專利名稱：形狀測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于邊沿導(dǎo)軌移動邊在該導(dǎo)軌上的多個測定位置測定被測定物形狀的測定頭的形狀測定裝置，尤其涉及適于測定腳形的形狀測定裝置。
背景技術(shù)：
以往，將點(diǎn)光或狹縫光等光線照射到被測定物，從在被測定物表面被觀察的光像位置來使該3維形狀復(fù)元的有源立體型形狀測定裝置已為人知。作為這種形狀測定裝置，有一種裝置為測定被測定物的形狀，由旋轉(zhuǎn)反光鏡來使點(diǎn)光或狹縫光掃描。在「計測與控制」雜志(1999Vol.38 No.4 P285-P288)中，記載了一種利用這種形狀測定裝置來測定腳形的系統(tǒng)。
在上述腳形測定系統(tǒng)中，在1個形狀測定裝置中，只能測定從該裝置來觀察的部分的形狀，不能測定其相反側(cè)等隱蔽部分的形狀。因此，需要在腳的周圍配置12個形狀測定裝置，在計算機(jī)上對基于這12個形狀測定裝置的測定結(jié)果進(jìn)行合成，由此來測定腳的整體形狀。
然而，由于在該系統(tǒng)中，在腳的周圍配置多個形狀測定裝置，因而存在著不僅系統(tǒng)規(guī)模龐大，價格上揚(yáng)，而且難以精度良好地合成基于多個形狀測定裝置的測定結(jié)果的問題。
與此相對，一種測定者手持測定頭，使測定頭在被測定物周圍移動，來進(jìn)行測定，由此來測定被測定物整體形狀的形狀測定裝置被提出。在該形狀測定裝置中，通過2臺攝像機(jī)來從上方對設(shè)于測定頭上的多個點(diǎn)標(biāo)進(jìn)行攝像，由此來測定測定頭的位置及方向。
此外在測定人腳形狀的場合下，考慮了一種設(shè)置具有環(huán)繞人腳的大小的長圓型(使對置的2個半圓沿長度方向伸長的2邊相連的形狀)導(dǎo)軌，使測定頭沿著該導(dǎo)軌移動的方法。
將用于使測定頭移動的導(dǎo)軌如上所述做成圓形及長圓形環(huán)路形狀后，可測定形狀的被測定物的大小便由導(dǎo)軌的大小限定。即，存在著即使在被測定物稍微大于包含導(dǎo)軌及測定頭的移動點(diǎn)標(biāo)的可測定范圍的場合下，也不能進(jìn)行形狀測定的問題。尤其在測定腳形的場合下，由于腳的大小因人而異，以及歐美人的腳比日本人大之類的因人種而異，因而有時腳不能插入環(huán)路形狀的導(dǎo)軌內(nèi)。
本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于提供一種可使可測定的被測定物的大小具有自由度的形狀測定裝置。另一目的在于提供比如在測定人腳的場合下，盡管有基于大人和孩子、性別、人種等的腳的大小差異，仍可測定腳的形狀的形狀測定裝置。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明的形狀測定裝置的特征在于，在具有用于邊沿導(dǎo)軌移動邊在該導(dǎo)軌上的多個測定位置測定被測定物形狀的測定頭的形狀測定裝置中，其導(dǎo)軌為U字狀，測定頭進(jìn)行用于邊沿導(dǎo)軌移動，邊從導(dǎo)軌上的多個測定位置測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的被測定物形狀的計測。
在被測定物是人的腳的場合下，腳的配置方向被決定為從U字狀導(dǎo)軌彎曲部的內(nèi)側(cè)向開放部的方向成為腳的長度方向。在該場合下，測定頭進(jìn)行用于邊沿U字狀導(dǎo)軌移動，邊在導(dǎo)軌上的多個測定位置測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的腳的形狀的計測。
在被測定物是人的腳的場合下，作為測定頭，采用具備用于對配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)的腳照射光線的光源；對由光源照射到腳上的光線進(jìn)行攝像的攝像機(jī)的裝置。因此，在導(dǎo)軌上的多個測定位置，通過算出由攝像機(jī)攝影的光線的坐標(biāo)，來測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)的腳的形狀。


