[发明专利]位移测量设备及其位移测量方法和存储介质

说明书

本发明提供一种位移测量设备及其位移测量方法和存储介质。即使在测量对象的位置或姿势改变的情况下，也能够在短时间内测量测量对象的预定位置的位移。在位移测量设备的操作期间，通过使用位置校正信息来确定测量对象的位置和姿势，并且对测量位置进行校正。利用测量光来照射校正后的测量位置。发射到测量位置并从测量位置反射回的测量光由受光器接收。受光器输出位移测量所用的受光量分布，并且基于该受光量分布来测量测量位置的位移。

技术领域

本发明涉及用于测量测量对象的预定位置的位移的位移测量设备。

背景技术

传统上已知有通常被称为“光切法”的使用三角测量原理的三维测量法(例如，日本特开2000-193428)。在该方法中，将带状的测量光发射到测量对象的表面以使得该测量对象被切断，并且从该测量对象的表面反射回的光由受光元件接收，由此获得高度信息。日本特开2000-193428公开了用于通过发射测量光来在与该测量光的延伸方向垂直的方向上扫描处于静止状态的测量对象以测量该测量对象的三维形状的设备。

作为三角测量法，还已知有图案投影法。

在图案投影法的情况下，对测量设备设置诸如数字微镜器件(DMD)等的图案投影光学系统。

发明内容

日本特开2000-193428中所公开的设备通过使用测量光扫描整个测量对象来测量该测量对象的三维形状，因此从开始测量到结束测量所需的时间趋于延长。

为了缩短日本特开2000-193428中的设备的测量时间，应使测量光的扫描范围变窄。然而，在一些情况下，在测量对象的实际测量现场中，测量对象的位置和姿势可能不是恒定的并且可能改变。在测量光的扫描范围窄的条件下、测量对象的位置或姿势改变的情况下，测量对象的测量位置未进入预先设置的扫描范围，这导致测量失败或不正确测量。

本发明是有鉴于这些情形而实现的，并且本发明的目的是：即使在测量对象的位置或姿势改变的情况下，也能够在短时间内测量该测量对象的预定位置的位移。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种位移测量设备，用于对测量对象的预定位置的位移进行测量。所述位移测量设备包括光投射器、扫描部、受光器、亮度图像生成器、设置单元、校正信息存储部、位置校正器、测量控制器和位移测量单元。所述光投射器包括测量光源和用于接收来自所述测量光源的光的光投射透镜。所述光投射器被配置为向所述测量对象发射在第一方向上延伸的带状的测量光。所述扫描部被配置为使用所述测量光在与所述第一方向交叉的第二方向上进行扫描。所述受光器包括二维受光元件。所述二维受光元件被配置为响应于接收到从所述测量对象反射回的测量光来输出位移测量所用的受光量分布。所述二维受光元件还被配置为响应于接收到从所述测量对象反射回的光来输出图像生成或亮度测量所用的受光量分布。所述亮度图像生成器被配置为基于所述图像生成或亮度测量所用的受光量分布来生成所述测量对象的亮度图像。所述设置单元被配置为接收对在所述扫描部能够扫描的范围中进行位移测量的测量位置的设置。所述设置单元还被配置为接收对所述亮度图像生成器所生成的亮度图像中的进行所述测量位置的校正的位置校正所用的区域的设置。所述校正信息存储部被配置为存储所述区域中的位置校正信息，并且存储所述设置单元所设置的所述区域和所述测量位置之间的相对位置信息。在所述位移测量设备的操作时，所述位置校正器被配置为在所述亮度图像生成器新生成的亮度图像中通过使用所述校正信息存储部中所存储的位置校正信息来确定所述测量对象的位置和姿势，以通过使用所述相对位置信息来校正所述测量位置。所述测量控制器被配置为控制所述光投射器和所述扫描部，以使所述测量光照射所述位置校正器校正后的测量位置。所述位移测量单元被配置为基于所述位移测量所用的受光量分布来测量该测量位置的位移。所述位移测量所用的受光量分布是在所述受光器接收到被发射到所述位置校正器校正后的测量位置并从该测量位置反射回的测量光的情况下从所述受光器输出的。