることができず、投影パターン光は反射板２の反射により反射パターン光として計測対象物Ａに当たることができるのである。
【００３２】
反射パターン光撮像手段１３は、反射板２によって反射されたパターン光（反射パターン光）が投影された計測対象物Ａをカメラ装置３によって撮像することにより画像（反射パターン光画像）を取得し、記憶装置１０に送るものである。
【００３３】
計測対象物抽出手段１４は、記憶手段１０に記憶された反射パターン光画像から計測対象物Ａを抽出するものである。
【００３４】
計測パターン検出手段１５は、計測対象物抽出手段１４により抽出された計測対象物Ａの上に投影された反射パターン光のパターン（以下、「計測パターン」と称す。）を検出するものである。
【００３５】
奥行き距離値算出手段１６は、計測パターン検出手段１５より検出された計測パターンの解析による計測点の奥行き距離を算出するものである。より詳しくは、奥行き距離値算出手段１６は、パターン光投影手段１２により投影したパターン光の計測用投影パターンと、計測パターン検出手段１５により検出された計測パターンと、反射パターン光撮像手段１２により撮像された反射パターン光画像との比較を行い、計測用投影パターンの注目パターン縞の投影方向角（後述する投影角度θ）と、反射板２の設置角度（後述する反射板角度φ）と検出された計測パターンの注目パターン縞の視角（後述する観察角度α）とに基づいて、計測点の奥行き距離値を算出する。
【００３６】
三次元情報算出手段１７は、奥行き距離値算出手段１６により算出された計測点の奥行き距離値から、計測対象物抽出手段１４により抽出された計測対象物Ａの表面形状の画像上の各点の三次元情報を算出するものである。
【００３７】
計測結果表現手段１８は、三次元情報算出手段１７により算出された三次元情報を数値データ、ＣＡＤ図面やコンピュータグラフィックス（ＣＧ）等の方法により表現するものである。
【００３８】
出力手段１９は、三次元情報算出手段１７により算出された三次元情報を、計測結果表現手段１８により表現された数値データ、図面、ＣＧ等の方法により出力するものである。
【００３９】
メン・マシン通信手段２０は、上記の各手段を実現するための操作者と三次元情報計測装置との間の情報交換のためのものである。
【００４０】
次に、本実施形態における表面形状の三次元情報計測処理について説明する。図３は本実施形態における三次元情報計測装置による物体の表面形状の三次元情報計測処理のフロー図である。
【００４１】
パターン光投影手段１２は、まず予め用意された形状、強度分布、色分布および空間周波数分布特性を持つ初期計測用の投影パターンを形成する（ステップＳ１０１）。図４の（ａ）〜（ｄ）は本実施形態において用いられる４種類の投影パターンの例を示している。なお、同図（ｂ）の色変調縞状パターンは、実際には各縞の色が異なる縞状パターンである。次に、パターン光投影手段１２は、この形成された初期計測用の投影パターンを、パターン光投影装置１により反射板２に投影する（ステップＳ１０２）。
【００４２】
投影された投影パターン光は反射板２によって反射され、この反射パターン光が計測対象物Ａに投影される（ステップＳ１０３）。このとき、反射パターン光が計測対象物Ａの全体をカバーするように投影する必要があるため、反射板２の位置、角度などの調節が必要である。
【００４３】
次に、反射パターン光撮像手段１３は、カメラ装置３により反射板２を通じて計測対象物Ａに投影された反射パターン光の画像を撮像し、計測対象物抽出手段１４に入力する（ステップＳ１０４）。
【００４４】
計測対象物抽出手段１４は、上記撮像された反射パターン光画像の色強度分布を調べ、色強度分布が適切かどうかを判断することにより、計測に適応する理想画像かどうかを判断する（図３のステップＳ１０５）。理想画像であれば、ステップＳ１０６の計測対象物Ａの抽出に進む。理想画像でなければ、ステップＳ１０１に戻って、計測用投影パターンのパラメータの修正を行い、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５を繰り返す。これにより、投影パターン光は、撮像された反射パターン光画像の色強度分布が適切となるように強度分布、色分布および空間周波数分布が、計測対象物の形状、色および表面反射特性に従って自動的に調節されたものとなる。
【００４５】
理想画像が撮像されると、計測対象物抽出手段１４により周知の背景差分法などの手法を用いて、撮像された反射パターン光画像から計測対象物Ａを抽出する（ステップＳ１０６）。さらに、この抽出された計測対象物Ａ画像から、計測パターン検出手段１５により、計測対象物Ａの上に投影された反射パターン光のパターン（計測パターン）の縞を検出する（ステップＳ１０７）。
【００４６】
次に、奥行き距離値算出手段１６により、検出された計測パターンの縞と元々のパターン光の計測用投影パターンの縞との比較を行い、カメラ装置３から計測点までの奥行き距離値を計算する（ステップＳ１０８）。さらに、抽出された計測対象物Ａの表面形状の画像上の各計測点の三次元情報を、各計測点の座標と算出された奥行き距離値により算出する（ステップＳ１０９）。
【００４７】
ここで、奥行き距離値の算出方法について説明する。図６は、本実施形態における三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図である。なお、反射板２はパターン光投影装置１のレンズ中心ＯPとカメラ装置３のレンズ中心ＯCとを結んだ直線（以下、「レンズ中心線」と称す。）に並行するよう設定している。パターン光投影装置１は計測用のパターン光をβの角度を持って反射板２に投影し、反射板２から反射された反射パターン光は計測対象物Ａに投影される。カメラ装置３は計測対象物Ａの画像を撮像し、この画像から計測対象物Ａの表面上の計測点Ｍが観測される。このときの観測角度はαとする。
