[发明专利]3维形状测量方法及3维形状测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及3维形状测量方法及3维形状测量装置。

背景技术

作为物体的3维形状测量方法的一种，已知如在专利文献1中公开的移相法。在移相法中，明度以正弦波状变化的条纹图案投影至物体，取得条纹图案所投影到的物体的图像数据。另外，在移相法中，对投影至物体的各点的条纹图案的相对相位值进行计算。为了根据相对相位值对物体的3维形状进行计算，实施基于相对相位值和条纹次数对物体的各点中的绝对相位值进行计算的相位连接。

专利文献1：日本特开2001－124534号公报

在相位连接中，已知使用将空间编码图案投影至物体的空间编码化法的方法。在使用空间编码化法进行相位连接的情况下，以条纹图案和空间编码图案1对1地对应的方式对空间编码图案进行投影。即，以在移相法中使用的条纹图案的周期和在空间编码化法中使用的空间编码图案的周期一致、条纹图案的周期的边界和空间编码图案的周期的边界一致的方式将条纹图案及空间编码图案投影至物体。但是，在以条纹图案和空间编码图案1对1地对应的方式投影至物体的情况下，由于条纹图案的相位边界位置所包含的噪声，计算出的绝对相位值有可能包含大的误差。物体的3维形状基于物体的各点的绝对相位值进行计算。因此，如果绝对相位值包含误差，则物体的3维形状的测量精度降低。

发明内容

本发明的方式的目的在于，提供一种能够抑制测量精度的降低的3维形状测量方法及3维形状测量装置。

按照本发明的第1方式，提供一种3维形状测量方法，其包含下述步骤：使正弦波状的明度分布的条纹图案一边移相一边投影至物体，取得多个表示所述条纹图案所投影到的所述物体的图像的第1图像数据；基于多个所述第1图像数据的亮度，对所述第1图像数据的多个像素各自的相对相位值进行计算；将周期不同的多个葛莱码图案投影至所述物体，取得多个表示所述葛莱码图案所投影到的所述物体的图像的第2图像数据；基于多个所述第2图像数据，对所述第1图像数据的多个所述像素各自的所述条纹图案的条纹次数进行计算；基于所述相对相位值和所述条纹次数，对所述第1图像数据的多个所述像素各自的绝对相位值进行计算；以及基于所述第1图像数据的多个所述像素各自的绝对相位值，对所述物体的3维形状进行计算，多个所述葛莱码图案的合成值即葛莱码的周期比所述条纹图案的周期短。

按照本发明的第2方式，提供一种3维形状测量装置，其具有：投影装置，其使正弦波状的明度分布的条纹图案一边移相一边投影至物体，将周期不同的多个葛莱码图案投影至所述物体；拍摄装置，其取得多个表示所述条纹图案所投影到的所述物体的图像的第1图像数据，取得多个表示所述葛莱码图案所投影到的所述物体的图像的第2图像数据；相对相位值计算部，其基于多个所述第1图像数据的亮度，对所述第1图像数据的多个像素各自的相对相位值进行计算；条纹次数计算部，其基于多个所述第2图像数据，对所述第1图像数据的多个所述像素各自的所述条纹图案的条纹次数进行计算；绝对相位值计算部，其基于所述相对相位值和所述条纹次数，对所述第1图像数据的多个所述像素各自的绝对相位值进行计算；以及3维形状计算部，其基于所述第1图像数据的多个所述像素各自的绝对相位值，对所述物体的3维形状进行计算，多个所述葛莱码图案的合成值即葛莱码的周期比所述条纹图案的周期短。

发明的效果

根据本发明的方式，提供一种能够抑制测量精度的降低的3维形状测量方法及3维形状测量装置。

附图说明

图1是示意地表示本实施方式所涉及的3维形状测量装置的一个例子的图。

图2是表示本实施方式所涉及的控制装置的一个例子的功能框图。

图3是表示本实施方式所涉及的3维测量方法的一个例子的流程图。

图4是表示本实施方式所涉及的条纹图案的一个例子的图。

图5是表示本实施方式所涉及的条纹图案所投影到的物体的图像数据的一个例子的图。

图6是表示本实施方式所涉及的图像数据的像素的亮度的一个例子的图。

图7是示意地表示本实施方式所涉及的相对相位值及绝对相位值的一个例子的图。

图8是表示本实施方式所涉及的葛莱码图案的一个例子的图。

图9是表示本实施方式所涉及的葛莱码图案所投影到的物体的图像数据的一个例子的图。

图10是表示本实施方式所涉及的第1图像数据的亮度变化、第2图像数据N的亮度变化、通过将多个葛莱码图案合成而生成的条纹次数码、条纹次数之间的关系的图。