(57)【要約】      （修正有）【課題】自発光する被測定体の三次元形状を測定する場合にカメラの較正を正確に行うことができる三次元測定装置の較正方法を提供する。【解決手段】一対のカメラ１Ａ，１Ｂを備え、これらカメラ１Ａ、１Ｂの視差によって、自発光する被測定体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置において、所定の較正パターンに自発光に含まれていない波長光を照射し、較正パターンからの波長光のみを通過させるバンドパスフィルタを各カメラ１Ａ，１Ｂに装着してこれらカメラ１Ａ，１Ｂの較正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のカメラを備え、これらカメラの視差によって、自発光する被測定体の三次元形状を測定する三次元形状測定装置において、所定の較正パターンに前記自発光に含まれていない波長光を照射し、前記較正パターンからの前記波長光のみを通過させるバンドパスフィルタを前記各カメラに装着してこれらカメラの較正を行うことを特徴とする三次元形状測定装置の較正方法。
【請求項２】
前記較正パターンは透明な基板に不透明な較正用の模様を形成したものであり、前記較正パターンの背後から前記自発光に含まれていない波長光を照射して当該波長光を前記較正パターンに透過させるようにした請求項１に記載の三次元形状測定装置の較正方法。
【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の較正方法に関し、特に、一対のカメラを備え、これらカメラの視差によって三次元形状を測定する測定装置の較正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被測定体の三次元形状を測定する場合に人間の目のように左右に一対のカメラ（ステレオカメラ）を設けてこれらカメラの視差から三次元形状を認識する三次元形状測定装置が知られている。この場合、例えば特許文献１に開示されているように、被測定体にスリット光を当てて、当該スリット光の投影形状より三次元形状を測定することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９１９２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高温の熱間鋼材等では材料自体が自発光しており、その波長域は黄色〜赤色の領域にあることが多い。そこで、自発光に含まれていない波長光である例えば青色のスリット光を照射して、その投影像のみを、青色のバンドパスフィルタを設けたカメラで得るようにしている。
【０００５】
この場合、カメラ間の位置誤差調整やレンズの歪み補正等の較正は、水玉模様や格子模様等の所定のパターンを自然光や白色光源の下で両カメラで撮影して行っているが、バンドパスフィルタを装着していると青色光以外の反射光が入射しないために光量が不足して正確な較正ができない。そこで、バンドパスフィルタを外して自然光や白色光源下で較正を行うが、自然光等に含まれる多様な波長光による色収差によって誤差を生じ、やはり正確な較正が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、自発光する被測定体の三次元形状を測定する場合にカメラの較正を正確に行うことができる三次元測定装置の較正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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本第１発明では、一対のカメラ（１Ａ，１Ｂ）を備え、これらカメラ（１Ａ、１Ｂ）の視差によって、自発光する被測定体（Ｍ）の三次元形状を測定する三次元形状測定装置において、所定の較正パターン（ＣＰ）に前記自発光に含まれていない波長光を照射し、前記較正パターン（ＣＰ）からの前記波長光のみを通過させるバンドパスフィルタを前記各カメラ（１Ａ，１Ｂ）に装着してこれらカメラ（１Ａ，１Ｂ）の較正を行う。
【０００８】
本第１発明においては、較正パターンは被測定体の自発光に含まれていない波長光が照射されて十分な明るさを有しているから、カメラに当該波長光のみを通過させるバンドパスフィルタを装着していても正確な較正を行うことができる。
【０００９】
本第２発明では、前記較正パターン（ＣＰ）は透明な基板（２１）に不透明な較正用の模様を形成したものであり、前記較正パターン（ＣＰ）の背後から前記自発光に含まれていない波長光を照射して当該波長光を前記較正パターン（ＣＰ）に透過させる。
【００１０】
本第２発明においては、較正パターンを効率的に照明することができる。