圖1是表示本發(fā)明實施方式中形狀測定裝置構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。
圖2是表示測定頭的平面圖。
圖3是表示測定頭的構(gòu)成的部分切口平面圖。
圖4是說明測定原理的說明圖。
圖5是說明利用測定頭來進(jìn)行測定點(diǎn)的位置測定的方法的說明圖。
圖6是表示作為被測定物的腳、導(dǎo)軌、測定頭的位置關(guān)系的概略平面圖。
圖7是表示基于控制裝置的測定頭的控制處理順序的流程圖。
圖8是表示測定頭的變位的模式圖。
圖9是表示導(dǎo)軌的變形例的平面圖。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的實施方式作以說明。
〔1〕形狀測定裝置的說明圖1表示本發(fā)明一種實施方式中的形狀測定裝置的概略構(gòu)成。
在測定臺201中，固定有U字狀導(dǎo)軌204，在由該導(dǎo)軌204圍繞的區(qū)域內(nèi)，承載作為被測定物的腳100。
在臺201上，安裝有可相對臺201裝、卸的支柱202，在其上部，安裝有水平桿203。
形狀測定裝置具備由測定者在導(dǎo)軌204上移動的測定頭10；安裝于水平桿203的兩端部的立體攝像機(jī)21、22；由進(jìn)行這些控制及各種運(yùn)算等的個人計算機(jī)組成的控制裝置30。在各立體攝像機(jī)21、22的攝像透鏡上，安裝有使圖2所示6個點(diǎn)標(biāo)14所發(fā)出的光的頻帶有選擇地透過的帶通濾光器23。
圖2、圖3表示測定頭10的概略構(gòu)成。
測定頭10具備前面開口的矩形殼體；被收容于殼體內(nèi)的2臺CCD攝像機(jī)12a、12b以及使激光上下掃描，形成狹縫光來構(gòu)成的狹縫光源13。此外測定頭10具備用于沿著導(dǎo)軌204來順時鐘或反時鐘移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未圖示)。
在測定頭10的殼體上面，設(shè)有由6個LED光源14a～14f組成的點(diǎn)標(biāo)14。
構(gòu)成點(diǎn)標(biāo)14的6個LED光源為特定測定頭10的方向，不是點(diǎn)對稱地配置，而是相對測定頭10的中心線來線對稱地配置。這里，在殼體的上面，5個點(diǎn)的LED光源14b、14c、14d、14e、14f配置為長方形，在其重心位置配置1個LED光源14a。
為測定3維空間下測定頭10的位置及方向，作為點(diǎn)標(biāo)14，至少需要3個LED光源便足夠，但通過采用4個以上的LED光源，可以使測定頭10的位置及方向的測定精度最小按其平方來提高。
測定頭10由未圖示的支持機(jī)構(gòu)，被安裝為可沿著導(dǎo)軌204移動。測定頭10為檢測以導(dǎo)軌204上的規(guī)定位置為基準(zhǔn)的測定頭10的位置而配備編碼器(省略圖示)。編碼器10的輸出被輸入到控制裝置30。
〔2〕形狀測定裝置的測定原理說明基于圖4，對形狀測定裝置的基本測定原理作以說明。
由測定者利用在導(dǎo)軌204上移動的測定頭10，來測定某測定點(diǎn)A的坐標(biāo)。以測定頭中心的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x，y，z)來表示被測定的坐標(biāo)。該坐標(biāo)系是隨著測定頭10的移動而移動的坐標(biāo)系。
另一方面，被測定物100的形狀由固定的坐標(biāo)系來表示，該坐標(biāo)系稱為全球坐標(biāo)系。將由測定頭10測定的測定點(diǎn)的全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)設(shè)為(X，Y，Z)。由于被測定物100的形狀有必要由全球坐標(biāo)系來記述，因而將由測定頭10測定的測定點(diǎn)A的測定頭中心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x，y，z)轉(zhuǎn)換為全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(X，Y，Z)。該轉(zhuǎn)換利用表示測定頭10的移動的旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t，基于下式(1)來進(jìn)行。
