(57)【要約】【課題】正確な距離情報を算出できるようにするとともに、計測アルゴリズムを実行するコンピュータ装置等の距離情報算出手段の処理負荷を低減させる。【解決手段】ＰＣ１０２から計測開始指示があると、プロジェクタ１０４で複数枚のパターン画像を投影し、それら複数枚のパターン画像をカメラ１０５で撮像し、ＰＣ１０２は、これら複数枚のパターン画像の撮像画像を用いて距離情報を算出する。制御回路２０１は、計測開始指示があった後でＰＣ１０２による距離情報算出が終了するまでの間に、プロジェクタ１０４における異常の有無を判断し、プロジェクタ１０４が異常であると判断した場合、カメラ１０５による撮像を停止させる。ＰＣ１０２は、カメラ１０５から一定の期間に撮像画像が送信されてこなかった場合、距離情報の算出処理を中止するとともに、距離情報の算出をリセットする。【選択図】図２
2013160622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物にパターン画像を投影する投影装置と、
前記投影装置により前記被測定物に投影したパターン画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像を用いて距離情報を算出する距離情報算出手段と、
前記投影装置における異常の有無を判断し、異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする３次元距離計測システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記投影装置と前記撮像装置とを同期させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の３次元距離計測システム。
【請求項３】
計測開始指示があると、前記投影装置で複数枚のパターン画像を投影し、それら複数枚のパターン画像を前記撮像装置で撮像する構成であり、
前記距離情報算出手段は、前記複数枚のパターン画像の撮像画像を用いて距離情報を算出し、
前記制御手段は、前記計測開始指示があった後で前記距離情報算出手段による距離情報算出が終了するまでの間に、前記投影装置における異常の有無を判断し、前記投影装置が異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元距離計測システム。
【請求項４】
前記距離情報算出手段は、前記撮像装置から一定の期間に撮像画像が送信されてこなかった場合、距離情報の算出処理を中止するとともに、距離情報の算出をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の３次元距離計測システム。
【請求項５】
計測開始指示があると、前記投影装置で複数枚のパターン画像を投影し、それら複数枚のパターン画像を前記撮像装置で撮像する構成であり、
前記距離情報算出手段は、前記複数枚のパターン画像の撮像画像を用いて距離情報を算出し、
前記制御手段は、前記計測開始指示があった段階でのみ、前記投影装置における異常の有無を判断し、前記投影装置が異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元距離計測システム。
【請求項６】
前記投影装置が具備する光源が点灯しているか否かの検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて、前記光源が正常に動作しているか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元距離計測システム。
【請求項７】
前記投影装置が具備する空間光変調器による光を検出する光検出手段を備え、
前記制御手段は、前記光検出手段の検出結果に応じて、前記空間光変調器が正常に動作しているか否かを検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の３次元距離計測システム。
【請求項８】
前記投影装置が具備する光源の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出される温度が設定温度を超えている場合、異常であると判断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の３次元距離計測システム。
【請求項９】
被測定物にパターン画像を投影する投影装置と、
前記投影装置により前記被測定物に投影したパターン画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像を用いて距離情報を算出する距離情報算出手段とを備えた３次元距離計測システムの制御方法であって、
前記投影装置における異常の有無を判断し、異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させる手順を有することを特徴とする３次元距離計測システムの制御方法。
