JP2018189369A - Three-dimensional measurement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元計測装置に関し、詳しくは、手の三次元形状を計測する三次元計測装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional measurement apparatus, and more particularly to a three-dimensional measurement apparatus that measures a three-dimensional shape of a hand.
従来、手の三次元形状を計測する三次元計測装置が提案されている。例えば、図15の概略図に示された三次元計測装置は、筺体80に形成された挿入孔81に手を挿入し、筺体80の内部に配置された透明板82の上に、掌が接触するように手を置く。この状態で、透明板82の上下に配置された2台のCCDカメラ1,2を用いて、手の甲側と掌側を撮像する。上側のCCDカメラ1は、所定間隔のスリット光6が照射された手の甲側の三次元画像を撮像する。下側のCCDカメラ2は、掌側の手相を含む二次元画像を撮像する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a three-dimensional measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of a hand has been proposed. For example, the three-dimensional measuring apparatus shown in the schematic diagram of FIG. 15 inserts a hand into the insertion hole 81 formed in the housing 80, and the palm touches the transparent plate 82 disposed inside the housing 80. Put your hands to do. In this state, the back side and the palm side of the hand are imaged using the two CCD cameras 1 and 2 arranged above and below the transparent plate 82. The upper CCD camera 1 captures a three-dimensional image of the back side of the hand irradiated with slit light 6 at a predetermined interval. The lower CCD camera 2 captures a two-dimensional image including the palm-side palm (for example, see Patent Document 1).
既製品の手袋のサイズは、一般に、図14に示す手囲(手囲い長)、すなわち生命線の始点と、小指の付け根と手首を結ぶ線の手首側から1/3の位置とを一周する寸法を基準として、メーカーごとに独自に決められている。パターンオーダーやフルオーダーの手袋を作る場合には、手を詳細に採寸する必要がある。採寸はメジャー等を用いて人が行うため、測定誤差が発生しやい。採寸項目が多いと、採寸に時間を要する。 The size of a ready-made glove is generally a dimension that goes around the hand circumference (hand circumference) shown in FIG. 14, that is, the start point of the life line and the position of 1/3 from the wrist side of the line connecting the base of the little finger and the wrist. Based on the above, each manufacturer has decided independently. When making pattern or full order gloves, it is necessary to measure the hands in detail. Since measurement is performed by a person using a measure, measurement errors are likely to occur. If there are many measuring items, it takes time to measure.
そこで、手の三次元形状を三次元計測装置を用いて計測することが考えられる。店頭や店内に置いて、お客様の手を計測する場合、三次元計測装置は、外観の見栄えがよく、持ち運びが容易であり、清掃やメンテナンスが簡単であり、お客様の心理的な負担が小さく、短時間で計測結果が得られ、安価であることが望まれる。 Therefore, it is conceivable to measure the three-dimensional shape of the hand using a three-dimensional measuring device. When measuring the customer's hand at the store or in the store, the 3D measuring device looks good, is easy to carry, is easy to clean and maintain, and has a small psychological burden on the customer. It is desired that measurement results can be obtained in a short time and that the cost is low.
しかしながら、図15の三次元計測装置は、光源3を用いて所定間隔のスリット光6を照射するために、シリンドリカルレンズ4、凸レンズ5、ミラー7を含む複雑な光学系と、ミラー7を回転するモータ8とを備えている。この三次元計測装置は、光学系の位置ずれ等が生じないように、慎重に持ち運ぶ必要があり、メンテナンスも面倒である。また、掌が接触する透明板82を清掃するには、挿入孔81から透明板82にアクセスするか、筺体80のカバーを外して透明板82にアクセスする必要があるため、清掃作業が面倒である。手の三次元形状を計測するときに、挿入孔81から筺体80の内部に手を挿入する必要があり、計測中に手が見えなくなり、計測の進行状況も分からない。そのため、被計測者の心理的な負担が大きい。スリット光6の位置によって、スリット光6が照射される角度や、スリット光6の反射光がCCDカメラ1に入射する角度が異なるため、三次元計測の演算が複雑であり、計測結果を短時間で得るには高価で高性能なコンピュータが必要になる。構成が複雑であるため、三次元計測装置の価格を低減することは難しい。 However, the three-dimensional measuring apparatus in FIG. 15 rotates the mirror 7 with a complicated optical system including the cylindrical lens 4, the convex lens 5, and the mirror 7 in order to irradiate the slit light 6 with a predetermined interval using the light source 3. And a motor 8. This three-dimensional measuring apparatus needs to be carried carefully so as not to cause a positional shift of the optical system, and maintenance is troublesome. Further, in order to clean the transparent plate 82 with which the palm contacts, it is necessary to access the transparent plate 82 from the insertion hole 81 or to remove the cover of the housing 80 and access the transparent plate 82, so that the cleaning work is troublesome. is there. When measuring the three-dimensional shape of the hand, it is necessary to insert the hand into the housing 80 from the insertion hole 81, the hand cannot be seen during the measurement, and the progress of the measurement is not known. Therefore, the psychological burden on the person being measured is large. Depending on the position of the slit light 6, the angle at which the slit light 6 is irradiated and the angle at which the reflected light of the slit light 6 is incident on the CCD camera 1 are different. To get it, you need an expensive and high-performance computer. Due to the complexity of the configuration, it is difficult to reduce the price of the three-dimensional measuring device.
本発明は、かかる事情に鑑みて、店頭や店内でお客様の手の三次元形状を計測するのに適した構成にすることができる三次元計測装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a three-dimensional measuring device that can be configured to be suitable for measuring a three-dimensional shape of a customer's hand in a store or in a store.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した三次元計測装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a three-dimensional measuring apparatus configured as follows.
三次元計測装置は、(a)基準面を有するベース部と、前記ベース部との間に空間を設けて配置され前記基準面に対向するヘッド部と、前記ベース部と前記ヘッド部とを結合する連結部とを含む筺体と、(b)前記ヘッド部の内部に配置され、i)前記基準面に平行な第1の方向に移動する移動ブロックと、ii)前記移動ブロックに固定され、前記基準面に、明るく反射し前記第1の方向と直交する第2の方向に延びる輝線が形成されるように、シート状の照射光を照射する発光ユニットと、iii)前記移動ブロックに固定され、前記輝線が含まれるように前記基準面を撮像するカメラユニットと、を含む移動体と、(c)前記移動ブロックが前記第1の方向に移動し、かつ前記発光ユニットが前記照射光を照射し、かつ前記カメラユニットが前記基準面を撮像するように制御する第1の制御部と、(d)前記第1の制御部の制御によって前記移動ブロックが前記第1の方向に移動している間に、計測対象が置かれている前記基準面を前記カメラユニットが撮像した第1の撮像データを順次取得し、順次取得した前記第1の撮像データに基づいて前記計測対象の三次元形状データを生成し、生成された前記三次元形状データに基づいて前記計測対象の形状の特徴量を算出する三次元計測部と、を備える。 The three-dimensional measuring apparatus includes: (a) a base portion having a reference surface; a head portion disposed with a space between the base portion and facing the reference surface; and the base portion and the head portion coupled to each other. A housing including a connecting portion, i) a moving block disposed inside the head portion, i) moving in a first direction parallel to the reference plane, and ii) fixed to the moving block, A light emitting unit that irradiates a sheet of irradiation light so that a bright line that reflects brightly and extends in a second direction orthogonal to the first direction is formed on a reference surface; and iii) is fixed to the moving block; A moving body including a camera unit that images the reference plane so that the bright line is included, and (c) the moving block moves in the first direction, and the light emitting unit emits the irradiation light. And the camera unit is A first control unit that controls to image the reference plane; and (d) a measurement target is placed while the moving block is moving in the first direction under the control of the first control unit. The first imaging data obtained by the camera unit capturing the reference plane is sequentially acquired, and the three-dimensional shape data of the measurement target is generated based on the sequentially acquired first imaging data. A three-dimensional measurement unit that calculates a feature quantity of the shape of the measurement target based on the three-dimensional shape data.
