(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット光を被計測部材に照射して、前記スリット光が照射された前記被計測部材を撮影する段階と、
前記撮影により得られたスリット光画像の長さ方向の任意に決められた位置における当該長さ方向に直交する幅方向の画素列を列番号第１列として、当該第１列の第１所定範囲内の各画素の輝度値を加重平均して初期中心位置を求める段階と、
前記初期中心位置を中心とし、前記第１所定範囲より狭い第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第１列目中心位置を求める段階と、
前記長さ方向に前記列番号が増加する方向を第ｉ列として、第ｉ−１列目の中心位置を中心として前記第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第ｉ列目中心位置を求める段階（ただしｉは２〜ｎまでの自然数で、ｎは最後の列番号を表す）と、
第１列目中心位置から第ｎ列目中心位置までの各位置を前記スリット光画像の真の中心位置として、当該真の中心位置を接続して前記被計測部材の表面形状を求める段階と、
を有することを特徴とする表面形状計測方法。
【請求項２】
前記スリット光はレーザ光を用いており、前記第２所定範囲は前記レーザ光のスポット径の２倍の範囲であることを特徴とする請求項１記載の表面形状計測方法。
【請求項３】
前記初期中心位置を求める段階は、所定の閾値以上の輝度値の画素の範囲を前記第１所定範囲として求めることを特徴とする請求項１または２記載の表面形状計測方法。
【請求項４】
前記被計測部材に透明部材が使用されている場合、前記スリット光の光源として当該透明部材に対する透過率が８５％以下である波長の光を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の表面形状計測方法。
【請求項５】
スリット光を被計測部材に照射する光照射手段と、
前記スリット光が照射された前記被計測部材を撮影する撮影手段と、
前記撮影により得られたスリット光画像の長さ方向の任意に決められた位置における当該長さ方向に直交する幅方向の画素列を列番号第１列として、当該第１列目の第１所定範囲内の各画素の輝度値を加重平均して初期中心位置を求め、前記初期中心位置を中心とし、前記第１所定範囲より狭い第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第１列目中心位置を求め、前記長さ方向に前記列番号が増加する方向を第ｉ列として、第ｉ−１列目の中心位置を中心として前記第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第ｉ列目中心位置を求めて、得られた第１列目中心位置から第ｎ列目中心位置までの各位置を前記スリット光画像の真の中心位置として（ただしｉは２〜ｎまでの自然数で、ｎは最後の列番号を表す）、当該真の中心位置を接続して前記被計測部材の表面形状を求める演算手段と、を有することを特徴とする表面形状計測装置。
【請求項６】
前記光照射手段はレーザ光を用いており、前記第２所定範囲は前記レーザ光のスポット径の２倍の範囲であることを特徴とする請求項５記載の表面形状計測装置。
【請求項７】
前記初期中心位置は、所定の閾値以上の輝度値の画素の範囲を前記第１所定範囲として、その中の画素の輝度値を用いて求めることを特徴とする請求項５または６記載の表面形状計測装置。
【請求項８】
前記被計測部材に透明部材が使用されている場合、前記光照射手段は当該透明部材に対する透過率が８５％以下である波長の光を用いることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の表面形状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面形状計測方法およびその装置に関し、詳しくは被計測部材表面に光を照射してそれを撮影した画像から部材表面の形状を計測する表面形状計測方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から被計測部材表面にスリット光を照射して、被計測部材表面に映ったスリット光を撮影して得られる画像から部材の段差や隙間などの被計測部材表面の形状を計測する方法がある。
