JP7553329B2 - Shape measuring device and shape measuring method - Google Patents
Shape measuring device and shape measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7553329B2 JP7553329B2 JP2020187074A JP2020187074A JP7553329B2 JP 7553329 B2 JP7553329 B2 JP 7553329B2 JP 2020187074 A JP2020187074 A JP 2020187074A JP 2020187074 A JP2020187074 A JP 2020187074A JP 7553329 B2 JP7553329 B2 JP 7553329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape data
- changed
- reference points
- comparison reference
- positions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 39
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 181
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 66
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 26
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 20
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、測定対象物の形状を測定する形状測定装置及び形状測定方法に関する。 The present invention relates to a shape measuring device and a shape measuring method for measuring the shape of a measurement object.
測定対象物の撮像画像を解析することにより、測定対象物の形状を測定する形状測定装置が知られている。形状測定装置による三次元測定では、測定対象物のサイズが大きい場合には、一つの計測位置からの撮像画像のみを用いると三次元測定が行えない欠損領域が生じることがある。特許文献1には、複数の測定位置から三次元測定を行い、これらの測定位置のそれぞれに対応する複数の三次元測定データを統合することにより、欠損領域を狭めることが記載されている。 There is known a shape measuring device that measures the shape of a measurement object by analyzing an image of the measurement object. In three-dimensional measurement using a shape measuring device, if the size of the measurement object is large, a missing area where three-dimensional measurement cannot be performed may occur if only an image taken from one measurement position is used. Patent Document 1 describes a method of performing three-dimensional measurement from multiple measurement positions and narrowing the missing area by integrating multiple three-dimensional measurement data corresponding to each of these measurement positions.
複数の三次元測定データを統合する場合、三次元測定データを統合する際の位置合わせが良好でないことに起因して、三次元測定の精度が低下することがあるという問題があった。 When integrating multiple pieces of 3D measurement data, there was a problem in that the accuracy of the 3D measurement could decrease due to poor alignment when integrating the 3D measurement data.
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、三次元測定の精度を向上させることができる形状測定装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of this point, and aims to provide a shape measuring device that can improve the accuracy of three-dimensional measurements.
本発明の第1の態様の形状測定装置は、撮像部が第1相対位置において測定対象物を撮像することにより生成された第1撮像画像に基づいて、前記測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データと当該第1形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第1位置情報とを作成し、前記撮像部が前記第1相対位置と異なる第2相対位置において前記測定対象物を撮像することにより生成された第2撮像画像に基づいて、前記測定対象物において前記第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データと当該第2形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第2位置情報とを作成する形状データ作成部と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データ又は前記第2形状データの少なくともいずれかの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する基準データ作成部と、(1)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成し、又は(2)前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、当該座標位置を変化させた後の前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成し、又は(3)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成する変化後データ作成部と、前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する出力部と、を有する。 A shape measuring device according to a first aspect of the present invention includes a shape data creating unit that creates, based on a first captured image generated by an imaging unit capturing an image of a measurement object at a first relative position, first shape data indicating a shape of at least a part of the measurement object and first position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired, and creates, based on a second captured image generated by the imaging unit capturing an image of the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least partially different from the first shape data and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired; a reference data creating unit that creates reference first shape data and reference second shape data by converting the coordinates of at least one of the first shape data or the second shape data so that the distance between the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer; and (1) the positions of the plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least a portion of the comparison reference points indicated by the second position information are changed by a predetermined amount of change, and the first position information. (2) creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the plurality of comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount so that the distance between the positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of the comparison reference points and the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer; or (3) creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the plurality of comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount so that the distance between the positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of the comparison reference points and the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer. The system has a post-change data creation unit that creates the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points by a predetermined change amount and the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount becomes closer, and an output unit that outputs combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition.
前記出力部は、前記撮像部が撮像する際の形状測定装置もしくは測定対象物の少なくとも一方の振動量を取得し、取得した当該振動量が許容値以下であり、且つ、前記変化第1形状データが前記所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力してもよい。 The output unit may acquire the amount of vibration of at least one of the shape measuring device or the object to be measured when the imaging unit captures an image, and output the combined shape data if the acquired amount of vibration is equal to or less than an allowable value and the first changed shape data satisfies the specified condition.
前記出力部は、前記撮像部が撮像する際の形状測定装置の温度、測定対象物の温度又は周囲環境の温度の少なくとも一つを取得し、取得した当該温度が許容値以下であり、且つ、前記変化第1形状データが前記所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力してもよい。 The output unit may acquire at least one of the temperature of the shape measuring device, the temperature of the object to be measured, or the temperature of the surrounding environment when the imaging unit captures an image, and output the combined shape data when the acquired temperature is equal to or lower than an allowable value and the first changed shape data satisfies the specified condition.
前記基準データ作成部は、複数の比較基準点の複数の組み合わせのそれぞれに対応する前記基準第1形状データ及び前記基準第2形状データを作成し、前記変化後データ作成部は、前記複数の組み合わせに対応する複数の前記変化第1形状データを作成し、前記出力部は、前記基準第1形状データと前記変化第1形状データとの差が最も小さくなる前記組み合わせに対応する前記基準第2形状データと当該基準第1形状データとを結合した前記結合形状データを出力してもよい。 The reference data creation unit may create the reference first shape data and the reference second shape data corresponding to each of a plurality of combinations of a plurality of comparison reference points, the changed data creation unit may create a plurality of changed first shape data corresponding to the plurality of combinations, and the output unit may output the combined shape data obtained by combining the reference second shape data and the reference first shape data corresponding to the combination in which the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is smallest.
前記出力部は、前記基準第1形状データと前記変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に、当該基準第2形状データと前記基準第1形状データとを結合した前記結合形状データを出力しなくてもよい。前記出力部は、前記基準第1形状データと前記変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に、当該基準第1形状データにおいて当該変化第1形状データとの違いが基準値以上である箇所を除去した修正第1形状データを作成し、当該修正第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した修正結合形状データを出力してもよい。 The output unit may not output the combined shape data obtained by combining the reference second shape data and the reference first shape data when the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value. The output unit may create modified first shape data by removing a portion of the reference first shape data where the difference from the changed first shape data is equal to or greater than a reference value when the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value, and output modified combined shape data obtained by combining the modified first shape data and the reference second shape data.
前記形状測定装置は、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの全て又は一部の前記比較基準点の位置を第1変化量だけ変化させた後の複数の前記比較基準点の位置のそれぞれと、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの全て又は一部の前記比較基準点の位置を第1変化量とは異なる第2変化量だけ変化させている、または当該比較基準点の位置を変化させていない対応する前記比較基準点の位置との距離の総和が最小になるように、少なくとも一方の前記第1形状データの座標を変換し、変換後の当該第1形状データと、変換前の当該第1形状データとの差が閾値を超える場合に、当該第1形状データを位置合わせに使用することができないと判定する形状データ診断部をさらに備えてもよい。 The shape measuring device may further include a shape data diagnostic unit that converts the coordinates of at least one of the first shape data so that the sum of the distance between each of the positions of the multiple comparison reference points after the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information have been changed by a first change amount and the position of the corresponding comparison reference point after the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information have been changed by a second change amount different from the first change amount or the position of the comparison reference point has not been changed is minimized, and determines that the first shape data cannot be used for alignment when the difference between the first shape data after conversion and the first shape data before conversion exceeds a threshold value.
前記形状測定装置は、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの全て又は一部の前記比較基準点の位置を第1変化量だけ変化させた後の複数の前記比較基準点の位置のそれぞれと、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの全て又は一部の前記比較基準点の位置を第1変化量とは異なる第2変化量だけ変化させている、または当該比較基準点の位置を変化させていない対応する前記比較基準点の位置との距離の総和が最小になるように、少なくとも一方の前記第2形状データの座標を変換し、変換後の当該第2形状データと、変換前の当該第2形状データとの差が閾値を超える場合に、当該第2形状データを位置合わせに使用することができないと判定する形状データ診断部をさらに備えてもよい。 The shape measuring device may further include a shape data diagnostic unit that converts the coordinates of at least one of the second shape data so that the sum of the distance between each of the positions of the multiple comparison reference points after the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information have been changed by a first change amount and the position of the corresponding comparison reference point after the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information have been changed by a second change amount different from the first change amount or the position of the comparison reference point has not been changed is minimized, and determines that the second shape data cannot be used for alignment when the difference between the second shape data after conversion and the second shape data before conversion exceeds a threshold value.
前記形状測定装置は、前記基準第1形状データと前記変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に、前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像から新たな前記比較基準点を抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した前記新たな比較基準点により前記基準データ作成部が作成した前記基準第1形状データと、前記新たな比較基準点により前記変化後データ作成部が作成した前記変化第1形状データとの差が閾値以下であるか否かを判定する形状データ診断部と、をさらに備えてもよい。 The shape measuring device may further include an extraction unit that extracts new comparison reference points from the first captured image and the second captured image when the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value, and a shape data diagnosis unit that determines whether the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit using the new comparison reference point extracted by the extraction unit and the changed first shape data created by the changed data creation unit using the new comparison reference point is equal to or less than a threshold value.
前記変化後データ作成部は、前記第1位置情報又は前記第2位置情報が示す前記比較基準点の座標位置を変化させる前記変化量を変更し、当該変化量を変更する度に変更後の当該変化量に対応する前記変化第1形状データを作成し、前記出力部は、前記変化後データ作成部が作成した複数の前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力してもよい。 The post-change data creation unit may change the amount of change that changes the coordinate position of the comparison reference point indicated by the first position information or the second position information, and create the post-change first shape data corresponding to the changed amount of change each time the amount of change is changed, and the output unit may output the combined shape data when the multiple pieces of post-change first shape data created by the post-change data creation unit satisfy a predetermined condition.
