[發(fā)明專利]位移測量設(shè)備及其位移測量方法和存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911087157.1
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN111175776A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藤原馨
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社基恩士
• 主分類號: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48;G01S7/48;G01S7/481;G01S7/51
• 代理公司: 北京格羅巴爾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11406
• 代理人: 孫德崇

本發(fā)明提供一種位移測量設(shè)備及其位移測量方法和存儲介質(zhì)。即使在測量對象的位置或姿勢改變的情況下，也能夠在短時間內(nèi)測量測量對象的預(yù)定位置的位移。在位移測量設(shè)備的操作期間，通過使用位置校正信息來確定測量對象的位置和姿勢，并且對測量位置進行校正。利用測量光來照射校正后的測量位置。發(fā)射到測量位置并從測量位置反射回的測量光由受光器接收。受光器輸出位移測量所用的受光量分布，并且基于該受光量分布來測量測量位置的位移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測量測量對象的預(yù)定位置的位移的位移測量設(shè)備。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上已知有通常被稱為“光切法”的使用三角測量原理的三維測量法(例如，日本特開2000-193428)。在該方法中，將帶狀的測量光發(fā)射到測量對象的表面以使得該測量對象被切斷，并且從該測量對象的表面反射回的光由受光元件接收，由此獲得高度信息。日本特開2000-193428公開了用于通過發(fā)射測量光來在與該測量光的延伸方向垂直的方向上掃描處于靜止狀態(tài)的測量對象以測量該測量對象的三維形狀的設(shè)備。

作為三角測量法，還已知有圖案投影法。

在圖案投影法的情況下，對測量設(shè)備設(shè)置諸如數(shù)字微鏡器件(DMD)等的圖案投影光學(xué)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

日本特開2000-193428中所公開的設(shè)備通過使用測量光掃描整個測量對象來測量該測量對象的三維形狀，因此從開始測量到結(jié)束測量所需的時間趨于延長。

為了縮短日本特開2000-193428中的設(shè)備的測量時間，應(yīng)使測量光的掃描范圍變窄。然而，在一些情況下，在測量對象的實際測量現(xiàn)場中，測量對象的位置和姿勢可能不是恒定的并且可能改變。在測量光的掃描范圍窄的條件下、測量對象的位置或姿勢改變的情況下，測量對象的測量位置未進入預(yù)先設(shè)置的掃描范圍，這導(dǎo)致測量失敗或不正確測量。

本發(fā)明是有鑒于這些情形而實現(xiàn)的，并且本發(fā)明的目的是：即使在測量對象的位置或姿勢改變的情況下，也能夠在短時間內(nèi)測量該測量對象的預(yù)定位置的位移。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種位移測量設(shè)備，用于對測量對象的預(yù)定位置的位移進行測量。所述位移測量設(shè)備包括光投射器、掃描部、受光器、亮度圖像生成器、設(shè)置單元、校正信息存儲部、位置校正器、測量控制器和位移測量單元。所述光投射器包括測量光源和用于接收來自所述測量光源的光的光投射透鏡。所述光投射器被配置為向所述測量對象發(fā)射在第一方向上延伸的帶狀的測量光。所述掃描部被配置為使用所述測量光在與所述第一方向交叉的第二方向上進行掃描。所述受光器包括二維受光元件。所述二維受光元件被配置為響應(yīng)于接收到從所述測量對象反射回的測量光來輸出位移測量所用的受光量分布。所述二維受光元件還被配置為響應(yīng)于接收到從所述測量對象反射回的光來輸出圖像生成或亮度測量所用的受光量分布。所述亮度圖像生成器被配置為基于所述圖像生成或亮度測量所用的受光量分布來生成所述測量對象的亮度圖像。所述設(shè)置單元被配置為接收對在所述掃描部能夠掃描的范圍中進行位移測量的測量位置的設(shè)置。所述設(shè)置單元還被配置為接收對所述亮度圖像生成器所生成的亮度圖像中的進行所述測量位置的校正的位置校正所用的區(qū)域的設(shè)置。所述校正信息存儲部被配置為存儲所述區(qū)域中的位置校正信息，并且存儲所述設(shè)置單元所設(shè)置的所述區(qū)域和所述測量位置之間的相對位置信息。在所述位移測量設(shè)備的操作時，所述位置校正器被配置為在所述亮度圖像生成器新生成的亮度圖像中通過使用所述校正信息存儲部中所存儲的位置校正信息來確定所述測量對象的位置和姿勢，以通過使用所述相對位置信息來校正所述測量位置。所述測量控制器被配置為控制所述光投射器和所述掃描部，以使所述測量光照射所述位置校正器校正后的測量位置。所述位移測量單元被配置為基于所述位移測量所用的受光量分布來測量該測量位置的位移。所述位移測量所用的受光量分布是在所述受光器接收到被發(fā)射到所述位置校正器校正后的測量位置并從該測量位置反射回的測量光的情況下從所述受光器輸出的。