【請求項１０】
被測定物にパターン画像を投影する投影装置と、
前記投影装置により前記被測定物に投影したパターン画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像を用いて距離情報を算出する距離情報算出手段とを備えた３次元距離計測システムを制御するためのプログラムであって、
前記投影装置における異常の有無を判断し、異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させる処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物にパターン画像を投影し、そのパターン画像を撮像することによって距離情報を算出する３次元距離計測システム、その制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、生産現場において組立の自動化が進み、ロボットによる製品の組立が行われている。製品に使用される部品には様々な形状があるが、正確に組立を行うには、ロボットに部品の形状や部品がどのような姿勢で置かれているのかを知らせて把持させる必要がある。
部品の形状や姿勢を知るために、投影装置により部品にパターン画像を投影し、そのパターン画像を撮像装置で撮像した画像から、部品までの距離や位置・姿勢を算出する技術が知られている。当該部品までの距離や位置・姿勢をロボットへフィードバックすることで、ロボット動作の制御を行う。この場合に、誤算出した距離や位置・姿勢をロボットへフィードバックすると、ロボットが想定しない動きを行ってしまうことになる。
特許文献１には、３次元形状検出装置において、対象物体を撮像した画像が、異常状態となった際に、この異常状態により対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投影装置において光源が点灯しなかったり、空間光変調器が正常に動作しなかったり等、異常が発生したまま撮像を行うと、所望の撮像画像ではない撮像画像を計測アルゴリズムを実行する情報処理装置に送信してしまうことになる。その結果、計測アルゴリズムで正確な距離情報を算出することができず、誤った出力を行ってしまう。
また、計測アルゴリズムを実行する情報処理装置に、撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせるようにすると、当該情報処理装置の処理負荷が増え、処理の長時間化に繋がってしまう。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、正確な距離情報を算出できるようにするとともに、計測アルゴリズムを実行するコンピュータ装置等の距離情報算出手段の処理負荷を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の３次元距離計測システムは、被測定物にパターン画像を投影する投影装置と、前記投影装置により前記被測定物に投影したパターン画像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像した画像を用いて距離情報を算出する距離情報算出手段と、前記投影装置における異常の有無を判断し、異常であると判断した場合、前記撮像装置による撮像を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投影装置に異常がないときの撮像画像だけが距離情報算出手段に送信されるので、距離情報算出手段において正確な距離情報を算出することが可能となる。また、距離情報算出手段に撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせないので、距離情報算出手段の処理負荷を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る３次元距離計測システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る３次元距離計測装置の詳細な構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る３次元距離計測システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る３次元距離計測装置の詳細な構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る３次元距離計測システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係る３次元距離計測装置の詳細な構成を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る３次元距離計測システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態に係る３次元距離計測システム１０１の構成を示す。
