專利名稱：三維形狀的測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以用于立體雕刻裝置和計(jì)算機(jī)制圖等的三維形狀的測定裝置。
以往，計(jì)測三維形狀的裝置是使用激光三維計(jì)測器。
以往的激光三維計(jì)測器，是使激光光線呈線狀掃描地照射而進(jìn)行計(jì)測的，故激光光線即使照射到角度尖銳的地方也難以進(jìn)行測定，并且計(jì)測人的上半身時，當(dāng)將激光光線選擇為即使肉眼看到了也無問題的水平的激光光線時，則在頭發(fā)和眉毛等黑色部分激光光線難以散射，很難進(jìn)行測定。
因此，雖然也采用讀取激光光線散射方向的傳感器，但仍存在下述問題，即只能測定激光光線照射到的面和傳感器可以識別的面，而且輪廓部不能清晰地測定，不能以清晰的輪廓完整地計(jì)測出人的上半身等三維形狀。
鑒于上述以往三維形狀測定裝置存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種三維形狀的測定裝置，該裝置使用固定設(shè)置的數(shù)字照相機(jī)和激光三維計(jì)測器，可以對人的上半身等三維形狀以清晰的輪廓計(jì)測出基本完整的三維形狀。
關(guān)于本發(fā)明的上述目的及其它目的和新特征，參照附圖閱讀以下說明，會更加完全明白的。
但，附圖是專門用于解說的，并不是限定本發(fā)明的技術(shù)范圍的。


圖1是本發(fā)明的第一種使用狀態(tài)的正視圖；圖2是本發(fā)明的第一種使用狀態(tài)的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的第一種使用狀態(tài)的俯視圖；圖4是本發(fā)明的第一種使用狀態(tài)的概略說明圖；圖5是本發(fā)明的第一種使用狀態(tài)的方框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的概略說明圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的方框圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例1的自動立體雕刻機(jī)的說明圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例1的立體雕刻體供給機(jī)構(gòu)的說明圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例1的機(jī)械手的說明圖11是本發(fā)明實(shí)施例1的立體雕刻成的立體雕刻體之正視圖；圖12是沿圖11的12-12線的斷面圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例2的概略說明圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例2的方框圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例3的概略說明圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例3的方框圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例4的概略說明圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例4的方框圖。
下面，根據(jù)附圖所示的實(shí)施例，對本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明。
在圖1至圖12所示的本發(fā)明實(shí)施例1中，標(biāo)號1是設(shè)有本發(fā)明三維形狀測定裝置2的自動立體雕刻裝置，該自動立體雕刻裝置1包括殼體6，它由下部殼體4和上部殼體5構(gòu)成，其中下部殼體4在底面上安裝有調(diào)整高度用的支腳部件3、3、3、3，上部殼體5一體地固定在該下部殼體4的上部；椅子7，它位于上述殼體6的前面并安裝在上述下部殼體4上；上述本發(fā)明的三維形狀測定裝置2，它用于以非接觸方式測定人的上半身的三維形狀，該人坐在設(shè)在上述下部殼體4上的上述椅子7上；監(jiān)視器9，它用于放映作為計(jì)測物的人8的上半身，該人坐在設(shè)置在上述上部殼體5內(nèi)的上述椅子7上；自動立體雕刻機(jī)10，它設(shè)置在上述上部殼體5內(nèi)；機(jī)械手14，它將設(shè)在上述上部殼體5內(nèi)的硬幣(coin)或浮雕寶石等立體雕刻體11從立體雕刻供給機(jī)構(gòu)12向上述自動立體雕刻機(jī)10供給，并將經(jīng)過立體雕刻后的立體雕刻體11A從自動立體雕刻機(jī)10向設(shè)在上述下部殼體4上的排出口13排出；動作裝置16，其作用是當(dāng)從設(shè)在上述上部殼體5前部的錢幣投入口15投入預(yù)先設(shè)定量的錢幣后，便自動地使上述三維形狀測定裝置2、機(jī)械手14、自動立體雕刻機(jī)10動作。