【０００３】
このような方法の一つとして、従来、電縫溶接管内の溶接部分の形状を計測する方法がある。この方法は、電縫溶接管内の溶接部分にスリット光を照射し、得られた画像の輝度をあらかじめ決められた閾値と比較して閾値より大である輝度およびそれを示す管軸方向座標の加重平均を幅方向座標、管軸方向座標における擬似断面方向座標とする。そして擬似断面方向座標を幅方向に連ねて得られる擬似断面形状と、スリット光の光源、撮像手段および電縫溶接管の幾何学的位置関係から決まる所定の変換式に基づいて電縫溶接管のビード切削形状を算出することとしている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、自動車車体の段差や隙間にラインビーム光を当てて計測する従来例として特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２２５１３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６２１４号公報の段落００３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の方法は、管内部という外光の存在しない空間内部での段差や隙間を測定することを前提としている。このためこの従来技術を一般化した場合、通常の計測環境では照明光や自然光が存在する。このためこれらからの光が計測のためのスリット光が照射された部分にも入って、それが外乱光となる。このような外乱光がある場合、その外乱光の輝度も撮影された映像内にあるため、画像内の閾値以上の輝度を加重平均したとしてもスリット光による輝度以外の輝度をまとめて加重平均してしまいう。そうすると正確に被計測部材の表面形状（段差や隙間）を算出できない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、外乱光が存在する場合でも正確に被計測部材の表面形状を計測することのできる表面形状計測方法およびその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、スリット光を被計測部材に照射して、スリット光が照射された被計測部材を撮影する。撮影により得られたスリット光画像の長さ方向の任意に決められた位置における当該長さ方向に直交する幅方向の画素列を列番号第１列として、当該第１列の第１所定範囲内の各画素の輝度値を加重平均して初期中心位置を求める。続いて求めた初期中心位置を中心とし、第１所定範囲より狭い第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第１列目中心位置を求める。続いて長さ方向に列番号が増加する方向を第ｉ列として、第ｉ−１列目の中心位置を中心として第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して第ｉ列目中心位置を求める。そして第１列目中心位置から第ｎ列目中心位置までの位置をスリット光画像の真の中心位置として、この真の中心位置を接続して被計測部材の表面形状を求める。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外乱光がある場合でも正確に被計測部材の表面形状を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面形状計測装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】被計測部材に対してレーザスリット光を照射した場合の模式図である。
【図３】ＵＶカット処理されたポリカーボネートに対する光透過率を示す図面である。
【図４】光源とカメラの好ましい位置関係について説明するための説明図である。
【図５】計測処理手順を示すフローチャートである。
【図６】カメラ２によって撮影されたスリット光画像の一例を示す図である。
【図７】スリット光画像の幅方向における各画素の輝度値を示すグラフである。
【図８】真の中心位置を求めるための方法を説明するための説明図である。