１０２はコンピュータ装置（以下、ＰＣと記す）であり、距離情報を算出する計測アルゴリズムを実行する距離情報算出手段として機能する。ＰＣ１０２は、距離情報の算出を行うだけでなく、パターン画像の作成や、３次元距離計測装置１０３を駆動する指示（計測開始指示）も行う。
【００１０】
１０３はＰＣ１０２に接続された３次元距離計測装置であり、プロジェクタ１０４及びカメラ１０５を含んで構成される。プロジェクタ１０４は、被測定物に縞状の、いわゆるストライプパターンのパターン画像を投影（投射）する投影装置である。カメラ１０５は、プロジェクタ１０４により被測定物に投影したパターン画像を撮像する撮像装置である。
【００１１】
３次元距離計測システム１０１において、ＰＣ１０２では、３次元距離計測装置１０３で取得した画像から三角測量の原理に基づいて被測定物までの距離情報を算出する。距離情報とは、被測定物のカメラ１０５からの距離や表面凹凸等奥行き方向の距離である。本実施形態では、プロジェクタ１０４で投影する縞の幅を変化させて、そのパターン画像をカメラ１０５で撮像し、撮像した画像から場所ごとに符号化する空間符号化と呼ばれる手法を用いる。
【００１２】
図２は、第１の実施形態に係る３次元距離計測装置１０３の詳細な構成を示す図である。ＰＣ１０２で作成された任意のパターン画像は、制御回路２０１を介してプロジェクタ１０４に画像信号として送信される。制御回路２０１は、プロジェクタ１０４とカメラ１０５とを同期させる制御を行う制御手段である。本実施形態では、ＰＣ１０２でパターン画像を作成する例を示したが、パターン画像の作成は、信号発生器等のパターン画像発生器や同様の機能を有する装置を用いても良い。
【００１３】
プロジェクタ１０４には、２次元空間光変調器であるパネル２０２、光源としてのＬＥＤ２０３、ＬＥＤ２０３に設けられた電流モニタ２０４、及び投射レンズ２０５が組み込まれている。パネル２０２で表示したパターン画像はＬＥＤ２０３によって照明され、投射レンズ２０５を介して被測定物に投影される。
【００１４】
本実施形態では、パネル２０２には反射型液晶が使用されており、入力する画像に応じた任意のパターン画像を表示することができる。パネル２０２としては、反射型液晶以外でも、ＤＭＤや強誘電液晶のような同様の機能を有するものであれば、この限りではない。
【００１５】
ＬＥＤ２０３には検出手段として電流モニタ２０４が設けられており、ＬＥＤ２０３に電流が流れているか否かを検出することができる。本実施形態では、電流モニタ２０４にはホール素子を利用したものが使用されているが、電流が流れているか否かを検出できるものであれば、その他のデバイスを利用しても良い。また、電流モニタ２０４は、ＬＥＤ２０３を駆動する図示しない駆動回路に設けられても良い。電流モニタ２０４の信号は、制御回路２０１に入力される。制御回路２０１は、ＬＥＤ２０３に点灯信号を送信したときに、電流モニタ２０４から電流を検出したとの信号（以下、検出信号と称する）が戻ってこない場合、ＬＥＤ２０３が異常であると判断して、カメラ１０５に撮像停止信号を送信する。すなわち、制御回路２０１は、電流モニタ２０４の検出結果に応じて、ＬＥＤ２０３が正常に動作しているか否か、具体的には点灯すべきときに点灯しているか否かを判断する。なお、ＬＥＤ２０３が点灯しているか否かを検出できるものであれば、ＰＤ（Photo Detector）のような光量モニタを使用しても良く、限定されるものではない。
【００１６】
カメラ１０５としては、広く知られているＣＣＤ（Charge Coupled Device image sensor）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）の撮像素子を使用したカメラを用いれば良いが、同様の機能を有するものであれば、この限りではない。また、カメラ１０５は、モノクロカメラでも、カラーカメラでも良い。
【００１７】
上述した構成の３次元距離計測装置１０３では、制御回路２０１の制御下で、ＰＣ１０２から送信されてきたパターン画像をパネル２０２で表示し、ＬＥＤ２０３が点灯することでパターン画像を被測定物に投影し、パターン画像が投影されたタイミングに合わせてカメラ１０５で撮像する。１回の距離情報を算出するのに複数枚、本実施形態では２０枚のパターン画像を用いる。パターン画像の枚数はこの限りでなく、異なる枚数から１回の距離情報を算出しても構わない。３次元距離計測装置１０３は、ＰＣ１０２からのパターン画像の全てを一度に受信しても良いし、パターン画像を１枚投影した後に、次のパターン画像をＰＣ１０２から受信しても良い。
【００１８】
