專利名稱：三維形狀測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維形狀測量裝置，該裝置用于測量被測物體(例如人體)表面的三維形狀。
所知的一種傳統(tǒng)的三維形狀測量裝置是日本專利公報No.Hei 5-71882中所描述的那種。這種三維形狀測量裝置具有如

圖13A和13B所示的結(jié)構(gòu)，使其具有一個距離測量圓環(huán)120，在測量圓環(huán)120中成環(huán)狀排列著一批用于測量到被測物體2表面的距離的探測頭121，并且整個圓環(huán)可沿垂直方向移動，一個用于導引測量圓環(huán)120垂直移動的導引構(gòu)件102，一個移動測量圓環(huán)120的驅(qū)動機構(gòu)103。借助于該三維形狀測量裝置，將被測物體例如人體置于測量圓環(huán)120中，上下移動測量圓環(huán)120的同時操作探測頭121，在測量圓環(huán)120的每一垂直位置處采集每一個探測頭121測得的距離數(shù)據(jù)，隨后處理這些數(shù)據(jù)，這樣來測量被測量物體2的表面的三維形狀。由于測量圓環(huán)120的重量是如此之大，由于慣性，這種三維形狀測量裝置在測量圓環(huán)120移動速度變得均勻前需要一段時間。為了在這段時間內(nèi)能同樣進行準確的形狀測量，探測測量圓環(huán)120的位置并且使測量圓環(huán)120的操作定時和探測頭121的相匹配，從而使被測物體2的形狀測量準確。
然而，這種傳統(tǒng)的三維形狀測量裝置具有如下所述的種種問題。
首先，為了準確測量被測物體的表面形狀，需要許多探測頭121，這樣增加了費用。此外，探測頭必須準確定位使其朝向一預定點(朝向中心)，這使調(diào)節(jié)困難。在安裝后要求工程師進行長時間的調(diào)節(jié)，增加了初步費用。
其次，由于安裝在測量圓環(huán)120中的每一個探測頭121(距離探測器)指向測量圓環(huán)120的中心，當被測物體2的表面具有凸出部位和凹陷處時，例如，當被測物體是人體時，腋窩下和兩腿分叉處下的凹陷部分被被測物體自身的其他部位所遮住，例如，被手臂或大腿股所遮住，這樣對凸出或凹陷部分的形狀就不能進行準確的測量。
第三、當被測物體是一種重量較重的物體，例如人體時，一旦將被測物體置于裝置中準備測量時，將由于被測物體的重量使裝置產(chǎn)生細微的變形。那么測量圓環(huán)和被測物體之間的相對位置將產(chǎn)生偏差，使測量不準確。為了解決這個問題，可以想到的是通過加固裝置的框架將裝置構(gòu)筑于剛度增強的結(jié)構(gòu)上。然而，這種結(jié)構(gòu)極大地增加了整個裝置的重量，將使裝置的裝配工作和安裝工作困難，從而降低了它的可操縱性。另處，該裝置只能安裝在能夠承受它的重量的地面上，安裝地點受到限制。此外，這也成為增加該裝置部件的費用的一個原因。
第四、測量物體被限定于比測量圓環(huán)的可移動范圍小的物體。具體地說，如果被測物體是一個高大的物體，高于測量圓環(huán)的可移動范圍，那么被測物體可被測量的形狀部分自然就僅限于在測量圓環(huán)的可移動范圍內(nèi)的部分。也就是說，存在不能測量被測物體的上面和下面部位形狀的情況。
第五、如果置于裝置中準備測量的被測物體在測量過程中移動，測量將無效并且被測物體可能碰到測量圓環(huán)從而損壞測量圓環(huán)。
第六、由于測量圓環(huán)很重，需要安裝一個大馬力的電機作為驅(qū)動設備以驅(qū)動測量圓環(huán)，這進一步增加了整個裝置的重量，同樣也增加了運轉(zhuǎn)電機所必須的電力。
為了解決上述問題完成了本發(fā)明。本發(fā)明的第一個目的是提供一種能夠用少量的探測器準確測量三維形狀的裝置。本發(fā)明的第二個目的是提供一種當被測物體是人體時能夠可靠地測量腋窩下和兩腿之間的分叉處下的部位的形狀的三維形狀測量裝置。本發(fā)明的第三個目的是提供一種輕型的能夠測量重物體的裝置。本發(fā)明的第四個目的是提供一種能夠可靠地測量大尺度被測物體的整體形狀的裝置。本發(fā)明的第五個目的是提供一種確保探測器的保護和被測物體的安全的裝置。最后，本發(fā)明的第六個目的是減少裝置的工作電力。
根據(jù)本發(fā)明的三維形狀測量裝置是一種以無接觸方式探測被置于測量區(qū)間中的被測物體的三維形狀的裝置，它包括(1)一個活動框架，該活動框架安裝在測量區(qū)間周圍以便圍繞通過測量區(qū)間中心的預定軸，并可沿預定軸的方向移動；(2)4個或4個以上的探測器，這些探測器用來測量到被測物體不同部位的表面的距離，探測器沿圓周方向被布置在活動框架上使多于一個的探測器主要被布置在活動框架的兩對邊的預定區(qū)域內(nèi)；(3)用于沿軸的方向移動活動框架的驅(qū)動機構(gòu)；(4)用于探測并輸出沿軸的方向移動的活動框架的位置的位置探測設備；和(5)用于根據(jù)每個探測器和位置探測設備的輸出結(jié)果計算活動框架在每一移動位置處時各個探測器到被測物體表面的距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)距離數(shù)據(jù)分析被測物體的表面的三維形狀的分析設備。
在該裝置中，被測物體被置于測量區(qū)間中，在沿預定軸的方向移動活動框架時，用布置在活動框架上的多個探測器來測量被測物體表面和探測器之間的距離。這些探測器被集中布置在活動框架上相對于測量區(qū)間的兩對邊上。因此，布置在一側(cè)的探測器和布置在另一側(cè)的探測器彼此相對。在被測物體表面有凸出部分和凹陷處的情況下，測量是在凸出和凹陷表面對著任一探測器的情況下進行的，從而實現(xiàn)到凸出和凹陷表面的距離的可靠測量。在探測器進行距離測量之際，表示處于距離測量情況下的活動框架的位置同樣由位置探測設備測量。表示處于距離測量情況下的相關(guān)探測器位置三維坐標的位置數(shù)據(jù)可從活動框架的位置得到。那么從這種位置數(shù)據(jù)和隨著活動框架的移動而探測到的探測器和被測物體之間的距離數(shù)據(jù)就是表示在測量區(qū)間內(nèi)的被測物體的表面位置的三維坐標。這種位置數(shù)據(jù)的集合就是表示被測物體表面形狀的三維數(shù)據(jù)。通過這種方法，具有凸出部分和凹陷處的物體的表面的三維形狀可被準確地測量。
