2006 Fiscal Year Annual Research Report
格子投影法を用いた高精度・高速三次元形状計測に関する研究
Project/Area Number |
06J02149
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Research Institution | Wakayama University |
Principal Investigator |
李 志遠 和歌山大学, システム工学研究科, 特別研究員PC2
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Keywords | 格子投影法 / 三次元形状計測 / 位相シフト法 / DMD / DMDカメラ / 画素対応 / モアレ / 位相解析 |
Research Abstract |
格子投影法による物体の三次元形状計測を目的とし,画素ごとに高速シャッター機能がありかっ露光時間を調整できるDMD(Digital Micro-mirror Device)カメラを開発した.DMDカメラの光学系において,最も適している結像レンズ選びを行った.DMDの各ミラーを高速制御できるように,専用のコントロールボードを導入した.特にDMDカメラにおいて,容易に現場で使えるモアレパターンを用いた目視による調整手法を開発した.この手法は1枚の画像に対して簡単な画像処理を行うだけリアルタイムで光学の位置ずれを示すモアレパターンを観察することができ,視覚的に6軸(3軸であるx, y, zの位置と各軸の回転)のずれを容易に把握することができる. 次に,より高精度に位置合わせができるように,位相シフトモアレ法を用いて位相解析することよりモアレの位相分布を得ることができる調整手法を開発した.この手法では,1枚の画像からモアレの位相分布を求めることができ,さらに定量的に光学系のずれ量を知ることができる.これより,画素オーダーの25分の1以上の精度で画素対応を行うことができた.その結果,(1)画素ごとに高速シャッター機能をもっカメラができた.(2)画素ごとに露光時間が調整できるようになった. DMDカメラをさらに格子投影法による三次元形状計測へ応用し,(1)位相をシフトする間に4回高速にDMDのパターンを切り換えることで,CCDカメラの1フレームで形状を得る方法を考案した.(2)計測する物体の反射率にあわせて,DMDの表示するパターンを変えて広輝度レンジの形状計測が行えるアルゴリズムを考案した.従来の方法に比べて,より高精度・高速な三次元形状計測が行える方法である.
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Research Products
(3 results)