(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット光を照射しないで内孔と外孔とを有する二重孔を撮像した第１画像と、上記スリット光を照射して上記二重孔を撮像した第２画像と、を作成する画像作成工程と、
上記第１画像から上記内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報と、上記第１画像から上記外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報とを作成する円抽出工程と、
上記第２画像から上記内孔と上記外孔との間に上記スリット光によって形成された複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報と、上記第２画像から上記外孔の周囲に形成された複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報とを作成するライン抽出工程と、
上記第１輪郭画像情報と上記第１ライン画像情報とに基づいて上記内孔の輪郭と上記複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに上記複数の第１交点座標に基づいて上記内孔の中心座標を算出する内円座標算出工程と、
上記第２輪郭画像情報と上記第２ライン画像情報とに基づいて上記外孔の輪郭と上記複数の外側ラインとの複数の第２交点座標を算出し、さらに上記複数の第２交点座標に基づいて上記外孔の中心座標を算出する外円座標算出工程と、を含み、
上記複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、
上記内円座標算出工程が、上記第２画像から抽出した上記一対の縦ライン又は上記一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正することを特徴とする、三次元計測方法。
【請求項２】
前記内円座標算出工程が、前記一対の縦ライン又は前記一対の横ラインの長さを比較して長い縦ライン又長い横ラインを短い縦ライン又は短い横ライン側へ延長するように修正することを特徴とする、請求項１に記載の三次元計測方法。
【請求項３】
前記内円の中心座標と前記外円の中心座標との距離を算出し、当該距離を所定の参照値と比較して前記内円と前記外円との重なりの有無を判断する判定工程と、を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の三次元計測方法。
【請求項４】
内孔と外孔とを有する二重孔にスリット光を照射する光源装置と、上記二重孔を撮像する撮像装置と、処理装置と、を備え、
上記光源装置が上記二重孔を縦横にそれぞれ横切るスリット光を照射し、
上記撮像装置が、上記スリット光を照射していない上記二重孔の第１画像と、上記スリット光を照射した上記二重孔の第２画像と、を作成し、
上記処理装置が、上記第１画像から得た上記外孔及び上記内孔の輪郭と上記第２画像から得た複数の内側ライン及び複数の外側ラインとの複数の交点に基づいて上記外孔及び上記内孔の座標を算出する、三次元計測装置であって、
上記処理装置が、
上記第１画像から上記内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報を作成し、さらに上記第１画像から上記外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報を作成する円抽出部と、
上記第２画像から上記内孔と上記外孔との間に上記スリット光によって形成された上記複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報を作成し、さらに上記第２画像から上記外孔の周囲に上記スリット光によって形成された上記複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報を作成するライン抽出部と、
上記第１輪郭画像情報と上記第１ライン画像情報とに基づいて上記内孔の輪郭と上記複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに上記複数の第１交点座標に基づいて上記内孔の中心座標を算出する内円座標算出部と、
上記第２輪郭画像情報と上記第２ライン画像情報とに基づいて上記外孔の輪郭と上記複数の外側ラインとの複数の第２交点座標を算出し、さらに上記複数の第２交点座標に基づいて上記外孔の中心座標を算出する外円座標算出部と、を備え、
上記複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、
上記内円座標算出部が、上記第２画像から抽出した一対の縦ライン又は上記一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正することを特徴とする、三次元計測装置。
【請求項５】
前記内円座標算出部が、前記一対の縦ライン又は前記一対の横ラインの長さを比較して、長い縦ライン又は長い横ラインを短い縦ライン又は短い横ライン側へ延長するように修正することを特徴とする、請求項４に記載の三次元計測装置。
【請求項６】