上述三維形狀測定裝置2如圖6和圖7所示，它包括市場上銷售的數(shù)字照相機(jī)17，它設(shè)置成可以拍攝在上述上部殼體5內(nèi)坐在上述椅子7上的人8的上半身；市場上銷售的激光三維計(jì)測器18，它利用激光光線測定在上述上部殼體5內(nèi)坐在上述椅子7上的人8的上半身；預(yù)測修正軟件19，該軟件利用上述激光三維計(jì)測器18的測定數(shù)據(jù)及對用該激光三維計(jì)測器18計(jì)測不準(zhǔn)確的部位或輪廓部位，利用上述數(shù)字照相機(jī)17的攝影數(shù)據(jù)。
設(shè)在上述上部殼體5內(nèi)的自動立體雕刻機(jī)10如圖8所示，由于使用臺式(desk top)型造型機(jī)(modelling machine)NC-5(ミマキ工程公司)等市場銷售產(chǎn)品，因此裝入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件20，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件20用于將上述三維形狀測定裝置2的測定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該自動立體雕刻機(jī)10的專用數(shù)據(jù)。
上述動作裝置16具有下述部分接通、斷開開關(guān)21；設(shè)在開關(guān)盒22上的三維形狀測定裝置動作開關(guān)23，該開關(guān)盒22安裝在上述下部殼體4上；取消開關(guān)24；OK開關(guān)25。
具有上述結(jié)構(gòu)的自動立體雕刻裝置1，通過坐在椅子7上并從錢幣投入口15投入預(yù)先設(shè)定的錢幣，接通三維形狀測定裝置的動作開關(guān)23，便可用三維形狀測定裝置2的數(shù)字照相機(jī)17拍攝坐在椅子7上的人8的上半身，并用激光三維計(jì)測器18進(jìn)行計(jì)測，再通過利用下述數(shù)據(jù)的預(yù)測修正軟件19測定三維形狀的數(shù)據(jù)，該預(yù)測修正軟件這樣利用數(shù)據(jù)在上述這些數(shù)據(jù)中，用激光三維計(jì)測器18計(jì)測不準(zhǔn)確的部位26和輪廓部位27，利用數(shù)字照相機(jī)17的攝影數(shù)據(jù)，其它部位28利用激光三維計(jì)測器18的數(shù)據(jù)。這種情況下，用數(shù)字照相機(jī)17攝影的影像放映在監(jiān)視器9上。
放映在監(jiān)視器9上的影像符合要求的情況下，接通OK開關(guān)25，于是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件20便將三維形狀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自動立體雕刻機(jī)10的專用數(shù)據(jù)，同時機(jī)械手14動作，立體雕刻供給機(jī)構(gòu)12抓著立體雕刻體11并供給到自動立體雕刻機(jī)10。
在這種狀態(tài)下，自動立體雕刻機(jī)10根據(jù)自動立體雕刻機(jī)的專用數(shù)據(jù)而自動地動作，對立體雕刻體11進(jìn)行立體雕刻。
自動立體雕刻機(jī)10的動作完畢后，機(jī)械手14便動作，如圖11和圖12所示，將經(jīng)過立體雕刻后的立體雕刻體11A從自動立體雕刻機(jī)10向排出口13排出。
下面，對圖13至圖18所示的本發(fā)明的其它實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，對本發(fā)明的這些其它實(shí)施例進(jìn)行說明時，與上述本發(fā)明的實(shí)施例1相同的構(gòu)成部分用相同的代號表示，并且不重復(fù)說明。