上記構成において、移動ブロックが第1の方向に移動すると、発光ユニットとカメラユニットは、互いの位置関係を保ったまま、第1の方向に移動する。基準面とその上に置かれた計測対象である手に、照射光によって輝線が形成され、この輝線は、移動ブロックの位置に対応して移動することから、三次元形状データを生成することができる。 In the above configuration, when the moving block moves in the first direction, the light emitting unit and the camera unit move in the first direction while maintaining the mutual positional relationship. Bright lines are formed by irradiation light on the reference surface and the measurement target placed on the reference plane, and these bright lines move according to the position of the moving block, so that 3D shape data can be generated. it can.
上記構成によれば、筺体を見栄えよくデザインすることができる。移動ブロックに発光ユニットとカメラユニットが固定されているため、持ち運びを容易にすることができる。手を置く基準面のまわりを取り囲む必要がないため、基準面の清掃が簡単な構成にすることができる。被計測者は、基準面に簡単に手を置くことができ、計測中も手が見え、輝線によって計測の進行状況も分かるため、被計測者の心理的な負担を小さくすることができる。照射光が照射される角度と反射光がカメラユニットに入射する角度は常に一定であり、輝線の位置は移動ブロックの位置に対応して決まるため、撮像タイミング等の制御や三次元計測の演算が簡単であり、計測を短時間で終了することができる。構成が簡単であるため、三次元計測装置の価格を低減することが可能である。 According to the above configuration, the housing can be designed with good appearance. Since the light emitting unit and the camera unit are fixed to the moving block, it can be easily carried. Since there is no need to surround the reference surface on which the hand is placed, the reference surface can be easily cleaned. The person to be measured can easily place his / her hand on the reference plane, can see the hand even during the measurement, and can know the progress of the measurement by the bright line, so the psychological burden on the person to be measured can be reduced. The angle at which the irradiated light is irradiated and the angle at which the reflected light is incident on the camera unit are always constant, and the position of the bright line is determined according to the position of the moving block. It is simple and the measurement can be completed in a short time. Since the configuration is simple, the price of the three-dimensional measuring device can be reduced.
したがって、上記構成の三次元計測装置は、店頭や店内に置でお客様の手の三次元形状を計測するのに適している。 Therefore, the three-dimensional measuring apparatus having the above-described configuration is suitable for measuring the three-dimensional shape of the customer's hand in the store or in the store.
好ましくは、前記基準面は矩形である。前記連結部は、前記基準面の1辺に沿って配置されている。前記ベース部と前記ヘッド部との間には、前記基準面の他の3辺に沿って、前記ベース部と前記ヘッド部との間の前記空間に連通する開口が形成されている。 Preferably, the reference plane is rectangular. The connecting portion is disposed along one side of the reference surface. Between the base part and the head part, an opening communicating with the space between the base part and the head part is formed along the other three sides of the reference surface.
この場合、基準面の3辺に沿って開口が形成されているため、手の出し入れや基準面の清掃が容易である。また、周りの光が、基準面によく届く。 In this case, since the openings are formed along the three sides of the reference surface, it is easy to put in and out the hand and clean the reference surface. In addition, ambient light reaches the reference plane well.
好ましくは、(e)前記移動ブロックが前記第1の方向に移動し、かつ前記発光ユニットが前記照射光の照射を停止し、かつ前記カメラユニットが前記基準面を撮像するように制御する第2の制御部と、(f)前記第2の制御部の制御によって前記移動ブロックが前記第1の方向に移動している間に、前記計測対象が置かれている前記基準面を前記カメラユニットが撮像した第2の撮像データを複数回取得し、複数回取得した前記第2の撮像データを合成して、前記計測対象の二次元合成画像を表示するための二次元合成画像データを生成する二次元合成画像データ生成部と、をさらに備えた。 Preferably, (e) a second control in which the moving block moves in the first direction, the light emitting unit stops the irradiation of the irradiation light, and the camera unit images the reference plane. And (f) the camera unit moves the reference plane on which the measurement object is placed while the moving block is moving in the first direction under the control of the second control unit. Second imaging data is acquired a plurality of times, and the second imaging data acquired a plurality of times is combined to generate two-dimensional composite image data for displaying the two-dimensional composite image to be measured. And a dimensionally synthesized image data generation unit.
この場合、基準面を照明する状態にむらがあっても、明るさや色合い等を揃えた二次元合成画像を得ることが可能である。 In this case, even if there is unevenness in the state of illuminating the reference surface, it is possible to obtain a two-dimensional composite image with uniform brightness and color.
より好ましくは、前記第1の制御部は、前記移動ブロックが前記第1の方向の一方側に向かって移動するように制御する。前記第2の制御部は、前記移動ブロックが前記第1の方向の他方側に向かって移動するように制御する。 More preferably, the first control unit performs control so that the moving block moves toward one side in the first direction. The second control unit controls the moving block to move toward the other side in the first direction.
この場合、移動ブロックが第1の方向の一方側に移動する間に、三次元形状データを得るための第1の撮像を行い、移動ブロックが第1の方向の他方側に移動する間に、二次元画像データを得るための第2の撮像を行い、二次元合成画像データを生成するとともに、第1の撮像から得た三次元形状データに基づいて特徴量を算出したり、計測結果画像データを合成したりすることができる。そのため、第1及び第2の撮像が終了した後、直ぐに計測結果が得られるようにすることができる。また、第1及び第2の撮像の後に移動ブロックは初期位置に戻るため、次の計測を直ぐに行うことができる。 In this case, while the moving block moves to one side in the first direction, the first imaging for obtaining the three-dimensional shape data is performed, and while the moving block moves to the other side in the first direction, The second imaging for obtaining the two-dimensional image data is performed to generate the two-dimensional composite image data, and the feature amount is calculated based on the three-dimensional shape data obtained from the first imaging, or the measurement result image data Can be synthesized. Therefore, a measurement result can be obtained immediately after the first and second imaging are completed. Further, since the moving block returns to the initial position after the first and second imaging, the next measurement can be performed immediately.
好ましくは、(g)前記三次元形状データに基づく前記計測対象の画像に、前記特徴量を示す記号が、前記特徴量に対応する位置に重ねて表示された計測結果画像を表示するための計測結果画像データを合成する計測結果画像データ合成部を、さらに備える。 Preferably, (g) measurement for displaying a measurement result image in which a symbol indicating the feature amount is displayed in a position corresponding to the feature amount on the measurement target image based on the three-dimensional shape data. A measurement result image data synthesis unit for synthesizing the result image data is further provided.
この場合、手の画像と特徴量の記号との重なり具合を見ることによって、特徴量が定義に従って正しく算出されたか否かを、簡単に確認することができる。 In this case, it is possible to easily confirm whether or not the feature amount is correctly calculated according to the definition by checking the degree of overlap between the hand image and the feature amount symbol.
好ましくは、(h)前記特徴量に基づいて、手袋の型紙を作製するための型紙データを生成する型紙データ生成部を、さらに備える。 Preferably, (h) a paper pattern data generation unit that generates paper pattern data for producing a glove paper pattern based on the feature amount is further provided.
この場合、パターンオーダーやフルオーダーの手袋を製造するために用いる型紙の寸法を、手の三次元形状を計測した三次元形状データから抽出した特徴量を利用してを決定することによって、簡単に設計することができる。 In this case, it is easy to determine the dimensions of the pattern used for manufacturing pattern-order or full-order gloves by using the feature values extracted from the three-dimensional shape data obtained by measuring the three-dimensional shape of the hand. Can be designed.