XYZ=R·xyz+t---(1)]]>因此，通過將全球坐標(biāo)系中測定頭10的位置及方向作為旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t來求出，可將測定頭中心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x，y，z)轉(zhuǎn)換為全球坐標(biāo)系的坐標(biāo)(X，Y，Z)。
〔3〕基于形狀測定裝置的形狀測定處理順序的說明基于該形狀測定裝置的形狀測定由以下處理序列來實行。
首先，在進(jìn)行實際測定之前，先進(jìn)行事前處理(以下的第1步驟及第2步驟)。
〔3-1〕第1步驟即，將全球坐標(biāo)系中測定頭10的各測定位置有關(guān)的信息存儲到對應(yīng)于該測定位置中的編碼器輸出值來搭載到控制裝置30的存儲器(省略圖示)。所謂全球坐標(biāo)系中測定頭10的各測定位置有關(guān)的信息，系指表示全球坐標(biāo)系中測定頭10的移動的旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t。
以下作更具體的說明。
由立體攝像機(jī)21、21來測定設(shè)于測定頭10的各點(diǎn)標(biāo)14的全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。由于該位置測定方法作為立體法而廣為人知，因而省略其說明。
接下來，將構(gòu)成點(diǎn)標(biāo)14的各LED光源14a～14f的測定頭中心坐標(biāo)分別設(shè)為(xi，yi，zi)，將由立體攝像機(jī)21、21測定的各LED光源14a～14f的全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別設(shè)為(Xi，Yi，Zi)。但i為1、2、......、6。各LED光源14a～14f的測定頭中心坐標(biāo)(xi，yi，zi)是已知的。
將表示測定頭10的移動的旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移向量t作為滿足下式(2)的矩陣R與向量t來求出。這樣，將所求出的矩陣R和向量t與其測定位置中的編碼器的輸出值對應(yīng)來存儲到存儲器。
minΣi[(Xi-xi)2+(Yi-yi)2+(Zi-zi)2]---(2)]]>這里XiYiZi=Rxiyizi+1]]>使測定頭10沿著導(dǎo)軌204移動，對導(dǎo)軌204上的所有測定位置，反復(fù)進(jìn)行上述處理，生成使編碼器的輸出值與該位置中的旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t相對應(yīng)的表。
〔3-2〕第2步驟將支持立體攝像機(jī)21、22的支柱202從臺201取下。這樣，在事前處理結(jié)束后，實際進(jìn)行被測定物100的測定。這里，對被測定物是人腳100的場合作以說明。
〔3-3〕第3步驟利用測定頭10，來求出測定頭中心坐標(biāo)系中的被測定物(腳)100上的測定點(diǎn)坐標(biāo)。
圖5表示基于測定頭10的測定點(diǎn)的位置測定方法。
如圖5所示，所謂測定頭中心的坐標(biāo)系，是一種以CCD攝像機(jī)12的光學(xué)中心為原點(diǎn)，以光軸方向為z軸，以CCD攝像機(jī)12的水平方向為x軸，以CCD攝像機(jī)12的垂直方向為y軸的坐標(biāo)系。CCD攝像機(jī)12的圖像面S存在于相距原點(diǎn)為焦距f的位置上。即，圖像面S是一個與x-y平面平行，而且z＝f的平面。
