[发明专利]三维几何形状测量设备和三维几何形状测量方法

权利要求书

1.一种三维几何形状测量设备，用于通过将包括亮度根据位置而改变的光图案的投影图像投影到待测量对象上来测量所述待测量对象的三维几何形状，所述三维几何形状测量设备包括：

投影部，用于将所述投影图像投影到所述待测量对象上；

摄像部，用于通过拍摄投影有所述投影图像的所述待测量对象来生成拍摄图像；

关系识别部，用于识别与拍摄像素位置具有对应关系的投影像素位置，其中所述拍摄像素位置为所述拍摄图像的像素的位置，所述投影像素位置为所述投影图像的像素的位置；

不良像素判断部，用于基于从所述投影部开始并且通过所述投影像素位置处的像素的投影光束与从所述摄像部开始并且通过与所述投影像素位置具有对应关系的所述拍摄像素位置处的像素的拍摄光束之间的位置关系，来判断所述拍摄像素位置处的像素是否是不良像素，将通过所述拍摄像素位置的所述拍摄光束与通过与所述拍摄像素位置具有对应关系的所述投影像素位置的预定方向上的投影光束面相交的位置识别为第一三维位置，将通过所述投影像素位置的所述投影光束与通过所述拍摄像素位置的预定方向上的拍摄光束面相交的位置指定为第二三维位置，以及在所述第一三维位置和所述第二三维位置之间的距离大于判断所述拍摄像素位置处的像素是否是不良像素时的阈值的情况下，判断为所述拍摄像素位置处的像素是不良像素；以及

几何形状识别部，用于基于排除被所述不良像素判断部判断为不良像素的像素的位置的拍摄像素位置的像素值，来识别所述待测量对象的三维几何形状。

2.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，所述不良像素判断部基于由与从所述拍摄像素位置起的预定范围内的三个或更多个所述拍摄像素位置相对应的三个或更多个所述第一三维位置所确定的第一面与由与所述三个或更多个所述拍摄像素位置相对应的三个或更多个所述第二三维位置所确定的第二面之间的对应关系，来判断所述拍摄像素位置是否是不良像素。

3.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，所述几何形状识别部基于所述第一三维位置的三维坐标的平均值和所述第二三维位置的三维坐标的平均值，来识别所述待测量对象的三维几何形状。

4.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，还包括：

异常检测部，用于获得所述第一三维位置和所述第二三维位置之间的距离，以基于针对多个拍摄像素位置所获得的距离的统计量来检测所述三维几何形状测量设备的异常。

5.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，在所述不良像素判断部判断为拍摄像素位置处的像素是不良像素的情况下，所述投影部将从所述投影图像中所包括的多个像素中排除与被所述不良像素判断部判断为不良像素的所述拍摄像素位置具有对应关系的所述投影像素位置处的所有像素的投影图像再次投影到所述待测量对象上。

6.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，在所述不良像素判断部判断为拍摄像素位置处的像素是不良像素的情况下，所述投影部将仅包括所述投影图像中所包括的多个像素中的、与被所述不良像素判断部判断为不良像素的所述拍摄像素位置具有对应关系的所述投影像素位置处的像素的投影图像再次投影到所述待测量对象上。

7.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，所述投影部对如下的投影图像进行投影：包括沿与包括所述摄像部的光轴和所述投影部的光轴的面正交的第一方向延伸的所述光图案的投影图像、以及包括沿与包括所述摄像部的光轴和所述投影部的光轴的面平行的第二方向延伸的所述光图案的投影图像。

8.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，所述投影部将包括二值图像的所述光图案的投影图像和包括具有正弦亮度分布的所述光图案的投影图像投影到所述待测量对象上。

9.根据权利要求1所述的三维几何形状测量设备，其中，所述投影部依次投影包括条纹周期彼此不同的所述光图案的多个投影图像。