ここで、ＰＣ１０２から３次元距離計測装置１０３に計測開始指示が送信され、制御回路２０１からＬＥＤ２０３に点灯信号が送信されたときに、ＬＥＤ２０３になんらかの異常が発生して点灯しない場合が考えられる。制御回路２０１からは、プロジェクタ１０４にパターン画像を投影する信号とＬＥＤ２０３の点灯信号が送信され、撮像するタイミングに合わせてカメラ１０５に撮像信号が送信される。しかし、ＬＥＤ２０３が点灯しない場合は、パターン画像が投影されず、いわゆる黒画面が投影された状態になる。そのため、カメラ１０５による撮像画像も全画面において黒い画像が撮像されて、それがＰＣ１０２に送信されることとなる。この場合、撮像画像を受け取ったＰＣ１０２は、あくまで距離情報を算出しようとして、誤った距離情報を算出することになる。ここでは詳細に述べないが、３次元距離計測システム１０１による距離情報を用いて、ビジョンフィードバックとして自動組立ロボットを駆動制御することも考えられる。この場合、ＰＣ１０２で誤った距離情報を算出し、ロボットの駆動制御にフィードバックを行うと、ロボットが予期せぬ動きをすることになる。その結果、組立に使用する部品を破壊してしまう、もしくはロボット自体が何かと衝突することで損傷してしまうことに繋がってしまう。
【００１９】
このようなロボットの誤動作を防ぐためには、ＰＣ１０２に撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせる方法が考えられる。しかしながら、撮像したパターン画像が所望のパターン画像であるか否かを精度よく判断するためには、撮像画像の全画素をスキャンして確認する必要がある。そのため、計測アルゴリズムを実行するＰＣ１０２の処理負荷が増え、迅速な計測を行うことが困難となる。
【００２０】
そこで、本実施形態では、制御回路２０１からＬＥＤ２０３に点灯信号を送信したときに、電流モニタ２０４から検出信号が戻ってこない場合、ＬＥＤ２０３が異常である（点灯すべきときに点灯していない）と判断する。制御回路２０１は、ＬＥＤ２０３が異常であると判断すると、カメラ１０５に撮像停止信号を送信する。これにより、カメラ１０５による撮像が停止され、カメラ１０５からＰＣ１０２に撮像画像が送信されることも停止される。このようにしたプロジェクタ１０４の異常時対応より、ＰＣ１０２に距離情報を誤算出する撮像画像が送信されることを防ぐことが可能になる。
【００２１】
さらに、前述した撮像の停止が、ＰＣ１０２において距離情報の算出途中であった場合の処置について述べる。ＰＣ１０２では、一定の期間に撮像画像が送信されてこなかった場合はタイムアウト処理を行い、撮像画像がカメラ１０５から送信されてくるのを待機するのではなく、距離情報の算出処理を中止する。さらに、途中まで距離情報の算出を行っていたデータを破棄して、最初の撮像画像が送信されてくる前の状態となるようにリセットし、計測を再開した際に、距離情報を誤算出することを防止する。
【００２２】
以上述べた３次元距離計測システム１０１の動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ３０１で、ＰＣ１０２から３次元距離計測装置１０３にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯時間等の計測条件を含んだ計測開始指示が送信される。
【００２３】
ステップＳ３０２で、ＰＣ１０２からの計測開始指示を受信した制御回路２０１は、プロジェクタ１０４にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯信号を送信する。プロジェクタ１０４は、制御回路２０１からの信号に基づいて、パターン画像を投影する。また、制御回路２０１は、カメラ１０５に、プロジェクタ１０４の投影タイミングと同期させるようにした撮像信号を送信する。カメラ１０５は、制御回路２０１からの撮像信号に基づいて、投影されたパターン画像を撮像する。
【００２４】
ステップＳ３０３で、制御回路２０１は、プロジェクタ１０４がパターン画像を投影する際に、電流モニタ２０４から検出信号が送信されてきたか否かを判断する。すなわち、ＬＥＤ２０３が正常に動作しているか否か、具体的には点灯すべきときに点灯しているか否かを判断する。
【００２５】
ステップＳ３０３において電流モニタ２０４から検出信号が送信されていれば、すなわちＬＥＤ２０３が正常に動作していれば、ステップＳ３０４に移る。
ステップＳ３０４で、カメラ１０５で撮像したパターン画像をＰＣ１０２に送信し、ステップＳ３０５に移る。
ステップＳ３０５で、２０枚のパターン画像から１回の距離情報を算出するため、制御回路２０１は、２０枚のパターン画像を投影して撮像したか否かを判断する。２０枚のパターン画像を撮像してＰＣ１０２に送信していなければ、ステップＳ３０２戻り、送信していれば、次のステップＳ３０６に移る。
ステップＳ３０６で、ＰＣ１０２は、距離情報を算出するための２０枚のパターン画像から、計測アルゴリズムにおいて距離情報を算出し、計測を終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ３０３において電流モニタ２０４から検出信号が送信されていなければ、すなわちＬＥＤ２０３が正常に動作していなければ、ステップＳ３０７に移る。