在另一種可選安排中，根據(jù)本發(fā)明的一種三維形狀測量裝置包含有，用(2a)一批沿圓周方向布置在活動框架上的探測器來代替上面所說的(2)來測量到被測物體的不同位置的表面的距離，其特點是相關(guān)探測器的光軸并不交于軸方向上的投影面上的一點。
由于本裝置中所布置的探測器的方向各不相同從而可避免所有的探測器都對著測量區(qū)間的某一特定點(或者在探測器被布置在軸方向上的不同位置的情況下，對著平行于軸方向的一特定直線)，即使被測物體表面有凸出部分和凹陷處，通過布置被測物體使它的凸出和凹陷表面對著任一探測器，即可對到凸出和凹陷表面的距離進行可靠的測量，如同在前述的裝置中一樣。這樣可準確地測量物體表面的三維形狀。
此外，本裝置被安排成這樣，探測器通過三角測量法探測到被測物體的距離，各個探測器具有一個用來向被測物體投射光的光投射部分和布置在距離光投射部分一預定距離的用來接收從被測物體來的散射光或反射光的光接收部分，其中光投射部分實現(xiàn)在垂直于軸方向的方向上的一預定角度內(nèi)的光掃描。
這種布置使從光投射部分投射來的光在被測物體表面被無規(guī)則地反射(散射)，部分反射光入射到被布置在距離光投射部分預定距離的光接收部分中。從光投射部分經(jīng)由被測物體表面到光接收部分的光的光路形成一個三角形并且三角形的形狀取決于被測物體上的位置。其結(jié)果是，根據(jù)三角測量得到的到被測物體表面的距離的不同，角度或進入光接收部分的反射光的入射位置就不同。此外，垂直于軸方向的光掃描使一個探測器能夠測量對應于被測物體上的一批不同的表面位置的距離數(shù)據(jù)，從而允許以較小數(shù)量的探測器得到準確的測量，簡化了調(diào)節(jié)并且減少了制造成本及調(diào)節(jié)費用或在安裝中的類似費用。
裝置也可被這樣安排，即布置在活動框架同一側(cè)的彼此相鄰的探測器的相關(guān)光投射部分的掃描中心互相交于距離探測器比距離測量區(qū)間的中心更遠的地方。
由于這種安排使每個探測器對著對面的探測器，在被測物體表面具有凸出部分和凹陷處的情況下，當凸出和凹陷表面對著任一探測器時進行測量，這種安排更便于從光投射部分到凹陷表面的光的入射，并且使光接收部分更易于接收散射光。從而可以可靠地測量，例如腋下和兩腿分叉處下的部分的形狀。
裝置可被這樣安排，即將各個光接收部分布置在沿軸的方向距離布置在該探測器對面的其它探測器的光投射部分一預定距離的地方。這種安排甚至在被測物體沒有擋住各個探測器的光接收部分和布置在該探測器對面的探測器的光投射部分之間的空間的情況下，也可避免光投射部分的照射光直接進入相關(guān)探測器的光接收部分。即，可獲得低噪音、高度準確的測量。
活動框架可為U形或馬蹄形。這樣的話，活動框架的一面是開放的，開口部分可被用來供被測物體或類似物進出。
本裝置在測量區(qū)間中還可包含一個放置臺，被測物體被放置在其上。這種安排使對被測物體最低部分的測量成為可能。放置臺可拆卸使高大的被測物體的三維形狀也能被可靠地測量。
本裝置還可包含一個用于將測量區(qū)間和活動框架的移動空間分隔開的內(nèi)墻罩。內(nèi)墻罩可將測量區(qū)間和活動框架的移動空間可靠地分隔開，從而保證了安全的測量。
本裝置還可包含一個用于將測量區(qū)間和活動框架的移動空間分隔開的內(nèi)墻罩，該內(nèi)墻罩具有在探測器和被測物體之間透射光的窗口。這種內(nèi)墻罩可將測量區(qū)間和活動框架的移動空間可靠地分隔開并且避免探測器的輸入/輸出光被擋住。
本裝置可這樣安排，即軸的方向?qū)嵸|(zhì)上就是重力的方向，三維形狀測量裝置還包含一個安裝在測量區(qū)間上面的旋轉(zhuǎn)件，一個一端連著活動框架，另一端連著重量基本上和活動框架一樣的一個配重的柔韌細長的部件，所述柔韌細長部件掛在所述旋轉(zhuǎn)件上，其中驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)件并通過該柔韌細長的部件來移動活動框架。
這種安排利用和柔韌細長的部件相連的配重來基本上平衡活動框架，從而減小了旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)件以移動活動框架所需要的力。這樣增強了活動框架的移動能力并降低了裝置的電力消耗。
借助于后面的詳細說明和附圖將更全面地了解本發(fā)明，但它們只是本發(fā)明的例證，并不能認為是對本發(fā)明的限定。
借助于后面的詳細說明，本發(fā)明進一步的可應用范圍將是很明顯的。但是，需要了解的是詳細說明和在表示本發(fā)明的最佳實施例時的給出的具體例子只是本發(fā)明的例證，因為根據(jù)這個詳細說明，對本領(lǐng)域內(nèi)的有經(jīng)驗的人員來說，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種各樣的改變和修改都是很明顯的。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例得到的三維形狀測量裝置的總的簡圖；圖2為圖1II-II方向的斷面圖；圖3為表示圖1裝置中的探測器的布置情況的透視簡圖；圖4為表示圖3中的探測器的測量原理的說明圖；圖5為表示和圖2相聯(lián)系的探測器的光接收元件的另一具體例子的圖；圖6為圖1的三維形狀測量裝置的的水平斷面簡圖；圖7為圖1的三維形狀的處理系統(tǒng)的說明圖；圖8為圖1所示裝置中的控制板及其外圍裝置的框圖；圖9到圖11為表示圖1的三維形狀裝置中探測器的優(yōu)選位置的幾個例子的圖，其中各圖中的探測器的數(shù)目分別為6、4、5和8；圖12為表示一個不可取的定位例子圖，在該例子中4個探測器被布置在圖1的三維裝置中，用以和圖9到圖11的例子作比較；圖13A和圖13B為傳統(tǒng)的三維形狀測量裝置的結(jié)構(gòu)圖。