【図９】細線化されたスリット光画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面における各部材の大きさや比率は説明の都合上誇張されており、実際の大きさや比率とは異なる。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る表面形状計測装置の構成を説明するための概略図である。
【００１３】
この表面形状計測装置は、スリット光２０を被計測部材に照射する光源１（光照射手段）と、スリット光２０を含む被計測部材を撮影するカメラ２（撮影手段）を有する。そして、光源１およびカメラ２の動作を制御する制御装置３と、カメラ２から得られた２次元画像を処理して段差および隙間を算出する処理装置４（演算手段）と、計測結果などを表示する表示装置５からなる。図１において、被計測部材１０は、部材１１および１２の２つの部材からなる。そして、光源１からはこの２つの部材１１および１２の間を跨ぐようにスリット光２０を照射する。
【００１４】
光源１は、内部にレーザ光を発光するたとえば半導体レーザなどのレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光（スポット光）をスリット状にするシリンドリカルレンズ（またはレンズとスリットフィルターなどの場合もある）を有する（いずれも不図示）。
【００１５】
ここでレーザ光の波長は、被計測部材１０に透明部材を含むかどうか合わせて適宜選択する。図２は被計測部材１０に対してレーザスリット光を照射した場合の模式図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、被計測部材１０が部材１１および１２として、両方とも非透明部材１０１を突き当てた構成では、可視光のレーザ光源でよい。具体的には、たとえば、自動車車体のボディーパネル同士の突き当て部などである。このような場合突き当てられている部材が両方とも鋼板（非透明部材）であるので可視光のレーザ光（スリット光２０）でもこれら部材面では、照射されたスリット光２０がよく映る。
【００１７】
ここで計測する段差とは、図２（ａ）に示したように、２つの部材１１および１２のそれぞれの表面の段差Ｄをいう。また、計測する隙間とは、図２（ａ）に示したように、２つの部材１１および１２のそれぞれの対向する端部であって、平坦部と曲がり部の境界点（図２（ｂ）参照）の間の距離であり、これを隙間Ｓという。他の部材の場合も同じである。ただし、隙間の決め方はこれ以外に、たとえば部材１１および１２のそれぞれの対向する端部同士のもっとも近い位置間の距離とするなど、被計測部材の特徴や計測したい位置に合わせて適宜設定されるものである。
【００１８】
一方、図２（ｂ）に示すように、被計測部材１０に透明部材１０２を含む場合（他の一つは非透明部材１０１である）は、透明部材１０２を透過する光の透過率が８５％以下となる波長のレーザ光を用いるとよい。そうすることで透明部材部分でも照射されたレーザ光の全部が透過することなく、スリット光２０を被計測部材面に映すことができる。透明部材１０２は、たとえば車両に用いられているＵＶカット処理されたガラスや透明樹脂材などを含む場合である。具体的にはたとえば自動車車体のボディーにランプ類のカバーガラス（樹脂カバーを含む）やウィンドウなどがはめ込まれている部分である。これら透明部材１０２を含む部分では青色から紫外線領域の波長のレーザ光を用いるとよい。青色から紫外線領域波長のレーザ光源とすることで、ＵＶカット処理されたガラスや透明樹脂材だけでなく、非透明部材である鋼板などにもそのまま使用できるので好ましい。ここで青色から紫外線領域波長とは、たとえば車両に用いられているＵＶカット処理されたガラスや透明樹脂材を含む被計測部材１０を対象とする場合は、４２０ｎｍ以下の波長が好ましい。
【００１９】
図３は、ＵＶカット処理されたガラスや透明樹脂材を含む被計測部材１０の一例としてＵＶカット処理されたポリカーボネートに対する光透過率を示す図面である。
【００２０】
