[其他]產(chǎn)生三維形狀的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000002933
• 申請(qǐng)日: 1985-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85102933B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡田愿介;飯島剛平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 川崎重工業(yè)株式會(huì)社
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 李祥民;李先春

在從具有三維形狀的物體產(chǎn)生等于或相似于該三維形狀的裝置和方法中，將激光光線照射到物體上，用圖象攝取器攝取激光光點(diǎn)，而光點(diǎn)的二維位置由在物體的垂直方向上對(duì)每一個(gè)微距求得，從而產(chǎn)生三維形狀。

本發(fā)明是關(guān)于產(chǎn)生三維形狀或三維物體的方法及裝置，例如從具有三維形狀的物體（如人體等）給出三維圖像的方法及裝置。

曾有使用仿形機(jī)床，鑄造，倒模等手段來(lái)產(chǎn)生與具有三維形狀的物體等同的三維形狀的提議。

但這些提儀的缺點(diǎn)是由于仿形機(jī)床、鑄造等的空間局限性，對(duì)需形成三維形狀模型的物體有一定限制，故不能復(fù)制具有復(fù)雜輪廓及明顯凹凸的物體的三維形狀。另外，如果物體是由柔性材料制成，則其仿形加工便需要藝術(shù)感和高度技藝。

在《自動(dòng)化技術(shù)》月刊1981年2月的13卷第2期第45-49頁(yè)上的、標(biāo)題為“利用圖形技術(shù)復(fù)制物體”的一文中，介紹了應(yīng)用ITV攝像機(jī)攝取射在一物體上的狹縫光學(xué)圖像，從而提供物體表面光線產(chǎn)生的光線空間坐標(biāo)，以及復(fù)制物體的可能性。然而，該文并沒(méi)有介紹任何用于復(fù)制物體的具體設(shè)備。

本發(fā)明的主要目的是提供一種方法及裝置、它能以簡(jiǎn)易的測(cè)量方法來(lái)產(chǎn)生三維形狀，并能以極高的準(zhǔn)確度產(chǎn)生與三維形狀物體相等或以一定放大倍數(shù)的三維形狀，且不論該物體的形狀是否復(fù)雜及材料是否堅(jiān)硬。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的，將一束激光射到三維形狀的物體上，并攝取這樣產(chǎn)生的該物體的光學(xué)圖像，以提供該光學(xué)圖像的二維位置，由激光得到的光學(xué)切割平面用于測(cè)量整個(gè)物體，而三維形狀便可基于該光學(xué)切割平面來(lái)產(chǎn)生。

本發(fā)明的其它目的和特征將隨著下面結(jié)合附圖的描述而顯而易見(jiàn)，其中：

圖1A及1B分別為本發(fā)明的第一實(shí)施例的正視及側(cè)視圖;

圖2A及2B是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例中物體的光學(xué)圖像的測(cè)量的示意圖;

圖3表示ITV攝像機(jī)（二維圖像攝取裝置）攝取的圖像視圖;

圖4表示圖3所示圖像的圖像信號(hào)的狀態(tài);

圖5是表示本發(fā)明一實(shí)施例中截面形狀操作的數(shù)據(jù)處理的方框圖;

圖6A及6B為本發(fā)明第二實(shí)施例的正視及側(cè)視圖;

圖7A及7B是說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例中物體的光學(xué)圖像的測(cè)量的視圖;

圖8A、8B及8C是表示本發(fā)明第二實(shí)施例中一維線傳感器攝像機(jī)（圖像攝取裝置）的攝取狀態(tài)的示意圖;

圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施例中截面形狀操作的數(shù)據(jù)處理的方框圖;

圖10A及10B分別為本發(fā)明第三實(shí)施例的正視及側(cè)視圖;

圖11所示是本發(fā)明第三實(shí)施例中PSD攝像機(jī)攝取的光學(xué)軌跡圖;

圖12表示本發(fā)明第三實(shí)施例中所用的PSD攝像機(jī)的攝像屏;

圖13為表示本發(fā)明第三實(shí)施例中一個(gè)三維形狀的產(chǎn)生與其操作的方框圖;

圖14表示本發(fā)明第三實(shí)施例中的二維形狀存儲(chǔ)圖表;

圖15表示第三實(shí)施例中將二維形狀轉(zhuǎn)換成三維結(jié)構(gòu)的原理;

圖16表示將二維形狀轉(zhuǎn)換為如圖14所示的三維形狀的存儲(chǔ)圖表;

圖17表示第三實(shí)施例中形成用于產(chǎn)生三維形狀的平行截面的原理;

圖18表示用于形成如圖17所示平行截面的存儲(chǔ)圖表;

圖19為本發(fā)明第四實(shí)施例的側(cè)視圖;

圖20表示第四實(shí)施例中所用的＊攝像機(jī)（二＊攝像裝置）的屏幕;

圖21表示在圖20所示的圖像平面上，其圖像信號(hào)的狀態(tài);

圖22A及22B分別為本發(fā)明的第五實(shí)施例的側(cè)視及前視圖;

圖23表示第五實(shí)施例中所使用ITV攝像機(jī)的圖像;