根據(jù)本發(fā)明的三維形狀測量裝置的實施例將根據(jù)附圖來描述。在附圖中同一部件用同一符號來表示，重復的說明將被略去。另外要指出的是附圖的尺寸和比例并不總是和說明書中的一致。
圖1為本發(fā)明的一個實施例的三維形狀測量裝置的總的簡圖，圖2為該三維形狀測量裝置1的水平斷面圖。如圖1所示，根據(jù)本實施例的三維形狀測量裝置是一種當被測物體是人體時，用來測量人體形狀的裝置(物體的輪廓，局部形狀等)。在裝置中有一測量區(qū)間11和一個被安排為可沿測量區(qū)間11垂直移動的活動框架3?；顒涌蚣?被用來沿垂直方向依次測量人體2的形狀，沿活動框架3的圓周方向布置一批探測器4?；顒涌蚣?的形狀是能夠圍繞測量區(qū)間的那種，例如，如圖2所示的馬蹄形。亦即，如果活動框架3的形狀是馬蹄形，在活動框架3的一個部位就有一切口部分31，無論活動框架3位于什么位置，人都可隨時進出測量區(qū)間，盡管活動框架圍繞著測量區(qū)間11。
探測器4是用來探測到位于測量區(qū)間內(nèi)的人體2的距離的，并被布置以便能在朝向人體2的不同方向探測到人體表面上不同位置的距離。在圖2中，所示的活動框架帶有6個探測器41到46，但是探測器4的數(shù)目可能是7個或更多，或者為5個或少于5個，如果在人體2的整個周邊內(nèi)形狀能被測量。但是，很明顯的是為了準確測量人體2的整個外部形狀必須需要3個探測器4，為了可靠地測量整個外部形狀，最好是布置4個或更多的探測器4。
探測器4被分成兩組布置(41到43和44到46)，每組3個，分別被布置在馬蹄形活動框架3的兩對邊上。關(guān)于探測器4布置的細節(jié)將在后面描述，首先說明各個探測器的結(jié)構(gòu)。這些探測器可以是，例如通過光學三角測量來探測距離的反射型光電探測器。
例如，探測器4具有一個光投射部分45和兩個光接收部分46，光接收部分46對稱地分別位于光投射部分45的上邊和下邊，如圖3所示。在光投射部分45中，用來將發(fā)散光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄獾墓鈱W投射透鏡43被布置在光發(fā)射部分41的前面，在光發(fā)射部分41上沿水平方向成線性排列著由LED芯片組成的光發(fā)射元件41b。這些光發(fā)射元件41b被控制以便按順序發(fā)射光，從而從光發(fā)射元件41b中發(fā)射出并且射向人體的光束41a在通過光學投射透鏡43后成扇形掃描。光束41a的這種水平掃描擴展了一個探測器4中光束41a的照射區(qū)域，也即擴展了探測器4可探測距離的范圍，這樣可允許減少每組探測器中探測器的數(shù)目。
另一方面，每個光接收部分46具有一個光接收元件42和一個被布置在它的前面用來接收反射光并聚集光于光接收元件42的表面上的光學接收透鏡44。光接收元件42是，例如，一個PSD(對位置靈敏的設備)。具體地說，光接收元件42具有由一電阻薄層構(gòu)成的光接收表面42a及分別被設置在光接收表面41a的上下側(cè)面的電極42b和42c。光接收元件42被布置以便當光入射到光接收表面42a時，在光接收位置產(chǎn)生光電流，該光電流被分成兩個電流分別流向電極42b、42c。那樣的話，根據(jù)光接收位置和每個電極42b、42c之間的電阻，光電流被分成兩個電流并分別流向電極42b、42c。因此，流向各自的電極42b、42c的電流的比例隨入射到光接收元件的入射光的光接收位置的不同而不同，這樣就可以探測光接收位置。
光投射部分45和光接收部分46被置于適當位置以便使它們的光軸能夠彼此一致。即，光發(fā)射部分41、光接收元件42、光學投射透鏡43及光接收透鏡44被安排成彼此平行。
現(xiàn)在來簡要地說明探測器4的測量原理。圖4表示出了探測器的測量原理。從LED芯片41a中發(fā)出的光穿過光學投射透鏡43，被被測物體人體2的表面無規(guī)則地反射，部分反射光被光學接收透鏡所聚集，入射到光接收元件42的光接收表面42a上的光接收位置SP。這里，假定L為光學投射透鏡43到人體2之間的距離，B為基寬，它是光學投射透鏡43的光軸中心和光學接收透鏡的光軸中心之間的距離，f為光學接收透鏡44的焦距，即光學接收透鏡44和光接收元件42之間的距離，C是電極42b和42c之間的距離，x1是光接收位置SP到光學接收透鏡44的光軸中心的距離。那么下面公式成立x1＝Bf/L (1)此外，假定I0是分別從光接收元件42的電極42b、42c輸出的電流IA、IB的總和。由于輸出電流IA、IB和光接收位置SP與每個電極之間的距離成反比，輸出電流IA、IB可用下式來表示，其中x是光接收位置SP和電極42c之間的距離。
IA＝I0x/CIB＝I0(C-x)/C (2)并且x＝x0+x1(3)其中x0是光學接收透鏡44的光軸中心和電極42c之間的距離。從公式(1)到(3)中消去x和x1，得到下式。
L＝Bf/(IAC/(IA+IB)-x0)(3a)這樣，到被測物體人體2的距離L可從電流IA和IB得到。
在另一種可選安排中，光接收元件42可以是如圖5所示的兩段型的對位置敏感的設備。在這種兩段型的對位置敏感的設備中，具有預定形狀的分離層42d將光接收面42a隔絕成兩個光接收面42e、42f，這樣隔開的每一個光接收面分別具有電極42b、42c。這樣，當平行于電極42b、42c的光帶入射到光接收面42a時，根據(jù)各側(cè)光接收面的面積從相應電極上得到電流。因此，如上所述的根據(jù)距離L得到線性輸出的光接收元件42可通過調(diào)節(jié)曲線的形狀來構(gòu)造。
能夠如上所述得到與距離L成線性關(guān)系的輸出的光接收元件的分離部分的形狀需要滿足如下所示的條件H(x)+W(x)+I＝WW(x)＝ax/(x+b) (4)其中H(x)是距離光源x位置處光源一側(cè)的光接收面的寬度，W(x)是光源對面的光接收面的寬度，I是分離層的寬度，W是整個光接收面的寬度，常數(shù)a、b滿足下述條件。
a＝Lf(W-1)/(Lf-Ln)b＝fB/Lf(5)其中Lf和Ln分別表示遠距離邊和近距離邊的測量限度。