図示するように、ＵＶカット処理されたポリカーボネートでは、約４２０ｎｍ以下の波長であれば、その透過率が８５％以下となる。透過率が８５％以下であれば、被計測部材１０の計測に十分な輝度の反射光を得ることが可能である。なお、波長の下限値については特に限定されないが、青色など肉眼で見える波長のほうが計測時にスリット光２０を目視して作業できるので、被計測部分に確実にスリット光２０を当てることができて好ましい。具体的には、たとえば、４０５ｎｍ、１ｍｗ以下（クラス１）の半導体レーザを用いれば十分である。もちろん、既に説明したように、被計測部材１０にあわせて適宜選択すればよいものであり本発明がこのような具体的な例示に限定されるものではない。
【００２１】
光源１内部のレーザ光源は、１個ではなく、スリットの長さに応じて複数を設け、シリンドリカルレンズで必要な長さのスリット光２０を得るようにしてもよい。
【００２２】
カメラ２は、通常の２次元静止画を撮影するカメラ２でよく、撮影した画像をデータとして処理するために、いわゆるデジタルカメラが適している。
【００２３】
制御装置３は、光源１からの光の照射タイミングとカメラ２による撮影タイミングを制御するための装置である。たとえば、光源１からスリット光２０が照射された時点で、カメラ２によるシャッターを切るように制御する。また、光源１やカメラ２をロボットアームなどに備え付ける場合には、ロボットの制御装置３によって光源１およびカメラ２の位置と共に撮影タイミングを制御するようにしてもよい。
【００２４】
ここで、光源１とカメラ２の好ましし位置関係について説明する。図４は光源１とカメラ２の好ましい位置関係について説明するための説明図である。
【００２５】
図示するように、スリット光２０の照射方向軸に対してカメラ２の撮影方向軸が９０度以下、好ましくは３０〜３５度とする。これは９０度より大きい角度になると、そもそもスリット光２０の撮影が困難となる。そして好ましくは３０〜３５度とするのは、スリット光２０を撮影した後、撮影角度によるスリット光２０の変形を補正するための処理がしやすいためである。もちろん、撮影したスリット光２０の変形を適切に補正することができれば必ずしもこのような好ましい角度に限定されるものではない。
【００２６】
処理装置４は、いわゆるパソコンなどのコンピュータであり、後述する手順にしたがって表面プロファイル（表面形状）を求めて、段差や隙間の計測を実行する。この処理装置４には表示装置５が接続されていて、計測結果の表示や、必要に応じて計測中におけるスリット光２０のカメラ映像などの表示をさせている。表示装置５はコンピュータに接続（または組み込まれている）ディスプレイである。
【００２７】
次にこの計測装置を用いた隙間や段差の計測動作について説明する。図５は計測処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、制御装置３は光源１からスリット光２０を被計測部材１０に照射して、カメラ２によってスリット光照射部分を含む範囲の被計測部材表面を撮影する（Ｓ１）。撮影された画像データはカメラ２から処理装置４に送られる。
【００２９】
続いて、制御装置３は得られた画像に台形歪の補正処理を行う（Ｓ２）。台形歪の補正処理は、斜め方向から撮影するために撮影した画像が台形に歪むため、これを補正する処理である。この補正処理は一般的に行われている台形歪補正でよく、特に限定されない。
【００３０】
次に、処理装置４は補正後のスリット光２０のデータからスリット光画像の細線化処理を行う（Ｓ３）。これは、レーザ光を用いたスリット光２０であっても幅方向に広がりがあり、しかもその幅方向で撮影された画像の輝度に分布がある。また、外乱光がある場合に外乱光と実際にスリット光２０を分離する必要がある。この処理はこれら輝度の分布や外乱光による影響を排除して、いわばスリット光２０の真の中心を見つけ出す処理である。この処理手順の詳細については後述するが、この処理によって細線化されたスリット光画像が得られる。
【００３１】
次に処理装置４は、細線化されたスリット光画像から表面プロファイル（表面形状）を求める（Ｓ４）。これには、たとえば、細線化されたスリット光画像の画面内での位置と、光源１およびカメラ２の位置関係から三角測量法を用いて被計測部材１０の表面プロファイルを再現する。ここで得られた表面プロファイルは光切断面ともいう。
【００３２】
次に処理装置４は、得られた表面プロファイルを左側形状と右側形状とに分離する（Ｓ５）。被計測部材１０は、２つの部材が突き合わされた形態をなしており、この２つの部材の間にできた隙間を跨ぐようにスリット光２０を照射している。このため２つの部材間の隙間によってできた輝度の低い箇所から左右の形状に分離する。