在圖13和圖14所示的本發(fā)明的實(shí)施例2中，與上述本發(fā)明的實(shí)施例1的主要不同點(diǎn)是，三維形狀測定裝置2的測定數(shù)據(jù)也可以這樣利用，即與個人計(jì)算機(jī)29和監(jiān)視器9相連接而用于計(jì)算機(jī)制圖30。
在圖15和圖16所示的本發(fā)明的實(shí)施例3中，與上述本發(fā)明的實(shí)施例1的主要不同點(diǎn)是，可以采用這樣構(gòu)成的三維形狀測定裝置2A，即在搬運(yùn)的殼體6A中設(shè)置數(shù)字照相機(jī)17、激光三維計(jì)測器18及預(yù)測修正軟件19。
在圖17和圖18所示的本發(fā)明的實(shí)施例4中，可采用下述結(jié)構(gòu)的三維形狀測定裝置2B，與上述本發(fā)明的實(shí)施例2的主要不同點(diǎn)是，將預(yù)測修正軟件19存儲在個人計(jì)算機(jī)29A中，該預(yù)測修正軟件從數(shù)字照相機(jī)17的攝影數(shù)據(jù)中取出輪廓，將激光三維計(jì)測器18的數(shù)據(jù)合成并填入間隙中，并從數(shù)字照相機(jī)17的攝影數(shù)據(jù)中取出頭發(fā)流，將頭發(fā)流合成到所填入的部分中。
從以上說明可知，本發(fā)明可以獲得下述列舉的效果。
(1)由于本發(fā)明三維形狀測定裝置由數(shù)字照相機(jī)、激光三維計(jì)測器及預(yù)測修正軟件構(gòu)成，其中數(shù)字照相機(jī)可以拍攝人等三維形狀的計(jì)測物；激光三維計(jì)測器可以以非接觸方式對上述計(jì)測物測定三維形狀的數(shù)據(jù)；預(yù)測修正軟件利用上述激光三維計(jì)測器的測定數(shù)據(jù)以及對用該激光三維計(jì)測器計(jì)測不準(zhǔn)確的部位和輪廓部位，利用上述數(shù)字照相機(jī)的攝影數(shù)據(jù)，因此，人等的上半身的三維形狀測定數(shù)據(jù)，可以利用激光三維計(jì)測器的測定數(shù)據(jù)以及對用該激光三維計(jì)測器計(jì)測不準(zhǔn)確的部位和輪廓部位利用數(shù)字照相機(jī)的攝影數(shù)據(jù)進(jìn)行測定。
因此，基本上可以測定完整的三維形狀。
(2)根據(jù)上述(1)，由于使用固定設(shè)置的1個數(shù)字照相機(jī)和1個激光三維計(jì)測器，故可使結(jié)構(gòu)簡單，容易進(jìn)行設(shè)置。
(3)根據(jù)上述(1)，即使像人的上半身那樣，具有用激光難以計(jì)測的頭發(fā)部分，也基本上可以測定完整的三維形狀，故可以作為立體雕刻和計(jì)算機(jī)制圖的數(shù)據(jù)利用。
權(quán)利要求
1.一種三維形狀的測定裝置，其特征在于，該測定裝置包括數(shù)字照相機(jī)，它可以拍攝人等三維形狀的計(jì)測物；激光三維計(jì)測器，它可以以非接觸方式對所述計(jì)測物進(jìn)行三維形狀的數(shù)據(jù)測定；預(yù)測修正軟件，它利用所述激光三維計(jì)測器測定的數(shù)據(jù)以及對用該激光三維計(jì)測器計(jì)測不準(zhǔn)確的部位和輪廓部位利用所述數(shù)字照相機(jī)的攝影數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的三維形狀的測定裝置，其特征在于，將數(shù)字照相機(jī)和激光三維計(jì)測器固定地設(shè)置在殼體上，以可拍攝、測定位于前面的人等，并且將預(yù)測修正軟件設(shè)置在殼體內(nèi)。
全文摘要
一種三維形狀的測定裝置,包括數(shù)字照相機(jī)、激光三維計(jì)測器及預(yù)測修正軟件,其中數(shù)字照相機(jī)可以拍攝人等三維形狀計(jì)測物;激光三維計(jì)測器可以非接觸方式對計(jì)測物進(jìn)行三維形狀的數(shù)據(jù)測定;預(yù)測修正軟件利用激光三維計(jì)測器的測定數(shù)據(jù)以及對用該激光三維計(jì)測器計(jì)測不準(zhǔn)確的部位和輪廓部位利用數(shù)字照相機(jī)的攝影數(shù)據(jù),因此,使用固定設(shè)置的數(shù)字照相機(jī)和激光三維計(jì)測器,對人的上半身等三維形狀基本上可以以清晰的輪廓計(jì)測出完整的三維形狀。
文檔編號G06T1/00GK1253280SQ99123660
公開日2000年5月17日 申請日期1999年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者渡邊正博 申請人:渡邊正博