【００１１】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の三次元形状測定装置の較正方法によれば、自発光する被測定体の三次元形状を測定する場合にカメラの較正を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す、較正方法を実施するための装置の概略斜視図である。
【図２】較正用ボードの概略断面図である。
【図３】三次元形状測定装置の概略斜視図である。
【図４】測定誤差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
図１には本発明の較正方法を実施する際の機器構成を示す。図１に示すように、左右一対のカメラ１Ａ，１Ｂを較正用ボード２に対向して位置させる。なお、カメラ１Ａ，１Ｂは図略の支持架台に、後述するラインレーザと共に支持固定されている。なお、カメラ１Ａ，１Ｂは左右独立のものである必要はなく、一体になっているものでも良い。
【００１６】
較正用ボード２は四角の箱型のもので、カメラ１Ａ，１Ｂに対向する上面に較正パターンＣＰが描かれている。なお各カメラ１Ａ，１Ｂには本実施形態では青色のみを透過させるバンドパスフィルタが装着されている。また較正パターンＣＰは本実施形態では、四角の黒色枠の中に多数の黒色小円を左右上下に等間隔で配した水玉模様で構成されている。このような較正パターンＣＰは、透明な樹脂フィルムやガラスの基体２１上に、上記枠や水玉模様を黒色印刷して構成されており、黒色の枠や小円の部分は光を通さない。なお、図中の鎖線は各カメラ１Ａ，１Ｂの視野を示している。
【００１７】
図２には較正用ボード２の概略断面図を示す。較正用ボード２の、上方へ開放する箱体２１の開口には上述した較正パターンＣＰを形成した基体２１が開口を閉鎖するように設けられている。そして箱体２２内には上方へ向けて青色光を発する照明器２３が収納されている。照明器２３は上方の基体２１に向けて均等に青色光が出力されるように多数のＬＥＤを平面内に分散設置したものである。
【００１８】
カメラ１Ａ，１Ｂの較正を行う場合には、図２に示すように、較正用ボード２の上方に当該ボード２に向けてカメラ１Ａ，１Ｂを位置させて公知の方法によって行う。この場合、較正用ボード２の較正パターンＣＰは照明器２３のバックライト（図中の矢印）によって十分な明るさを有しているから、カメラ１Ａ，１Ｂに青色のバンドパスフィルタを装着した状態でも較正を正確に行うことができる。
【００１９】
このようにして較正されたカメラ１Ａ，１Ｂで被測定体の三次元形状を測定する場合には、図３に示すようにこれら一対のカメラ１Ａ，１Ｂの間に青色ラインレーザ３を位置させて、当該ラインレーザ３から出力される青色スリット光ＳＬを、水平回転する回転テーブル４上に置かれた被測定体Ｍに投影する。そして一対のカメラ１Ａ，１Ｂによって当該スリット光ＳＬの投影形状を撮影して公知の方法によって被測定体Ｍの三次元形状を測定する。
【００２０】
図４には、図３に示す円柱体を被測定体Ｍとして、その直径を測定した場合の各回転角度位置での実寸との測定誤差を示す。本実施形態の方法によって較正したカメラ１Ａ，１Ｂで測定した場合の測定誤差は線ｘで示すようにほぼ零に近く、正確な三次元形状測定が可能であることを示している。
【００２１】
図４中の線ｙは比較例を示すもので、バンドパスフィルタを装着していない状態で白色光源下でカメラ１Ａ，１Ｂの較正を行い、カメラ１Ａ，１Ｂに青色バンドパスフィルタを装着して上記円柱体Ｍにおける青色スリット光の投影形状を撮影し、当該円柱体Ｍの直径を測定したものである。この場合には大きな測定誤差を生じている。なお、図中の線ｚは、バンドパスフィルタを装着していない状態で白色光源下でカメラ１Ａ，１Ｂの較正を行い、そのまま青色バンドパスフィルタを装着しないカメラ１Ａ，１Ｂで上記円柱体Ｍにおける青色スリット光の投影形状を撮影し、当該円柱体Ｍの直径を測定したものである。
【００２２】
以上のように、本実施形態の較正方法によれば、カメラに青色のバンドパスフィルタを装着した状態で正確な較正を行うことができるから、自発光する熱間鋼材等に、自発光の波長光に含まれない青色のスリット光を投影して正確な三次元形状を測定することができる。なお、被測定体の自発光に含まれない波長光であれば良いから、青色に限られないことはもちろんである。また、較正パターンに対する照明をその前方から行って反射光をカメラに入射させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１Ａ，１Ｂ…カメラ、２…較正用ボード、２１…基板、２３…照明器、Ｍ…円柱体（被測定体）、ＣＰ…較正パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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