基于測定頭10的位置計測方法本身是一種被稱為光切斷法的周知的測定方法。將來自被測定物100表面上的狹縫光源13的狹縫光所照射的線上的規(guī)定點(diǎn)作為測定點(diǎn)A。
將該測定點(diǎn)A的測定頭中心的坐標(biāo)設(shè)為(x，y，z)，將與圖像面S上的測定點(diǎn)A對應(yīng)的觀察點(diǎn)A′的坐標(biāo)設(shè)為(xs，ys，f)，將表示狹縫光的平面的方程式設(shè)為ax+by+cz+d＝0。觀察點(diǎn)A′的坐標(biāo)(xs，ys，f)中的f作為CCD攝像機(jī)12的焦距是已知的，(xs，ys)從在圖像面觀察的狹縫光的像素位置來求出。
表示狹縫光的平面的方程式由測定頭10的校正來求出。因此，通過求解由將x，y，z，α作為未知數(shù)的下式(3)所表示的連立方程式，可求出(x，y，z)。
ax+by+cz+d＝0x＝α·xs…(3)y＝α·ysz＝α·f這些處理基于CCD攝像機(jī)12的輸出，由控制裝置30來進(jìn)行。
〔3-4〕第4步驟在第4步驟中，基于編碼器的輸出，從控制裝置30的存儲器讀出對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移向量t。
〔3-5〕第5步驟在第5步驟中，基于在第4步驟中讀出的旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移向量t，將在第3步驟中求出的測定頭中心坐標(biāo)系中被測定物(腳)100上的測定點(diǎn)坐標(biāo)(x，y，z)轉(zhuǎn)換為全球坐標(biāo)系的坐標(biāo)(X，Y，Z)。
通過使測定頭10沿著導(dǎo)軌204移動，并對導(dǎo)軌204上的所有測定位置重復(fù)進(jìn)行第3～第5步驟的處理，作為每次所獲得的測定點(diǎn)全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(X，Y，Z)的集合，來求出被測定物(腳)100的形狀。
這樣，根據(jù)本實施方式，由于利用使測定頭10的導(dǎo)軌204上的位置與該位置上的旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t相對應(yīng)了的表數(shù)據(jù)，將利用測定頭10所獲得的測定點(diǎn)的測定頭中心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為全球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，因而在形狀測定時，可不用立體攝像機(jī)21、22，可通過簡潔的構(gòu)成，而且在使用者意識不到攝像機(jī)的視野及導(dǎo)線的障礙的情況下，來進(jìn)行被測定物的形狀測定，可提供更高的使用感。
〔4〕對測定頭10的控制方法作以說明。
以下對基于利用了U字狀導(dǎo)軌204的本實施方式中的控制裝置300的測定頭10的控制方法作以說明。
在測定時，將腳置于導(dǎo)軌204內(nèi)。此時，將U字狀導(dǎo)軌204的圓弧部的中心位置作為腳跟的中心來載置腳。通過如此載置腳，可對各種大小的腳(長度各異的各種腳)來測定腳形。
圖6按時間序列來表示在U字狀導(dǎo)軌204內(nèi)載置右腳100，測定該右腳的形狀的場合下測定頭10的動作。
10a表示測定頭10處于左起始位置LHP的場合。在測定頭10處于左起始位置LHP的場合下，使測定頭10從左起始位置LHP的位置沿著導(dǎo)軌204反時針方向移動。
10b表示測定頭10處于檢測出右腳100的腳尖的位置的場合。10c表示測定頭10處于被設(shè)置于右腳100的腳腕附近的右腳用攝像機(jī)切換位置SWP1的位置的場合。10d表示測定頭10處于從10a所示的腳尖檢測位置計算出的計測結(jié)束位置的場合。10e表示測定頭10處于右起始位置RHP的位置的場合。
圖7表示基于控制裝置300的測定頭10的控制處理順序。
首先，作為計測準(zhǔn)備處理，進(jìn)行步驟S1～S4的處理。