前記内円の中心座標と前記外円の中心座標との距離を算出し、当該距離を所定の参照値と比較して前記内円と前記外円との重なりを判断する判断部を備えていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の三次元計測装置。
【請求項７】
内孔と外孔とを有する二重孔にスリット光を照射する光源装置と、上記二重孔を撮像する撮像装置と、処理装置と、を備え、
上記光源装置が上記二重孔を縦横にそれぞれ横切るスリット光を照射し、
上記撮像装置が、上記スリット光を照射しないで上記二重孔を撮像した第１画像と、上記スリット光を照射して上記二重孔を撮像した第２画像と、を作成し、
上記処理装置が、上記第１画像から上記内孔の輪郭を示す輪郭画像情報を作成し、上記第２画像から上記内孔と上記外孔との間に上記スリット光によって形成された照射ラインを示すライン画像情報を作成し、上記輪郭画像情報と上記ライン画像情報とに基づいて上記内孔の輪郭と上記照射ラインとの交点を算出して上記内孔の座標を算出する、三次元計測装置であって、
上記処理装置が、上記第２画像から抽出した上記照射ラインを延長するように修正する、ことを特徴とする、三次元計測装置。
【請求項８】
コンピュータを、
スリット光が照射されていない内孔と外孔とを有する二重孔の第１画像から上記内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報を作成し、さらに上記第１画像から上記外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報を作成する円抽出部、
上記スリット光が照射された上記二重孔の第２画像から上記内孔と上記外孔との間に上記スリット光によって形成された複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報を作成し、上記第２画像から上記外孔の周囲に上記スリット光によって形成された複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報を作成するライン抽出部、
上記第１輪郭画像情報と上記第１ライン画像情報とに基づいて上記内孔の輪郭と上記複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに上記複数の第１交点座標に基づいて上記内孔の中心座標を算出する内円座標算出部、
上記第２輪郭画像情報と上記第２ライン画像情報とに基づいて上記外孔の輪郭と上記複数の外側ラインとの複数の第２交点座標を算出し、さらに上記複数の第２交点座標に基づいて上記外孔の中心座標を算出する外円座標算出部、として機能させ、
上記複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、
上記内円座標算出部が、上記第２画像から抽出した上記一対の縦ライン又は上記一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正することを特徴とする、三次元計測プログラム。
【請求項９】
前記内円座標算出部が、前記第２画像から抽出した前記一対の縦ライン又は前記一対の横ラインの長さを比較して、長い縦ライン又は長い横ラインを短い縦ライン又は短い横ライン側へ延長するように修正することを特徴とする、請求項８に記載の三次元計測プログラム。
【請求項１０】
さらに、コンピュータを、
前記内円の中心座標と前記外円の中心座標との距離を算出し、当該距離を所定の参照値と比較して前記内円と前記外円との重なりを判断する判断部、として機能させることを特徴とする、請求項８又は９に記載の三次元計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク上の三次元座標を計測する三次元計測方法、三次元計測装置及び三次元計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば汎用ロボットに非接触式の計測センサを取り付けて測定対象の座標を計測する三次元計測システムが知られている。
車両の生産現場では、車体を構成するワークがジグに支持された状態で搬送され、例えば所定の場所で当該ワークに形成された孔の位置の検査が行われる。この検査に三次元計測システムが利用される。
【０００３】
三次元計測システムは、計測対象であるワークの孔に縦横のスリット光を照射する光源装置と、計測対象の孔を撮像する撮像装置と、計測対象の孔の画像に基づいて孔の中心座標を算出する処理装置と、を備えている。
【０００４】
図１１はワークの孔周辺の画像例であり、円形の領域がワークの孔Ｈ１１を示し、縦横にそれぞれ筋状に延びるラインが各光源装置から照射されたスリット光の像、つまり照射ラインである。光源装置は一対の光源を備えており、縦の照射ラインＬ１０が一方の光源から照射されたものであり、横の照射ラインＬ２０が他方の光源から照射されたものである。このような画像に基づいて処理装置がワークの孔Ｈ１１の中心座標を算出してその位置が適正かが判断される。
【０００５】
処理装置は、画像から各照射ラインと孔の輪郭との交点の座標を求め、４つの交点を通る円の中心を算出する。孔の中心座標の算出については、特許文献１，２などで開示されている手法を利用できる。
【０００６】