【００４８】
計測点Ｍの三次元空間世界座標系（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）における奥行き座標値Ｚは次式（２）のように求められる。
0005633719.tif 000003
ここで、αは式（１）と同じく観測角度（カメラから見た計測点の所在の視角）、βは投影角度（パターン光投影装置１から反射板２に投影した光の方向角）、ｂはカメラ装置３のレンズ中心ＯCからパターン光投影装置１のレンズ中心ＯPまでの距離、ｈはレンズ中心線と反射板２との間の距離である。
【００４９】
また、図７は、本実施形態における三次元情報計測方法の基本原理を示す幾何関係図であり、反射板２はパターン光投影装置１のレンズ中心ＯPとカメラ装置３のレンズ中心ＯCを結んだ直線（レンズ中心線）に対してφの角度を持っている。パターン光投影装置１は計測用のパターン光をβの角度を持って反射板２に投影し、反射板２から反射された反射パターン光は計測対象物Ａに投影される。カメラ装置３は計測対象物Ａの画像を撮像し、この画像から計測対象物Ａの表面上の計測点Ｍが観測される。このときの観測角度はαとする。
【００５０】
計測点Ｍの三次元空間世界座標系（Ｏ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）における奥行き座標値Ｚは次式（３）のように求められる。
0005633719.tif 000004
ここで、αは式（１）と同じく観測角度（カメラから見た計測点の所在の視角）、θは投影角度（パターン光投影装置１から反射板２に投影した光の方向角）、φは反射板２とレンズ中心線との間の角度（反射板角度）、ｂはカメラ装置３のレンズ中心ＯCからパターン光投影装置１のレンズ中心ＯPまでの距離、ｈはレンズ中心線と反射板２との間の距離である。
【００５１】
最後に、すべての計測結果を計測結果表現手段１８により、ＣＡＤ図面やＣＧによる三次元表現、あるいは各種フォーマットの数値データに変換することができる。また、出力手段１９により、データ処理装置５に接続された不揮発性メモリやハードディスク装置などの外部記録メディアに保存することができる。また、出力手段１９により、プリンタなどの別の出力装置によって、文章ファイルや図面ファイルとして出力することも可能である（ステップＳ１１０）。
【００５２】
なお、本実施形態においては、図１に示すようにカメラ装置３一台とパターン光投影装置１一台を用いて三次元情報計測装置を構築したが、図５に示すように、計測対象物Ａの全体を多くのカメラ装置３−１，３−２，・・・によって一度に異なる角度から撮像することも可能である。この場合、パターン光投影装置１−１，１−２，・・・と反射板２−１，２−２，・・・も複数台を用意する必要がある。
【００５３】
以上のように、本実施形態における三次元情報計測装置によれば、計測対象物Ａに対してパターン光投影装置１から投影されるパターン光が直接当たらないようにするとともに、反射板２を使用することより、投影パターン光は反射パターン光として間接的に計測対象物Ａに投影される。そして、この状態でカメラ装置３により撮像し、この撮像された画像から計測対象物Ａの表面形状の三次元情報を計測するため、表面反射の強い計測対象物Ａであっても普通に撮像するだけで、この撮像された画像から容易に計測対象物Ａの表面形状の三次元情報を計測することできる。
【００５４】
したがって、この三次元情報計測装置では、反射板２を置くという簡単な構造により実現できるため、低コストで高速な表面形状の三次元情報計測を行うことが可能である。また、この三次元情報計測装置では、レーザを使わないため、クリーンな計測システムを構築することが可能である。さらに、パターン光投影は一回しか行わないので、非静止物体の計測にも適用することが可能である。
【００５５】
なお、本実施形態においては、パターン光投影装置１から投影されるパターン光は可視光であり、反射板２はこの可視光に対する反射率が２０％〜９５％のものを用いている。なお、可視光以外にも赤外線光や紫外線光をパターン光投影装置１から投影し、これを反射板２により反射して計測対象物Ａに投影し、それぞれの光に合ったカメラ装置３により撮像する構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の三次元情報計測装置および三次元情報計測方法は、非接触で計測対象物の表面の立体形状の計測、寸法、面積や体積などの計算、傷や凹みなどの表面欠陥を検査する装置および方法として有用である。特に、本発明は、自動車やその部品、家電製品、磁器製品などの金属製品や光沢製品などの表面反射が強い計測対象物の形状計測および品質管理を行うための装置および方法として好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１−１，１−２  パターン光投影装置
２，２−１，２−２  反射板
３，３−１，３−２  カメラ装置
４  データ処理装置
４ａ  インタフェース
５ａ，５ｂ  伝送ケーブル
１０  記憶手段
１１  投影パターン形成手段
１２  パターン光投影手段
１３  反射パターン光撮像手段
１４  計測対象物抽出手段
１５  計測パターン検出手段
１６  奥行き距離値算出手段
１７  三次元情報算出手段
１８  計測結果表現手段
１９  出力手段
２０  メン・マシン通信手段
【図１】
0005633719.tif 000005
【図２】
0005633719.tif 000006
【図３】
0005633719.tif 000007
【図５】
0005633719.tif 000008
【図６】
0005633719.tif 000009
【図７】
0005633719.tif 000010
【図８】
0005633719.tif 000011
【図４】
0005633719.tif 000012