[发明专利]三维测量装置以及方法

说明书

一面提高测量对象物的三维形状的测量精度，一面防止操作性以及处理效率降低。三维测量装置具备：投光拍摄部，至少具备第一单元和第二单元，第一单元具有第一投光部和第一拍摄部，第一投光部对测量对象物投影第一图案光，第一拍摄部从第一拍摄方向对测量对象物进行拍摄，第二单元具有第二投光部和第二拍摄部，第二投光部对测量对象物投影第二图案光，第二拍摄部从第二拍摄方向对测量对象物进行拍摄；以及计算部，基于测量对象物的拍摄图像中的规定图案和所存储的规定图案，计算目标像素的三维位置。于是，投光拍摄部对测量对象物分别单独地投影第一图案光及第二图案光，并通过第一拍摄部及第二拍摄部对分别被投影有各图案光的测量对象物进行拍摄。

技术领域

本发明涉及对测量对象物的三维形状进行测量的三维测量装置及其方法。

背景技术

以往，已知有用于对测量对象物(工件等)的三维形状进行测量的各种方法，着眼于光的性质，它们大致分为利用光的直进性的方法和利用光的速度的方法。其中，在利用光的直进性的方法中，包括被分类为主动测量(active measurement，主动式测量)以及被动测量(passive measurement，被动式测量)中的任意一者的方式，在利用光的速度的方法中，包括被分类为主动测量的方式。

其中，作为主动测量方式的一个例子，例如已知有采用所谓的主动单发(activeone shot)方式的方法，该方式中，在将包含进行了例如空间编码(coding)的图案(构造化光图案)的图案光投影到测量对象物的状态下进行拍摄，根据拍摄图像上的图案的位置确定测量对象物的三维形状。基于这样的主动单发方式的方法特别是在近距离时具有高的测量精度，另外，具有宽视野以及成本低廉的优点。

另外，作为采用主动单发方式的其它方法，在专利文献1中记载有一种三维测量装置，其具备用于将图案光投影到测量对象物的一台投光单元、以及从不同方向对被投影有图案光的测量对象物进行拍摄的三台以上的拍摄单元。该三维测量装置通过合并从多个拍摄图像获得的多个三维点群数据，从而实现更恰当地进行镜面反射成分强的测量对象物的三维形状的测量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5633058号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，为了提高基于主动单发方式的测量对象物的三维形状的测量精度，有效的是从不同的多个位置朝向测量对象物投影图案光来增加拍摄图像数量，由此，能够实现获取的信息量的增大和可靠度的提高。因此，例如，在具备一台投光单元和多个拍摄单元的上述以往的三维测量装置(专利文献1)中想到增设投光单元为多个。

但是，在像这样具有多个投光单元的装置结构中，若对测量对象物同时实施来自多个投光单元的图案光的投影，则图案光相互重叠或者发生干扰，存在有无法准确地辨别规定图案的隐患。另外，例如在对上述以往的三维测量装置(专利文献1)的现有结构增设投光单元的情况下，可能需要调整各投光单元和各拍摄单元的配置，因此，与之相伴地，需要重新进行各投光单元和各拍摄单元的校正，因此导致装置的操作性降低和处理时间增大。

为此，本发明一方面是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够一面提高测量对象物的三维形状的测量精度、一面防止操作性及处理效率降低的三维测量装置及方法。

用于解决技术问题的方案

本发明为了解决上述技术问题，采用以下的结构。