前記変化後データ作成部は、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を第1変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を第2変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、当該座標位置を変化させた後の前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成し、前記変化後データ作成部は、前記第1変化量及び前記第2変化量を変更し、当該第1変化量及び当該第2変化量を変更する度に変更後の当該第1変化量及び当該第2変化量に対応する前記変化第1形状データを作成し、前記出力部は、前記変化後データ作成部が作成した複数の前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力してもよい。 The post-change data creation unit creates the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a first change amount and the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a second change amount becomes closer, the post-change data creation unit changes the first change amount and the second change amount, and creates the changed first shape data corresponding to the changed first change amount and the changed second change amount each time the first change amount and the second change amount are changed, and the output unit may output the combined shape data when the multiple changed first shape data created by the post-change data creation unit satisfy a predetermined condition.
本発明の第2の態様の形状測定装置は、撮像部が第1相対位置において測定対象物を撮像することにより生成された第1撮像画像に基づいて、前記測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データと当該第1形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第1位置情報とを作成し、前記撮像部が前記第1相対位置と異なる第2相対位置において前記測定対象物を撮像することにより生成された第2撮像画像に基づいて、前記測定対象物において前記第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データと当該第2形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第2位置情報とを作成する形状データ作成部と、前記測定対象物の複数の参照用基準点の位置を示す情報を取得する取得部と、前記第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、前記取得部が取得した対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、基準第1形状データを作成し、前記第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、前記取得部が取得した対応する前記参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第2形状データの座標を変換することにより、基準第2形状データを作成する基準データ作成部と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、対応する前記参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、第1変化形状データを作成し、又は前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記複数の参照用基準点のうちの少なくとも一部の前記参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する変化後データ作成部と、前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する出力部と、を備える。 A shape measuring device according to a second aspect of the present invention includes a shape data creating unit that creates, based on a first captured image generated by an imaging unit capturing an image of a measurement object at a first relative position, first shape data indicating a shape of at least a part of the measurement object and first position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired, and a shape data creating unit that creates, based on a second captured image generated by the imaging unit capturing an image of the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least partially different from the first shape data and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired; an acquisition unit that acquires information indicating the positions of a plurality of reference points of the measurement object; and a reference first shape data is created by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the corresponding reference reference points acquired by the acquisition unit is reduced, and the reference first shape data is created by converting the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information and the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information. a reference data creation unit that creates reference second shape data by converting the coordinates of the second shape data so that the distance between the position of the corresponding reference point acquired by the acquisition unit is reduced; a changed data creation unit that creates first changed shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount and the positions of the corresponding reference points is reduced, or creates changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the multiple reference points after changing the coordinate positions of at least some of the multiple reference points by a predetermined change amount is reduced; and an output unit that outputs combined shape data obtained by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition.
本発明の第3の態様の形状測定方法は、コンピュータが実行する、撮像部が第1相対位置において測定対象物を撮像することにより生成された第1撮像画像に基づいて、前記測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データと当該第1形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第1位置情報とを作成し、前記撮像部が前記第1相対位置と異なる第2相対位置において前記測定対象物を撮像することにより生成された第2撮像画像に基づいて、前記測定対象物において前記第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データと当該第2形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第2位置情報とを作成するステップと、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データ又は前記第2形状データの少なくともいずれかの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成するステップと、(1)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成し、又は(2)前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、当該座標位置を変化させた後の前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成し、又は(3)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成するステップと、前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力するステップと、を有する。 A shape measurement method according to a third aspect of the present invention includes the steps of: (1) creating, based on a first captured image generated by an imaging unit capturing an image of a measurement object at a first relative position, first shape data indicating the shape of at least a portion of the measurement object and first position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired; and (2) creating, based on a second captured image generated by the imaging unit capturing an image of the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least partially different from the first shape data and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired; and (3) creating reference first shape data and reference second shape data by converting the coordinates of at least one of the first shape data or the second shape data so that the distance between the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer; and (4) converting the positions of the plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least a portion of the comparison reference points indicated by the second position information are changed by a predetermined amount of change, and converting the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information into the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information into ... first position information into the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information into the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information into the positions of the plurality (2) creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distances between the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the position information and the positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount and the distances between the positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information and the positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of the first shape data by a predetermined change amount are close to each other; or (3) creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information. The method includes a step of creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the quasi-points by a predetermined change amount and the positions of the multiple comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount is reduced, and a step of outputting combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition.
本発明によれば、三次元測定の精度を向上させるという効果を奏する。 The present invention has the effect of improving the accuracy of three-dimensional measurements.
<第1の実施形態>
[形状測定装置100の概要]
図1から図3は、第1の実施形態に係る形状測定装置100の概要について説明するための図である。図1(a)は、形状測定装置100による測定対象物の測定の様子を示す。図1(b)は、形状測定装置100による測定対象物の撮像の様子を示す。図1(a)に示すように、形状測定装置100は、投影部1及び撮像部2を収容又は連結する測定ヘッド10と、制御部3とを備える。
First Embodiment
[Overview of shape measuring device 100]
1 to 3 are diagrams for explaining an overview of a
投影部1は、発光ダイオード又はレーザ等の光源を有している投影装置である。投影部1は、所定のパターンを含む投影画像を測定対象物の測定面に投影する。パターンは、例えば、縞のパターンである。また、投影部1の数は、1台に限定されず、形状測定装置100は、任意の台数の投影部を備えてもよい。投影部1は、位置によって輝度が変化するパターンを含む投影画像を測定対象物に投影する。
The projection unit 1 is a projection device having a light source such as a light-emitting diode or a laser. The projection unit 1 projects a projection image including a predetermined pattern onto the measurement surface of the measurement object. The pattern is, for example, a stripe pattern. The number of projection units 1 is not limited to one, and the
撮像部2は、レンズ21及び撮像素子22を有している。撮像部2は、測定対象物を撮像することにより、撮像画像を生成する。撮像部2は、投影部1が投影画像を測定対象物に投影する際に、測定対象物に投影された投影画像を撮像することにより撮像画像を生成する。撮像部2の数は、1台に限定されず、形状測定装置100は、任意の台数の撮像部を備えてもよい。
The imaging unit 2 has a
撮像部2及び投影部1は、測定ヘッド10に固定されている。測定対象物の測定時には、可動ステージ又はロボット等を用いて測定ヘッド10又は測定対象物を移動させることにより、撮像部2は、複数の相対位置からの測定対象物の撮像画像を生成する。
The imaging unit 2 and the projection unit 1 are fixed to the
制御部3は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部3は、測定対象物を撮像部2に撮像させることにより、撮像画像を生成する。このとき、制御部3は、測定ヘッド10又は測定対象物を移動させて、測定対象物に対する撮像部2の相対位置を変化させる。例えば、制御部3は、ロボットを用いて測定ヘッド10を移動させたり、可動ステージを用いて測定対象物を移動させたりして相対位置を変化させる。制御部3は、これらの複数の相対位置において撮像部2に測定対象物を撮像させる。
The control unit 3 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The control unit 3 generates a captured image by having the imaging unit 2 capture an image of the measurement object. At this time, the control unit 3 moves the
また、測定ヘッド10には、複数の撮像部2又は複数の投影部1の少なくともいずれかが設けられてもよい。制御部3は、撮像画像を生成する撮像部2を切り替えることにより、測定対象物に対する撮像部2の相対位置を変化させてもよい。図1の例では、制御部3は、投影部1と撮像部2とを一体として移動させるが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部3は、投影部1と撮像部2とを独立して移動させてもよい。また、測定ヘッド10は一つに限らず、複数の測定ヘッド10にそれぞれ取り付けられた撮像部2を用いて、複数の相対位置において測定対象物を撮像してもよい。複数の測定ヘッド10において投影部1と撮像部2は、互いに位置関係をずらして配置されていてもよい。
The
図1(b)は、撮像部2による測定対象物の撮像の様子を示す。制御部3は、測定対象物の測定面を第1相対位置において撮像部2に撮像させることにより、第1撮像画像を生成する。図1(b)において、撮像部2の撮像範囲を破線で示す。図1(b)の例では、測定対象物の測定面のサイズが撮像部2の撮像範囲よりも大きいため、測定面の一部は、撮像部2の撮像範囲外にある。制御部3は、測定対象物を第2相対位置において撮像することにより、第2撮像画像を生成する。図2の例では、制御部3は、撮像部2を平行移動させているが、制御部3は、撮像部2を回転移動させてもよい。 Figure 1(b) shows how the imaging unit 2 captures an image of the measurement object. The control unit 3 generates a first captured image by having the imaging unit 2 capture an image of the measurement surface of the measurement object at a first relative position. In Figure 1(b), the imaging range of the imaging unit 2 is indicated by a dashed line. In the example of Figure 1(b), the size of the measurement surface of the measurement object is larger than the imaging range of the imaging unit 2, so part of the measurement surface is outside the imaging range of the imaging unit 2. The control unit 3 captures an image of the measurement object at a second relative position to generate a second captured image. In the example of Figure 2, the control unit 3 translates the imaging unit 2, but the control unit 3 may also rotate the imaging unit 2.
制御部3は、撮像部2が生成した第1撮像画像を解析することにより、測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データを作成する。制御部3は、撮像部2が生成した第2撮像画像を解析することにより、第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データを作成する。第1形状データ及び第2形状データは、例えば、測定対象物の輪郭線又は複数の頂点等の特徴点、マーカ等の位置を示す座標データを含む。 The control unit 3 creates first shape data indicating at least a part of the shape of the object to be measured by analyzing the first captured image generated by the imaging unit 2. The control unit 3 creates second shape data that is at least partially different from the first shape data by analyzing the second captured image generated by the imaging unit 2. The first shape data and the second shape data include, for example, coordinate data indicating the contour line or feature points such as multiple vertices of the object to be measured, and the positions of markers, etc.