また、本発明は、コンピュータを、上記各構成の三次元計測装置の前記第1の制御部、前記三次元計測部、前記第2の制御部、前記二次元合成画像データ生成部、及び計測結果画像データ合成部のうち少なくとも一つとして機能させるためのプログラムを提供する。 In addition, the present invention provides a computer, the first control unit, the three-dimensional measurement unit, the second control unit, the two-dimensional composite image data generation unit, and the measurement result of the three-dimensional measurement apparatus having the above-described configurations. A program for functioning as at least one of the image data synthesis units is provided.
本発明の三次元計測装置は、店頭や店内でお客様の手の三次元形状を計測するのに適した構成にすることができる。 The three-dimensional measuring apparatus of the present invention can be configured to be suitable for measuring the three-dimensional shape of a customer's hand in a store or in a store.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、三次元計測装置10の概略構成を概念的に示す概略図である。図1に示すように、三次元計測装置10は、装置本体11とコンピュータ40とが接続されている。 FIG. 1 is a schematic diagram conceptually showing a schematic configuration of the three-dimensional measuring apparatus 10. As shown in FIG. 1, the three-dimensional measuring apparatus 10 is connected to an apparatus body 11 and a computer 40.
装置本体11は、空間13を設けて互いに対向するベース部14とヘッド部16とが連結部15を介して断面コ字状に結合された筺体12を有している。ヘッド部16に対向するベース部14の上面14aは、手90を置く基準面14aである。基準面14aは矩形形状を有し、基準面14aの4辺14p〜14sのうち、1辺14sに沿って連結部15が配置されている。他の3辺14p〜14rに沿って、ベース部14とヘッド部16との間の空間13に連通する開口13a,13b,13cが形成されている。 The apparatus main body 11 includes a housing 12 in which a base portion 14 and a head portion 16 that are opposed to each other with a space 13 are coupled to each other in a U-shaped cross section via a connecting portion 15. An upper surface 14 a of the base portion 14 facing the head portion 16 is a reference surface 14 a on which the hand 90 is placed. The reference surface 14a has a rectangular shape, and the connecting portion 15 is disposed along one side 14s among the four sides 14p to 14s of the reference surface 14a. Openings 13a, 13b, and 13c communicating with the space 13 between the base portion 14 and the head portion 16 are formed along the other three sides 14p to 14r.
基準面14aの三方に開口13a,13b,13cが形成されているので、手90の出し入れや基準面14aの清掃が容易である。また、周りの光が基準面14aによく届く。 Since the openings 13a, 13b, and 13c are formed on three sides of the reference surface 14a, it is easy to put in and out the hand 90 and to clean the reference surface 14a. In addition, ambient light often reaches the reference surface 14a.
図2(a)は、装置本体11を上から見た透視図である。図2(b)は、装置本体11を側面から見た透視図である。図2(a)及び図2(b)には、要部のみを図示している。図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、ヘッド部16の内部には、一対のスライダーロッド30と、移動ブロック22にカメラユニット24と発光ユニット26とが固定された移動体20と、移動ブロック22を動かすためのタイミングベルト34(図1では不図示)と、移動ブロック22の位置を検出するためのリミットスイッチ32,33(図1では不図示)等が配置されている。 FIG. 2A is a perspective view of the apparatus main body 11 as viewed from above. FIG. 2B is a perspective view of the apparatus main body 11 viewed from the side. In FIG. 2A and FIG. 2B, only the main part is shown. As shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b), a pair of slider rods 30 and a camera unit 24 and a light emitting unit 26 are fixed to the moving block 22 inside the head portion 16. A moving body 20, a timing belt 34 (not shown in FIG. 1) for moving the moving block 22, limit switches 32 and 33 (not shown in FIG. 1) for detecting the position of the moving block 22, and the like are arranged. ing.
一対のスライダーロッド30は、ベース部14の基準面14aと平行な第1の方向(Y方向、装置本体11の前後方向)と平行に配置され、移動ブロック22を移動自在に案内する。移動ブロック22はタイミングベルト34に連結されており、タイミングベルト34が回転すると、スライダーロッド30に案内されながら第1の方向に、図2において実線で示す位置と鎖線21で示す位置との間を移動する。 The pair of slider rods 30 are arranged in parallel with a first direction (Y direction, front-rear direction of the apparatus main body 11) parallel to the reference surface 14a of the base portion 14, and guide the moving block 22 to be movable. The moving block 22 is connected to the timing belt 34. When the timing belt 34 rotates, the moving block 22 is guided by the slider rod 30 in the first direction between the position indicated by the solid line and the position indicated by the chain line 21 in FIG. Moving.
図1に示すように、発光ユニット26は、基準面14aに、第1の方向と直交する第2の方向(X方向、装置本体の左右方向)に延びる輝線27aが形成されるように、シート状の照射光27を照射する。輝線27aは、照射光27によって明るく反射する部分であり、太線で示している。例えば、発光ユニット26は、LEDのスリット光を照射する。あるいは、ライン状に高速に移動するレーザ光を照射する。 As shown in FIG. 1, the light emitting unit 26 is configured such that a bright line 27 a extending in a second direction (X direction, left-right direction of the apparatus main body) orthogonal to the first direction is formed on the reference surface 14 a. The irradiation light 27 is irradiated. The bright line 27a is a portion that is brightly reflected by the irradiation light 27 and is indicated by a thick line. For example, the light emitting unit 26 irradiates LED slit light. Alternatively, a laser beam moving at a high speed in a line shape is irradiated.
カメラユニット24は、輝線27aが含まれるように、基準面14aを撮像する。図2(b)に示すように、カメラユニット24が撮像する方向24xは、照射光27に対して傾いている。 The camera unit 24 images the reference plane 14a so that the bright line 27a is included. As illustrated in FIG. 2B, the direction 24 x captured by the camera unit 24 is inclined with respect to the irradiation light 27.
図3及び図4は、三次元計測の基本原理の説明図である。図3はカメラユニット24で撮像した画像の説明図である。太線は、輝線27aを撮像した部分を示す。図4は、照射光27に垂直な平面の説明図である。 3 and 4 are explanatory diagrams of the basic principle of three-dimensional measurement. FIG. 3 is an explanatory diagram of an image captured by the camera unit 24. A thick line indicates a portion where the bright line 27a is imaged. FIG. 4 is an explanatory diagram of a plane perpendicular to the irradiation light 27.
図4に示すように、カメラユニット24が撮像する方向24xと照射光27とがなす角を、θとする。図4に示す基準面14a上の点Qに照射光27が照射された場合、図3に示す撮像画像中において、点Qに対応する画像は、2点(x0,0)、(x2,0)を通る基準線18上の点(x1,0)とする。図4に示す基準面14aから高さzの点Pに照射光27が照射された場合、図3に示す撮像画像中において、点Pに対応する画像は、基準線18から離れた点(x1,δ)とする。 As shown in FIG. 4, the angle formed by the direction 24x captured by the camera unit 24 and the irradiation light 27 is θ. When the irradiation light 27 is applied to the point Q on the reference plane 14a shown in FIG. 4, in the captured image shown in FIG. 3, the images corresponding to the point Q are two points (x 0 , 0), (x 2 , 0) is a point (x 1 , 0) on the reference line 18 passing through. When the irradiation light 27 is irradiated from the reference plane 14a shown in FIG. 4 to the point P having the height z, the image corresponding to the point P in the captured image shown in FIG. 1 , δ).
