专利名称：三维形状的测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以用于立体雕刻装置和计算机制图等的三维形状的测定装置。
以往，计测三维形状的装置是使用激光三维计测器。
以往的激光三维计测器，是使激光光线呈线状扫描地照射而进行计测的，故激光光线即使照射到角度尖锐的地方也难以进行测定，并且计测人的上半身时，当将激光光线选择为即使肉眼看到了也无问题的水平的激光光线时，则在头发和眉毛等黑色部分激光光线难以散射，很难进行测定。
因此，虽然也采用读取激光光线散射方向的传感器，但仍存在下述问题，即只能测定激光光线照射到的面和传感器可以识别的面，而且轮廓部不能清晰地测定，不能以清晰的轮廓完整地计测出人的上半身等三维形状。
鉴于上述以往三维形状测定装置存在的问题，本发明的目的在于提供一种三维形状的测定装置，该装置使用固定设置的数字照相机和激光三维计测器，可以对人的上半身等三维形状以清晰的轮廓计测出基本完整的三维形状。
关于本发明的上述目的及其它目的和新特征，参照附图阅读以下说明，会更加完全明白的。
但，附图是专门用于解说的，并不是限定本发明的技术范围的。
图1是本发明的第一种使用状态的正视图；图2是本发明的第一种使用状态的侧视图；图3是本发明的第一种使用状态的俯视图；图4是本发明的第一种使用状态的概略说明图；图5是本发明的第一种使用状态的方框图；图6是本发明实施例1的概略说明图；图7是本发明实施例1的方框图；图8是本发明实施例1的自动立体雕刻机的说明图；图9是本发明实施例1的立体雕刻体供给机构的说明图；图10是本发明实施例1的机械手的说明图11是本发明实施例1的立体雕刻成的立体雕刻体之正视图；图12是沿图11的12-12线的断面图；图13是本发明实施例2的概略说明图；图14是本发明实施例2的方框图；图15是本发明实施例3的概略说明图；图16是本发明实施例3的方框图；图17是本发明实施例4的概略说明图；图18是本发明实施例4的方框图。
下面，根据附图所示的实施例，对本发明详细地进行说明。
在图1至图12所示的本发明实施例1中，标号1是设有本发明三维形状测定装置2的自动立体雕刻装置，该自动立体雕刻装置1包括壳体6，它由下部壳体4和上部壳体5构成，其中下部壳体4在底面上安装有调整高度用的支脚部件3、3、3、3，上部壳体5一体地固定在该下部壳体4的上部；椅子7，它位于上述壳体6的前面并安装在上述下部壳体4上；上述本发明的三维形状测定装置2，它用于以非接触方式测定人的上半身的三维形状，该人坐在设在上述下部壳体4上的上述椅子7上；监视器9，它用于放映作为计测物的人8的上半身，该人坐在设置在上述上部壳体5内的上述椅子7上；自动立体雕刻机10，它设置在上述上部壳体5内；机械手14，它将设在上述上部壳体5内的硬币(coin)或浮雕宝石等立体雕刻体11从立体雕刻供给机构12向上述自动立体雕刻机10供给，并将经过立体雕刻后的立体雕刻体11A从自动立体雕刻机10向设在上述下部壳体4上的排出口13排出；动作装置16，其作用是当从设在上述上部壳体5前部的钱币投入口15投入预先设定量的钱币后，便自动地使上述三维形状测定装置2、机械手14、自动立体雕刻机10动作。
上述三维形状测定装置2如图6和图7所示，它包括市场上销售的数字照相机17，它设置成可以拍摄在上述上部壳体5内坐在上述椅子7上的人8的上半身；市场上销售的激光三维计测器18，它利用激光光线测定在上述上部壳体5内坐在上述椅子7上的人8的上半身；预测修正软件19，该软件利用上述激光三维计测器18的测定数据及对用该激光三维计测器18计测不准确的部位或轮廓部位，利用上述数字照相机17的摄影数据。
设在上述上部壳体5内的自动立体雕刻机10如图8所示，由于使用台式(desk top)型造型机(modelling machine)NC-5(ミマキ工程公司)等市场销售产品，因此装入数据转换软件20，该数据转换软件20用于将上述三维形状测定装置2的测定数据转换为该自动立体雕刻机10的专用数据。
上述动作装置16具有下述部分接通、断开开关21；设在开关盒22上的三维形状测定装置动作开关23，该开关盒22安装在上述下部壳体4上；取消开关24；OK开关25。