図2(a)及び図2(b)は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせの例を示す図である。図2(a)は、制御部3が作成した第1形状データ及び第2形状データの例を示す。図2(b)は、制御部3が第1形状データと第2形状データとを位置合わせした様子を示す図である。 Figures 2(a) and 2(b) are diagrams showing an example of alignment between the first shape data and the second shape data. Figure 2(a) shows an example of the first shape data and the second shape data created by the control unit 3. Figure 2(b) is a diagram showing how the control unit 3 aligns the first shape data and the second shape data.
制御部3は、第1形状データと第2形状データとを位置合わせするための各種の処理を実行する。制御部3は、第1撮像画像及び第2撮像画像から、例えば、測定対象物のエッジ若しくは起伏、測定対象物に特有のテクスチャ等の複数の特徴点、又は測定対象物若しくは治具に取り付けられたマーカ等を比較基準点として抽出する。例えば、制御部3は、測定対象物又は治具に取り付けられたマーカが円である場合には、円の中心位置を比較基準点として抽出する。制御部3は、比較基準点の座標を示す情報に加えて、測定対象物の表面において比較基準点を通過する法線ベクトルを示す情報を第1撮像画像及び第2撮像画像から抽出してもよい。 The control unit 3 executes various processes for aligning the first shape data and the second shape data. The control unit 3 extracts, from the first captured image and the second captured image, for example, a plurality of feature points such as an edge or undulation of the measurement object, a texture specific to the measurement object, or a marker attached to the measurement object or the jig, as a comparison reference point. For example, when the marker attached to the measurement object or the jig is a circle, the control unit 3 extracts the center position of the circle as the comparison reference point. In addition to information indicating the coordinates of the comparison reference point, the control unit 3 may extract information indicating a normal vector passing through the comparison reference point on the surface of the measurement object from the first captured image and the second captured image.
制御部3は、第1撮像画像から抽出した比較基準点の測定対象物上の位置を特定することにより、第1形状データにおける比較基準点の位置を示す第1位置情報を作成する。制御部3は、第2撮像画像から抽出した比較基準点の測定対象物上の位置を特定することにより、第2形状データにおける比較基準点の位置を示す第2位置情報を作成する。図2においては、第1撮像画像および第2撮像画像から抽出した比較基準点をそれぞれ第1形状データ上、及び第2形状データ上に丸印で示している。 The control unit 3 creates first position information indicating the position of the comparison reference point in the first shape data by identifying the position on the measurement object of the comparison reference point extracted from the first captured image. The control unit 3 creates second position information indicating the position of the comparison reference point in the second shape data by identifying the position on the measurement object of the comparison reference point extracted from the second captured image. In FIG. 2, the comparison reference points extracted from the first captured image and the second captured image are shown by circles on the first shape data and the second shape data, respectively.
制御部3は、第1位置情報及び第2位置情報を用いて、第1形状データと第2形状データを位置合わせする。より詳しくは、制御部3は、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換する。第2形状データの座標は、第2形状データに含まれる複数の画素の座標である。以下、位置合わせ後の第1形状データを基準第1形状データとも呼び、位置合わせ後の第2形状データを基準第2形状データとも呼ぶ。図2(b)は、制御部3による位置合わせ後の基準第1形状データ及び基準第2形状データを示す。図2(b)の例では、制御部3は、第1形状データの座標を変換することなく基準第1形状データを作成する。代わりに、制御部3は、第1形状データの座標を変換したり、第1形状データと第2形状データの両者の座標を変換して位置合わせを行ったりしてもよい。 The control unit 3 aligns the first shape data and the second shape data using the first position information and the second position information. More specifically, the control unit 3 converts the coordinates of the second shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information becomes closer. The coordinates of the second shape data are the coordinates of multiple pixels included in the second shape data. Hereinafter, the first shape data after alignment is also called reference first shape data, and the second shape data after alignment is also called reference second shape data. FIG. 2(b) shows the reference first shape data and the reference second shape data after alignment by the control unit 3. In the example of FIG. 2(b), the control unit 3 creates the reference first shape data without converting the coordinates of the first shape data. Instead, the control unit 3 may convert the coordinates of the first shape data, or convert the coordinates of both the first shape data and the second shape data to align them.
制御部3が十分な数の比較基準点を一定の広がりをもって抽出した場合、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは比較的高い精度で行われる。一方、制御部3が抽出した比較基準点の数が少なかったり、比較基準点の分布が偏っていたりする場合、第1形状データと第2形状データとの位置合わせの精度が低下することがある。 When the control unit 3 extracts a sufficient number of comparison reference points with a certain spread, the first shape data and the second shape data are aligned with relatively high accuracy. On the other hand, when the control unit 3 extracts a small number of comparison reference points or the distribution of the comparison reference points is uneven, the accuracy of the alignment between the first shape data and the second shape data may decrease.
このため、制御部3は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせの良否を判定する。図3(a)及び図3(b)は、制御部3による第1形状データと第2形状データとの位置合わせの良否を判定する方法を示す図である。 For this reason, the control unit 3 judges whether the alignment between the first shape data and the second shape data is satisfactory. Figures 3(a) and 3(b) are diagrams showing a method by which the control unit 3 judges whether the alignment between the first shape data and the second shape data is satisfactory.
図3(a)に示すように、制御部3は、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうち、一部又は全ての比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させる。所定の変化量は、例えば形状測定装置100の測定性能(例えば測定誤差の最大値又は標準偏差値)に基づいて決定される大きさである。また、この変化を与える量又は向きは、例えば比較基準点ごとにランダムなものであってもよく、事前に取得した既知の誤差分布に対応するものであってもよい。制御部3が位置を変化させる前の比較基準点を破線の丸印で示し、制御部3が位置を変化させた後の比較基準点を実線の丸印で示す。図3(a)及び図3(b)に示すように、制御部3は、第1位置情報が示す一部又は全ての比較基準点の位置を変化させた後、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換する。なお、制御部3は、第1位置情報が示す複数の比較基準点と、第2位置情報が示す複数の比較基準点との一方又は両方の位置に変化を与えてもよい。
3(a), the control unit 3 changes the positions of some or all of the comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined amount of change. The predetermined amount of change is, for example, a magnitude determined based on the measurement performance (for example, the maximum value or standard deviation value of the measurement error) of the
第1位置情報が示す一部又は全ての比較基準点の位置を変化させることにより、位置合わせ後の第2形状データ(以下、変化第2形状データともいう)の座標が変動する。比較基準点の位置を変化させる前に第1形状データ及び第2形状データを位置合わせした場合の基準第2形状データを図3(b)の破線で示し、比較基準点の位置を変化させた後に第1形状データ及び第2形状データを位置合わせした場合の第2形状データ(以下、変化第2形状データともいう)を図3(b)の実線で示す。 By changing the positions of some or all of the comparison reference points indicated by the first position information, the coordinates of the second shape data after alignment (hereinafter also referred to as changed second shape data) change. The reference second shape data when the first shape data and the second shape data are aligned before changing the position of the comparison reference point is shown by the dashed line in FIG. 3(b), and the second shape data when the first shape data and the second shape data are aligned after changing the position of the comparison reference point (hereinafter also referred to as changed second shape data) is shown by the solid line in FIG. 3(b).
制御部3は、基準第2形状データと変化第2形状データとの差を特定する。制御部3は、基準第2形状データと変化第2形状データとの差が閾値以下であることを条件として、基準第1形状データと基準第2形状データとの位置合わせが良好であると判定する。このとき、制御部3は、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成する。制御部3は、作成した結合形状データを出力する。このようにして、制御部3は、基準第1形状データと基準第2形状データとの位置合わせの良否を判定するので、基準第1形状データと基準第2形状データとの位置合わせが不良であることに起因して、測定対象物の形状の測定精度が低下することを抑制することができる。 The control unit 3 identifies the difference between the reference second shape data and the changed second shape data. The control unit 3 determines that the alignment between the reference first shape data and the reference second shape data is good, provided that the difference between the reference second shape data and the changed second shape data is equal to or less than a threshold value. At this time, the control unit 3 creates combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data. The control unit 3 outputs the created combined shape data. In this way, the control unit 3 determines whether the alignment between the reference first shape data and the reference second shape data is good or bad, and therefore it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the shape of the measurement object caused by poor alignment between the reference first shape data and the reference second shape data.
なお、制御部3は、複数の比較基準点の位置に変化を与える際に、個々の比較基準点に与える変化量を変えて、その都度、位置合わせを行うようにしてもよい。制御部3は、この時に生じる複数の位置合わせの誤差の最大値又は標準偏差値等の統計量を指標として、閾値による判定を行ってもよい。 When changing the positions of multiple comparison reference points, the control unit 3 may change the amount of change given to each comparison reference point and perform alignment each time. The control unit 3 may perform a judgment based on a threshold using a statistical quantity such as the maximum value or standard deviation value of the multiple alignment errors that occur at this time as an index.