δ、z、θの間には、
δ=z sinθ …(1)
の関係があるから、
z=δ/sinθ …(2)
となる。式(2)を用いると、点Pを撮像して得た撮像画像中における座標(x1,δ)から、点Pの高さzを求めることができる。
Between δ, z and θ,
δ = z sinθ (1)
Because there is a relationship
z = δ / sinθ (2)
It becomes. When Expression (2) is used, the height z of the point P can be obtained from the coordinates (x 1 , δ) in the captured image obtained by capturing the point P.
点P,Qの第2の方向(X方向)の座標値xは、撮像画像中における基準線18方向の座標値から求めることができる。 The coordinate value x in the second direction (X direction) of the points P and Q can be obtained from the coordinate value in the direction of the reference line 18 in the captured image.
輝線27aの第1の方向(Y方向)の位置は、移動ブロック22の位置と対応するので、点P,Qを撮像したときの移動ブロック22の第1の方向(Y方向)の位置から、点P,Qの第1の方向(Y方向)の座標値yを求めることができる。 Since the position of the bright line 27a in the first direction (Y direction) corresponds to the position of the moving block 22, from the position of the moving block 22 in the first direction (Y direction) when the points P and Q are imaged, The coordinate value y of the points P and Q in the first direction (Y direction) can be obtained.
カメラユニット24と発光ユニット26が固定された移動ブロック22は、第1の方向(Y方向)と平行に移動するため、カメラユニット24で撮像した画像において基準線18の位置は変わらない。例えば、移動ブロック22が第1の方向(Y方向)に一定速度で移動する間に一定周期でカメラユニット24から撮像データを取得すると、第1の方向(Yの方向)の座標値yの差分を一定にすることができる。そのため、三次元計測の演算が簡単であり、計測を短時間で計測を終了することができる。 Since the moving block 22 to which the camera unit 24 and the light emitting unit 26 are fixed moves in parallel with the first direction (Y direction), the position of the reference line 18 does not change in the image captured by the camera unit 24. For example, if the imaging data is acquired from the camera unit 24 at a constant period while the moving block 22 moves at a constant speed in the first direction (Y direction), the difference between the coordinate values y in the first direction (Y direction). Can be made constant. Therefore, the calculation of the three-dimensional measurement is simple, and the measurement can be completed in a short time.
図1に示すように、コンピュータ40は装置本体11と接続されている。コンピュータ40は、例えば、ノートパソコン、デスクトップパソコン、タブレットPC、サーバー等である。コンピュータ40は、インターネット等の通信網を介して、装置本体11と接続されてもよい。コンピュータ40の機能を、インターネット等の通信網を介して接続された端末とサーバ−に分散し、装置本体11は端末と直接接続する構成としてもよい。コンピュータ40の機能の全部又は一部を、装置本体11に組み込んでもよい。以下では、コンピュータ40がノートパソコン40である場合の一例を説明する。 As shown in FIG. 1, the computer 40 is connected to the apparatus main body 11. The computer 40 is, for example, a notebook personal computer, a desktop personal computer, a tablet PC, a server, or the like. The computer 40 may be connected to the apparatus main body 11 via a communication network such as the Internet. The function of the computer 40 may be distributed to terminals and servers connected via a communication network such as the Internet, and the apparatus main body 11 may be directly connected to the terminals. All or part of the functions of the computer 40 may be incorporated in the apparatus main body 11. Below, an example in case the computer 40 is the notebook personal computer 40 is demonstrated.
ノートパソコン40は、装置本体11と有線又は無線で接続され、装置本体11の動作を制御し、カメラユニット24で撮像して得た画像データに基づいて所定の演算を行い、計測結果等をディスプレイに表示する。 The notebook personal computer 40 is connected to the apparatus main body 11 in a wired or wireless manner, controls the operation of the apparatus main body 11, performs a predetermined calculation based on image data obtained by imaging with the camera unit 24, and displays a measurement result and the like. To display.
図5は、三次元計測装置10の機能ブロック図である。図5に示すように、制御部50と、制御部50にそれぞれ接続されたデータ処理部60、表示部70、入力部72、出力部74、通信部76、及び記憶部78とは、ノートパソコン40によって構成される。表示部70は、画像や文字を表示するディスプレイである。入力部72は、キーボード、タッチパネル等である。出力部74は、プリンター等の外部の機器にデータを出力する。通信部76は、インターネット等の通信網に接続され、他のコンピュータやサーバー等と通信する。記憶部78は、データを記憶するROM,RAM等のメモリーである。ノートパソコン40には、ノートパソコン40を制御部50及びデータ処理部60として機能させるためのプログラムがインストールされている。 FIG. 5 is a functional block diagram of the three-dimensional measuring apparatus 10. As shown in FIG. 5, the control unit 50 and the data processing unit 60, the display unit 70, the input unit 72, the output unit 74, the communication unit 76, and the storage unit 78 connected to the control unit 50 are a notebook personal computer. 40. The display unit 70 is a display that displays images and characters. The input unit 72 is a keyboard, a touch panel, or the like. The output unit 74 outputs data to an external device such as a printer. The communication unit 76 is connected to a communication network such as the Internet and communicates with other computers and servers. The storage unit 78 is a memory such as a ROM or a RAM that stores data. A program for causing the notebook computer 40 to function as the control unit 50 and the data processing unit 60 is installed in the notebook computer 40.
さらに、制御部50に、装置本体11のモータ36と、リミットスイッチ32,32と、発光ユニット26と、カメラユニット24が接続されている。カメラユニット24は、データ処理部60にも接続されている。 Further, the motor 36 of the apparatus main body 11, limit switches 32 and 32, the light emitting unit 26, and the camera unit 24 are connected to the control unit 50. The camera unit 24 is also connected to the data processing unit 60.
制御部50は、リミットスイッチ32,32からの検出信号に基づいて、モータ36のON/OFFと正転/逆転とを制御し、移動ブロック22の往復移動を制御する。制御部50は、第1の制御部52と、第2の制御部54と、情報管理部56とを含んでいる。 The control unit 50 controls ON / OFF and forward / reverse rotation of the motor 36 based on detection signals from the limit switches 32, 32, and controls reciprocation of the moving block 22. The control unit 50 includes a first control unit 52, a second control unit 54, and an information management unit 56.
第1の制御部52は、モータ36、発光ユニット26、カメラユニット24を動作させるための制御信号を送出し、移動ブロック22が第1の方向に移動し、かつ発光ユニット26が照射光27を照射し、かつカメラユニット24とが基準面14aを撮像するように制御する。 The first control unit 52 sends a control signal for operating the motor 36, the light emitting unit 26, and the camera unit 24, the moving block 22 moves in the first direction, and the light emitting unit 26 emits the irradiation light 27. Irradiation is performed, and control is performed so that the camera unit 24 images the reference surface 14a.
第2の制御部54は、モータ36、カメラユニット24を動作させる制御信号と、発光ユニット26の動作を停止させる制御信号とを送出し、移動ブロック22が第1の方向に移動し、かつ発光ユニット26が照射光27の照射を停止し、かつカメラユニット24が基準面14aを撮像するように制御する。なお、第2の制御部54を含まない構成とすることも可能である。 The second control unit 54 sends a control signal for operating the motor 36 and the camera unit 24 and a control signal for stopping the operation of the light emitting unit 26, the moving block 22 moves in the first direction, and emits light. Control is performed so that the unit 26 stops the irradiation of the irradiation light 27 and the camera unit 24 images the reference surface 14a. Note that the second control unit 54 may not be included.
情報管理部56は、三次元計測の結果や被計測者に関する情報を管理する。 The information management unit 56 manages information on the result of three-dimensional measurement and the person to be measured.
カメラユニット24は、基準面14aを撮像した撮像データを、データ処理部60に送出する。 The camera unit 24 sends imaging data obtained by imaging the reference plane 14 a to the data processing unit 60.