ステップＳ３０７で、制御回路２０１は、カメラ１０５に撮像停止信号を送信し、撮像を停止させ、ステップＳ３０８に移る。
ステップＳ３０８で、ＰＣ１０２は、カメラ１０５から一定の時間に撮像画像が送信されてこないために、タイムアウト処理を行い、距離情報の算出処理を中止し、次のステップＳ３０９に移る。
ステップＳ３０９で、ＰＣ１０２は、計測アルゴリズムにおいて途中まで距離情報の算出を行っていたデータを破棄して、最初の撮像画像が送信されてくる前の状態となるようにリセットして、次の計測に備えた状態に戻して、計測を終了する。
【００２７】
以上説明したように、ＬＥＤ２０３に異常がないときの撮像画像だけがＰＣ１０２に送信されるので、ＰＣ１０２において正確な距離情報を算出することが可能となる。また、ＰＣ１０２に撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせないので、ＰＣ１０２の処理負荷を低減させることができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。３次元距離計測システム１０１の基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、以下では同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
図４は、第２の実施形態に係る３次元距離計測装置１０３の詳細な構成を示す図である。本実施形態では、電流モニタ２０４に加えて、２次元空間光変調器であるパネル２０２による光を検出する光検出手段としてＰＤ４０１が設けられている。パネル２０２で形成されたパターン画像が投影される光路の途中にハーフミラー４０２を配置し、パターン画像による光束がレンズ４０３を介してＰＤ４０１に集光する構成となっている。電流モニタ２０４の信号及びＰＤ４０１の信号は、制御回路２０１に入力される。
【００３０】
本実施形態では、パターン画像を投影するときに、電流モニタ２０４でＬＥＤ２０３が点灯していることを確認しつつ、ＰＤ４０１で光検出を行うことでパネル２０２が正常に動作しているかのモニタリングを行っている。
すなわち、制御回路２０１は、ＬＥＤ２０３に点灯信号を送信したときに、電流モニタ２０４から電流を検出したとの信号（以下、検出信号と称する）が戻ってこない場合、ＬＥＤ２０３が異常であると判断して、カメラ１０５に撮像停止信号を送信する。すなわち、制御回路２０１は、電流モニタ２０４の検出結果に応じて、ＬＥＤ２０３が正常に動作しているか否か、具体的には点灯すべきときに点灯しているか否かを判断する。
また、ＬＥＤ２０３に点灯信号を送信して、電流モニタ２０４から検出信号が戻ってきた場合でも、ＰＤ４０１からパネル２０２によるパターン画像の光束を検出したとの信号（以下、検出信号と称する）が戻ってこない場合、パネル２０２が異常であると判断して、カメラ１０５に撮像停止信号を送信する。すなわち、制御回路２０１は、ＰＤ４０１の検出結果に応じて、パネル２０２が正常に動作しているか否かを判断する。さらには、投影しているパターンの全光束に対応した信号が検出できているかを確認することで、所望のパターンが投影されているかを判断することも可能である。
これにより、カメラ１０５による撮像が停止され、カメラ１０５からＰＣ１０２に撮像画像が送信されることも停止される。このようにしたプロジェクタ１０４の異常時対応より、ＰＣ１０２に距離情報を誤算出する撮像画像が送信されることを防ぐことが可能になる。
【００３１】
さらに、前述した撮像の停止が、ＰＣ１０２において距離情報の算出途中であった場合の処置について述べる。ＰＣ１０２では、一定の期間に撮像画像が送信されてこなかった場合はタイムアウト処理を行い、撮像画像がカメラ１０５から送信されてくるのを待機するのではなく、距離情報の算出処理を中止する。さらに、途中まで距離情報の算出を行っていたデータを破棄して、最初の撮像画像が送信されてくる前の状態となるようにリセットし、計測を再開した際に、距離情報を誤算出することを防止する。
【００３２】
以上述べた３次元距離計測システム１０１の動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ５０１で、ＰＣ１０２から３次元距離計測装置１０３にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯時間等の計測条件を含んだ計測開始指示が送信される。
【００３３】
ステップＳ５０２で、ＰＣ１０２からの計測開始指示を受信した制御回路２０１は、プロジェクタ１０４にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯信号を送信する。プロジェクタ１０４は、制御回路２０１からの信号に基づいて、パターン画像を投影する。また、制御回路２０１は、カメラ１０５に、プロジェクタ１０４の投影タイミングと同期させるようにした撮像信号を送信する。カメラ１０５は、制御回路２０１からの撮像信号に基づいて、投影されたパターン画像を撮像する。