[形状測定装置の構成]
図4は、形状測定装置100の構成を示す図である。形状測定装置100は、一以上の形状測定方法を用いて測定対象物の三次元形状を測定する。形状測定方法は、本明細書の例では、光パターン投影法であるが、光切断法、ステレオ法、光波干渉法などを適用してもよい。形状測定方法は、非接触式のものであってもよく、接触式のものであってもよい。
[Configuration of shape measuring device]
4 is a diagram showing the configuration of the
形状測定装置100は、撮像部2、制御部3、表示部4及び記憶部5を備える。制御部3は、形状データ作成部301、基準データ作成部302、変化後データ作成部303、出力部304及び形状データ診断部305を備える。
The
表示部4は、制御部3が生成した文字、画像、又は形状等のデータを表示する。例えば、表示部4は、測定対象物の形状の測定結果を表示する。記憶部5は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等の記憶媒体を含む。記憶部5は、制御部3が実行するプログラムを記憶している。制御部3は、記憶部5に記憶されたプログラムを実行することにより、形状データ作成部301、基準データ作成部302、変化後データ作成部303、出力部304及び形状データ診断部305として機能する。
The display unit 4 displays data such as characters, images, or shapes generated by the control unit 3. For example, the display unit 4 displays the measurement results of the shape of the object to be measured. The memory unit 5 includes storage media such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a hard disk. The memory unit 5 stores programs executed by the control unit 3. The control unit 3 functions as a shape
形状データ作成部301は、測定対象物の形状を測定する。形状データ作成部301は、第1相対位置において測定対象物の測定面を撮像部2に撮像させることにより、第1撮像画像を生成する。形状データ作成部301は、測定対象物の測定面を第2相対位置において撮像部2に撮像させることにより、第2撮像画像を生成する。第2相対位置は、第1相対位置とは異なる位置である。第1相対位置は、例えば、撮像部2により最初に撮像が行われた位置であり、第2相対位置は、撮像部2により2番目以降に撮像が行われた位置であるが、本発明はこれに限定されず、第1相対位置と第2相対位置との番号付けの方法は任意であってもよい。例えば、第2相対位置は、撮像部2により最初に撮像が行われた位置であってもよく、第1相対位置は、撮像部2により2番目以降に撮像が行われた位置であってもよい。
The shape
形状データ作成部301は、第2相対位置において、第1相対位置とは異なる向きで測定対象物を撮像してもよい。本明細書の例では、形状データ作成部301は、測定対象物に対し、投影画像を投影部1により投影し、投影画像が投影された状態において測定対象物の第1撮像画像及び第2撮像画像を生成する。この際に、形状データ作成部301は、投影する画像を変えて撮像したり、無投影の状態で撮像したりして、複数の画像を生成するようにしてもよい。
The shape
形状データ作成部301は、生成した第1撮像画像に基づいて、測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データを作成する。より詳しくは、形状データ作成部301は、第1撮像画像において測定対象物に投影された投影画像の歪み等を解析することにより、測定対象物の形状を測定する。形状データ作成部301は、この測定結果に基づいて、第1形状データを作成する。同様にして、形状データ作成部301は、生成した第2撮像画像に基づいて、測定対象物において第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データを作成する。
The shape
形状データ作成部301は、第1撮像画像及び第2撮像画像から測定対象物のエッジ若しくは起伏、測定対象物に特有のテクスチャ等の複数の特徴点、又は測定対象物や治具に取り付けられたマーカ等の特徴点を比較基準点として抽出する。形状データ作成部301は、第1撮像画像から抽出した複数の比較基準点の測定対象物上又は治具上の位置をそれぞれ特定することにより、第1形状データにおける複数の比較基準点の位置を示す第1位置情報を作成する。同様にして、形状データ作成部301は、第2撮像画像から抽出した複数の比較基準点の測定対象物上又は治具上の位置をそれぞれ特定することにより、第2形状データにおける複数の比較基準点を示す第2位置情報を作成する。
The shape
形状データ作成部301は、所定の大きさ以上の範囲に広がって分布する十分な個数の比較基準点を抽出することが望ましい。図5(a)及び図5(b)は、形状データ作成部301が抽出した比較基準点の例を示す図である。図5(a)は、形状データ作成部301が抽出した比較基準点の個数及び広がりが良好である例を示し、図5(b)は、形状データ作成部301が抽出した比較基準点の個数及び広がりが良好でない例を示す。図5(a)には、形状データ作成部301が作成した第1形状データ及び第2形状データを示す。図5(a)の丸印は、比較基準点を示す。両矢印は、第1位置情報が示す比較基準点と、第2位置情報が示す比較基準点とが、測定対象物上の共通の特徴点に対応することを示す。図5(a)に示す比較基準点は、図5(b)に示す比較基準点に比べて、個数が多く、より広い範囲に分布している。
It is desirable for the shape
形状データ作成部301は、作成した第1形状データと、第1形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第1位置情報とを作成する。形状データ作成部301は、作成した第1形状データ及び第1位置情報を基準データ作成部302及び変化後データ作成部303へ出力する。形状データ作成部301は、作成した第2形状データと、第2形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第2位置情報とを作成する。形状データ作成部301は、作成した第2形状データ及び第2位置情報を基準データ作成部302及び変化後データ作成部303へ出力する。
The shape
また、形状データ作成部301は、第1撮像画像または第2撮像画像に基づいて形状データを作成する例に限定されず、記憶部5に予め記憶されている第1形状データと、第2形状データと、第1位置情報と、第2位置情報とを記憶部5から取得してもよい。なお、第1形状データおよび第1位置情報と、第2形状データおよび第2位置情報とは、それぞれ別の形状測定装置で取得したものであってもよい。このようにすると、例えばある形状測定装置では測定できない箇所を、別の形状測定装置を用いることで測定できるようにすることで、より広範囲で測定対象物を測定することができる。例えば、光パターン投影法による形状測定装置では、影の影響等によって測定できない箇所を、別の形状測定装置を利用して測定し、その結果を統合することが考えられる。
The shape
[投影画像による比較基準点の抽出]
形状データ作成部301は、マーカを含む投影画像を測定対象物に投影し、測定対象物に投影されたマーカの位置を比較基準点として撮像画像から抽出してもよい。例えば、形状データ作成部301は、測定ヘッド10内の投影部1とは別に設けられた副投影部を用いて、マーカを含む投影画像を投影する。また、形状データ作成部301は、測定ヘッド10内の投影部1を用いてこの投影画像を投影してもよい。
[Extraction of comparison reference points using projected images]
The shape
図6及び図7は、形状データ作成部301による比較基準点の抽出の別の例を示す図である。図6は、形状データ作成部301が測定対象物にマーカを副投影部61により投影する様子を示す図である。図7は、測定対象物に投影されたマーカを含む投影画像の例を示す図である。形状データ作成部301は、測定対象物に対する副投影部61の相対位置を固定した状態で、副投影部からマーカとして利用可能な投影画像を測定対象物に投影する。このとき、形状データ作成部301は、測定対象物に投影されたマーカの位置を比較基準点として第1撮像画像及び第2撮像画像から抽出してもよい。
Figures 6 and 7 are diagrams showing another example of extraction of a comparison reference point by the shape
また、形状データ作成部301は、測定ヘッド10内に複数の撮像部2が設けられる場合には、測定ヘッド10内の投影部1からマーカを含む投影画像を投影してもよい。形状データ作成部301は、投影画像が投影された状態の測定対象物の第1撮像画像を第1の撮像部により生成し、同じ状態の測定対象物の第2撮像画像を第2の撮像部により生成する。形状データ作成部301は、測定対象物に投影されたマーカの位置を比較基準点として第1撮像画像及び第2撮像画像から抽出してもよい。また、複数の測定ヘッドを用いる場合にも、測定ヘッドとは別に用意された副投影部を用いたり、測定ヘッド内の投影部を用いたりして、マーカを含む投影画像を投影して、同様な処理を行ってもよい。
In addition, when multiple imaging units 2 are provided in the
測定対象物上に投影された複数のマーカを図7に丸印で示す。マーカとして利用する投影画像は、測定ヘッド10に含まれる投影部1が投影する投影画像を用いる場合と、副投影部61が投影する投影画像を用いる場合との両方において任意の輝度分布、任意の枚数であってよい。形状データ作成部301は、測定対象物に投影されたマーカを比較基準点として第1撮像画像及び第2撮像画像から抽出することにより、比較基準点の個数又は分布を調整することができる。また、形状データ作成部301は、測定対象物のエッジ等の特徴点から抽出した比較基準点と、測定対象物に投影されたマーカの位置に対応する比較基準点とを組み合わせて利用してもよい。
The multiple markers projected onto the measurement object are shown by circles in FIG. 7. The projection images used as markers may have any brightness distribution and any number, both when using the projection images projected by the projection unit 1 included in the
図8(a)及び図8(b)は、マーカを含む投影画像の例を示す図である。形状データ作成部301は、図8(a)に示す黒色のパターンの中心位置、又は図8(b)に示す縞パターンの濃淡により特定される位置を比較基準点として抽出することができる。
Figures 8(a) and 8(b) are diagrams showing examples of projected images including markers. The shape
[比較基準点を使用した形状データの位置合わせ]
基準データ作成部302は、第1形状データと第2形状データとを位置合わせして、位置合わせした後の比較基準点の位置を示す基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する。例えば、基準データ作成部302は、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データまたは第2形状データの少なくともいずれかの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する。
[Aligning shape data using comparison reference points]
The reference
第1形状データと、第2形状データとの位置合わせの誤差eは、以下の式(1)により表される。
本明細書の例では、基準データ作成部302は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせにおいて第1形状データの座標を変換しないが、基準データ作成部302は、第1形状データ及び第2形状データの両方の座標を変換することにより誤差eを最小にしてもよい。基準データ作成部302は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせにおいて第1形状データの座標のみを変換することにより誤差eを最小にしてもよい。基準データ作成部302は、作成した第1基準形状データ及び第2基準形状データを出力部304へ出力する。
In the example of this specification, the reference
[比較基準点への変化の付与]
変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部又は全ての比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させる。所定の変化量は、例えば、形状測定装置100の測定精度に応じて定められる。一例としては、変化後データ作成部303は、複数の比較基準点の個々の位置を、特定の分布になるように、又はランダムな分布になるように、向き又は大きさの少なくともいずれかを変化させてもよい。所定の変化量は、複数の比較基準点の個々の位置を変化させる向き又は大きさの少なくともいずれかの最大値又は標準偏差値を規定するものであってもよい。
[Adding changes to the comparison reference point]
The post-change
変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換し、変化第1形状データとする。より詳しくは、変化後データ作成部303は、上述の式(1)において第2位置情報が示す比較基準点の座標をaiとし、第1位置情報が示す比較基準点の座標をbiとし、式(1)に示す誤差eが最小になるように第1位置情報が示す複数の比較基準点biの座標を位置合わせする。基準データ作成部302は、複数の比較基準点の座標biに対応する第1形状データの座標を比較基準点の座標biとともに変換する。変化後データ作成部303は、変換後の第1形状データである変化第1形状データを出力部304へ出力する。
The post-change