データ処理部60は、三次元計測部62と、計測結果画像データ合成部64、二次元合成画像データ生成部66とを含む。 The data processing unit 60 includes a three-dimensional measurement unit 62, a measurement result image data synthesis unit 64, and a two-dimensional synthesis image data generation unit 66.
三次元計測部62は、第1の制御部52の制御によって移動ブロック22が第1の方向に移動している間に、手90が置かれている基準面14aをカメラユニット24が撮像した第1の撮像データを順次取得し、順次取得した第1の撮像データに基づいて手の三次元形状データを生成し、生成された三次元形状データに基づいて手の形状の特徴量(例えば、手囲い長、各指の長さ、各指の指周りの長さ、手首から指先までの最大長さ、掌の厚みなど)を算出し、三次元形状データ及び特徴量を制御部50に送出する。 The three-dimensional measuring unit 62 is configured such that the camera unit 24 images the reference plane 14 a on which the hand 90 is placed while the moving block 22 is moving in the first direction under the control of the first control unit 52. 1 is sequentially acquired, three-dimensional shape data of the hand is generated based on the sequentially acquired first imaging data, and a feature amount of the shape of the hand (for example, the hand shape based on the generated three-dimensional shape data) The enclosure length, the length of each finger, the length of each finger around the finger, the maximum length from the wrist to the fingertip, the thickness of the palm, etc.) are calculated, and the three-dimensional shape data and feature quantities are sent to the control unit 50. .
計測結果画像データ合成部64は、三次元形状データに基づく手の画像に、特徴量を示す記号が、特徴量に対応する位置に重ねて表示された計測結果画像を表示するための計測結果画像データを合成し、計測結果画像データを制御部50に送出する。 The measurement result image data synthesis unit 64 displays a measurement result image in which a symbol indicating a feature amount is displayed on a hand image based on the three-dimensional shape data so as to overlap the position corresponding to the feature amount. The data is synthesized and the measurement result image data is sent to the control unit 50.
二次元合成画像データ生成部66は、第2の制御部54の制御によって移動ブロック22が第1の方向に移動している間に、手90が置かれている基準面14aをカメラユニット24が撮像した第2の撮像データを複数回取得し、複数回取得した前記第2の撮像データを合成して、手90の二次元合成画像を表示するための二次元合成画像データを生成し、二次元合成画像データを制御部50に送出する。 In the two-dimensional composite image data generation unit 66, the camera unit 24 moves the reference plane 14a on which the hand 90 is placed while the moving block 22 is moving in the first direction under the control of the second control unit 54. The acquired second imaging data is acquired a plurality of times, and the second imaging data acquired a plurality of times is synthesized to generate two-dimensional synthesized image data for displaying a two-dimensional synthesized image of the hand 90. The dimension composite image data is sent to the control unit 50.
制御部50は、計測結果画像データを表示部70に送出し、計測結果画像を表示させたり、出力部74を介してプリンターに計測結果画像を印刷させたりする。また、三次元形状データや特徴量、計測結果画像データ、二次元合成画像データを、記憶部78に送出して記憶部78に格納したり、通信部76からインターネット等の通信網を介して、手袋を販売を管理するウェブサイトのサーバーや、手袋の製造を管理するウェブサイトのサーバーなどに提供したりする。 The control unit 50 sends the measurement result image data to the display unit 70 to display the measurement result image or cause the printer to print the measurement result image via the output unit 74. Further, the three-dimensional shape data, the feature amount, the measurement result image data, and the two-dimensional composite image data are transmitted to the storage unit 78 and stored in the storage unit 78, or from the communication unit 76 via a communication network such as the Internet. Providing gloves to a server of a website that manages sales or a server of a website that manages the manufacture of gloves.
次に、三次元計測装置10の動作の一例について、図6〜図10を参照しながら説明する。図6は、三次元計測装置10の動作のフローチャートである。図7〜図14は、ノートパソコン40のディスプレの表示のイメージ図である。 Next, an example of the operation of the three-dimensional measurement apparatus 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart of the operation of the three-dimensional measurement apparatus 10. 7 to 14 are image diagrams of display on the notebook computer 40.
まず、事前準備として、オペレータは、ノートパソコン40を操作して、図7に示す画面表示を見ながら、被計測者の氏名等の情報を登録したり、既に登録されている被計測者の情報を読み出したりして、被計測者を特定する。次いで、オペレータは、基準面14aの所定位置に被計測者の計測対象である手(例えば左手)が所定の状態(例えば、指の間を少し開けた状態)で置かれていることを確認したら、画面に表示されている「計測」ボタンを選択(クリック又はタップ)する。これによって、画面表示が切り替り、「左手スタート」ボタンと「右手スタート」ボタンが表示され、「左手スタート」ボタン又は「右手スタート」ボタンを選択すると、三次元計測装置10は、三次元形状の計測を開始する。 First, as advance preparations, the operator operates the notebook computer 40 to register information such as the name of the measurement subject while viewing the screen display shown in FIG. 7, or information on the measurement subject already registered. Or the person to be measured is specified. Next, when the operator confirms that the measurement target hand (for example, the left hand) is placed in a predetermined state (for example, a state where the fingers are slightly opened) at a predetermined position on the reference surface 14a. Then, select (click or tap) the “Measure” button displayed on the screen. As a result, the screen display is switched, and a “left-hand start” button and a “right-hand start” button are displayed. When the “left-hand start” button or the “right-hand start” button is selected, the three-dimensional measuring apparatus 10 has a three-dimensional shape. Start measurement.
すなわち、図6に示すように、三次元計測装置10は、発光ユニット26が照射光27の照射を開始し(S2)、カメラユニット24が撮像を開始し(S4)、モータ36が正方向に回転し、移動ブロック22が第1の方向の一方側に(例えば、装置本体11の手前から奥に)移動し(S6)、移動ブロック22が移動している間に三次元計測を行う(S8)。 That is, as shown in FIG. 6, in the three-dimensional measuring apparatus 10, the light emitting unit 26 starts irradiation of the irradiation light 27 (S2), the camera unit 24 starts imaging (S4), and the motor 36 is in the forward direction. Rotating, the moving block 22 moves to one side in the first direction (for example, from the front to the back of the apparatus main body 11) (S6), and three-dimensional measurement is performed while the moving block 22 is moving (S8). ).
三次元計測中に、ノートパソコン40の三次元計測部62は、カメラユニット24が撮像した第1の撮像データを順次取得し、順次取得した第1の撮像データに基づいて手の三次元形状データを生成する。ノートパソコン40は、ディスプレイに、図8に示すように、撮像中の注意事項とともに、カメラユニット24が撮像した画像、すなわちカメラユニット24から取得した第1の撮像データによる画像を、順次更新しながら表示する。 During the three-dimensional measurement, the three-dimensional measurement unit 62 of the notebook computer 40 sequentially acquires the first image data captured by the camera unit 24, and the three-dimensional shape data of the hand based on the sequentially acquired first image data. Is generated. As shown in FIG. 8, the notebook personal computer 40 sequentially updates an image captured by the camera unit 24, that is, an image based on the first captured data acquired from the camera unit 24, together with precautions during imaging. indicate.
ディスプレイに、カメラユニット24が撮像した画像のうち、照射光27で形成される輝線27aを含む領域を表示すると、明暗差が大きいため、そのままでは指が暗く表示され、指の画像が分かりにくい。また、人によっては、輝線27aによって指が切断されているように見え、不安になる。そのため、図8に示すように、カメラユニット24が撮像した画像のうち、輝線27aを含まない領域を表示すると、指の画像が分かりやく、輝線27aで不安になることがないため、好ましい。 When an area including the bright line 27a formed by the irradiation light 27 is displayed on the display, an image including the bright line 27a is displayed. Therefore, since the difference in brightness is large, the finger is displayed dark as it is, and the finger image is difficult to understand. In addition, some people may feel anxious because their fingers are cut by the bright line 27a. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to display an area that does not include the bright line 27a in the image captured by the camera unit 24 because the finger image is easy to understand and does not cause anxiety at the bright line 27a.