如前所述，光發(fā)射部分41包含有沿水平直線排列的光發(fā)射元件41b，這些光發(fā)射元件逐次發(fā)光實現(xiàn)從光學投射透鏡43照射人體2的光束41a的水平掃描。通過光接收元件42探測每一光束的散射光，根據(jù)前面提到的原理就可測量到被測物體人體2的距離。掃描光的反射光在光接收元件42的光接收面42a上的水平入射位置和發(fā)射出掃描光的光發(fā)射元件41b的水平位置一致。因此，光接收元件42的水平寬度需要大于光發(fā)射元件41b的水平陣列的長度。
由于探測器4被設置以使光接收元件42對稱地位于光發(fā)射部分41的上邊和下邊，如圖3所示，因此即使人體表面具有在該處垂直改變的凸出部和凹陷處，上邊和下邊的光接收元件42都能接收照射人體2表面的光束41a的散射光，從而這樣的凸出部和凹陷處的表面位置也可得到確定的測量。
下面將說明探測器4的組的布置。探測器4的詳細布置情況如圖6所示。在本實施例中，探測器4相對于測量區(qū)間的中心對稱地布置在人體2的正面和背面，在任何一邊三個探測器在圍繞測量區(qū)間中心約成70度的角度范圍內(nèi)均勻地分布。探測器41到43(或44到46)的光軸(水平掃描的中心軸)在離測量區(qū)間的中心200mm處相交。即探測器被集中布置，使每一個探測器對著人體2的正面或背面。這些探測器4的每一個都有一約為30度的水平掃描角。因而，各個探測器4的掃描范圍彼此重疊，從而腋窩下和兩腿分叉下的部位由于在任何一個探測器4的視線上而能被準確地測量，這些部位可能被被測物體自身所遮住而看不見。
此外，布置于活動框架3一側(cè)的探測器組41到43中的每一個光接收部分46最好布置在不同于布置于活動框架3另一側(cè)的探測器組44到46的光投射部分45的高度上，最好高度差為光學投射透鏡43(或光學接收透鏡44)的直徑或更大。這將防止從一側(cè)的各探測器4的光投射部分45發(fā)射出的光和散射光進入布置于對面的另一側(cè)的探測器4的光接收部分46，從而可防止由于干擾光的入射而導致噪音的產(chǎn)生。
返回圖1，接著說明本實施例的整體。活動框架3借助于驅(qū)動機構(gòu)5可在垂直方向移動。驅(qū)動機構(gòu)5被布置以使一線材52鉤住卷軸51，該線材為一柔韌細長的物體，卷軸51是一可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件，線材52的一端連接著活動框架3，另一端連接一個重量和活動框架3重量相近的金屬體配重53或類似物體。卷軸51在立于底座13上的柱體14的上部水平卷動。卷軸51被布置為這樣的結(jié)構(gòu)以便電機55的旋轉(zhuǎn)力通過傳送帶54傳送過來使卷軸51按照電機55的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。由于配重53和活動框架3由線材52懸掛并且基本上平衡，因而用來移動活動框架3的動力小并且活動框架3的移動平穩(wěn)。這樣，一個小轉(zhuǎn)矩電機可用來作為驅(qū)動活動框架3的電機55，因而可降低操作裝置1所需的電力。
置于裝置1的外墻部分12底面上的底座13是一個普通的U形板件。放置底座13使它的開口部分13a朝著人體2進出測量區(qū)間的進出口，類似于前面所說的活動框架3的切口部分31。柱體14位于底座13的中部，在柱體14上面對測量區(qū)間11的面上沿垂直方向，即沿著活動框架3的移動方向有一狹縫15。狹縫15是導引活動框架3的導孔，并且活動框架3的嚙合部分32嚙合于狹縫15，因此活動框架3只能沿狹縫15的方向移動(沿縱向方向)。雖然圖1圖解說明中只有立在底座13上的柱體14，但所需的結(jié)構(gòu)除柱體14外還有一個垂直地立于底座13上的輔助柱體和一個使柱體14上部和輔助柱體的上部互相連接以增強裝置1剛度的水平件。活動框架3可嚙入包括導軌和滑動器的一個滑動器部分，而不用狹縫15。
一個控制板16附著在外墻部分12上，并且具有對裝置1切換電源供應/中斷的主電源開關(guān)16a，啟動或停止測量的啟動/停止開關(guān)16b，指示不正常操作的錯誤顯示LED16c及設置裝置1為測量狀態(tài)的設置開關(guān)16d。驅(qū)動機構(gòu)5帶有一個旋轉(zhuǎn)編碼器17用來隨著活動框架3的移動時根據(jù)移動的數(shù)量輸出脈沖信號。旋轉(zhuǎn)編碼器17是，例如，一種和卷軸51的旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件。旋轉(zhuǎn)編碼器17可檢測卷軸51的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以輸出和活動框架3的移動數(shù)量同步的脈沖信號。
此外，三個限位開關(guān)61到63附著于柱體14上，如圖7所示。這些限位開關(guān)61到63用來檢測活動框架的移動位置的，它們是，例如，光電開關(guān)。每一個限位開關(guān)被構(gòu)造為當沿柱體14移動的活動框架3通過限位開關(guān)61-63時可輸出一個電信號。限位開關(guān)61安裝在柱體14的上部，從最高點向下移動的活動框架3開始以均勻速度移動時的位置。限位開關(guān)62被安裝在柱體14的下部低于測量最低位置的一個地方。限位開關(guān)63安裝在柱體14的最下部。
現(xiàn)在再來看圖1，一個控制臺7被安裝在底座13上?？刂婆_7用來控制裝置1的驅(qū)動和分析被測物體2的三維形狀，它具有作為測量設備的信號處理電路71和驅(qū)動控制電路72，如圖8所示。信號處理電路71和每一個探測器4相連，根據(jù)每個探測器4的輸出信號計算到人體2表面的距離，從而測量人體2的三維形狀。旋轉(zhuǎn)編碼器17和信號處理電路71連接，從而信號處理電路71接收根據(jù)活動框架3的移動得到的脈沖信號。由于信號處理電路71可根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器17的脈沖輸出獲得每個探測器4的空間位置，根據(jù)每個探測器4的距離數(shù)據(jù)可得到人體2的各個表面位置，從而計算出人體2的三維形狀。另一方面，驅(qū)動控制電路72和主電源開關(guān)16a、啟動開關(guān)16b、錯誤顯示LED16c、設置開關(guān)16d及限位開關(guān)61到63相連接，根據(jù)每個開關(guān)的命令信號或輸出信號控制驅(qū)動電機55。主電源開關(guān)16a、啟動開關(guān)16b、錯誤顯示LED16c及設置開關(guān)16d被布置在附著在外墻12表面上的控制板16上，如圖1所示。需要注意是是圖1圖解說明省略了控制臺7和相關(guān)部分之間的電線電纜。