また、特許文献１には、機械部品などの部材に同心状に形成された多重孔を検出して、各孔の中心位置を演算することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３―１６０３０３号公報
【特許文献２】特開平０６―２５８０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ワークＷが、図１２に示すように孔をそれぞれ有する２枚のパネルを重ね合わせ、さらに表側パネルの大きな孔（以下、外側の円と呼ぶ。）Ｈ２１内に裏側パネルの小さな孔（以下、内側の円と呼ぶ。）Ｈ２２を配置した二重孔を有するように構成されている場合に、例えば図１２に示す破線Ａで囲った領域において、内側の円が外側の円に近づき過ぎて内側の円と外側の円との間の領域が狭いと長い線状の照射ラインを形成することができない。この場合、従来の手法では、例えば数十ピクセルのある程度の広い領域の画像情報を利用して照射ラインを認識するので、照射ラインの延出方向を正確に検出することはできない。したがって、正確に交点の座標を算出することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、孔の輪郭と交差させる照射ラインを修正する、三次元計測方法、三次元計測装置及び三次元計測プログラム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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の三次元計測方法は、スリット光を照射しないで内孔と外孔とを有する二重孔を撮像した第１画像とスリット光を照射して二重孔を撮像した第２画像とを作成する画像作成工程と、第１画像から内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報と第１画像から上記外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報とを作成する円抽出工程と、第２画像から内孔と外孔との間にスリット光によって形成された複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報と第２画像から外孔の周囲に形成された複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報とを作成するライン抽出工程と、第１輪郭画像情報と第１ライン画像情報とに基づいて内孔の輪郭と複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに複数の第１交点座標に基づいて内孔の中心座標を算出する内円座標算出工程と、第２輪郭画像情報と複数の第２ライン画像情報とに基づいて外孔の輪郭と複数の外側ラインとの複数の第２交点座標を算出し、さらに複数の第２交点座標に基づいて外孔の中心座標を算出する外円座標算出工程と、を含み、複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、内円座標算出工程が、第２画像から抽出した一対の縦ライン又は一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正する。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、内孔と外孔とを有する二重孔にスリット光を照射する光源装置と、二重孔を撮像する撮像装置と、処理装置と、を備え、光源装置が二重孔を縦横にそれぞれ横切るスリット光を照射し、撮像装置がスリット光を照射していない二重孔の第１画像とスリット光を照射した二重孔の第２画像とを作成し、処理装置が第１画像から得た外孔及び内孔の輪郭と第２画像から得た複数の内側ライン及び複数の外側ラインとの複数の交点に基づいて外孔及び内孔の座標を算出する、三次元計測装置であって、処理装置が、第１画像から内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報を作成し、さらに第１画像から外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報を作成する円抽出部と、第２画像から内孔と外孔との間にスリット光によって形成された複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報を作成し、さらに第２画像から外孔の周囲にスリット光によって形成された複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報を作成するライン抽出部と、第１輪郭画像情報と第１ライン画像情報とに基づいて内孔の輪郭と複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに複数の第１交点座標に基づいて内孔の中心座標を算出する内円座標算出部と、第２輪郭画像情報と第２ライン画像情報とに基づいて外孔の輪郭と複数の外側ラインとの第２交点座標を算出し、さらに第２交点座標に基づいて外孔の中心座標を算出する外円座標算出部と、を備え、複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、内円座標算出部が、第２画像から抽出した一対の縦ライン又は一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正することを特徴としている。