【００３４】
ステップＳ５０３で、制御回路２０１は、プロジェクタ１０４がパターン画像を投影する際に、電流モニタ２０４から検出信号が送信されてきたか否かを判断し、さらにＰＤ４０１から検出信号が送信されてきたか否かを判断する。すなわち、ＬＥＤ２０３及びパネル２０２が正常に動作しているか否か、具体的にはＬＥＤ２０３が点灯すべきときに点灯しているか否か、及びパネル２０２からパターン画像が投影されているか否かを判断する。
【００３５】
ステップＳ５０３において電流モニタ２０４及びＰＤ４０１から検出信号が送信されていれば、すなわちＬＥＤ２０３及びパネル２０２が正常に動作していれば、ステップＳ５０４に移る。
ステップＳ５０４で、カメラ１０５で撮像したパターン画像をＰＣ１０２に送信し、ステップＳ５０５に移る。
ステップＳ５０５で、２０枚のパターン画像から１回の距離情報を算出するため、制御回路２０１は、２０枚のパターン画像を投影して撮像したか否かを判断する。２０枚のパターン画像を撮像してＰＣ１０２に送信していなければ、ステップＳ５０２戻り、送信していれば、次のステップＳ５０６に移る。
ステップＳ５０６で、ＰＣ１０２は、距離情報を算出するための２０枚のパターン画像から、計測アルゴリズムにおいて距離情報を算出し、計測を終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ５０３において電流モニタ２０４及びＰＤ４０１から検出信号が送信されていなければ、すなわちＬＥＤ２０３及びパネル２０２が正常に動作していなければ、ステップＳ５０７に移る。
ステップＳ５０７で、制御回路２０１は、カメラ１０５に撮像停止信号を送信し、撮像を停止させ、ステップＳ５０８に移る。
ステップＳ５０８で、ＰＣ１０２は、カメラ１０５から一定の時間に撮像画像が送信されてこないために、タイムアウト処理を行い、距離情報の算出処理を中止し、次のステップＳ５０９に移る。
ステップＳ５０９で、ＰＣ１０２は、計測アルゴリズムにおいて途中まで距離情報の算出を行っていたデータを破棄して、最初の撮像画像が送信されてくる前の状態となるようにリセットして、次の計測に備えた状態に戻して、計測を終了する。
【００３７】
以上説明したように、ＬＥＤ２０３及びパネル２０２に異常がないときの撮像画像だけがＰＣ１０２に送信されるので、ＰＣ１０２において正確な距離情報を算出することが可能となる。また、ＰＣ１０２に撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせないので、ＰＣ１０２の処理負荷を低減させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、プロジェクタ１０４においてＬＥＤ２０３及びパネル２０２が正常に動作しているか否かを併せて判断するようにしたが、ＰＤ４０１だけを設置して、パネル２０２の異常の有無を単独で判断する形態でも良い。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。３次元距離計測システム１０１の基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、以下では同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４０】
図６は、第３の実施形態に係る３次元距離計測装置１０３の詳細な構成を示す図である。本実施形態では、ＬＥＤ２０３に温度検出手段としてサーミスタ６０１が設けられており、ＬＥＤ２０３の温度を検出することができる。サーミスタ６０１の信号は、制御回路２０１に入力される。サーミスタ６０１からはＬＥＤ２０３の温度に対応する信号が常時出力されており、制御回路２０１においてＬＥＤ２０３の温度のモニタリングを行っている。
【００４１】
本実施形態において、ＬＥＤ２０３は８０℃以下で使用する仕様となっている。３次元距離計測装置１０３では、安全マージンを取るために、ＬＥＤ２０３の温度が設定温度である６０℃以下となるように不図示のヒートシンクとファンで冷却する構成となっている。しかしながら、ＬＥＤ２０３の駆動電流が設定値よりも高電流となったり、冷却機構でＬＥＤ２０３の十分な冷却が行えなかったりすると、ＬＥＤ２０３が高温になってしまうこともある。
【００４２】
それに対するフェールセーフとして、制御回路２０１でＬＥＤ２０３が６０℃であることを検出すると、このままの使用状態ではＬＥＤ２０３の温度上昇が続いて使用温度範囲を超えてしまうと認識し、制御回路２０１はＬＥＤ２０３の駆動を停止させる。ＬＥＤ２０３が点灯しない場合、第１の実施形態でも述べたが、パターン画像が投影されず、いわゆる黒画面が投影された状態になる。そのため、カメラ１０５による撮像画像も全画面において黒い画像が撮像されて、それがＰＣ１０２に送信されることとなる。この場合、撮像画像を受け取ったＰＣ１０２は、あくまで距離情報を算出しようとして、誤った距離情報を算出することになる。