此外，一個放置臺8被放置在測量區(qū)間11的下面。放置臺8用來升高作為被測物體的人體2的測量位置，在放置臺8中，在以臺階方式形成的中央頂端表面上形成一測量面81。當活動框架3處于最低位置時，所形成的測量面81必須至少位于比各個控制器4探測位置高的位置上。當人體2站在測量面81上時，人體2可被設置在活動框架3的移動范圍內(nèi)，在該移動范圍內(nèi)肯定能對人體2的下部，例如到人體的踝關(guān)節(jié)部分進行測量。通過這種安排，即以臺階的方式將測量面81升起高于兩側(cè)部分，在人體2的前后方向可可靠地進行定位。把手18懸掛在頂板上。人體2抓住把手就可在人體2的左右方向可靠地定位。此外，在放置臺8的前面低于測量面81的位置上有一個墊板82，這樣利用這個墊板82人體2可容易地進入測量臺11。
此外，如圖2所示，放置臺8是和底座13分離的獨立件并位于側(cè)板13b之間，側(cè)板13b是底座13的一部分而不是位于底座13上。因而，即使很重的人體2踏上放置臺8也能防止由人體重量引起的放置臺8的變形傳遞給驅(qū)動機構(gòu)5和活動框架3。因而，這樣的變形對測量沒有影響，可進行準確的測量。
此外，放置臺8可從測量區(qū)間11中拆卸下來。通過裝配/拆卸放置臺能夠?qū)Τ龌顒涌蚣?的移動范圍的高大的人體2進行測量。具體地說，在放置臺8被放置在測量區(qū)間的情況下(圖1)，當人體2站在測量面81上時測量人體2的下半部分；隨后從測量區(qū)間11中拿走放置臺8，人體2站在沒有放置臺8的測量區(qū)間11中時測量人體2的上半部分。隨后合并兩部分數(shù)據(jù)塊(上半部分的數(shù)據(jù)塊和下半部分的數(shù)據(jù)塊)，這樣來測量人體2的總的形狀。
如圖1和圖2所示，在活動框架3的內(nèi)側(cè)設置了一個內(nèi)墻罩9(在測量區(qū)間11側(cè))。內(nèi)墻罩9是一平板件，它將活動框架3的移動空間和測量區(qū)間11分開，它沿著活動框架3的內(nèi)表面設置。然而在對應于活動框架3切口部分的地方?jīng)]有設置內(nèi)墻罩9，以便人體2可由該部分進入測量區(qū)間11。提供內(nèi)墻罩9可防止人體2接觸移動中的活動框架3，即使在測量過程中人體在測量區(qū)間中移動。
內(nèi)墻罩9帶有如圖2所示的半透明窗口91。半透明窗口91由半透明的器材制成，例如由煙色丙烯板制成以透射探測器4的光發(fā)射部分41發(fā)出的光，將半透明窗口沿活動框架3的移動方向，即垂直方向設置在相應的探測器4的前面。從而，內(nèi)墻罩9可防止人體2進入活動框架3的移動空間，又可允許從探測器4發(fā)出的光投射到人體2和由探測器4接收人體2的反射光。
如圖2所示，內(nèi)墻罩9的內(nèi)表面所形成的角度被限定為這樣的角度以便當從任意探測器4發(fā)出的光被對面的內(nèi)墻罩內(nèi)表面反射時，反射光不能直接入射到相應的控制器4，角度的這種安排避免錯誤地探測到對面內(nèi)表面的距離。
下面來說明三維形狀測量裝置1的使用方法和操作。
在如圖1所示的裝置中，打開主電源開關(guān)16a以向三維形狀測量裝置1的各個部分供電。在主電源開關(guān)16a打開后立刻設定裝置1的一個預熱時間段，其目的是在該時間段內(nèi)不接受其它開關(guān)的任何觸發(fā)或類似動作。在預熱階段，設定開關(guān)16d閃爍(開關(guān)16d內(nèi)的發(fā)光設備在閃爍)，經(jīng)過預熱階段后，設定開關(guān)16d從閃爍狀態(tài)轉(zhuǎn)為照明狀態(tài)，它確認裝置1的預熱完成。
經(jīng)過預熱階段后如果設定開關(guān)16d被打開，電機55轉(zhuǎn)動，從而活動框架3向上移動。更為具體地說，如果設定開關(guān)16d被打開，從驅(qū)動控制電路72輸出一驅(qū)動信號給電機55，如圖8所示，從而驅(qū)動電機55。電機55的驅(qū)動力通過傳送帶54被傳送給卷軸51以旋轉(zhuǎn)卷軸51，從而通過線材52提升活動框架3。那樣的話，由于懸掛在線材52另一端的配重53的重量和活動框架3基本一樣，提升活動框架3不需要大的動力。因此，電機55消耗的電力是很小的。由于提升活動框架3很容易沒有負擔，因而活動框架3移動平穩(wěn)。如果經(jīng)過預熱階段后活動框架3已經(jīng)被向上定位，那么即使設定開關(guān)16d開著，活動框架3也被禁止移動。
在圖1中，活動框架3向上移動后，被測物體人體2進入測量區(qū)間11中。在測量區(qū)間11中站在放置臺8的測量面81上，抓住把手18，從而使人體2處于一種宜于測量的狀態(tài)。在如上所述的向上設定活動框架3之前或在設定過程中也可允許將人體2安排在測量面81上。
接下來，打開啟動開關(guān)16b。隨后接受了從驅(qū)動控制電路72傳來的命令信號的電機55被驅(qū)動并且電機55的驅(qū)動力通過傳送帶54、卷軸51和線材52被傳送給活動框架3，從而活動框架3從裝置1的上部向下移動，如圖7所示。當活動框架3從限位開關(guān)61前經(jīng)過時，限位開關(guān)61輸出一個測量啟動信號給圖8中的驅(qū)動控制電路72，通過驅(qū)動控制電路72測量啟動信號被送給信號處理電路71。在將測量啟動信號輸入到信號處理電路71中的同時，信號處理電路71開始計算從旋轉(zhuǎn)編碼器17輸出的脈沖數(shù)，在活動框架3向下移動的同時信號處理電路71連續(xù)地計數(shù)間歇脈沖。