【００３３】
次に処理装置４は、分離した左側形状と右側形状のそれぞれについて平坦部と曲がり部を分離する（Ｓ６）。平坦部は、たとえば、以下のようにして求める。まず、既に作成された表面プロファイルから一定数の複数の画素を抽出する。たとえば、スリット光２０の全長の１／１００、１／１０などとなる長さに相当する複数の画素、あるいはスリット光全長でもよい。そしてそれら複数の画素のそれぞれの位置があらかじめ決められた範囲内で収まっていれば平坦部であると判断する。一方、当該範囲から外れる画素があればその画素は曲がり部と判断する。複数の画素として全長以外を設定した場合、その複数がそのグループをスリットの長さ方向に少しずつずらしていって判断することで平坦部と曲がり部とを分離することができる。複数の画素として全長を設定した場合、一定範囲内の複数画素のグループを平坦部、それからずれたが画素グループを曲がり部とする。なお、曲がり部は、なだらかに変形して曲がるような円弧部（たとえば図２（ａ）の非透明部材１０１の端部形状）と、平坦部から急峻な角度で折れ曲がった形状（たとえば図２（ａ）の透明部材１０２の端部形状）などである。
【００３４】
次に処理装置４は、左右に分離した一方を基準となる側（基準側という）に決めて、その基準側の平坦部を直線近似し段差基準線（基準面）とする（Ｓ７）。
【００３５】
次に処理装置４は、基準側ではない側において、その平坦部と曲がり部の境界点（図２（ｂ）参照）と、段差基準線との最短距離を求め、これを段差の値とする（Ｓ８）。このとき計測された段差の値を計測結果として表示装置５に表示する。
【００３６】
次に処理装置４は、左右それぞれの側の平坦部と曲がり部の境界点同士の距離を求め、これを隙間の値とする（Ｓ９）。このとき計測された隙間の値を計測結果として表示装置５に表示する。
【００３７】
次に、スリット光画像の細線化処理について説明する。
【００３８】
図６は、カメラ２によって撮影されたスリット光画像の一例を示す図である。なお、図示したスリット光画像は台形歪補正後の画像である。被計測部材１０が２つの部材からなるため、図示するようにスリット光画像は２本の輝線として見える。
【００３９】
このスリット光画像について、スリット光２０の長さ方向をＬ、スリット光画像に直交する方向（すなわちスリット方向の幅方向）をＸとする。
【００４０】
図７は、スリット光画像の幅方向における各画素の輝度値を示すグラフである。この図では、スリット光画像の幅方向（Ｘ方向）の一つひとつの画素位置をＸｉ、一つの画素の輝度値をＹｉとする（最小輝度値（黒）を０、最大輝度値（白）を２５５とする）。図示するように、スリット光画像は山形の輝度の分布が見られる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、このスリット光画像の幅方向について、以下の方法により真の中心位置を求めることとした。
【００４２】
図８は、真の中心位置を求めるための方法を説明するための説明図であり、図７に示したスリット光画像の幅方向の輝度分布を模式的に示した図である。
【００４３】
まず、図８（ａ）に示すように、スリット光画像の長さ方向Ｌについて、その第１番目の画素を含む幅方向の画素並び方向を列番号第１列とする。そしてこの第１列目において初期中心位置Ｇ０を求める。ここで、列番号はスリット光画像の長さ方向に増加する。ここでは第１列目の次から第ｉ列という（ｉは２からｎまで、ｎは最後の列番号）。各列はスリット光画像の長さ方向Ｌに対して直交する方向（すなわちＸ方向）である。
【００４４】
なお、中心位置Ｇ（初期中心位置Ｇ０から後述する真の中心位置Ｇ１〜Ｇｎについて同じ）は、下記（１）式に示す加重平均により求める。
【００４５】
Ｇ＝Ｓｘｙ／Ｓｙ      …（１）
ただし、Ｓｘｙ、Ｓｙは、Ｓｘｙ＝ΣＸｉ・Ｙｉ、Ｓｙ＝ΣＹｉである。
【００４６】