在計測準(zhǔn)備處理中，首先獲取計測方向(步驟S1)。即，獲取測定頭10的移動方向(是順時針方向還是反時針方向)。在已進(jìn)行了腳測定的場合下，由于在后述的最終步驟S15，存儲下一次的計測方向，因而將所存儲的下一次的計測方向作為此次的計測方向來獲取。在未存儲下一次的計測方向的場合下，基于接近于當(dāng)前的測定頭10的位置的起始位置，來自動選擇開始移動的計測方向。
即，在測定頭10處于接近于左起始位置LHP的位置的場合下，選擇反時針方向來作為計測方向，在測定頭10處于接近于右起始位置RHP的位置的場合下，選擇順時針方向來作為計測方向。在該例中，假設(shè)測定頭10處于接近于左起始位置LHP的位置，作為計測方向，獲得了反時針方向。
接下來，獲取測定對象的腳是右腳還是左腳的選擇結(jié)果(步驟S2)。測定對象的腳是右腳還是左腳的選擇通過對控制裝置300，由操作者在顯示器上進(jìn)行規(guī)定的選擇操作來進(jìn)行。在該例中，假設(shè)如圖6示例所示，選擇了右腳。
接下來，使測定頭10向由計測方向決定的起始位置(HP)移動(步驟S3)。即，在計測方向為反時針方向的場合下，使測定頭10向左起始位置LHP(圖6的10a所示的位置)移動，在計測方向為順時針方向的場合下，使測定頭10向右起始位置RHP(圖6的10e所示的位置)移動。在該例中，由于計測方向為反時針方向，因而測定頭10向左起始位置LHP移動。
此后，基于計測方向，來選擇最初用于計測的攝像機(jī)(步驟S4)。即，在2個攝像機(jī)12a與12b中，選擇面向計測方向位于后側(cè)的攝像機(jī)。在計測方向為反時針方向的場合下，選擇攝像機(jī)12a，在計測方向為順時針方向的場合下，選擇攝像機(jī)12b。
在該例中，假設(shè)作為最初用于計測的攝像機(jī)，選擇了攝像機(jī)12a。這樣，如圖6中10b所示，更易于檢測出腳尖的攝像機(jī)，即面向移動方向位于后側(cè)的攝像機(jī)12a作為最初用于計測的攝像機(jī)被選擇。
步驟S1～S4的計測準(zhǔn)備處理結(jié)束后，進(jìn)行步驟S5～S7的腳前端探索處理。腳前端探索處理是用于檢測腳的腳尖的處理。在腳前端探索處理中，不進(jìn)行形狀測定。
在腳前端探索處理中，首先，提高計測頭10的移動速度，開始用于檢測腳尖(腳前端)的計測(步驟S5)。即，在圖8中如箭頭V1所示，邊使計測頭10快速移動，邊進(jìn)行用于檢測腳尖的計測。在檢測出腳尖后(步驟S6)，使測定頭10停止，將所檢測出的腳尖位置(腳前端位置)存儲到存儲器，同時從所檢測出的腳尖位置來算出計測結(jié)束位置，并存儲到存儲器(步驟S7)。
在該例中，通過測定頭達(dá)到圖6中10b所示的位置，來檢測腳尖位置。這樣，從所檢測出的腳尖位置，與此對應(yīng)的導(dǎo)軌204的右側(cè)部分位置(圖6中10d所示的位置)作為計測結(jié)束位置被算出。
此外在腳前端探索處理中，由于測定頭10高速移動，因而在見到了腳前端的時點(diǎn)下，測定頭10已經(jīng)越過了與腳前端位置對應(yīng)的位置(已超程)。為此使測定頭10在高速下只返回規(guī)定的距離(3～5cm)(步驟S8)。在該例中，如圖8中箭頭V2所示，使其按順時針方向只移動規(guī)定的距離。
接下來，進(jìn)行步驟S9～S12的主計測處理。在主計測處理中，進(jìn)行用于測定腳形的計測處理。在主計測處理中，首先，進(jìn)行細(xì)致模式下的計測處理(步驟S9)。即，邊使測定頭10以低速移動，邊縮小測定位置間隔，來進(jìn)行計測處理。在該例中，如圖8中箭頭V3所示，邊使測定頭10以低速移動，邊縮小測定位置間隔，來進(jìn)行計測處理。
之所以如此在導(dǎo)軌204的開放端附近進(jìn)行細(xì)致模式下的計測處理，是因為與導(dǎo)軌204的彎曲部相比，在導(dǎo)軌204的開放端附近，由相對腳前端配置于橫側(cè)的攝像機(jī)來進(jìn)行計測，因而測定精度降低，所以需要縮小測定位置間隔，以提高測定精度。