例如，旋轉(zhuǎn)編碼器17被安排為活動框架3每移動5mm時輸出一個脈沖，從而通過計數(shù)脈沖數(shù)可測定活動框架3的垂直位置(位置信息)。各個探測器4的工作和脈沖信號同步。具體地說，每輸入來自旋轉(zhuǎn)編碼器17的一個脈沖的同時，信號處理電路71輸出一個操作命令信號給各個探測器4。其結(jié)果如圖2所示，各個探測器4的光投射部分41的光發(fā)射元件41b依次發(fā)出光來投射射向被測物體人體2的光(光束41a)。即，光的水平掃描由探測器4來實現(xiàn)。隨后各個探測器4的光接收元件42接收照射人體2時被人體2表面散射的光(反射光)，從而根據(jù)前述公式3輸出對應于從探測器4到人體2表面的距離的電信號(距離探測信號)并將電信號送給信號處理電路71。從旋轉(zhuǎn)編碼器17來的每個脈沖輸入時，探測器4重復上述操作。
例如，假定垂直方向的測量范圍(活動框架3的移動范圍)為170cm，在一次測量中，旋轉(zhuǎn)編碼器17間歇地輸出341個脈沖，這樣對于每個光發(fā)射部分41，在垂直間隔為5mm的位置上一共得到341個到人體2表面的距離數(shù)據(jù)塊。
探測器4的光發(fā)射部分41實現(xiàn)的光束41a的掃描并不局限于采用復合光發(fā)射元件41b來完成，也可采用其它技術(shù)；例如，一種用布置在光軸上的旋轉(zhuǎn)棱鏡或旋轉(zhuǎn)反光鏡來反射從單個光發(fā)射設備發(fā)出的光束41a的方法。此外，探測器4也可是除了前述的反射型光電探測器以外的任何其它探測設備，只要它們能測量到人體2的距離。
由于探測器4被按如圖6所示布置，從任何一個探測器4發(fā)出的輻照光可到達被人體2自身遮住的部位，例如腋下和兩腿分叉處下的部位，這樣對這些部位可進行準確的測量。從而能夠?qū)θ梭w2的三維形狀進行準確的測量。
圖9到圖11表示了最優(yōu)布置的例子，其中探測器4的數(shù)目為4、5或8。在圖9所示的4個探測器4的布置中，兩個探測器41，42(43，44)被布置在人體2的正面和背面的任何一側(cè)約為32度的一狹窄的角度范圍的的兩極端處并且相關(guān)探測器41，42(43，44)的光軸在距離測量區(qū)間中心大約467mm處相交。在圖10所示的5個探測器4的布置中，在人體正面的三個探測器41到43的位置和圖6中所示的探測器41到43一樣，在人體背面的兩個探測器44，45的位置和圖9所示的探測器43，44一樣。在圖11所示的8個探測器的布置中，4個探測器幾乎均勻地布置在人體正面和背面的任何一側(cè)約為70度的角度范圍內(nèi)。最外側(cè)的探測器41，44(45，48)的光軸在距離測量區(qū)間中心約710mm處相交，中間的探測器43，44(46，47)的光軸在距離測量區(qū)間中心約900mm處相交。在任何一種情況下，由于探測器4被布置成面對人體的正面和背面，對腋下和兩腿分叉處下的部位也可用圖6所示的6個探測器的布置例子中同樣的方法來進行準確的測量。
為了比較，這里說明一個例子，如圖12所示，在該例子中4個探測器4被布置成距人體2中心的距離相同，彼此間的間隔也相同。在這種情況下，探測器4的照射光被手臂、腿、軀干或類似的部分所擋住，從而不能到達腋下和兩腿分叉處下的背面部分。這樣就不能測量這些部分的表面位置，也不能對表面形狀作準確測量。為了克服這個缺點，一種可能的方法是通過增加探測器4的數(shù)目來擴大掃描范圍，但是這樣又具有由于重復的測量位置而引起的無用測量的增加，費用增加，由于探測器數(shù)目的增加而導致散射光增加及加大了調(diào)整的復雜性等問題。與此相對比的是，圖9所示的探測器4的布置可允許用較少數(shù)目(4)的探測器4來對腋下和兩腿分叉處下的部位進行準確測量。
為了將探測器4定位于面對人體2以便準確測量腋下和兩腿分叉處下的部位，最優(yōu)的布置方法是將探測器4集中布置在預定區(qū)域內(nèi)。當然，為了保證對側(cè)面的測量，在預定區(qū)域外可提供輔助的探測器。
下面參考圖2繼續(xù)說明本實施例的裝置的操作。在測量中，活動框架3繼續(xù)沿測量區(qū)間11向下移動。由于內(nèi)墻罩9把測量區(qū)間11和活動框架3的移動空間分開，因而即使人體2由于某些原因而移動，人體2也不能和活動框架3相接觸。因而，在這種情況下，人體2被禁止接觸活動框架3，從而避免受傷，活動框架3、驅(qū)動機構(gòu)5等等避免被損壞，保證了操作非常安全。
隨后，隨著活動框架3向下移動而得到的從探測器4到人體2的距離的探測信號被送給信號處理電路71并和根據(jù)前述的活動框架3的位置信息得到的探測器4的空間位置一塊被處理，轉(zhuǎn)換為人體2表面的空間位置信息。通過這種空間位置信息的組合，可最終獲得立體的人體2的三維形狀。
當活動框架3通過限位開關(guān)62時，如圖7所示，驅(qū)動控制電路72降低活動框架3的下降速度，以便在活動框架通過限位開關(guān)63后活動框架3能夠很快地停下來。此時，由于放置臺8使人體2的放置位置保持升高狀態(tài)，活動框架3的停止位置低于人體2的放置位置(測量面81)。因而，隨著活動框架的移動可對人體直至腳部進行完全的測量。如果活動框架由于某些原因停在中途或者如果裝置不能得到所要求范圍內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)，錯誤顯示LED16c打開，從而可快速地識別裝置1的異常情況。那樣的話，打開設定開關(guān)16d以重新開始測量。
如圖8所示，當監(jiān)視器19和信號處理電路71相連接時，通過計算機制圖或類似方式，人體2的三維形狀將以立體圖象的形式顯示在監(jiān)視器上，計算機制圖使形狀的捕捉更為簡便。同時，在監(jiān)視器上顯示基于表示形狀數(shù)值處理后得到的尺寸的數(shù)值。
下面說明的是被測的人體2高大時三維形狀測量裝置1的使用方法和它的操作。
在圖1中，首先以如前所述的同樣方式打開主電源開關(guān)16a向三維形狀測量裝置1的各個部分供電。隨后經(jīng)過預熱階段后，打開設定開關(guān)16d，從而向上移動活動框架3。在活動框架3向上移動結(jié)束后，使被測物體人體2進入測量區(qū)間11內(nèi)。在測量區(qū)間11中使人體2站在測量面81上，并抓住把手18，從而使人體2處于宜于測量的狀態(tài)。對人體2的安排可在前述的設定活動框架3處于上位之前或在設定過程中進行。