具有上述结构的自动立体雕刻装置1，通过坐在椅子7上并从钱币投入口15投入预先设定的钱币，接通三维形状测定装置的动作开关23，便可用三维形状测定装置2的数字照相机17拍摄坐在椅子7上的人8的上半身，并用激光三维计测器18进行计测，再通过利用下述数据的预测修正软件19测定三维形状的数据，该预测修正软件这样利用数据在上述这些数据中，用激光三维计测器18计测不准确的部位26和轮廓部位27，利用数字照相机17的摄影数据，其它部位28利用激光三维计测器18的数据。这种情况下，用数字照相机17摄影的影像放映在监视器9上。
放映在监视器9上的影像符合要求的情况下，接通OK开关25，于是数据转换软件20便将三维形状的数据转换为自动立体雕刻机10的专用数据，同时机械手14动作，立体雕刻供给机构12抓着立体雕刻体11并供给到自动立体雕刻机10。
在这种状态下，自动立体雕刻机10根据自动立体雕刻机的专用数据而自动地动作，对立体雕刻体11进行立体雕刻。
自动立体雕刻机10的动作完毕后，机械手14便动作，如图11和图12所示，将经过立体雕刻后的立体雕刻体11A从自动立体雕刻机10向排出口13排出。
下面，对图13至图18所示的本发明的其它实施例进行说明。另外，对本发明的这些其它实施例进行说明时，与上述本发明的实施例1相同的构成部分用相同的代号表示，并且不重复说明。
在图13和图14所示的本发明的实施例2中，与上述本发明的实施例1的主要不同点是，三维形状测定装置2的测定数据也可以这样利用，即与个人计算机29和监视器9相连接而用于计算机制图30。
在图15和图16所示的本发明的实施例3中，与上述本发明的实施例1的主要不同点是，可以采用这样构成的三维形状测定装置2A，即在搬运的壳体6A中设置数字照相机17、激光三维计测器18及预测修正软件19。
在图17和图18所示的本发明的实施例4中，可采用下述结构的三维形状测定装置2B，与上述本发明的实施例2的主要不同点是，将预测修正软件19存储在个人计算机29A中，该预测修正软件从数字照相机17的摄影数据中取出轮廓，将激光三维计测器18的数据合成并填入间隙中，并从数字照相机17的摄影数据中取出头发流，将头发流合成到所填入的部分中。
从以上说明可知，本发明可以获得下述列举的效果。
(1)由于本发明三维形状测定装置由数字照相机、激光三维计测器及预测修正软件构成，其中数字照相机可以拍摄人等三维形状的计测物；激光三维计测器可以以非接触方式对上述计测物测定三维形状的数据；预测修正软件利用上述激光三维计测器的测定数据以及对用该激光三维计测器计测不准确的部位和轮廓部位，利用上述数字照相机的摄影数据，因此，人等的上半身的三维形状测定数据，可以利用激光三维计测器的测定数据以及对用该激光三维计测器计测不准确的部位和轮廓部位利用数字照相机的摄影数据进行测定。
因此，基本上可以测定完整的三维形状。
(2)根据上述(1)，由于使用固定设置的1个数字照相机和1个激光三维计测器，故可使结构简单，容易进行设置。
(3)根据上述(1)，即使像人的上半身那样，具有用激光难以计测的头发部分，也基本上可以测定完整的三维形状，故可以作为立体雕刻和计算机制图的数据利用。
权利要求
1.一种三维形状的测定装置，其特征在于，该测定装置包括数字照相机，它可以拍摄人等三维形状的计测物；激光三维计测器，它可以以非接触方式对所述计测物进行三维形状的数据测定；预测修正软件，它利用所述激光三维计测器测定的数据以及对用该激光三维计测器计测不准确的部位和轮廓部位利用所述数字照相机的摄影数据。
2.如权利要求1所述的三维形状的测定装置，其特征在于，将数字照相机和激光三维计测器固定地设置在壳体上，以可拍摄、测定位于前面的人等，并且将预测修正软件设置在壳体内。
全文摘要
一种三维形状的测定装置,包括数字照相机、激光三维计测器及预测修正软件,其中数字照相机可以拍摄人等三维形状计测物;激光三维计测器可以非接触方式对计测物进行三维形状的数据测定;预测修正软件利用激光三维计测器的测定数据以及对用该激光三维计测器计测不准确的部位和轮廓部位利用数字照相机的摄影数据,因此,使用固定设置的数字照相机和激光三维计测器,对人的上半身等三维形状基本上可以以清晰的轮廓计测出完整的三维形状。
文档编号G06T1/00GK1253280SQ99123660
公开日2000年5月17日 申请日期1999年11月3日 优先权日1998年11月5日
发明者渡边正博 申请人:渡边正博