[发明专利]形状测定装置以及形状测定方法

权利要求书

1.一种形状测定装置，利用多道线状激光的多个光切线来测定被测定刚体的形状，所述多道线状激光是从沿着该被测定刚体的长度方向相对于该被测定刚体进行相对移动的多个线状激光光源照射到所述被测定刚体的表面的激光，所述形状测定装置具备：

摄像装置，其对沿着长度方向相对移动的所述被测定刚体的表面照射三道所述线状激光，并且以规定的长度方向间隔对三道所述线状激光的来自所述被测定刚体的表面的反射光进行拍摄；以及

运算处理装置，其对通过所述摄像装置拍摄到的与所述光切线有关的摄像图像实施图像处理，来计算所述被测定刚体的表面形状，

其中，所述摄像装置具有：

第一线状激光光源，其射出用于计算所述被测定刚体的表面形状的形状测定用光切线，该形状测定用光切线是沿所述被测定刚体的宽度方向延伸的所述光切线；

第二线状激光光源，其射出用于对作用于所述被测定刚体的干扰的影响进行校正的第一校正用光切线，该第一校正用光切线与所述被测定刚体的长度方向平行，且与所述形状测定用光切线交叉；

第三线状激光光源，其射出用于对作用于所述被测定刚体的干扰的影响进行校正的第二校正用光切线，该第二校正用光切线与所述被测定刚体的长度方向平行，且与所述形状测定用光切线交叉，且存在于所述被测定刚体的与所述第一校正用光切线不同的宽度方向位置；

第一摄像机，其在与规定的长度方向间隔对应的各时刻对所述形状测定用光切线进行拍摄，生成各时刻的各个所述形状测定用光切线的摄像图像；以及

第二摄像机，其在与规定的长度方向间隔对应的各时刻对所述第一校正用光切线和所述第二校正用光切线进行拍摄，生成各时刻的各个所述第一校正用光切线和所述第二校正用光切线的摄像图像，

所述运算处理装置具有：

形状数据计算部，其基于由所述第一摄像机生成的各时刻的所述形状测定用光切线的摄像图像，来计算表现出所述被测定刚体的表面的三维形状、且叠加有因所述干扰引起的测定误差的形状数据；

干扰估计部，其使用所述第一校正用光切线的摄像图像来对该第一校正用光切线的不同的长度方向位置的多个点实施高度变化值获取处理，并且，使用所述第二校正用光切线的摄像图像来对该第二校正用光切线的不同的长度方向位置的多个点实施所述高度变化值获取处理，其中，该高度变化值获取处理是根据在不同的两个时刻针对所述被测定刚体的同一位置获取到的与所述被测定刚体的表面高度有关的高度测定值来获取该位置处的因所述干扰引起的高度变化值的处理，所述干扰估计部利用根据所述第一校正用光切线的摄像图像得到的多个因所述干扰引起的高度变化值以及根据所述第二校正用光切线的摄像图像得到的多个因所述干扰引起的高度变化值，来估计所述形状数据中叠加的因所述干扰引起的高度变动量；以及

校正部，其通过从所述形状数据减去所述高度变动量，来对因所述干扰引起的测定误差进行校正。

2.根据权利要求1所述的形状测定装置，其特征在于，

所述干扰估计部对所述第一校正用光切线上的多个点处的因所述干扰引起的高度变化值进行直线近似，来估计该直线与所述形状测定用光切线的交点处的因所述干扰引起的高度变化值，

所述干扰估计部对所述第二校正用光切线上的多个点处的因所述干扰引起的高度变化值进行直线近似，来估计该直线与所述形状测定用光切线的交点处的因所述干扰引起的高度变化值，

所述干扰估计部利用将两个所述交点处的因所述干扰引起的高度变化值连接的直线，来估计所述高度变动量。

3.根据权利要求1或2所述的形状测定装置，其特征在于，

所述第一摄像机和所述第二摄像机在与规定的长度方向间隔对应的各时刻进行拍摄，来分别生成N张摄像图像，其中，N为2以上的整数，

所述干扰估计部假设第一张摄像图像中未产生所述干扰，来计算所述高度变动量。

4.根据权利要求1或2所述的形状测定装置，其特征在于，

对所述第一摄像机和所述第二摄像机的拍摄定时进行控制，使得所述第二摄像机在彼此相邻的拍摄时刻拍摄到的摄像图像中存在共同照射区域，该共同照射区域是所述被测定刚体的被共同地照射所述第一校正用光切线和所述第二校正用光切线的部分，

所述干扰估计部针对所述第一校正用光切线和所述第二校正用光切线各自的与所述共同照射区域相当的所述多个点，计算因所述干扰引起的高度变化值。