隨后打開啟動開關(guān)16b以如前所述的同樣方式進行人體2的三維形狀的測量。在那種情況下，由于人體2高大，得不到人體2上部的三維形狀，即頭部和身體上半部的三維形狀。
接下來，進行初次測量，此后設定開關(guān)16d再次被打開，使裝置1處于準備測量狀態(tài)。在此之前或之后，拿走放置在測量區(qū)間11中的放置臺8。然后使人體2進入測量區(qū)間11。此時，人體2所處位置比初次測量時所處的位置低，高度差為放置臺8的高度。在這種情況下打開啟動開關(guān)16b以測量人體2的頭部和上半部的三維形狀。
完成兩次測量工作后(下半部的測量和下半部的測量)，信號處理電路71在每次的測量數(shù)據(jù)中尋找重復的數(shù)據(jù)部分，并重疊重復的數(shù)據(jù)以綜合測量數(shù)據(jù)。
這樣，即使人體2的高度超出裝置1的測量范圍(活動框架3的移動范圍)，兩次測量工作及各數(shù)據(jù)的綜合也允許對總的三維形狀進行可靠的測量。
如上所述，由于本實施例的三維形狀測量裝置1中用于水平掃描的探測器4被安排成兩組，彼此相對，這樣就可對人體表面上的凹陷部分，例如腋下和兩腿分叉處下的部分進行準確測量。特別地，將各個探測器布置在不同于對面的探測器的高度上，這樣對面的探測器發(fā)出的光不能直接進入與之相關(guān)聯(lián)的探測器中，從而可避免產(chǎn)生噪音。此外，活動框架為U形或馬蹄形使人體2進入測量區(qū)間更為方便。放置臺8的提供使對被測物體人體2的下部的三維形狀進行可靠的測量成為可能。此外，把放置臺8和活動框架3、驅(qū)動機構(gòu)5等分開使準確測量成為可能。放置臺8可拆卸使得甚至對于高大的人體2的總的三維形狀也能夠進行可靠的測量。另外，設置內(nèi)墻罩9保證了安全的測量。驅(qū)動機構(gòu)5中配重53的提供提高了活動框架3的移動能力，從而減少了裝置的電力消耗。
本實施例所描述的三維形狀測量裝置1是作為測量人體2的三維形狀的裝置，但是被測物體并不局限于人體2。該裝置也可用于測量其它被測物體。
本實施例的三維形狀裝置是通過高度方向的移動來實現(xiàn)三維形狀的測量的，但是測量方向并不局限于此。只要探測器被布置在沿任意軸的方向，例如水平方向移動的活動框架上即可進行測量。
雖然上面的說明針對的是本實施例，其中探測器被集中布置在活動框架的兩個對邊上，但是探測器的布置并不局限于此。為了可靠地測量被測物體表面上的凸出部分和凹陷處的形狀，相關(guān)探測器的光軸(在具有掃描角度的情況下，是中心線)不交于一點仍然是必要的(在相關(guān)的探測器的軸的位置不同的情況下，軸向方向上的投射面上的線不交于一點)。探測器如上所述被布置后，放置被測物體使被測物體表面上的每一凸出部分和凹陷處對著任一探測器，隨后進行測量，從而可準確地測量表面上的凸出部分和凹陷處的形狀。根據(jù)所描述的發(fā)明，很明顯本發(fā)明可以以多種方式進行改變。這些改變不能被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍，所有對本領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗的人員來說顯而易見的改變都被包含在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
日本申請No.8-228632(228632/1996)，申請日1996年8月29日，和No.9-184043(184043/1997)，申請日1997年7月9日在此作為參考文獻。
權(quán)利要求
1.一種用于以非接觸方式測量置于測量區(qū)間內(nèi)的被測物體三維形狀的三維形狀測量裝置，它包括一個活動框架，該活動框架安裝在所述的測量區(qū)間周圍以便圍繞通過所述測量區(qū)間中心的預定軸，并可沿所述軸的方向移動；4個或4個以上的探測器，這些探測器用來測量到所述被測物體的不同部位的表面的距離，所述的探測器沿圓周方向被布置在活動框架上使多于一個的探測器主要被布置在所述的活動框架的兩對邊的預定區(qū)域內(nèi)；用于沿所述軸的方向移動活動框架的驅(qū)動機構(gòu)；探測并輸出沿所述軸的方向移動的活動框架的位置的位置探測設備；根據(jù)所述的各個探測器和位置探測設備的輸出結(jié)果計算所述活動框架在各個移動位置處各個所述探測器到所述被測物體表面的距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)距離數(shù)據(jù)分析所述被測物體的表面的三維形狀的分析設備。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的探測器根據(jù)三角測量法探測到被測物體的距離，各個探測器具有一個用來向被測物體投射光的光投射部分和一個被布置在距離所述的光投射部分預定距離的接收從被測物體散射或反射的光的光接收部分，其中所述的光投射部分實現(xiàn)在和所述軸的方向相垂直的方向上的一預定角度內(nèi)的光的掃描。
3.如權(quán)利要求2所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的被布置在所述活動框架同一側(cè)的彼此靠近的探測器的所述的相關(guān)的光投射部分的掃描中心互相交于距離探測器比距離所述測量區(qū)間的中心更遠的地方。
4.如權(quán)利要求2所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的各探測器的光接收部分被布置在所述軸的方向上距離被布置在對邊上的其它探測器的所述光投射部分一預定距離的地方。
5.如權(quán)利要求1所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的活動框架是U形或馬蹄形。