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、内孔と外孔とを有する二重孔にスリット光を照射する光源装置と、二重孔を撮像する撮像装置と、処理装置と、を備え、光源装置が二重孔を縦横にそれぞれ横切るスリット光を照射し、撮像装置がスリット光を照射しないで二重孔を撮像した第１画像とスリット光を照射して二重孔を撮像した第２画像とを作成し、処理装置が第１画像から内孔の輪郭を示す輪郭画像情報を作成し第２画像から内孔と外孔との間にスリット光によって形成された照射ラインを示すライン画像情報を作成し、輪郭画像情報とライン画像情報とに基づいて内孔の輪郭と照射ラインとの交点を算出して内孔の座標を算出する、三次元計測装置であって、処理装置が、第２画像から抽出した照射ラインを延長するように修正することを特徴としている。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の三次元計測プログラムは、コンピュータを、スリット光を照射していない内孔と外孔とを有する二重孔の第１画像から内孔の輪郭を示す第１輪郭画像情報を作成し、さらに第１画像から外孔の輪郭を示す第２輪郭画像情報を作成する円抽出部、スリット光を照射した二重孔の第２画像から内孔と外孔との間にスリット光によって形成された複数の内側ラインを示す第１ライン画像情報を作成し、第２画像から外孔の周囲にスリット光によって形成された複数の外側ラインを示す第２ライン画像情報を作成するライン抽出部、第１輪郭画像情報と第１ライン画像情報とに基づいて内孔の輪郭と複数の内側ラインとの複数の第１交点座標を算出し、さらに複数の第１交点座標に基づいて内孔の中心座標を算出する内円座標算出部、第２輪郭画像情報と第２ライン画像情報とに基づいて外孔の輪郭と複数の外側ラインとの複数の第２交点座標を算出し、さらに複数の第２交点座標に基づいて外孔の中心座標を算出する外円座標算出部、として機能させ、複数の内側ラインは、所定の距離を置いて縦方向に整列した一対の縦ラインと、所定の距離を置いて横方向に整列した一対の横ラインと、で構成され、内円座標算出部が、第２画像から抽出した一対の縦ライン又は一対の横ラインの内、一方のラインを他方のライン側へ延長するように修正することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば二重孔を構成する外孔と内孔とが近接して、それらの間の領域に照射ラインを長く形成できない場合でも、その照射ラインと対を成す照射ラインを利用しその照射ラインを延長して照射ラインの位置を修正することができる。これにより、内円の輪郭との交点座標を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る三次元計測システムのブロック図である。
【図２】（Ａ）はスリット光を照射しないで計測対象を撮像装置で撮影した画像を示す略図、（Ｂ）はスリット光を照射して計測対象を撮像装置で撮影した画像を示す略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る処理装置のブロック図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施形態に係る処理装置で作成される第３画像を示す略図、（Ｂ）は第４画像を示す略図である。
【図５】発明の実施形態に係る処理装置で作成される第５画像を示す略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る処理装置で作成される第６画像を示す略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る処理装置で作成される内側ラインの一部を拡大して示す略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る処理装置で作成される第７画像を示す略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る処理装置での処理を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る処理装置での処理手順を説明するための図である。
【図１１】従来のワークに形成された孔を示す図である。
【図１２】従来のワークに形成された二重孔を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る三次元計測システム１の概略を示すブロック図である。三次元計測システム１は、計測対象のワークＷにスリット光を照射する光源装置１０と、計測対象を撮像する撮像装置２０と、計測対象の画像を処理する処理装置３０と、を備えている。
図２（Ａ）はスリット光を照射しないで計測対象を撮像装置２０で撮影した画像を示す略図、（Ｂ）はスリット光を照射して計測対象を撮像装置２０で撮影した画像を示す略図である。
【００１７】