この初期中心位置Ｇ０を求める際の画素の範囲を第１所定範囲とする。そして、この初期中心位置Ｇ０を求める際には、第１列目の全ての画素の輝度値から求めてもよい（すなわちこの場合第１所定範囲は第１列目の全ての画素となる）。しかし、周辺部では、輝度値が低くなる部分がでて、そのような輝度の低い部分はスリット光２０がぼやけた部分である。このためあまり低い輝度値の画素を使用しても意味はない。そこで第１所定範囲としては、ある程度の輝度値を有する画素の値だけ用いることが好ましい。たとえば、輝度値の分布は図７に示したように山形であるので、半値幅法を用いて、最大輝度値の半分の輝度値を閾値（所定の閾値）として、この閾値より低い輝度の画素は算入しない。所定の閾値としては、そのほかたとえば、第１列目の全画素の輝度値の３σの値より大きい値の画素部分を第１所定範囲とするなどである。また、あらかじめ優位性のある輝度値を実験などにより求めて、それを閾値としてもよい。
【００４７】
次に、図８（ｂ）に示すように、初期中心位置Ｇ０を求めたと同じ第１列において、Ｇ０を中心として、この中心から第２所定範囲内の画素の輝度値を加重平均して、その値を第１列目の真の中心位置Ｇ１とする。ここで第２所定範囲は、第１所定範囲より狭い範囲に設定する。このように初期中心位置Ｇ０を求めたときよりも狭い範囲の画素の輝度値を用いるようにすることで、真の中心位置を絞り込むことができる。
【００４８】
ここでは、第２所定範囲としてレーザ光のスポット径の２倍としている。これを参照光幅という。つまり、Ｇ０を中心としてそのプラス側とマイナス側にそれぞれスポット径分だけの範囲にある画素の輝度値を加重平均するのである。加重平均は、上記（１）と同じ式で求まる（使用する画素範囲が違うだけである）。
【００４９】
レーザ光のスポット径は、たとえば、０．０５ｍｍ程度である。したがって第２所定範囲はその２倍で０．１０ｍｍとなる。一方、第１所定範囲は、通常スポット径より広くなるので、上記のように輝度の閾値などにより得られる範囲を設定すればよい。なお、レーザ光は、そのスポット径が０．０５ｍｍという値に限定されるものではなく、本発明を実施ためにはまったく限定されない。したがって任意のスポット径のレーザ光を利用することができる。
【００５０】
また、第２所定範囲は、第１所定範囲より狭ければよく、レーザ光のスポット径の２倍に限定されない。たとえば３倍（プラス側とマイナス側にそれぞれスポット径の１．５倍分）や、４倍（プラス側とマイナス側にそれぞれスポット径の２倍分）などとしてもよい。ただし、あまり広いと周辺のぼやけた部分を再び取り込んでしまうことになる。このため、第２所定範囲は前記したレーザ光のスポット径の２倍程度とすることが好ましい。なお、下限値については、あまり狭いと今度は真の中心位置がその範囲内に入ってこなくなるおそれがある。そこで、レーザ光のスポット径の１倍（プラス側とマイナス側にそれぞれスポット径の０．５倍分）程度とする。レーザ光の真の中心位置が多少ずれていたとしてもレーザスポット内から外れることはない。ただし安全範囲を考慮すれば２倍とすることがもっとも好ましい。
【００５１】
続いて、図８（ｃ）に示すように、Ｌ方向に１画素分ずらした位置の画素を含むＸ方向の画素並びを列番号第２列目として、真の中心位置Ｇ１の位置を中心として、上記同様にその参照光幅（第２所定範囲）の範囲内の画素の輝度値を加重平均して第２列目の真の中心位置Ｇ２を求める。
【００５２】
以後、図８（ｄ）に示すように、この中心位置を求める処理をスリット光画像の長さ方向での画素の輝度値がＧ０を求めたときの閾値以下の画素となるまで続ける。最後の画素の列を第ｎ列とすれば、その前の列である第ｎ−１列の真の中心位置Ｇ（ｎ−１）を中心として第ｎ列目の真の中心位置Ｇｎを求める。
【００５３】
つまりこの処理をまとめると以下のとおりである。まず長さ方向の第１列目についてのみ初期中心位置Ｇ０を求めた後、第１列目の真の中心位置Ｇ１を求める。第２列以降を第ｉ列、最後の列を第ｎ列とする（ｉは２〜ｎまでの自然数）。そして第２列以降は、第（ｉ−１）列目の真の中心位置Ｇ（ｉ−１）を中心として参照光幅内の画素の輝度値を加重平均して第ｉ列目の真の中心位置Ｇｉを、Ｇｎまで求めることになる。
【００５４】
なお、スリット光画像は図６に示したように２つの輝線からなるので両方とも同じようにして中心位置Ｇ１〜Ｇｎを求める。なお、スリット光画像が輝線一つであれば、その一つについて求めればよいし、さらに３つ以上複数の輝線がある場合はそれらについてそれぞれの輝線ごとに真の中心位置に求めればよい。
【００５５】