6.如權(quán)利要求1所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有在所述測量區(qū)間中的一個放置臺，所述的被測物體被放置在它的上面。
7.如權(quán)利要求1所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有將所述測量區(qū)間和所述活動框架的移動空間分隔的內(nèi)墻罩。
8.如權(quán)利要求2所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有將所述測量區(qū)間和所述活動框架的移動空間分隔的內(nèi)墻罩，所述的內(nèi)墻罩具有在所述探測器和所述被測物體之間的部分透射光的窗口。
9.如權(quán)利要求1所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述軸的方向?qū)嵸|(zhì)上是重力的方向，所述的三維形狀測量裝置還包含有一被布置在所述測量區(qū)間上的旋轉(zhuǎn)件和一個柔韌細長的部件，該柔韌細長部件的一端和所述的活動框架相連，另一端和一個和活動框架重量基本相同的配重相連，所述的柔韌細長部件被套在所述的的旋轉(zhuǎn)件上，其中所述的驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述的旋轉(zhuǎn)件，通過所述的柔韌細長部件來移動所述的活動框架。
10.一種用于以非接觸方式測量置于測量區(qū)間內(nèi)的被測物體三維形狀的三維形狀測量裝置，它包括一個活動框架，該活動框架安裝在所述的測量區(qū)間周圍以便圍繞通過所述測量區(qū)間中心的預定軸，并可沿所述軸的方向移動；一批用來測量到所述被測物體的不同部分的表面的距離，沿圓周方向被布置在所述活動框架上的探測器；用于沿所述軸的方向移動活動框架的驅(qū)動機構(gòu)；探測并輸出所述軸的方向上移動的活動框架的位置的位置探測設備；根據(jù)所述的各個探測器和位置探測設備的輸出結(jié)果計算所述活動框架在各個移動位置處各個所述探測器到所述被測物體表面的距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)距離數(shù)據(jù)分析所述被測物體的表面的三維形狀的分析設備，其中，所述的相關(guān)的探測器的光軸并不相交于在所述軸的方向上的投影面上的一點。
11.如權(quán)利要求10所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的探測器根據(jù)三角測量法探測到被測物體的距離，各個探測器具有一個用來向被測物體投射光的光投射部分和一個被布置在距離所述的光投射部分預定距離的接收從被測物體散射或反射的光的光接收部分，其中所述的光投射部分實現(xiàn)在和所述軸的方向相垂直的方向上的一預定角度內(nèi)的光的掃描。
12.如權(quán)利要求11所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的被布置在所述的活動框架同一側(cè)的彼此靠近的探測器的所述的相關(guān)的光投射部分的掃描中心互相交于距離探測器比距離所述測量區(qū)間的中心更遠的地方。
13.如權(quán)利要求11所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的各探測器的光接收部分被布置在所述軸的方向上距離被布置在對邊上的其它探測器的所述光投射部分一預定距離的地方。
14.如權(quán)利要求10所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述的活動框架是U形或馬蹄形。
15.如權(quán)利要求10所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有在所述測量區(qū)間中的一個放置臺，所述的被測物體被放置在它的上面。
16.如權(quán)利要求10所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有將所述測量區(qū)間和所述活動框架的移動空間分隔的內(nèi)墻罩。
17.如權(quán)利要求11所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于還包含有將所述測量區(qū)間和所述活動框架的移動空間分隔的內(nèi)墻罩，所述的內(nèi)墻罩具有在所述探測器和所述被測物體之間的部分透射光的窗口。
18.如權(quán)利要求10所述的一種三維形狀測量裝置，其特征在于所述軸的方向?qū)嵸|(zhì)上是重力的方向，所述的三維形狀測量裝置還包含有一被布置在所述測量區(qū)間上的旋轉(zhuǎn)件和一個柔韌細長的部件，該柔韌細長部件的一端和所述的活動框架相連，另一端和一個和活動框架重量基本相同的配重相連，所述的柔韌細長部件被套在所述的的旋轉(zhuǎn)件上，其中所述的驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)所述的旋轉(zhuǎn)件，通過所述的柔韌細長部件來移動所述的活動框架。
全文摘要
一種三維形狀測量裝置包括一個被設置成圍繞一測量區(qū)間并沿垂直方向移動的活動框架,一批被布置在活動框架的兩對邊上彼此相對,并被安排以實現(xiàn)光的水平掃描以測量到被測物體人體的距離的探測器,一個用來移動活動框架的驅(qū)動機構(gòu),一個根據(jù)相關(guān)探測器的輸出信號計算到人體的距離以分析人體的表面位置的數(shù)據(jù),即人體的三維形狀的分析器,還有一個放置人體于其上的放置臺。由于探測器被布置在人體的正面和背面,本裝置也可測量腋下和兩腿交叉處下的部位的形狀。
文檔編號G01B11/245GK1176378SQ9711751
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月29日
發(fā)明者堀口千代春, 高橋繁夫, 天野哲夫, 松浦浩幸, 渡瀨庫治, 書馬日出男 申請人:浜松光子學株式會社