また、変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す比較基準点の代わりに、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部又は全部の座標位置を所定の変化量だけ変化させてもよい。変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置を変化させた場合と同様に、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、座標位置を変化させた後の第1形状データの座標を変換し、変化第1形状データとしてもよい。
In addition, the post-change
この他、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す比較基準点と第2位置情報が示す比較基準点の両方を変化させてもよい。変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を所定の第1変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を所定の第2変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第1位置情報及び第2位置情報が示す比較基準点の位置を変化させた後、座標位置を変化させた後の第1位置情報に対応する複数の比較基準点の位置と、座標位置を変化させた後の第2位置情報に対応する複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成してもよい。
In addition, the post-change
[位置合わせの良否の判定]
出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データが所定条件を満たすか否かを判定する。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を特定する。例えば、出力部304は、2つの形状データにおける対応する座標のずれ量を2つの形状データの差として特定する。出力部304は、所定条件として、2つの形状データの差が閾値以下であるか否かを判定する。閾値は、例えば、形状測定装置100に要求される測定精度に応じて定められる。また、出力部304は、形状データ同士の差を求める際に、第2形状データと基準第1形状データとのずれ量、および第2形状データと変化第1形状データとのずれ量を算出し、その両者の差を、指標として用いてもよい。
[Determining whether alignment is good or bad]
The
出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成する。本明細書の例では、出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値以下であることを所定条件として、変化第1形状データがこの所定条件を満たす場合に、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは良好であると判定し、結合形状データを作成する。出力部304は、作成した結合形状データを出力する。例えば、出力部304は、作成した結合形状データを表示部4に出力する。このようにすることで、出力部304は、位置合わせが不良となる形状データの利用を避けられるため、高精度な結果が得られるようになる。
When the changed first shape data created by the post-change
出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは不良であると判定する。このとき、出力部304は、基準第1形状データにおいて変化第1形状データとの違いが基準値以上である箇所を除去した修正第1形状データを作成する。例えば、出力部304は、2つの形状データにおける対応する座標のずれ量が閾値以上となる部分を除去することにより、修正第1形状データを作成する。閾値は、例えば、形状測定装置100に要求される測定精度に応じてそれぞれ定められる。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第2形状データと、作成した修正第1形状データとを結合した修正結合形状データを作成する。
When the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold, the
出力部304は、作成した修正結合形状データを表示部4に出力する。出力部304は、通信インターフェースを介して、外部装置に修正結合形状データを出力してもよい。出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が比較的少ない箇所を利用して修正結合形状データを作成するので、作成される形状データの精度が向上する。出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値を超える場合には、結合形状データ及び修正結合データを出力しなくてもよい。
The
また、出力部304は、作成した結合形状データとともに、基準第1形状データと変化第1形状データとの差を示す数値情報、又は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差を示すカラーマップ等を表示部4に出力してもよい。このとき、出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値以下であるか否かの判定を行わなくてもよい。このようにして、出力部304は、ユーザが第1形状データと第2形状データとの位置合わせの良否を判断できるようにしてもよい。
The
また、出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値以下であることを所定条件として、変化第1形状データがこの所定条件を満たすと判定する例に限定されない。例えば、出力部304は、基準第1形状データと変化第2形状データを比較してもよい。出力部304は、変化第1形状データにおいて基準第2形状データに対応する座標のずれ量を特定し、特定したずれ量が閾値以下である場合に、変化第1形状データが所定条件を満たすと判定してもよい。閾値は、例えば、形状測定装置100に要求される測定精度に応じて定められる。このとき、出力部304は、特定したずれ量が閾値以下である場合に、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成してもよい。
In addition, the
[単一の形状データを用いた位置合わせ]
形状データ診断部305は、第1形状データと第2形状データとを位置合わせする前に、第1形状データが他の形状データと位置合わせすることが可能であるか否かを判定する。その際に、形状データ診断部305は、その判定結果をユーザに予め通知してもよい。図9(a)及び図9(b)は、第1形状データと他の形状データとが位置合わせ可能か否かを形状データ診断部305が判定するための方法を示す図である。図9 (a)は、位置合わせ前の2つの第1形状データを示す。図9(b)は、比較基準点を変化させた後の位置合わせの様子を示す。
[Registration using a single shape data]
The shape data
形状データ診断部305は、第1形状データを複製し、一方の第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの全て又は一部の比較基準点の位置を第1変化量だけ変化させる。例えば、形状データ診断部305は、図3(a)の例と同様にして、比較基準点の位置を第1変化量だけ変化させる。この時、形状データ診断部305は、個々の比較基準点ごとにランダム状に異なる変化量を与えるようにしてもよい。また、形状データ診断部305は、他方の第1形状データについては、同様に第1位置情報が示す複数の比較基準点の全て又は一部の位置を第2変化量だけ変化させてもよいし、もしくは比較基準点の位置を変化させなくてもよい。第2変化量は、第1変化量とは異なる変化に対応するものである。形状データ診断部305は、与える第1変化量及び第2変化量については、形状測定装置100の測定精度などに基づいて決めるようにすればよい。
The shape data
形状データ診断部305は、第1変化量だけ変化させた比較基準点を含む複数の比較基準点の位置のそれぞれと、第2変化量だけ変化させた又は位置を変化させていない比較基準点を含む対応する比較基準点の位置との距離の総和が最小になるように、少なくとも一方の第1位置情報が示す比較基準点の座標を変換する。例えば、形状データ診断部305は、第1変化量だけ変化させた比較基準点を含むi番目の比較基準点の座標を上述の式(1)のaiとし、第2変化量だけ変化させた比較基準点を含む対応する比較基準点の座標をbiとし、誤差eが最小になるように複数の比較基準点の座標biを位置合わせする。このとき、形状データ診断部305は、座標biの比較基準点に対応する第1形状データの座標を比較基準点の座標biとともに変換する。図9(b)の例では、形状データ診断部305は、座標aiの比較基準点に対応する第1形状データの座標を変換しない。
The shape
この例では、2つの第1形状データを用いる例を示したが、形状データ診断部305は、さらに多くの第1形状データを用意し、その個々の形状データに対して、比較基準点の座標に異なった位置変化量を与えるようにして、同様の位置合わせを複数回試行してもよい。このようにすることで、形状データ診断部305は、位置変化量として多様な変化を考慮することができるため、より信頼性の高い判定を行うことができる。
In this example, two pieces of first shape data are used, but the shape
図9(b)には、形状データ診断部305が第1変化量だけ変化させた比較基準点を含む複数の比較基準点に対応する第1形状データを破線で示し、形状データ診断部305が第2変化量だけ変化させた比較基準点を含む複数の比較基準点に対応する第1形状データを実線で示す。
In FIG. 9(b), the first shape data corresponding to a plurality of comparison reference points, including a comparison reference point changed by the shape
形状データ診断部305は、変換後の第1形状データと、変換前の同じ第1形状データとの差が閾値を超える場合に、この第1形状データを他の形状データとの位置合わせに使用することができないと判定する。2つの第1形状データの差は、例えば、2つの第1形状データにおける対応する座標のずれ量である。例えば、形状データ診断部305は、第1形状データが他の形状データとの位置合わせに使用することができないことを示すメッセージを表示部4に表示する。閾値は、例えば、形状測定装置100による形状の測定に要求される精度に応じて定められる。
If the difference between the converted first shape data and the same first shape data before conversion exceeds a threshold, the shape
一方、形状データ診断部305は、変換後の第1形状データと、変換前の同じ第1形状データとの差が閾値以下である場合に、この第1形状データを位置合わせに使用できないことを通知しない。同様にして、形状データ診断部305は、複数取得した個々の形状データに対して診断を実施する。このようにして選定された複数の形状データを用いて、異なる形状データの位置合わせをすることで、位置合わせの高精度化と効率化とができる。また、形状データ診断部305は、第1形状データが他の形状データと位置合わせすることが可能であるか否かを判定する場合と同様にして、第2形状データが他の形状データと位置合わせすることが可能であるか否かを判定してもよい。
On the other hand, if the difference between the first shape data after conversion and the same first shape data before conversion is equal to or less than a threshold value, the shape
[振動量又は温度に応じて位置合わせの良否を判定する変形例]
出力部304は、撮像部2が撮像する際の形状測定装置100もしくは測定対象物の少なくとも一方の振動量を取得する。例えば、出力部304は、例えば、出力部304は、測定ヘッド10に取り付けた3軸加速度センサ(不図示)により測定ヘッド10の振動量を測定し、この測定結果を取得する。振動量は、例えば、撮像部2が測定対象物を撮像する際の撮像部2又は測定対象物の振動の大きさを示す値である。出力部304は、撮像部2が撮像する際の形状測定装置100の温度、測定対象物の温度又は周囲環境の温度の少なくとも一つを取得する。例えば、出力部304は、形状測定装置100の測定ヘッド10の温度を測定する温度センサ(不図示)から温度の測定結果を取得する。
[Modification for determining whether alignment is good or bad depending on vibration amount or temperature]
The
出力部304は、取得した振動量が許容値以下であるか否かを判定する。振動量の許容値は、例えば、測定対象物の測定において要求される精度に応じて決定される。出力部304は、振動量が許容値以下であり、且つ、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データが上述した所定条件を満たす場合に、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力してもよい。
The
また、出力部304は、取得した温度が許容値以下であるか否かを判定してもよい。温度の許容値は、例えば、測定対象物の測定において要求される精度に応じて決定される。出力部304は、取得した温度が許容値以下であり、且つ、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データが上述した所定条件を満たす場合に、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力してもよい。このようにして、出力部304は、比較基準点とは異なる指標を併用して形状データの位置合わせの良否を判定するので、判定の精度をより向上させることができる。
The
[3個以上の形状データの位置合わせ]
基準データ作成部302は、3個以上の形状データを位置合わせしてもよい。図10は、3個の形状データA~Cを位置合わせする場合の例を示す図である。形状データAを太い実線で示す。形状データBを破線で示す。形状データCを細い実線で示す。図10の例では、基準データ作成部302は、3個以上の形状データA~Cを一つずつ逐次的に位置合わせする。また、基準データ作成部302は、位置合わせの順番がより適切になるように変更しながら位置合わせしてもよい。基準データ作成部302は、複数の形状データを同時に位置合わせしてもよい。