測定頭10超過設(shè)定為距離腳尖位置比如5cm的范圍后，進(jìn)行通常模式下的計測處理(步驟S10)。即，在測定頭10通過了腳尖附近后，邊使測定頭10以中速移動，邊增大測定位置間隔，來進(jìn)行計測處理。在該例中，如圖8中V4所示，邊使測定頭10以中速移動，邊增大測定位置間隔，來進(jìn)行計測處理。
通常模式下的計測處理中的測定位置間隔被設(shè)定為細(xì)致模式下計測處理中測定位置間隔的比如1.5倍。進(jìn)行步驟S9的細(xì)致模式下的計測處理的范圍可在控制裝置30中預(yù)先設(shè)定，或者基于腳的大小來自動設(shè)定。
在進(jìn)行基于步驟S10的通常模式下的計測處理的過程中，測定頭10到達(dá)規(guī)定的攝像機(jī)切換位置后，切換計測中使用的攝像機(jī)(步驟S11)。在右腳測定的場合下，不管計測方向如何，在測定頭10到達(dá)設(shè)定于右腳腕附近的右腳用攝像機(jī)切換位置SWP1(參照圖6)的場合下，計測中使用的攝像機(jī)被切換。在左腳測定的場合下，不管計測方向如何，在測定頭10到達(dá)設(shè)定于左腳腕附近的左腳用攝像機(jī)切換位置SWP2(參照圖6)的場合下，計測中使用的攝像機(jī)被切換。
在該例中，由于是右腳測定，而且最初計測中使用的攝像機(jī)是攝像機(jī)12a，因而在測定頭10到達(dá)圖6的右腳用攝像機(jī)切換位置SWP1的場合下，計測中使用的攝像機(jī)被從第1攝像機(jī)12a切換為第2攝像機(jī)12b。
在切換了計測中使用的攝像機(jī)之后，還進(jìn)行通常模式下的計測處理(步驟S12)。
由于在切換了計測中使用的攝像機(jī)后，計測中使用的攝像機(jī)的位置發(fā)生變化，因而用于形狀測定的運(yùn)算處理也被切換。此外即使由于切換了計測中使用的攝像機(jī)，在形狀測定的運(yùn)算處理中發(fā)生一些比如誤差及不連續(xù)，但由于在腳腕位置其凹凸較少，因而測定誤差的影響較小。
此后，在測定頭10到達(dá)腳尖5cm前的位置后，進(jìn)行細(xì)致模式下的計測處理(步驟S13)。在該例中，如圖8中箭頭V5所示，邊使測定頭10低速移動，邊縮小測定位置間隔，來進(jìn)行計測處理。
此外將在步驟S7算出的計測結(jié)束位置(在該例中為圖6中10d所示的位置)作為腳尖位置，來判定測定頭10是否到達(dá)了腳尖5cm前的位置。持續(xù)進(jìn)行步驟S13的計測處理，直至測定頭10到達(dá)計測結(jié)束位置(在該例中為圖6中10d所示的位置)，或直至到達(dá)超過了該位置規(guī)定距離(比如2cm)的位置。
如上所述，用于右腳的形狀測定的計測處理結(jié)束后，使測定頭高速移動，直至達(dá)到由計測方向決定的起始位置(步驟S14)。在如本例所示，計測方向為反時針方向的場合下，如圖8中箭頭V6所示，使測定頭10移動，直至達(dá)到右起始位置RHP。在計測方向為順時針方向的場合下，使測定頭10移動，直至達(dá)到左起始位置LHP。
此后，將當(dāng)前的計測方向及相反方向作為下一次的計測方向來存儲到存儲器(步驟S15)。這樣，便結(jié)束此次的測定頭10的控制處理。
根據(jù)上述實施方式，由于導(dǎo)軌為U字狀，因而與具有圓形、長圓形等環(huán)路狀導(dǎo)軌的形狀測定裝置相比，可使被測定物的大小，尤其是被測定物的長度具有自由度。
〔5〕對變形例的說明在上述實施方式中，將腳配置為其腳尖朝向U字狀導(dǎo)軌204的開放端側(cè)，腳跟位于導(dǎo)軌204的彎曲部分側(cè)，但也可以將腳配置為其腳跟朝向U字狀導(dǎo)軌204的開放端側(cè)，腳尖位于導(dǎo)軌204的彎曲部分側(cè)。這樣，可提高腳尖的測定精度。
此外在上述實施方式中，利用立體攝像機(jī)21、22的輸出來求出全球坐標(biāo)系下測定頭的位置有關(guān)的信息，即旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t，但也可以在預(yù)先特定針對臺201的導(dǎo)軌204的軌道后，不使用立體攝像機(jī)21、22來求出旋轉(zhuǎn)矩陣R及平移向量t。