【００４３】
しかし、２０枚のパターン画像の取得中にＬＥＤ２０３の温度が６０℃を超え、ただちに撮像を停止してしまうと、距離情報を算出することができなくなる。そこで、本実施形態では、ＬＥＤ２０３の使用温度に対して安全マージンを有していることから、２０枚のパターン画像を投影、撮像してＰＣ１０２に撮像画像の送信が終了するまで計測を実行させる。すなわち、計測開始の段階でサーミスタ６０１からのＬＥＤ２０３の温度が６０℃以下であることを確認して計測を開始すると、計測が終了するまでは、サーミスタ６０１からの信号を無視して計測を行う。１回の距離情報を算出する計測が終了した後は、ＰＣ１０２から制御回路２０１へ計測開始指示が送信されても、カメラ１０５による撮像を停止させ、同時にプロジェクタ１０４への画像信号とＬＥＤ２０３への駆動信号も停止させる。
【００４４】
また、一定の期間ＬＥＤ２０３を消灯させた状態が続くと、冷却機構による冷却や自然冷却によってＬＥＤ２０３の温度が設定温度以下に下がる。サーミスタ６０１からの出力が設定温度以下となると、制御回路２０１はＰＣ１０２からの計測開始指示を受け付けない状態を解除し、正常状態に復帰させる。
【００４５】
以上述べた３次元距離計測システム１０１の動作を、図７のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ７０１で、ＰＣ１０２から３次元距離計測装置１０３にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯時間等の計測条件を含んだ計測開始指示が送信される。
【００４６】
ステップＳ７０２で、制御回路２０１は、サーミスタ６０１からの信号によりＬＥＤ２０３の温度が６０℃以下であるか否かを確認する。
【００４７】
ステップＳ７０２においてＬＥＤ２０３の温度が６０℃以下であれば、ステップＳ７０３に移る。
ステップＳ７０３で、制御回路２０１は、プロジェクタ１０４にパターン画像とＬＥＤ２０３の点灯信号を送信する。プロジェクタ１０４は、制御回路２０１からの信号に基づいて、パターン画像を投影する。また、制御回路２０１は、カメラ１０５に、プロジェクタ１０４の投影タイミングと同期させるようにした撮像信号を送信する。カメラ１０５は、制御回路２０１からの撮像信号に基づいて、投影されたパターン画像を撮像する。
ステップＳ７０４で、カメラ１０５で撮像したパターン画像をＰＣ１０２に送信し、ステップＳ７０５に移る。
ステップＳ７０５で、２０枚のパターン画像から１回の距離情報を算出するため、制御回路２０１は、２０枚のパターン画像を投影して撮像したか否かを判断する。２０枚のパターン画像を撮像してＰＣ１０２に送信していなければ、ステップＳ７０３戻り、送信していれば、次のステップＳ７０６に移る。
ステップＳ７０６で、ＰＣ１０２は、距離情報を算出するための２０枚のパターン画像から、計測アルゴリズムにおいて距離情報を算出し、計測を終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ７０２においてＬＥＤ２０３の温度が６０℃を超えていれば、ＬＥＤ２０３が異常であるとして、ステップＳ７０７に移る。
ステップＳ７０７で、制御回路２０１は、プロジェクタ１０４にパターン画像を送信したり、ＬＥＤ２０３に点灯信号を送信したりすることなく、カメラ１０５に撮像停止信号を送信し、撮像を停止させ、処理を終了する。
【００４９】
以上説明したように、計測開始の段階でＬＥＤ２０３の温度が６０℃を超えている場合、その撮像画像がＰＣ１０２に送信されないようにしたので、ＰＣ１０２において正確な距離情報を算出することが可能となる。また、ＰＣ１０２において撮像画像が正常であるか否かの判断を行わせないので、ＰＣ１０２の処理負荷を低減させることができる。
【００５０】
上述した実施形態では、制御回路２０１、プロジェクタ１０４及びカメラ１０５を搭載した３次元距離計測装置として説明したが、これら制御回路２０１、プロジェクタ１０４及びカメラ１０５を相互に別装置として構成してもかまわない。
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１：３次元距離計測システム、１０２：ＰＣ、１０３：３次元距離計測装置、１０４：プロジェクタ、１０５：カメラ、２０１：制御回路、２０２、パネル、２０３：ＬＥＤ、２０４：電流モニタ、２０５：投射レンズ、４０１：ＰＤ、４０２：ハーフミラー、４０３：レンズ、６０１：サーミスタ
【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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