[发明专利]三维形状测量方法及三维形状测量装置

说明书

本发明提供了三维形状测量方法及三维形状测量装置，无论对象物的形状如何，都能够以高测量精度测量对象物的三维形状。三维形状测量方法的特征在于，具有：在将包含于光的三原色中的两个颜色的光设为第一光及第二光时，将基于所述第一光的第一光栅图案及基于所述第二光的第一整面图案投影到对象物的步骤；通过三色摄像机拍摄投影到所述对象物的所述第一光栅图案及所述第一整面图案，并获取基于所述第一光的第一拍摄图像及基于所述第二光的第二拍摄图像的步骤；以及使用所述第一拍摄图像计算所述对象物的高度信息，且使用所述第二拍摄图像计算所述对象物的位置信息的步骤。

技术领域

本发明涉及三维形状测量方法及三维形状测量装置。

背景技术

作为测量物体的三维表面形状的方法，已知有使用光学方法的光栅投影法。

在专利文献1中公开了一种三维形状测量方法，其特征在于，将基于具有不同的频率成分及不同的颜色成分的多个正弦波状的狭缝图案数据的图案光投影到物体，将所得到的变形光栅图像按每个颜色成分进行分离的同时，根据每个颜色成分的变形光栅图像计算物体的形状，并整合该计算结果。

在该方法中，例如通过投影如RGB的具有不同的颜色成分、且具有不同的频率成分的图案光，能够一次获取拍摄不同的频率成分的图案光而得到的信息。因此，能得到能够准确且高速地测量物体的三维形状的效果。

在专利文献1所记载的方法中，对拍摄图案光而得到的光栅图像进行解析而求出物体的三维形状。作为该解析方法，在专利文献1中，列举了条纹扫描法、相移法、傅里叶变换法、扫描莫尔法以及相移电子莫尔法。

专利文献1：日本特开平9-21620号公报

发明内容

在专利文献1所记载的方法中，使用具有不同的颜色成分的图案光，对一张光栅图像进行解析而求出三维形状，因此能够短时间且高精度地进行测量。

然而，在解析光栅图像的方法中，虽然高精度地求出高度信息，但存在位置信息的精度低的技术问题。因此，为了高速测量更准确的三维形状，需要一种在短时间内测量物体的高度和位置这两者的方法。

本发明的应用例所涉及的三维形状测量方法，其特征在于，具有：

在将包含于光的三原色中的两个颜色的光设为第一光及第二光时，将基于所述第一光的第一光栅图案及基于所述第二光的第一整面图案投影到对象物的步骤；

通过三色摄像机拍摄投影到所述对象物的所述第一光栅图案及所述第一整面图案，并获取基于所述第一光的第一拍摄图像及基于所述第二光的第二拍摄图像的步骤；以及

使用所述第一拍摄图像计算所述对象物的高度信息，且使用所述第二拍摄图像计算所述对象物的位置信息的步骤。

本发明的应用例所涉及的三维形状测量装置，其特征在于，具有：

投影仪，在将包含于光的三原色中的两个颜色的光设为第一光及第二光时，将基于所述第一光的第一光栅图案及基于所述第二光的第一整面图案投影到对象物；

三色摄像机，拍摄投影到所述对象物的所述第一光栅图案及所述第一整面图案，并获取基于所述第一光的第一拍摄图像及基于所述第二光的第二拍摄图像；以及

运算部，使用所述第一拍摄图像计算所述对象物的高度信息，且使用所述第二拍摄图像计算所述对象物的位置信息。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的三维形状测量装置的概略图。

图2是示意性地表示图1的三维形状测量装置的光学系统的侧视图。

图3是用于说明第一实施方式所涉及的三维形状测量方法的流程图。