図９は、細線化されたスリット光画像の一例を示す図である。求めた真の中心位置Ｇ１〜Ｇｎを接続することで、図９に示すように細線化されたスリット光画像は連続的な線となる。この線は、すなわち、レーザ光によって得られた表面形状ということになる。
【００５６】
細線化処理が終了したなら、既に説明したように（Ｓ４以降の処理）、得られたスリット光画像の細線化画像データ（すなわち真の中心位置Ｇ１〜Ｇｎを接続した線）から段差および隙間を求めることになる。段差および隙間に限らず、表面形状全体もこの細線化画像データから得られる。
【００５７】
なお、第１列目はスリット光画像の長さ方向の任意に決められた位置でよい。通常は、スリット光２０の始まりの位置を採用するが、スリット光２０が長い場合、途中の位置を第１列目としてそこから段差や隙間がある方向に列番号ｉが増加するように進めてもよい。また、第ｎ列目は、通常はスリット光画像の終点であるが、スリット光画像のＬ方向の途中であっても、計測したい範囲の終わりとなる任意の位置を第ｎ列としてもよい。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
【００５９】
スポット光画像を参照光幅（レーザ光のスポット径の２倍）の範囲内の画素の輝度値を用いて細線化することとしたので、レーザ光が幅方向に分散した光の中から真の中心位置を求めることができる。これにより、スリット光２０を照射する面の微妙な形状変化によるレーザ光画像の歪みがある場合でも、確実に中心位置を求めることができる。したがって、自由曲面形状からでもその光断面形状を的確に再現することができる。
【００６０】
特に参照光幅としてレーザ光のスポット径の２倍を用いているので、レーザ光が理想的に照射された場合の最小の大きさ（すなわちスポット径）を確実に含ませることができる。
【００６１】
また、細線化は、前列の中心位置を中心として、参照光幅の範囲内の輝度値を用いているため、ノイズ、特に外乱光によってスリット光画像の幅が変化してしまっても、確実にレーザ光画像の中心位置を求めることができる。
【００６２】
初期中心位置は、輝度値が決められた閾値以上の画素の輝度値を用いて求めているため、この最初中心位置を求める際にも、外乱光の影響を極力少なくすることができる。
【００６３】
また、被計測部材１０に透明部材１０２が使用されている場合、その透明部材１０２の透過率が８５％以下となる波長の光を用いることとしたので、透明部材１０２が使用されている場合でも確実に求めることができる。
【００６４】
また、被計測部材１０である２つの部材の一方の表面形状を基準面として、これと他方の表面形状との差を２つの部材の段差としたので、得られたスリット光画像だけで、すなわちその他の基準面を設定することなく、部材間の段差を求めることができる。
【００６５】
以上実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、２つの部材の段差や隙間を求めるだけでなく、部材表面のさまざまな表面形状を計測する際にも用いることができる。もちろん自動車車体に限らず、さまざまな部材の表面形状を計測する際にも用いることができる。そのほか、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載された事項によって判断されるものであって、実施形態として例示した内容に限定的に解釈されるものではなくさまざまな変形形態が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  光源、
２  カメラ、
３  制御装置、
４  処理装置、
５  表示装置、
１０  被計測部材、
２０  スリット光、
１０１  非透明部材、
１０２  透明部材。
【図１】
0005471889.tif 000002
【図２】
0005471889.tif 000003
【図３】
0005471889.tif 000004
【図４】
0005471889.tif 000005
【図５】
0005471889.tif 000006
【図６】
0005471889.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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