本実施形態での計測対象には二重孔Ｈが形成されており、三次元計測システム１はこの二重孔Ｈの座標を算出する。この二重孔Ｈは、例えば表側の第１パネルＰ１と裏側の第２パネルＰ２とを重ね合わせたワークＷに形成されており、第１パネルＰ１の大きな孔（以下、外円と呼ぶ。）Ｈ１内に第２パネルＰ２の小さな孔（以下、内円と呼ぶ。）Ｈ２を配置して構成されている。図２（Ａ）に示すスリット光が照射されていない二重孔Ｈの画像を、以下『第１画像』と呼ぶ。
【００１８】
この計測対象に向けて、光源装置１０からスリット光がそれぞれ照射される。光源装置１０は、縦横のスリット光を照射する第１光源１１及び第２光源１２を備えている。一方の第１光源１１からのスリット光Ｓ１は図２（Ｂ）に示すようにワークＷ上で縦方向に延びた照射ライン（以下、縦ラインと呼ぶ。）を形成し、他方の第２光源１２からのスリット光Ｓ２はワークＷ上で横方向に延びた照射ライン（以下、横ラインと呼ぶ。）を形成する。図２（Ｂ）に示すスリット光Ｓ１，Ｓ２が照射された二重孔Ｈの画像を、以下『第２画像』と呼ぶ。
【００１９】
図２（Ｂ）に示す、縦ラインの内、ラインＬ１とラインＬ４とは外円Ｈ１の外側の第１パネルＰ１上で所定の距離を置いて縦方向に整列して形成され、ラインＬ２とラインＬ３とは内円Ｈ２と外円Ｈ１との間の第２パネルＰ２上で所定の距離を置いて縦方向に整列して形成されている。また、横ラインの内、ラインＬ５とラインＬ８とは外円Ｈ１の外側の第１パネルＰ１上で所定の距離を置いて横方向に整列して形成され、ラインＬ６とラインＬ７とは内円Ｈ２と外円Ｈ１との間の第２パネルＰ２上で所定の距離を置いて横方向に整列して形成されている。これらの縦ライン及び横ラインの内、第２パネルＰ２上の一対の縦ラインＬ２，Ｌ３と一対の横ラインＬ６，Ｌ７とを複数の内側ライン（第１ライン画像情報）と呼び、第１パネルＰ１上の一対の縦ラインＬ１，Ｌ４と一対の横ラインＬ５，Ｌ８とを複数の外側ライン（第２ライン画像情報）と呼ぶ。
【００２０】
処理装置３０は、縦ラインＬ２，Ｌ３と内円Ｈ２との交点と、横ラインＬ６，Ｌ７と内円Ｈ２との交点と、内円Ｈ２の中心座標とを求め、また縦ラインＬ１，Ｌ４と外円Ｈ１との交点と、横ラインＬ５，Ｌ８と外円Ｈ１との交点と、外円Ｈ１の中心座標とを求める。さらに処理装置３０は、内円Ｈ２の中心座標と外円Ｈ１の中心座標とから内円Ｈ２と外円Ｈ１との重なりを判断する。
【００２１】
図３は本発明の実施形態に係る処理装置３０のブロック図である。処理装置３０は、円抽出部３１と、ライン抽出部３２と、内円座標算出部３３と、外円座標算出部３４と、重なり判断部３５と、を備えている。
【００２２】
円抽出部３１は、外円Ｈ１の輪郭Ｂ１と内円Ｈ２の輪郭Ｂ２とを示す画像（図４（Ａ）：以下、第３画像と呼ぶ。）を作成する。
【００２３】
円抽出部３１は、内円Ｈ２を抽出するために第１画像に対して孔抽出用の閾値で二値化処理を行い、さらにサークルフィッティング法によって内孔の輪郭Ｂ２（第１輪郭画像情報）を検出する。
【００２４】
内円Ｈ２を検出後、外円Ｈ１の検出処理を行う。内孔は貫通孔として形成されているため輝度が暗い。また、内孔の周辺は貫通孔内の輝度より明るいことから、輪郭Ｂ２の外側で繋がった円が見つかるまで輝度を５段階まで順次上げるように、第１画像に対して孔抽出用の閾値を変えて二値化処理を行いながら、外円Ｈ１の輪郭Ｂ１（第２輪郭画像情報）を抽出する。抽出できない場合には、ＮＧと表記する。このようにして、外円Ｈ１の輪郭Ｂ１を検出する。なお、ここで検出した外円Ｈ１の輪郭Ｂ１は、後述のマスク処理を行う際にも利用される。
【００２５】
ライン抽出部３２は、縦ラインＬ１〜Ｌ４と横ラインＬ５〜Ｌ８だけの画像（図４（Ｂ）：以下、第４画像と呼ぶ。）を作成する。
【００２６】
具体的には、ライン抽出部３２は、第２画像を平滑処理してノイズを取り除き、所定の濃度値を閾値として二値化処理によって第４画像（図４（Ｂ））を作成する。この際、内側ラインを構成する、各ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７に番号付け、所謂ラベリング処理を施す。また、外側ラインを構成する、各ラインＬ１，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ８にも番号を付けてラベリング処理を施す。
【００２７】
内円座標算出部３３は、円抽出部３１で抽出された内円Ｈ２の輪郭Ｂ２と、ライン抽出部３２で抽出された複数の内側ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７とに基づいて、内円Ｈ２の中心座標を算出する。
【００２８】
具体的には、内円座標算出部３３は、第３画像と第４画像とを合成した画像（図５：以下、第５画像と呼ぶ。）を作成し、さらに外円Ｈ１の輪郭Ｂ１より内側の領域をマスク処理によって残した画像（図６：以下、第６画像と呼ぶ。）を作成する。この第６画像に基づいて、内円座標算出部３３は、内円Ｈ２の輪郭Ｂ２と複数の内側ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７との交点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標（第１交点座標）を求める。そして、これらの点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが通る面を算出し、さらにこの面上で点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから同一の距離の点を内円の中心座標として算出する。この中心座標は画像系の位置情報であるため、例えば計測システムの絶対座標、つまり三次元座標に変換する。
