[发明专利]三维扫描仪和机器人系统

说明书

技术领域

这里所讨论的实施方式涉及三维扫描仪和机器人系统。

背景技术

常规地，存在一种测量物体的三维形状的三维扫描仪(例如，参见日本专利特开平公报No.H07-270137)。例如，该三维扫描仪在改变相对于测量对象的照射位置的同时，向测量对象发出隙状光束，并且由照相机顺序地拍摄光束所照射的测量对象的图像。

然后，三维扫描仪通过从照相机的光电检测器读取关于所拍摄的图像的图像信息并且扫描所拍摄的图像的所有像素，来检测图像中光束的位置。

接着，三维扫描仪通过利用光束的照射角度和受光角度以及从光束的光源到照相机的距离按照三角测量的原理计算测量对象的各部分的高度，来对测量对象的三维形状进行测量。

但是，在常规三维扫描仪中，为了检测图像中光束的位置，对所拍摄的图像的所有像素进行扫描，使得需要花费时间来计算光束的受光角度，这已经成为了加快三维形状的测量处理的障碍。

鉴于上述，实现了实施方式的一个方面，并且实施方式的一个方面的目的是提供能够加快三维形状的测量处理的三维扫描仪和机器人系统。

发明内容

根据实施方式的一个方面的三维扫描仪包括照射单元、摄像单元、位置检测单元和扫描区域确定单元。照射单元在相对于测量对象改变照射位置的同时，发出隙状光束。摄像单元顺序地拍摄所述光束所照射的所述测量对象的图像。所述位置检测单元通过扫描所述图像，来检测所述摄像单元拍摄的图像中所述光束的位置。所述扫描区域确定单元基于在作为扫描对象的图像之前所述摄像单元拍摄的图像中所述光束的位置，确定所述位置检测单元在作为扫描对象的图像中的扫描区域。

根据实施方式的一个方面，可以加快三维形状的测量处理。

附图说明

因为参照结合附图考虑的以下详细描述可以更好地理解本发明的更完整的理解及其许多附加优点，所以将容易获得本发明的更完整的理解及其许多附加优点，附图中：

图1A是示出了根据第一实施方式的三维扫描仪和测量对象之间的位置关系的图；

图1B至图1C是示出了由根据第一实施方式的三维扫描仪的摄像单元拍摄的图像的示例的图；

图2是示出了根据第一实施方式的三维扫描仪的构造的框图；

图3是示出了根据第一实施方式的三维形状的测量方法的图；

图4A至图4C是示出了根据第一实施方式的扫描区域的确定示例和激光位置的检测示例的图；

图5是示出了根据第一实施方式的控制单元执行的处理的流程图；

图6A至图6C以及图7A至图7C是根据第一实施方式的扫描区域确定单元校正扫描区域的方法的说明图；以及

图8是示出了根据第二实施方式的机器人系统的图。

具体实施方式

此后，将参照附图详细描述本申请中所公开的三维扫描仪和机器人系统的实施方式。本发明不限于以下描述的实施方式的例示。而且，在下文中，三维扫描仪的实施方式和包括三维扫描仪的机器人系统的实施方式分别作为第一实施方式和第二实施方式进行说明。

(第一实施方式)

首先，参照图1A、图1B和图1C说明根据第一实施方式的三维扫描方法。图1A是示出了根据第一实施方式的三维扫描仪1和测量对象7之间的位置关系的图，而图1B至图1C是示出了由根据第一实施方式的三维扫描仪1的摄像单元3拍摄的图像的示例的图。

在下文中，为了容易理解说明，作为笛卡尔坐标系的XY坐标系设置在上面放置有测量对象7的载置面上，而从载置面垂直向下的方向被定义为Z轴。在下文中，说明以下情况，即，作为测量对象7的载置面的平台6上放置的长方体是测量对象7，而三维扫描仪1从垂直向上的方向对测量对象7的三维形状进行测量。

如图1所示，在根据第一实施方式的三维扫描方法中，三维扫描仪1从激光装置21朝反射镜22发出隙状光束(此后称为“激光LA”)。

然后，三维扫描仪1在通过旋转反射镜22改变相对于测量对象7的照射位置的同时，向测量对象7发出激光LA。三维扫描仪1在将激光LA在测量对象7上的照射位置从X轴的负方向朝正方向移动的同时，相对于测量对象7从斜向上方向发出激光LA。

接着，三维扫描仪1由摄像单元3按顺序地拍摄激光LA所照射的测量对象7的图像。即，摄像单元3通过接收由平台6和测量对象7反射的激光LA，对在平台6和测量对象7上针对各摄像帧沿移动方向移动的激光LA进行摄像。