[發(fā)明專利]三維測(cè)量方法以及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710101922.1
• 申請(qǐng)日: 2007-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN101074870A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 城山孝二;荒木憲司;門脅勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及進(jìn)行三維測(cè)量的三維測(cè)量方法及其裝置。

背景技術(shù)

作為進(jìn)行制品的三維測(cè)量的機(jī)構(gòu)，由例如專利文獻(xiàn)1中所記載的激光測(cè)量器。激光測(cè)量器，將激光束投射到被測(cè)定物表面并對(duì)反射光束進(jìn)行受光，從而計(jì)算被測(cè)物表面的位置。在激光測(cè)量器中，由于僅能夠?qū)す馐|及的表面測(cè)定位置，因此進(jìn)行如下工作：即從多個(gè)方向進(jìn)行測(cè)量，并且在重疊的部分使所測(cè)量的數(shù)據(jù)位置合并，從而進(jìn)行合成。

〔專利文獻(xiàn)1〕特開平05-312526號(hào)公報(bào)。

以往的激光測(cè)量的測(cè)量結(jié)果包含誤差。為此，在進(jìn)行對(duì)從多個(gè)方向測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置合并時(shí)，在兩個(gè)的測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)位置中產(chǎn)生誤差。若進(jìn)行從較多方向測(cè)量的數(shù)據(jù)的位置合并，則該相對(duì)位置的誤差蓄積，同一個(gè)面并不重合在一起，會(huì)產(chǎn)生級(jí)差、間隙等。

以圖1的部件為例進(jìn)行說明。對(duì)于全體形狀101，示出了從各個(gè)不同方向進(jìn)行激光測(cè)量的數(shù)據(jù)102～107。圖2是將從該6個(gè)方向測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置對(duì)應(yīng)而合成的圖。在該例中產(chǎn)生了如下現(xiàn)象：即與計(jì)測(cè)對(duì)象的部件不同球的部分201為二重，另外，如部分202那樣存在間隙。另外，圖2(b)是平面203的剖面圖的一部分，實(shí)線204是激光測(cè)量的數(shù)據(jù)的剖面線，虛線205表示設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的剖面線。如線部206那樣，出現(xiàn)了在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中為一根的線而成為兩根的部分。

本發(fā)明針對(duì)這種現(xiàn)象，提供一種即使在組合這些測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下，也不產(chǎn)生間隙、級(jí)差等的方法以及裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的三維測(cè)量裝置的特征在于，備有：對(duì)被對(duì)象物進(jìn)行激光測(cè)量的激光測(cè)量部；對(duì)由該激光測(cè)量部從多個(gè)方向測(cè)量所得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行合成的合成機(jī)構(gòu)；對(duì)由所述激光測(cè)量部所測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)和由所述合成機(jī)構(gòu)所合成的再現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，還備有：測(cè)量條件存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其對(duì)針對(duì)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量條件數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)；校正機(jī)構(gòu)，其基于測(cè)量條件數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。

另外，本發(fā)明的三維測(cè)量裝置的特征在于，備有：對(duì)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的級(jí)差進(jìn)行評(píng)價(jià)的級(jí)差評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)；基于該級(jí)差評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)中的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，對(duì)所述測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的校正機(jī)構(gòu)。

此外，本發(fā)明的三維測(cè)量方法的特征在于，具有：激光測(cè)量步驟，其中對(duì)被對(duì)象物進(jìn)行激光測(cè)量；合成步驟，其中對(duì)由上述激光測(cè)量步驟中從多個(gè)方向測(cè)量所得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行位置合并、合成；還備有：測(cè)量條件計(jì)算步驟，其對(duì)與所述激光測(cè)量步驟中測(cè)量所得的測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)的測(cè)量條件數(shù)據(jù)進(jìn)行求算；校正步驟，其中基于測(cè)量條件數(shù)據(jù)，對(duì)所述激光測(cè)量步驟中測(cè)量所得的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行校正。

另外，本發(fā)明的三維測(cè)量方法的特征在于，具有：級(jí)差評(píng)價(jià)步驟，其中對(duì)所述合成步驟中所生成的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的級(jí)差進(jìn)行評(píng)價(jià)；校正步驟，其中基于所述級(jí)差評(píng)價(jià)步驟中的評(píng)價(jià)結(jié)果和所述測(cè)量條件數(shù)據(jù)，對(duì)所述激光測(cè)量步驟中所測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。

此外，為了實(shí)現(xiàn)上述課題，本發(fā)明的程序的特征在于，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)主體和顯示屏，所述計(jì)算機(jī)主體備有輸入數(shù)據(jù)和處理程序的輸入模塊、對(duì)所輸入的數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行蓄積的存儲(chǔ)部、以及運(yùn)算部等，其特征在于，該程序備有：測(cè)量條件存儲(chǔ)模塊，其對(duì)針對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)模塊中的測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量條件數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)；校正模塊，其基于測(cè)量條件數(shù)據(jù)，對(duì)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。

另外，本發(fā)明的三維測(cè)量方法的程序的特征在于，由設(shè)于計(jì)算機(jī)主體中的磁盤讀取裝置和CD-ROM讀取裝置所讀取，而取入到該計(jì)算機(jī)主體內(nèi)部。

在本發(fā)明的三維測(cè)量方法及其裝置中，能夠降低對(duì)從多個(gè)方向進(jìn)行激光測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置合并、合成時(shí)所產(chǎn)生的誤差。

附圖說明

圖1是測(cè)量對(duì)象部件和來自一方向的測(cè)量數(shù)據(jù)的例子。

圖2(a)和圖2(b)是再現(xiàn)數(shù)據(jù)的例子。

圖3是構(gòu)成本發(fā)明的第一實(shí)施例。

圖4是測(cè)量數(shù)據(jù)的例子。

圖5是測(cè)量條件數(shù)據(jù)的例子。

圖6是測(cè)量條件附加部303的詳細(xì)構(gòu)成例。

圖7是校正部304的詳細(xì)構(gòu)成例。

圖8是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的例子。

圖9是面判定部701的詳細(xì)的構(gòu)成例。

圖10是面范圍的例子。

圖11是最小面角度的例子。

圖12是校正后的測(cè)量數(shù)據(jù)的例子。

圖13(a)和圖13(b)是校正后的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的例子。

圖14是構(gòu)成本發(fā)明的第二實(shí)施例。

圖15是級(jí)差評(píng)價(jià)部1401的詳細(xì)構(gòu)成例。

圖16是構(gòu)成本發(fā)明的第三實(shí)施例。