【００２９】
この中心座標の算出の際に、内円座標算出部３３は、縦の照射ラインＬ２，Ｌ３と横の照射ラインＬ６，Ｌ７とをそれぞれ修正する。例えば、図６に示すように、一対の横ラインの内、長い方のラインＬ７を基調として、当該長い方のラインＬ７を図中破線で示すように短いラインＬ６側へ向けて延長する。縦ラインも横ラインと同様に、長いラインＬ２を図中破線で示すように延長する。
【００３０】
このライン修正処理について以下詳述する。
図７では、ラインＬ７を拡大して表しており、画素を白丸（○）で表しているが全ての画素の表示を省略している。この図で○がラインＬ７を形成する画素を表している。この画像は、例えば第２画像である原画像での濃淡を数諧調にして変換した画像、例えばグレースケールを利用する。
【００３１】
内円座標算出部３３は、図７に示す各画素の明るい部分を通るように画像上に線Ｌ７′を引く。内円座標算出部３３はスリット光によって形成されたラインＬ７の傾きを示す線Ｌ７′を作成する。この作成の際、内円座標算出部３３は各画素の明るさを考慮する。例えば図７に示すように、横方向Ａｍｍ、縦方向Ｂｍｍの領域において、明るい画素に沿って線Ｌ７′を当該領域の範囲で引く。
【００３２】
このように画素の明るさを考慮した傾きを示す線の作成をラインＬ６についても行い、作成した二つの線の長さを比較する。そして、例えば右側のラインＬ７に基づいた線Ｌ７′が長ければ、右側のラインＬ７を図６に破線で示すように前述の線Ｌ７′の傾き方向へ向けて延長させて、第６画像を修正する。短いラインＬ６側では、長いラインＬ７を延長させた線（図６に示す破線のライン）と内円Ｈ２の輪郭Ｂ２とによって交点、つまり点Ｄの座標を求める。これとは逆に右側のラインＬ７が短ければ、左側のラインＬ６を画素の明るさを考慮した傾きを伴った線を基調として右側へ延長するように第６画像を修正する。
【００３３】
このようなライン修正処理を、縦の照射ラインＬ２，Ｌ３についても行う。この場合も、上下の照射ラインの内、図６に破線で示すように長いラインＬ２を延長して第６画像を修正する。そして、短いラインＬ３側では、長いラインＬ２を延長させた線（図６に示す破線のライン）と内円Ｈ２の輪郭Ｂ２とによって交点、つまり点Ｃの座標を求める。
なお、ラインの修正において、一対のラインの長短を比較したが、予め右側のラインや上側のラインを選択することを決めておき、当該右側のラインや上側のラインを延長して第６画像を修正してもよい。
【００３４】
外円座標算出部３４は、円抽出部３１で抽出された外円Ｈ１の輪郭Ｂ１と、ライン抽出部３２で抽出された複数の外側ラインＬ１，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ８とに基づいて、外円Ｈ１の中心座標を算出する。
【００３５】
具体的には、外円座標算出部３４は、第３画像と第４画像とを合成した第５画像を作成し、さらに外円Ｈ１の輪郭Ｂ１より外側の領域をマスク処理によって残した画像（図８：以下、第７画像と呼ぶ。）を作成する。この第７画像に基づいて、外円座標算出部３４は、外円Ｈ１の輪郭Ｂ１と複数の外側ラインＬ１，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ８との交点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの座標（第２交点座標）を求める。そして、これらの点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが通る面を算出し、さらにこの面上で点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから同一の距離の点を外円Ｈ１の中心座標として算出する。この中心座標は画像系の位置情報であるため、例えば計測システムの絶対座標、つまり三次元座標に変換する。
【００３６】
重なり判断部３５は、内円座標算出部３３で算出された内円Ｈ２の中心座標と外円座標算出部３４で算出された外円Ｈ１の中心座標との距離を求め、この距離が所定の距離と比較して二つの円、つまり内円Ｈ２と外円Ｈ１とが重なっているかを判断する。例えば、図９に示すように、二つの円の中心同士の距離ｄが参照値Ｄ＝|ｒ１(外円の半径)−ｒ２(内円の半径)|より小さければ、内円Ｈ２が外円Ｈ１の領域内に収まっており、距離ｄ＞Ｄであれば内円Ｈ２の輪郭Ｂ２が外円Ｈ１の輪郭Ｂ１を超えて外側にはみ出すように外円Ｈ１の輪郭Ｂ１と内円Ｈ２の輪郭Ｂ２が重なっていると判断する。
【００３７】
以上の処理装置３０はコンピュータから構成される。このコンピュータは、前もってインストールされたソフトウェアとしての三次元計測プログラムを実行することで、上記の円抽出部３１、ライン抽出部３２、内円座標算出部３３、外円座標算出部３４、重なり判断部３５として機能する。