装置本体11の奥側のリミットスイッチ33がオンになると(S10でON)、モータ36が停止し(S12)、発光ユニット26は照射光27の照射を停止する(S14)。 When the limit switch 33 on the back side of the apparatus main body 11 is turned on (ON in S10), the motor 36 is stopped (S12), and the light emitting unit 26 stops the irradiation of the irradiation light 27 (S14).
次いで、モータ36が逆方向に回転し、移動ブロック22が逆方向に(例えば、装置本体11の奥から手前に)移動する(S16)。 Next, the motor 36 rotates in the reverse direction, and the moving block 22 moves in the reverse direction (for example, from the back of the apparatus main body 11 to the front) (S16).
移動ブロック22が移動している間に、ノートパソコン40のディスプレイに、図8と同様に、撮像中の注意事項とともに、カメラユニット24が撮像した画像、すなわちカメラユニット24から送られている第2の撮像データによる画像を、順次更新しながら表示する。また、ノートパソコン40の二次元合成画像データ生成部66は、カメラユニット24が撮像した第2の撮像データを複数回取得し、すなわち、カメラユニット24から順次送られてくる第2の撮像データの中から第2の撮像データを複数回取得し、複数回取得した第2の撮像データを合成して、手の二次元合成画像を表示するための二次元合成画像データを生成する(S18)。これと並行して、ノートパソコン40の三次元計測部62は、三次元計測データに基づいて、特徴量を算出し、その後、ノートパソコン40の計測結果画像データ合成部64が、三次元形状データに基づく手の画像に、特徴量を示す記号が、特徴量に対応する位置に重ねて表示された計測結果画像を表示するための計測結果画像データを合成する(S20)。 While the moving block 22 is moving, the image taken by the camera unit 24, that is, the second image being sent from the camera unit 24 is displayed on the display of the notebook computer 40 together with the precautions during imaging, as in FIG. The images based on the imaging data are displayed while being sequentially updated. Further, the two-dimensional composite image data generation unit 66 of the notebook personal computer 40 acquires the second imaging data captured by the camera unit 24 a plurality of times, that is, the second imaging data sequentially transmitted from the camera unit 24. The second imaging data is acquired a plurality of times from the inside, and the second imaging data acquired a plurality of times is synthesized to generate two-dimensional synthesized image data for displaying a two-dimensional synthesized image of the hand (S18). In parallel with this, the three-dimensional measurement unit 62 of the notebook computer 40 calculates the feature amount based on the three-dimensional measurement data, and then the measurement result image data synthesis unit 64 of the notebook computer 40 performs the three-dimensional shape data. The measurement result image data for displaying the measurement result image in which the symbol indicating the feature amount is superimposed on the position corresponding to the feature amount is combined with the hand image based on (S20).
装置本体11の手前側のリミットスイッチ32がオンになると(S22でON)、モータ36が停止し(S24)、カメラユニット24は撮像を停止する(S26)。そして、ノートパソコン40は、ディスプレイに計測結果を表示する(S28)。 When the limit switch 32 on the near side of the apparatus main body 11 is turned on (ON in S22), the motor 36 stops (S24), and the camera unit 24 stops imaging (S26). Then, the notebook computer 40 displays the measurement result on the display (S28).
図9は、両手を計測したときの計測結果の画面表示の一例である。 FIG. 9 is an example of a screen display of measurement results when both hands are measured.
図9に示すように、画面左側に、左手の二次元合成画像と三次元画像が表示され、画面右側に、右手の二次元合成画像と三次元画像が表示される。 As shown in FIG. 9, the left-hand two-dimensional composite image and the three-dimensional image are displayed on the left side of the screen, and the right-hand two-dimensional composite image and the three-dimensional image are displayed on the right side of the screen.
二次元合成画像は、第2の撮像データから得られる指先側と手首側の複数の画像を合成した二次元合成画像であり、二次元合成画像データに基づいて表示される。二次元合成画像によって、手の状態、特に指先の状態を記録することができる。これによって、手の三次元形状データを利用する際に、付け爪等を考慮することが可能である。例えば、付け爪の有無に応じて、特徴量を補正することができる。 The two-dimensional synthesized image is a two-dimensional synthesized image obtained by synthesizing a plurality of images on the fingertip side and the wrist side obtained from the second imaging data, and is displayed based on the two-dimensional synthesized image data. The state of the hand, particularly the state of the fingertip, can be recorded by the two-dimensional composite image. Accordingly, it is possible to consider artificial nails when using the three-dimensional shape data of the hand. For example, the feature amount can be corrected according to the presence or absence of an artificial nail.
基準面14aの反射率や色を均一にしておき、複数回取得した第2の撮像データを、基準面14aが略同じ見えるように調整した後に、二次元合成画像データを合成すると、基準面14aの照明状態にむらがあっても、明るさや色合い等を揃えた二次元合成画像を得ることができる。 When the reflectance and color of the reference surface 14a are made uniform and the second imaging data acquired a plurality of times is adjusted so that the reference surface 14a looks substantially the same, and then the two-dimensional composite image data is combined, the reference surface 14a Even if the illumination state is uneven, it is possible to obtain a two-dimensional composite image with uniform brightness and color.
基準面14aには、筺体12の三方に設けた大きな開口13a,13b,13cを通って周りの光が届くので、特別な照明を設けなくても、手が普通に見える二次元合成画像を得ることができる。 Since the surrounding light reaches the reference surface 14a through the large openings 13a, 13b, and 13c provided on the three sides of the housing 12, a two-dimensional composite image in which the hand can be seen normally is obtained without providing special illumination. be able to.
画面下側に表示されている「左手スタート」ボタン又は「右手スタート」ボタンを選択すると、三次元計測装置10は三次元形状の計測を開始する。画面下側に表示されている「分析画面へ」ボタンを選択し、分析項目のメニュー(図示せず)を選択することによって、ディスプレに表示される分析画面を切り替えることができる。 When the “left hand start” button or the “right hand start” button displayed on the lower side of the screen is selected, the three-dimensional measuring apparatus 10 starts measuring a three-dimensional shape. The analysis screen displayed on the display can be switched by selecting the “to analysis screen” button displayed at the bottom of the screen and selecting a menu (not shown) of analysis items.
図10及び図11は、分析画面の一例である。図10に示すように、左手の二次元合成画像と三次元画像とが表示される。「右手」ボタン又は「左手」ボタンを選択することによって、画面表示を右手又は左手に切り替えることができる。ふち表示の「OFF」ボタンを選択して「ON」に切り替えることにより、図11に示すように三次元画像に、手の輪郭を強調する輪郭線の表示を追加することができる。 10 and 11 are examples of the analysis screen. As shown in FIG. 10, a two-dimensional composite image and a three-dimensional image of the left hand are displayed. By selecting the “right hand” button or the “left hand” button, the screen display can be switched to the right hand or the left hand. By selecting the “OFF” button for the edge display and switching it to “ON”, it is possible to add a display of a contour line that emphasizes the contour of the hand to the three-dimensional image as shown in FIG.
図12は、分析画面の他の例を示す。図12に示すように、左手の三次元画像と、二次元合成画像と、特徴量の数値とが表示される。 FIG. 12 shows another example of the analysis screen. As shown in FIG. 12, a three-dimensional image of the left hand, a two-dimensional composite image, and a numerical value of the feature amount are displayed.