[Alignment of three or more pieces of shape data]
The reference
図10に示すように、基準データ作成部302が形状データAと形状データBとを位置合わせしたとする。このとき、出力部304は、形状データAと形状データBとの位置合わせは不良であると判定したものとする。
As shown in FIG. 10, it is assumed that the reference
このとき、基準データ作成部302は、形状データAと形状データCとの位置合わせ、又は形状データBと形状データCとの位置合わせを試みる。例えば、基準データ作成部302は、図10に示すように、形状データBと形状データCとを位置合わせする。この場合に、出力部304は、形状データBと形状データCとの位置合わせは良好であると判定し、形状データBと形状データCとを結合した結合形状データB+Cを作成する。
At this time, the reference
次に、基準データ作成部302は、形状データAと結合形状データB+Cとを位置合わせする。このとき、出力部304は、形状データAと結合形状データB+Cとの位置合わせは良好であると判定し、形状データAと結合形状データB+Cとを結合した結合形状データA+B+Cを作成する。結合形状データB+Cは、結合によって比較基準点の数が増加し、これによって形状データAとの位置合わせが良好にできるようになる。このようにして、基準データ作成部302は、位置合わせの順番を適切に選択することにより、複数の形状データの位置合わせの精度を向上させ、且つ形状データを破棄せずに効率よく利用することができる。
Next, the reference
[位置合わせにおいて第1形状データの座標を変換する変形例]
変化後データ作成部303は、比較基準点を用いた位置合わせにおいて第1形状データの座標を変換して変化第1形状データを作成する代わりに、第2形状データの座標を変換してもよい。変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部又は全ての比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第1形状データの座標を変換する場合と同様にして、第1位置情報が示す複数の比較基準点の座標位置を変化させた後の複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換する。以下、座標変換後の第2形状データを変化第2形状データともいう。
[Modification of converting coordinates of first shape data in position matching]
The post-change
このとき、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す比較基準点の代わりに、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部又は全部の座標位置を所定の変化量だけ変化させてもよい。変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、座標位置を変化させた後の第2形状データの座標を変換し、変化第2形状データとしてもよい。
At this time, the post-change
出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第2形状データが所定条件を満たすか否かを判定する。出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第2形状データが所定条件を満たす場合に、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは良好であると判定する。例えば、出力部304は、基準第2形状データと変化第2形状データとの差が閾値以下である場合に、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは良好であると判定する。このとき、出力部304は、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する。
The
一方、出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第2形状データが所定条件を満たさない場合、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは不良であると判定する。例えば、出力部304は、基準第2形状データと変化第2形状データとの差が閾値を超える場合に、第1形状データと第2形状データとの位置合わせは不良であると判定する。このとき、出力部304は、基準第2形状データにおいて変化第2形状データとの違いが基準値以上である箇所を除去した修正第2形状データを作成する。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、作成した修正第2形状データとを結合した修正結合形状データを作成する。出力部304は、作成した修正結合形状データを表示部4に出力する。
On the other hand, if the changed second shape data created by the changed
[複数の形状データとの位置合わせの処理手順]
図11は、形状測定装置100による複数の形状データの位置合わせの処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、制御部3が有する操作受付部(不図示)が測定対象物の形状の測定を指示するユーザの操作を受け付けたときに開始する。まず、形状データ作成部301は、第1相対位置及び第2相対位置において測定対象物を撮像部2に撮像させることにより生成された第1撮像画像及び第2撮像画像に基づいて、第1形状データ及び第2形状データを生成する(S101)。
[Processing procedure for alignment with multiple shape data]
11 is a flowchart showing a processing procedure for aligning a plurality of shape data by the
基準データ作成部302は、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する(S102)。変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの一部又は全ての比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させる。なお、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置を変化させる代わりに、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの一部又は全ての比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させたり、第1位置情報が示す比較基準点と第2位置情報が示す比較基準点との両方を変化させたりしてもよい。
The reference
変化後データ作成部303は、比較基準点の位置を変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する(S103)。
After changing the positions of the comparison reference points, the post-change
出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を特定する。出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値以下であるか否かを判定する(S104)。出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値以下である場合に(S104のYES)、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを表示部4に出力する(S105)。操作受付部は、ユーザが測定対象物の測定の終了を指示する操作を受け付けたか否かを判定する(S106)。操作受付部は、ユーザが測定対象物の測定の終了を指示する操作を受け付けたと判定した場合に(S106のYES)、処理を終了する。
The
出力部304は、S104の判定において基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に(S104のNO)、基準第1形状データにおいて変化第1形状データとの違いが基準値以上である箇所を除去した修正第1形状データを作成する。このとき、出力部304は、全ての箇所で位置ずれ量が大きい場合には、修正第1形状データを作成しない。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第2形状データと、作成した修正第1形状データとを結合した修正結合形状データを作成する。出力部304は、作成した修正結合形状データを表示部4に出力し(S107)、S106の判定に移る。操作受付部は、S106の判定においてユーザが測定対象物の測定の終了を指示する操作を受け付けていないと判定した場合に(S106のNO)、S101の処理に戻る。
If the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds the threshold value in the judgment of S104 (NO in S104), the
また、出力部304は、S104の判定において基準第1形状データと変化第1形状データとの差が閾値を超える場合に(S104のNO)、S107の処理を省略してS106の処理に移ってもよい。出力部304は、S103において変化後データ作成部303が変化第1形状データを作成した後、S104の判定を省略してS107の処理に移ってもよい。
In addition, if the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value in the determination of S104 (NO in S104), the
[第1位置情報が示す比較基準点を変化させる変化量を変更する変形例]
変化後データ作成部303は、第1位置情報又は第2位置情報が示す比較基準点の座標位置を変化させる変化量を変更してもよい。変化後データ作成部303は、この変化量を変更する度に変更後の変化量に対応する変化第1形状データを作成する。出力部304は、変化後データ作成部303が作成した複数の変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、結合形状データを出力してもよい。
[Modification for changing the amount of change for changing the comparison reference point indicated by the first position information]
The post-change
図12は、本変形例において形状測定装置100による複数の形状データの位置合わせの処理手順を示すフローチャートである。図12のS101からS103、S105及びS106は、図11のS101からS103、S105及びS106とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。
Figure 12 is a flowchart showing the processing procedure for aligning multiple shape data by the
変化後データ作成部303は、S103において変化第1形状データを作成した後、第2位置情報が示す全ての比較基準点の座標位置を変化させるための変化量を変更する(S201)。例えば、変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す全ての比較基準点を変化させる方向又は距離の少なくともいずれかを変更する。出力部304は、変化後データ作成部303が変化量を変更した変更回数が目標値以上であるか否かを判定する(S202)。
After creating the changed first shape data in S103, the changed
出力部304は、変化後データ作成部303が変化量を変更した変更回数が目標値以上である場合に(S202のYES)、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を変化後データ作成部303が変化量を変更する度に特定する。出力部304は、特定した複数の差の統計量を特定する。統計量は、例えば、最大値又は標準偏差値である。
When the number of times that the post-change
出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差の統計量が閾値以下であるか否かを判定する(S203)。出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差の統計量が閾値以下であると判定した場合に(S203のYES)、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを表示部4に出力し(S105)、S106の判定に移る。
The
出力部304は、S202の判定において変化後データ作成部303が変化量を変更した変更回数が目標値未満である場合に(S202のNO)、S103の処理に戻る。このとき、変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す比較基準点の位置を変更後の変化量だけ変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する(S103)。また、変化後データ作成部303は、変化量を変更する度に変化第1形状データを作成する代わりに、変更後の変化量に対応する変化第2形状データを作成してもよい。
If the determination in S202 is that the number of times the post-change
出力部304は、S203の判定において基準第1形状データと変化第1形状データとの差の統計量が閾値より大きいと判定した場合に(S203のNO)、基準第1形状データにおいて変化第1形状データとの差の統計量が基準値以上である箇所を除去した修正第1形状データを作成する。このとき、出力部304は、全ての箇所で位置ずれ量が大きい場合には、修正第1形状データを作成しない。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第2形状データと、作成した修正第1形状データとを結合した修正結合形状データを作成する。出力部304は、作成した修正結合形状データを表示部4に出力し(S204)、S106の判定に移る。