【００３８】
なお、複数のコンピュータをＬＡＮなどによって接続して、円抽出部３１、ライン抽出部３２、内円座標算出部３３、外円座標算出部３４、重なり判断部３５の動作を複数のパーソナルコンピュータによって分散処理させてもよい。コンピュータは、従来公知の構成のものを使用することができ、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどの記憶装置と、キーボード，ポインティング・デバイスなどの操作装置と、操作装置等からの指示により記憶装置に格納されたデータやソフトウェアを処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理結果等を表示するディスプレイなどを備えている。このコンピュータは汎用の装置であっても、専用の装置として構成されたものであってもよい。
【００３９】
次に、図１０を用いて三次元計測システム１における処理手順について説明する。
撮像装置２０で第１画像を作成し（ステップＳ１）、処理装置３０がこの第１画像を平滑化（ステップＳ２）する。さらに、二値化処理してモノクロ画像を作成し（ステップＳ３）、このモノクロ画像から内円Ｈ２と外円Ｈ１とを抽出した第３画像（図４（Ａ））を作成する（ステップＳ４）。この抽出の際、エッジの処理も施す。
【００４０】
撮像装置２０で第２画像を作成し（ステップＳ５）、処理装置３０がこの第２画像を平滑化（ステップＳ６）する。さらに、二値化処理してモノクロ画像を作成し（ステップＳ７）、このモノクロ画像から内側ラインと外側ラインとを抽出した第４画像（図４（Ｂ））を作成する（ステップＳ８）。この抽出の際、ラベリング処理も行う。
【００４１】
次に、第３画像と第４画像とを合成した第５画像（図５）を作成する（ステップＳ９）。ここで、外円Ｈ１内の内側領域だけを抽出する。このとき、第１画像を二値化処理して得た外円の輪郭Ｂ１を利用して、当該輪郭Ｂ１より外側を削除するマスク処理を第５画像に行う。これにより、図６に示すような、内側領域を残した第６画像を作成する。そして、内円Ｈ２の輪郭Ｂ２と複数の内側ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７との交点Ａ〜Ｄを算出する（ステップＳ１０）。これらの交点Ａ〜Ｄを算出する際、第６画像の修正、つまり複数の内側ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７の修正処理を行う。そして、内円Ｈ２と内側ラインとの交点Ａ〜Ｄから内円Ｈ２の中心座標を算出する（ステップＳ１１）。
また、このような交点算出及び中心座標の処理を外円Ｈ１の輪郭Ｂ１より外側の領域についても行う。つまり、第１画像を二値化処理して得た外円の輪郭Ｂ１を利用して、当該輪郭Ｂ１より内側を削除するマスク処理を第５画像に行う。これにより図８に示すような外側領域を残す第７画像を作成する。外円Ｈ１の輪郭Ｂ１と複数の外側ラインＬ１，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ８との交点Ｅ〜Ｈを算出する（ステップＳ１０）。外円Ｈ１と外側ラインとの交点Ｅ〜Ｈから外円Ｈ１の中心座標を算出する（ステップＳ１１）。
さらに、内円Ｈ２の中心座標と外円Ｈ１の中心座標との距離から二つの円、つまり内孔と外孔との重なりを判断する（ステップＳ１２）。
【００４２】
このように、本実施形態に係る三次元計測システム１によれば、例えば二重孔Ｈを構成する外孔と内孔とが近接して、それらの間の領域、つまり第２パネルＰ２上に照射ラインを長く形成できない場合でも、その照射ラインと対を成す他方の照射ラインを利用し当該他方の照射ラインを延長して短い照射ラインを置き換えて照射ラインの位置を修正することができる。これにより、内円Ｈ２の輪郭Ｂ２との交点座標を正確に算出することができる。
【００４３】
以上説明したが、本発明は発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施できる。上記説明では、例えば縦方向に上下に整列した一対の照射ラインを対象として説明したが、上下の照射ラインの内、何れかが存在しない場合にも本発明を利用することはできる。この場合も、検出されたラインを延長するように画像を修正する。また、縦ラインと横ラインとをそれぞれ修正する場合の他、何れか一方だけを修正するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１          三次元計測システム
１０        光源装置
１１        第１光源
１２        第２光源
２０        撮像装置
３０        処理装置
３１        円抽出部
３２        ライン抽出部
３３        内円座標算出部
３４        外円座標算出部
３５        重なり判断部
Ｐ１        第１パネル
Ｐ２        第２パネル
Ｌ１〜Ｌ８  照射ライン
Ａ〜Ｇ      交点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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