三次元画像には、特徴量の位置を示す記号(矢印)が、特徴量に対応する位置に重ねて表示されている。すなわち、記号(矢印)は、特徴量を計測するための特徴点を結んでいる。三次元画像と特徴量の記号(矢印)との重なり具合を見ることによって、特徴量が定義に従って正しく算出されたか否かを簡単に確認することができる。 In the three-dimensional image, a symbol (arrow) indicating the position of the feature value is displayed so as to overlap the position corresponding to the feature value. That is, the symbols (arrows) connect feature points for measuring the feature values. By looking at the degree of overlap between the three-dimensional image and the feature amount symbol (arrow), it is possible to easily confirm whether or not the feature amount is correctly calculated according to the definition.
特徴量の項目は、例えば、手長、第1指長、第2指長、第3指長、第4指長、第5指長、第1指高さ、第2指高さ、第3指高さ、第4指高さ、第5指高さ、甲周り、甲高さである。項目は、増やしても、減らしても構わない。また、数値が表示されない項目があっても構わないが、三次元画像に記号(矢印)が表示される特徴量については、項目と数値を表示することが好ましい。 The item of the feature amount includes, for example, the hand length, the first finger length, the second finger length, the third finger length, the fourth finger length, the fifth finger length, the first finger height, the second finger height, and the third finger. The height, the fourth finger height, the fifth finger height, the instep circumference, and the instep height. Items can be increased or decreased. In addition, although there may be an item for which a numerical value is not displayed, it is preferable to display the item and the numerical value for a feature amount for which a symbol (arrow) is displayed in the three-dimensional image.
「印刷」ボタンを選択すると、出力部74に接続されたプリンタから、計測結果が印刷される。 When the “print” button is selected, the measurement result is printed from the printer connected to the output unit 74.
図13は、画面表示の別の例である。図13に示すように、画面左上には、上から見た手の三次元画像が示される。画面右上には、斜めから見た手の三次元画像が表示される。画面左下には、指先から手首側を見たときの輪郭形状が示される。画面右下には、手を横から見たときの輪郭形状が示されている。 FIG. 13 is another example of the screen display. As shown in FIG. 13, a three-dimensional image of the hand viewed from above is shown in the upper left of the screen. In the upper right of the screen, a 3D image of the hand viewed from an oblique direction is displayed. In the lower left of the screen, the contour shape when the wrist side is viewed from the fingertip is shown. In the lower right of the screen, the contour shape when the hand is viewed from the side is shown.
以上のように、第1の工程では、移動ブロック22が第1の方向の一方側に移動する間に(S6〜S10)、三次元形状データを得るための第1の撮像を行い、三次元形状データを生成する(S8)。第1の工程の後に、第2の工程において、移動ブロック22が第1の方向の他方側に移動する間に(S16〜S22)、二次元画像データを得るための第2の撮像を行い、二次元合成画像データを生成する(S18)。これと並行して、第2の工程において、第1の撮像から得た三次元形状データに基づいて特徴量を算出したり、計測結果画像データを合成したりする。 As described above, in the first step, while the moving block 22 moves to one side in the first direction (S6 to S10), the first imaging for obtaining the three-dimensional shape data is performed, and the three-dimensional shape is obtained. Shape data is generated (S8). After the first step, in the second step, while the moving block 22 moves to the other side in the first direction (S16 to S22), the second imaging for obtaining the two-dimensional image data is performed, Two-dimensional composite image data is generated (S18). In parallel with this, in the second step, the feature amount is calculated based on the three-dimensional shape data obtained from the first imaging, or the measurement result image data is synthesized.
このような工程の順序によって、計測結果(手の形状の特徴量)が得られるまでの時間を短縮することができる。また、第2の工程が終了したときに移動ブロック22は初期位置に戻るため、次の計測を直ちに行うことが可能である。 By such an order of steps, it is possible to shorten the time until a measurement result (feature shape feature value) is obtained. Further, since the moving block 22 returns to the initial position when the second step is completed, the next measurement can be performed immediately.
三次元計測装置10は、筺体12を見栄えよくデザインすることができる。移動ブロック22に発光ユニット26とカメラユニット24が固定されているため、持ち運びを容易にすることができる。手90を置く基準面14aのまわりを取り囲む必要がないため、基準面14aの清掃が簡単な構成にすることができる。被計測者は、基準面14aに簡単に手90を置くことができ、計測中も手90が見え、輝線27aの移動によって計測の進行状況も分かるため、被計測者の心理的な負担を小さくすることができる。照射光27が照射される角度と反射光がカメラユニット24に入射する角度は常に一定であり、輝線27aの位置は移動ブロック22の位置に対応して決まるため、撮像タイミング等の制御や三次元計測の演算が簡単であり、計測を短時間で終了することができる。構成が簡単であるため、三次元計測装置10の価格を低減することが可能である。 The three-dimensional measuring apparatus 10 can design the housing 12 with a good appearance. Since the light emitting unit 26 and the camera unit 24 are fixed to the moving block 22, carrying can be facilitated. Since there is no need to surround the reference surface 14a on which the hand 90 is placed, the reference surface 14a can be easily cleaned. The person to be measured can easily place the hand 90 on the reference surface 14a, and the hand 90 can be seen during the measurement, and the progress of the measurement can be understood by the movement of the bright line 27a, so the psychological burden on the person to be measured is reduced. can do. The angle at which the irradiation light 27 is irradiated and the angle at which the reflected light is incident on the camera unit 24 are always constant, and the position of the bright line 27a is determined in accordance with the position of the moving block 22. The calculation of measurement is simple and the measurement can be completed in a short time. Since the configuration is simple, the price of the three-dimensional measuring apparatus 10 can be reduced.
図2(b)に示したベース部14とヘッド部16との間の距離Lは、50mm以上が好ましく、100mm以上がより好ましい。距離Lを50mm以上にすると、手の出し入れや基準面14aの清掃が容易になる。距離Lを100mm以上にすると、周りの光が基準面14aによく届き、基準面14aに置いた手も見やすくなる。一方、装置本体11を小型化するには、距離Lは300mm以下が好ましく、200mm以下がより好ましい。例えば、距離Lを150〜200mm程度にすると、装置本体11の高さHを600mm以下にすることができる。 The distance L between the base portion 14 and the head portion 16 shown in FIG. 2B is preferably 50 mm or more, and more preferably 100 mm or more. When the distance L is 50 mm or more, putting in and out of the hand and cleaning of the reference surface 14a are facilitated. When the distance L is 100 mm or more, the surrounding light reaches the reference surface 14a well, and the hand placed on the reference surface 14a is easy to see. On the other hand, in order to reduce the size of the apparatus main body 11, the distance L is preferably 300 mm or less, and more preferably 200 mm or less. For example, when the distance L is about 150 to 200 mm, the height H of the apparatus main body 11 can be 600 mm or less.
三次元計測装置10で計測して得た手の特徴量は、既製品の手袋の選択や、パターンオーダーやフルオーダーの手袋の製造に利用することができる。 The feature amount of the hand obtained by measuring with the three-dimensional measuring apparatus 10 can be used for selection of off-the-shelf gloves, and for manufacturing pattern orders and full-order gloves.
<変形例1> 実施例1の構成に、特徴量に基づいて、手袋の型紙を作製するための型紙データを生成する型紙データ生成部を追加してもよい。型紙データ生成部は、制御部50(図5参照)に含まれるようにように構成する。型紙データは、記憶部78に格納したり、通信部76を介して、外部のサーバー等に提供したりする。 <Modification 1> A pattern data generation unit that generates pattern data for producing a pattern for a glove based on the feature amount may be added to the configuration of the first embodiment. The pattern data generation unit is configured to be included in the control unit 50 (see FIG. 5). The pattern data is stored in the storage unit 78 or provided to an external server or the like via the communication unit 76.