When the
本変形例によれば、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す複数の比較基準点に変化を与える際に、変化の与え方を変えることによって、基準第1形状データと、変化第1形状データとの差の統計量を算出するので、第1形状データと第2形状データとの位置合わせの良否をより精度よく判定することができる。
According to this modified example, when the post-change
本変形例では、出力部304は、基準第1形状データと変化第1形状データとの差の統計量が閾値以下である場合に、結合形状データを表示部4に出力する場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、基準第1形状データと変化第1形状データとを比較する例に限定されない。例えば、出力部304は、変化後データ作成部303が変更したいずれかの変化量に対応する変化第1形状データと、変化後データ作成部303が変更した別の変化量に対応する変化第1形状データとの差が閾値以下である場合に、変化第1形状データが所定条件を満たすと判定し、基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを表示部4等に出力してもよい。一方、出力部304は、変化後データ作成部303が変更したいずれかの変化量に対応する変化第1形状データと、別の変化量に対応する変化第1形状データとの差が閾値より大きい場合に、結合形状データを出力しなくてもよい。
In this modified example, the
[第1位置情報及び第2位置情報が示す比較基準点の変化量を変更する変形例]
変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す比較基準点を第1変化量だけ変化させ、第2位置情報が示す比較基準点を第2変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す比較基準点の座標位置を変化させる第1変化量と、第2位置情報が示す比較基準点の座標位置を変化させる第2変化量とをそれぞれ変更してもよい。変化後データ作成部303は、第1変化量及び第2変化量を変更する度に、変更後の第1変化量及び第2変化量に対応する変化第1形状データを作成してもよい。
[Modification for changing the amount of change in the comparison reference point indicated by the first position information and the second position information]
The post-change
図13は、本変形例において形状測定装置100による複数の形状データの位置合わせの処理手順を示すフローチャートである。図13のS101、S102及びS106は、図11のS101、S102及びS106とそれぞれ同様であり、図13のS204は、図12のS204と同様であるため、説明を省略する。
Figure 13 is a flowchart showing the processing procedure for aligning multiple shape data by the
変化後データ作成部303は、S301において第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を第1変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を第2変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、第1位置情報及び第2位置情報が示す複数の比較基準点の座標位置をそれぞれ変化させた後、座標位置を変化させた後の第1位置情報に対応する複数の比較基準点の位置と、座標位置を変化させた後の第2位置情報に対応する複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、座標位置を変化させた後の第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する(S301)。
The post-change
変化後データ作成部303は、第1変化量及び第2変化量の両方を変更する(S302)。例えば、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す全ての比較基準点を変化させる方向又は距離と、第2位置情報が示す全ての比較基準点を変化させる方向又は距離とをそれぞれ変更する。出力部304は、変化後データ作成部303が第1変化量及び第2変化量の両方を変更した変更回数が目標値以上であるか否かを判定する(S303)。
The post-change
出力部304は、変化後データ作成部303が第1変化量及び第2変化量の両方を変更した変更回数が目標値以上である場合に(S303のYES)、変化後データ作成部303が作成した複数の変化第1形状データが所定条件を満たすか否かを判定する。出力部304は、複数の変化第1形状データが所定条件を満たす場合に(S304のYES)、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する。
If the number of times that the post-change
より詳しくは、出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を変化後データ作成部303が変化量を変更する度に特定する。出力部304は、特定した複数の差の統計量を特定する。統計量は、例えば、最大値又は標準偏差値である。出力部304は、特定した複数の差の統計量が閾値以下である場合に、複数の変化第1形状データが所定条件を満たすと判定し(S304のYES)、結合形状データを出力する(S305)。
More specifically, the
出力部304は、S303の判定において変化後データ作成部303が第1変化量及び第2変化量の両方を変更した変更回数が目標値未満である場合に(S303のNO)、S301の処理に戻る。変化後データ作成部303は、第1変化量及び第2変化量を変更する度に、S301において変更後の第1変化量及び第2変化量に対応する変化第1形状データを作成する(S301)。出力部304は、S304の判定において変化後データ作成部303が作成した複数の変化第1形状データが所定条件を満たさない場合に(S304のNO)、S204の処理に移る。
If the
<第2の実施形態>
第2の実施形態では、第1形状データと第2形状データとの位置合わせが不良であると判定した場合に、新たな比較基準点を抽出する場合の例について説明する。図14は、第2の実施形態の形状測定装置500の構成を示す図である。図14に示す形状測定装置500は、抽出部501をさらに備える点を除いて図4と同様である。図4と同様の構成については図4と同じ符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
In the second embodiment, an example will be described in which a new comparison reference point is extracted when it is determined that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. Fig. 14 is a diagram showing the configuration of a
抽出部501は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせが不良であると出力部304が判定した場合に、新たな比較基準点を抽出する。例えば、抽出部501は、基準データ作成部302が作成した基準第2形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第2形状データとの差が閾値を超えると出力部304が判定した場合に、第1撮像画像及び第2撮像画像から新たな比較基準点を抽出する。具体的には、抽出部501は、第1撮像画像と第2撮像画像との間において共通する測定対象物のエッジ若しくは起伏、又はテクスチャ等の複数の特徴点を再検索し、発見した特徴点を新たな比較基準点として抽出する。抽出部501は、抽出した新たな比較基準点を基準データ作成部302、変化後データ作成部303及び出力部304へ通知する。
The
基準データ作成部302は、形状データ作成部301が抽出した比較基準点と、抽出部501が抽出した新たな比較基準点とを用いて、第1形状データと第2形状データとを再度位置合わせすることにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを再度作成する。基準データ作成部302は、作成した基準第1形状データ及び基準第2形状データを出力部304へ出力する。
The reference
変化後データ作成部303は、抽出部501が抽出した新たな比較基準点を含む複数の比較基準点であって、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の位置を所定の変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、一部の比較基準点の位置を変化させた後、これらの複数の比較基準点の位置と、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを再度作成する。変化後データ作成部303は、第2形状データの座標を変換することにより、変化第2形状データを作成してもよい。
The post-change
形状データ診断部305は、図4の形状データ診断部305と同様の処理に加えて、抽出部501が抽出した新たな比較基準点を含む複数の比較基準点により基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、新たな比較基準点を含む複数の比較基準点により変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を特定する。形状データ診断部305は、特定した差が閾値以下であるか否かを判定する。形状データ診断部305は、判定結果を出力部304へ出力する。
In addition to performing the same process as the shape
出力部304は、新たな比較基準点を含む複数の比較基準点により基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、新たな比較基準点により変化後データ作成部が作成した変化第1形状データとの差が閾値以下であると形状データ診断部305が判定したことを条件として、新たな比較基準点を基準第1形状データ及び基準第2形状データとともに表示部4に表示させる。一方、出力部304は、特定した差が閾値を超える場合には、新たな比較基準点を基準第1形状データ及び基準第2形状データとともに表示部4に表示させない。出力部304は、特定した差が閾値以下である場合に、基準第1形状データ及び基準第2形状データを結合した結合形状データを表示してもよい。
The
このとき、抽出部501は、新たな比較基準点の抽出を繰り返してもよい。このようにして、抽出部501は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせが不良であると出力部304が判定した場合に新たな比較基準点を抽出するので、第1形状データと第2形状データとの位置合わせの精度を向上させることができる。
At this time, the
第2の実施形態では、第1形状データと第2形状データとの位置合わせが不良であると出力部304が判定した場合に、抽出部501が新たな比較基準点を抽出する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、基準データ作成部302は、第1形状データと第2形状データとの位置合わせが不良であると出力部304が判定した場合に、位置合わせに用いる比較基準点を変更してもよい。例えば、基準データ作成部302は、位置ずれ量が比較的大きい比較基準点を使わないようにして、位置ずれ量が比較的小さい比較基準点を用いて位置合わせを行ってもよい。このようにして、基準データ作成部302は、複数の比較基準点のうち、不良の比較基準点を使わないようにすることができる。
In the second embodiment, an example has been described in which the
<第3の実施形態>
第1の実施形態及び第2の実施形態では、第1位置情報が示す比較基準点の位置と、第2位置情報が示す比較基準点の位置と距離が最小になるように、第1形状データ又は第2形状データの座標を変換する場合の例について説明した。これに対し、第3の実施形態では、第1位置情報が示す比較基準点の位置と、測定対象物においてその位置が予めわかっている参照用基準点の位置が最小になるように、第1形状データ又は第2形状データの座標を変換する場合の例について説明する。
Third Embodiment
In the first and second embodiments, an example was described in which the coordinates of the first shape data or the second shape data are converted so that the distance between the position of the comparison reference point indicated by the first position information and the position of the comparison reference point indicated by the second position information is minimized. In contrast, in the third embodiment, an example was described in which the coordinates of the first shape data or the second shape data are converted so that the distance between the position of the comparison reference point indicated by the first position information and the position of a reference point whose position is known in advance on the measurement object is minimized.