在上述中，對采用了U字狀導(dǎo)軌204的實施方式作了說明，但即使是利用了在長度方向很長的長圓形導(dǎo)軌204的裝置，構(gòu)成為為測定腳跟而使測定頭10沿著一方的圓弧部分移動，而另一方圓弧部分不移動的場合，即，實質(zhì)上作為U字型導(dǎo)軌來使用的場合，也屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。
比如，在測定大人的腳形的場合下，利用長圓形導(dǎo)軌整體，來進(jìn)行測定頭沿著導(dǎo)軌整體繞行方式下的形狀測定，在測定兒童的腳形的場合下，可以將腳配置為其腳跟位于一方圓弧的中心位置，將該導(dǎo)軌的一部用作上述實施方式中的U字型導(dǎo)軌。
此外作為測定頭10，如果能由有源立體計測方法來測定被測定物上測定點(diǎn)的位置，則即使與上述實施方式相異的裝置也可以。比如，也可以取代狹縫光源13，采用點(diǎn)光源。
此外，作為上述測定頭10，采用具有2組計測光學(xué)系統(tǒng)，即，具有2臺CCD攝像機(jī)12a、12b和1臺狹縫光源13的裝置，但也可以采用具有1組計測光學(xué)系統(tǒng)，即，具有1臺CCD攝像機(jī)和1臺狹縫光源的裝置。
此外，作為U字狀導(dǎo)軌，采用如圖6所示，由半圓的彎曲部分和從其兩端分別延長的2個直線部分構(gòu)成的裝置，但如果大致是U字狀，則也可以采用不同于圖6形狀的導(dǎo)軌。
比如，為擴(kuò)大開放端部的可計測范圍，也可以采用如圖9所示，U字開放端部向內(nèi)側(cè)收縮形狀的導(dǎo)軌204A。在采用如圖9所示，具有1臺CCD攝像機(jī)12和1臺狹縫光源11，即，具有1組計測光學(xué)系統(tǒng)的測定頭10A的場合下，導(dǎo)軌204A的開放端部附近的可計測范圍也擴(kuò)大。
權(quán)利要求
1.一種形狀測定裝置，具有用于邊沿導(dǎo)軌移動邊在該導(dǎo)軌上的多個測定位置測定被測定物形狀的測定頭，其特征在于導(dǎo)軌為U字狀，測定頭進(jìn)行用于邊沿導(dǎo)軌移動，邊在導(dǎo)軌上的多個測定位置測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的被測定物形狀的計測。
2.權(quán)利要求1中記載的形狀測定裝置，其特征在于被測定物是人的腳，腳的配置方向被決定為從U字狀導(dǎo)軌彎曲部的內(nèi)側(cè)向開放部的方向成為腳的長度方向。
3.權(quán)利要求2中記載的形狀測定裝置，其特征在于測定頭進(jìn)行用于邊沿U字狀導(dǎo)軌移動，邊在導(dǎo)軌上的多個測定位置測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的腳的形狀的計測。
4.權(quán)利要求3中記載的形狀測定裝置，其特征在于測定頭，具備光源，其用于對配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)的腳照射光線；攝像機(jī)，其對由光源照射到腳上的光線進(jìn)行攝像，在導(dǎo)軌上的多個測定位置，通過算出由攝像機(jī)攝影的光線的坐標(biāo)，來測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)的腳的形狀。
全文摘要
在具有用于邊沿導(dǎo)軌移動邊在該導(dǎo)軌上的多個測定位置測定被測定物形狀的測定頭的形狀測定裝置中，其導(dǎo)軌為U字狀，測定頭進(jìn)行用于邊沿導(dǎo)軌移動，邊在導(dǎo)軌上的多個測定位置測定配置于U字狀導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)的被測定物形狀的計測。
文檔編號A43D1/02GK1533495SQ0281442
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月17日
發(fā)明者藤田日出人, 蚊野浩, 手島昌之, 吉田博明, 福本晉平, 之, 平, 明 申請人:三洋電機(jī)株式會社