型紙データ生成部を追加することにより、パターンオーダーやフルオーダーの手袋を製造するために用いる型紙の寸法を、手の三次元形状を計測して得た三次元形状データから抽出した特徴量を利用してを決定することによって、簡単に設計することができる。 By adding a pattern data generation unit, the feature size extracted from the 3D shape data obtained by measuring the 3D shape of the hand is used for the dimensions of the pattern used to manufacture pattern-order and full-order gloves. Therefore, it is possible to design easily.
<まとめ> 以上に説明した三次元計測装置は、店頭や店内でお客様の手の三次元形状を計測するのに適した構成にすることができる。 <Summary> The three-dimensional measuring apparatus described above can be configured to be suitable for measuring the three-dimensional shape of a customer's hand in a store or in a store.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
例えば、片手ずつ計測する代わりに、両手をまとめて計測するように構成してもよい。ヘッド部16がベース部14に対して相対的に動き、基準面14aに対向する位置から退避できるように構成してもよい。 For example, instead of measuring one hand at a time, both hands may be measured together. The head unit 16 may be configured to move relative to the base unit 14 so as to be retracted from a position facing the reference surface 14a.
また、計測対象は手に限らず、例えば足の三次元計測に用いることも可能である。足首よりも指側、特に指や爪の三次元形状を計測すると、三次元形状データや特徴量を、美容分野や医療分野で利用することが可能である。 Further, the measurement target is not limited to the hand, and can be used for, for example, three-dimensional measurement of the foot. By measuring the three-dimensional shape of the finger side, particularly the fingers and nails, from the ankle, it is possible to use the three-dimensional shape data and feature quantities in the beauty field and the medical field.
10 三次元計測装置
11 装置本体
12 筺体
13 空間
13a,13b,13c 開口
14 ベース部
14a 基準面
15 連結部
16 ヘッド部
20 移動体
22 移動ブロック
24 カメラユニット
26 発光ユニット
27 照射光
27a 輝線
40 コンピュータ(ノートパソコン)
50 制御部
52 第1の制御部
54 第2の制御部
60 データ処理部
62 三次元計測部
64 計測結果画像データ合成部
66 二次元合成画像データ生成部
90 手
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 3D measuring apparatus 11 Apparatus main body 12 Housing 13 Space 13a, 13b, 13c Opening 14 Base part 14a Reference surface 15 Connection part 16 Head part 20 Moving body 22 Moving block 24 Camera unit 26 Light emitting unit 27 Irradiation light 27a Bright line 40 Computer ( laptop)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Control part 52 1st control part 54 2nd control part 60 Data processing part 62 Three-dimensional measurement part 64 Measurement result image data synthetic | combination part 66 Two-dimensional synthetic | combination image data generation part 90 hand
Claims (7)
前記ヘッド部の内部に配置され、前記基準面に平行な第1の方向に移動する移動ブロックと、前記移動ブロックに固定され、前記基準面に、明るく反射し前記第1の方向と直交する第2の方向に延びる輝線が形成されるように、シート状の照射光を照射する発光ユニットと、前記移動ブロックに固定され、前記輝線が含まれるように前記基準面を撮像するカメラユニットとを含む移動体と、
前記移動ブロックが前記第1の方向に移動し、かつ前記発光ユニットが前記照射光を照射し、かつ前記カメラユニットが前記基準面を撮像するように制御する第1の制御部と、
前記第1の制御部の制御によって前記移動ブロックが前記第1の方向に移動している間に、計測対象が置かれている前記基準面を前記カメラユニットが撮像した第1の撮像データを順次取得し、順次取得した前記第1の撮像データに基づいて前記計測対象の三次元形状データを生成し、生成された前記三次元形状データに基づいて前記計測対象の形状の特徴量を算出する三次元計測部と、
を備えたことを特徴とする、三次元計測装置。 A housing including a base portion having a reference surface, a head portion disposed with a space between the base portion and facing the reference surface, and a connecting portion coupling the base portion and the head portion.
A moving block that is disposed inside the head portion and moves in a first direction parallel to the reference plane, and a fixed block that is fixed to the moving block, reflects brightly on the reference plane, and is orthogonal to the first direction. A light emitting unit that emits sheet-shaped irradiation light so that a bright line extending in the direction of 2 is formed, and a camera unit that is fixed to the moving block and images the reference plane so that the bright line is included. A moving object,
A first control unit that controls the moving block to move in the first direction, the light emitting unit to emit the irradiation light, and the camera unit to image the reference plane;
While the moving block is moving in the first direction under the control of the first control unit, first imaging data obtained by the camera unit imaging the reference plane on which the measurement target is placed is sequentially applied. A tertiary that obtains and generates the three-dimensional shape data of the measurement target based on the first imaging data acquired sequentially, and calculates the feature quantity of the shape of the measurement target based on the generated three-dimensional shape data Former measuring unit,
A three-dimensional measuring device comprising:
前記連結部は、前記基準面の1辺に沿って配置され、
前記ベース部と前記ヘッド部との間には、前記基準面の他の3辺に沿って、前記ベース部と前記ヘッド部との間の前記空間に連通する開口が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の三次元計測装置。 The reference plane is rectangular;
The connecting portion is disposed along one side of the reference plane,
An opening communicating with the space between the base portion and the head portion is formed between the base portion and the head portion along the other three sides of the reference surface. The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1.
前記第2の制御部の制御によって前記移動ブロックが前記第1の方向に移動している間に、前記計測対象が置かれている前記基準面を前記カメラユニットが撮像した第2の撮像データを複数回取得し、複数回取得した前記第2の撮像データを合成して、前記計測対象の二次元合成画像を表示するための二次元合成画像データを生成する二次元合成画像データ生成部と、
をさらに備えたことを特徴とする、請求項1又は2に記載の三次元計測装置。 A second controller that controls the moving block to move in the first direction, the light emitting unit to stop irradiating the irradiation light, and the camera unit to image the reference plane;
While the moving block is moving in the first direction under the control of the second control unit, second imaging data obtained by the camera unit imaging the reference plane on which the measurement target is placed is obtained. A two-dimensional composite image data generation unit configured to generate the two-dimensional composite image data for displaying the two-dimensional composite image acquired by combining the second imaging data acquired a plurality of times and the plurality of times;
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第2の制御部は、前記移動ブロックが前記第1の方向の他方側に向かって移動するように制御することを特徴とする、請求項3に記載の三次元計測装置。 The first control unit controls the moving block to move toward one side of the first direction;
The three-dimensional measurement apparatus according to claim 3, wherein the second control unit controls the moving block to move toward the other side in the first direction.
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|---|---|---|---|---|
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| US5164793A (en) * | 1991-09-13 | 1992-11-17 | Brown Group, Inc. | Shoe size selection system and apparatus therefor |
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| JP4551626B2 (en) * | 2002-04-04 | 2010-09-29 | 香川県 | Stereo measurement method and stereo measurement device for hands |
| JP4608293B2 (en) * | 2003-12-25 | 2011-01-12 | 株式会社プレックス | Hand three-dimensional measuring apparatus and method |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110638425A (en) * | 2019-09-23 | 2020-01-03 | 北京华德恒业科技有限公司 | Intelligent hand-diagnosis imaging device and method, and computer-readable storage medium |
| KR102192341B1 (en) * | 2020-08-03 | 2020-12-17 | 사단법인 대한산업안전협회 | Moving shot based structure inspection apparatus using smartphone |
| JP2025507197A (en) * | 2022-03-24 | 2025-03-13 | ▲騰▼▲訊▼科技(深▲セン▼)有限公司 | Palm Recognition Device |
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