図15は、第3の実施形態の形状測定装置600の構成を示す図である。形状測定装置600は、図4の形状測定装置100と比較すると、取得部601をさらに備える点において異なる。図15において取得部601以外の機能ブロックについては図4と同様であるため、同様の符号を付して説明を省略する。
Figure 15 is a diagram showing the configuration of a
取得部601は、測定対象物上又は治具上等の複数の参照用基準点の位置を示す情報を取得する。参照用基準点は、測定対象物においてその位置が予めわかっている特徴点である。例えば、形状測定装置100と比較してより高精度な測定が可能な外部測定装置(不図示)を用いて同じ測定対象物上又は治具上の撮像画像からエッジ、起伏、又はマーカ等の複数の特徴点が参照用基準点として抽出され、抽出した複数の参照用基準点の位置が比較的高い精度で測定されたものとする。記憶部5には、この外部測定装置において測定された参照用基準点の位置を示す情報が予め記憶されている。取得部601は、複数の参照用基準点の位置を示す情報を記憶部5から取得する。
The
基準データ作成部302は、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、取得部601が取得した対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、基準第1形状データを作成する。例えば、基準データ作成部302は、上述の式(1)において、i番目の参照用基準点の座標をaiとし、第1位置情報が示すi番目の比較基準点をbiとして、誤差eが最小になるように複数の比較基準点の座標biを位置合わせする。同様にして、基準データ作成部302は、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、取得部601が取得した対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換することにより、基準第2形状データを作成する。
The reference
変化後データ作成部303は、図4の例と同様に、第1位置情報及び第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部または全ての比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させる。所定の変化量は、例えば、形状測定装置600の測定精度に応じて定められる。変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後、座標位置を変化させた後の複数の比較基準点の位置と、対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する。
As in the example of FIG. 4, the post-change
変化後データ作成部303は、同様にして、第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後、座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、第2形状データの座標を変換することにより、変化第2形状データを作成する。
The post-change
出力部304は、変化第1形状データが所定条件を満たすか否かを判定する判定部として機能する。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データとの差を特定する。例えば、出力部304は、2つの形状データにおける対応する座標のずれ量を2つの形状データの差として特定する。
The
出力部304は、所定条件として、2つの形状データの差が閾値以下であるか否かを判定する。閾値は、例えば、形状測定装置100に要求される測定精度に応じて定められる。また、出力部304は、形状データ同士の差を求める際に、第2形状データと基準第1形状データとのずれ量、および第2形状データと変化第1形状データとのずれ量を算出し、その両者の差を、指標として用いてもよい。
The
出力部304は、第2変化形状データが所定条件を満たすか否かを判定する。出力部304は、基準データ作成部302が作成した基準第2形状データと、変化後データ作成部303が作成した変化第2形状データとの差を特定する。例えば、出力部304は、2つの形状データにおける対応する座標のずれ量を2つの形状データの差として特定する。出力部304は、所定条件として、2つの形状データの差が閾値以下であるか否かを判定する。閾値は、例えば、形状測定装置100に要求される測定精度に応じて定められる。また、出力部304は、形状データ同士の差を求める際に、第1形状データと基準第2形状データとのずれ量を算出し、第1形状データと変化第2形状データとのずれ量を算出し、算出した2つのずれ量の差を、指標として用いてもよい。
The
出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データ又は変化第2形状データが所定条件を満たす場合に、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成する。一方、出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データ又は変化第2形状データが所定条件を満たさない場合に、結合形状データを作成しない。また、出力部304は、変化後データ作成部303が作成した変化第1形状データ及び変化第2形状データの両方が所定条件を満たす場合に、基準データ作成部302が作成した基準第1形状データと基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成してもよい。
When the first changed shape data or the second changed shape data created by the post-change
第3の実施形態では、変化後データ作成部303は、第1位置情報又は第2位置情報が示す複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させる場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。変化後データ作成部303は、参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させてもよい。
In the third embodiment, an example has been described in which the post-change
例えば、変化後データ作成部303は、複数の参照用基準点のうちの少なくとも一部の参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させる。変化後データ作成部303は、所定の変化量は、例えば、参照用基準点の位置を測定した外部測定装置の精度から想定される誤差の最大値である。変化後データ作成部303は、複数の参照用基準点のうちの少なくとも一部の参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後、第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、座標位置を変化させた後の複数の参照用基準点の位置との距離が近づくように、第1形状データの座標を変換することにより、第1変化形状データを作成してもよい。
For example, the post-change
同様にして、変化後データ作成部303は、第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、複数の参照用基準点のうちの少なくとも一部の参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の参照用基準点の位置との距離の総和が最小になるように、第2形状データの座標を変換することにより、第2変化形状データを作成してもよい。また、変化後データ作成部303は、第1位置情報が示す比較基準点と、参照用基準点との両方を変化させてもよい。
Similarly, the post-change
出力部304は、3つ以上の形状データを結合する場合には、例えば、例えば、第1の実施形態において説明した手法を用いて、第1位置情報が示す比較基準点と第2位置情報が示す比較基準点との距離を最小にする手法により1つの結合形状データを作成させてもよく、第3の実施形態において説明した手法を用いて、比較基準点と参照用基準点との距離を最小にすることにより1つの結合形状データを作成させてもよい。また、出力部304は、第1の実施形態において説明した手法と、第3の実施形態において説明した手法とを組み合わせてもよい。例えば、出力部304は、第1の実施形態において説明した手法を用いて一部の形状データを結合させ、第3の実施形態において説明した手法を用いて、残りの形状データを結合させることにより、1つの結合形状データを作成してもよい。
When three or more pieces of shape data are combined, the
[比較基準点の組み合わせを選択する変形例]
形状データ作成部301は、複数の比較基準点からなる複数の組み合わせを作成してもよい。例えば、形状データ作成部301は、複数のマーカを含む投影画像を測定対象物に投影し、投影された複数のマーカを抽出して特定した比較基準点の第1の組み合わせを作成する。形状データ作成部301は、測定対象物のエッジ若しくは起伏、又は測定対象物に特有のテクスチャ等の複数の特徴点を抽出して特定した比較基準点の第2の組み合わせを作成する。
[Modification for selecting a combination of comparison reference points]
The shape
基準データ作成部302は、複数の比較基準点の複数の組み合わせのそれぞれに対応する基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する。例えば、基準データ作成部302は、比較基準点の第1の組み合わせを用いた位置合わせにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する。基準データ作成部302は、比較基準点の第2の組み合わせを用いた位置合わせにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する。
The reference
変化後データ作成部303は、比較基準点の複数の組み合わせのそれぞれに対応する複数の変化第2形状データを作成する。例えば、変化後データ作成部303は、比較基準点の第1の組み合わせに対応する変化第2形状データを作成する。変化後データ作成部303は、比較基準点の第2の組み合わせに対応する変化第2形状データを作成する。
The post-change
出力部304は、基準第2形状データと変化第2形状データとの差が最も小さくなる組み合わせを特定する。例えば、出力部304は、比較基準点の第1の組み合わせに対応する基準第2形状データと、比較基準点の第1の組み合わせに対応する変化第2形状データとの差を特定する。同様に、出力部304は、比較基準点の第2の組み合わせに対応する基準第2形状データと、比較基準点の第2の組み合わせに対応する変化第2形状データとの差を特定する。
The
出力部304は、特定した2つの差を比較することにより、基準第2形状データと変化第2形状データとの差が最も小さくなる比較基準点の組み合わせを特定する。出力部304は、特定した組み合わせに対応する基準第1形状データと、最も小さい差を特定するのに用いた基準第2形状データとを結合した結合形状データを作成し、作成した結合形状データを出力する。出力部304は、複数の比較基準点の組み合わせのうち、形状データの位置合わせが最も良好になる組み合わせを用いるので、位置合わせの精度を向上させることができる。
The
また、形状データ作成部301は、任意の組み合わせを作成してもよい。例えば、形状データ作成部301は、投影された複数のマーカを抽出して特定した比較基準点、測定対象物のエッジ若しくは起伏、又は測定対象物に特有のテクスチャ等の複数の特徴点を抽出して特定した比較基準点等の異なるタイプの比較基準点を同じ組み合わせに含めてもよい。
The shape
[本実施形態に係る形状測定装置による効果]
以上のとおり、出力部304が、位置合わせが良好に行われた第1形状データと第2形状データを用いて作成された測定対象物の形状データを出力することにより、三次元測定の精度を向上させることができる。これによって、出力部304は、良好な測定精度で測定可能な測定範囲を拡大することができる。
[Effects of the shape measuring device according to this embodiment]
As described above, the accuracy of three-dimensional measurement can be improved by the
なお、形状測定装置は、比較基準点を用いて第1形状データと第2形状データとを位置合わせする方法と、第1相対位置から第2相対位置へ測定ヘッド10を移動させたり姿勢を変化させたりする際の移動量又は姿勢変化量を用いて第1形状データと第2形状データとを位置合わせする方法とのうち、位置合わせがより良好であると出力部304が判定した方法を用いて2つの形状データを位置合わせしてもよい。
The shape measuring device may align the two shape data using the method that the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the invention. For example, all or part of the device can be configured by distributing or integrating functionally or physically in any unit. In addition, new embodiments resulting from any combination of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment resulting from the combination also has the effect of the original embodiment.
1 投影部
2 撮像部
3 制御部
4 表示部
5 記憶部
10 測定ヘッド
21 レンズ
22 撮像素子
61 副投影部
100 形状測定装置
301 形状データ作成部
302 基準データ作成部
303 変化後データ作成部
304 出力部
305 形状データ診断部
500 形状測定装置
501 抽出部
600 形状測定装置
601 取得部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Projection unit 2 Imaging unit 3 Control unit 4 Display unit 5
Claims (13)
前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データ又は前記第2形状データの少なくともいずれかの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成する基準データ作成部と、
(1)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成し、又は(2)前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、当該座標位置を変化させた後の前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成し、又は(3)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成する変化後データ作成部と、
前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する出力部と、
を有する形状測定装置。 a shape data creation unit that creates, based on a first captured image generated by the imaging unit imaging the measurement object at a first relative position, first shape data indicating a shape of at least a portion of the measurement object and first position information indicating coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired, and creates, based on a second captured image generated by the imaging unit imaging the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least a portion of which differs from the first shape data, and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired;
a reference data creation unit that creates reference first shape data and reference second shape data by converting coordinates of at least one of the first shape data and the second shape data so that distances between positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information become closer;
(1) creating changed first shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information becomes closer; or (2) creating changed first shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer. a changed data creation unit that creates the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after the coordinate positions have been changed, or (3) creates the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that a distance between positions of a plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least some of the comparison reference points indicated by the second position information have been changed by a predetermined amount of change and positions of a plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least some of the comparison reference points indicated by the first position information have been changed by a predetermined amount of change becomes closer;
an output unit that outputs combined shape data obtained by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition;
A shape measuring device having a
請求項1に記載の形状測定装置。 the output unit acquires a vibration amount of at least one of the shape measuring device and the measurement object when the imaging unit captures an image, and outputs the combined shape data when the acquired vibration amount is equal to or less than a tolerable value and the changed first shape data satisfies the predetermined condition.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の形状測定装置。 the output unit acquires at least one of a temperature of the shape measuring device, a temperature of the object to be measured, and a temperature of the surrounding environment when the imaging unit captures an image, and outputs the combined shape data when the acquired temperature is equal to or lower than a tolerance value and the changed first shape data satisfies the predetermined condition.
3. The shape measuring apparatus according to claim 1 or 2.
前記変化後データ作成部は、前記第1位置情報が示す複数の比較基準点の座標位置を変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第2形状データの座標を変換した変化第2形状データであって、前記複数の組み合わせに対応する複数の前記変化第2形状データを作成し、
前記出力部は、前記基準第2形状データと前記変化第2形状データとの差が最も小さくなる前記組み合わせに対応する前記基準第1形状データと、最も小さい前記差を特定するのに用いた前記基準第2形状データとを結合した前記結合形状データを出力する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 the reference data creation unit creates the reference first shape data and the reference second shape data corresponding to each of a plurality of combinations of a plurality of comparison reference points;
the changed data creation unit creates a plurality of changed second shape data corresponding to the plurality of combinations, the changed second shape data being obtained by converting coordinates of the second shape data so that distances between positions of the plurality of comparison reference points after changing coordinate positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information become closer ;
the output unit outputs the combined shape data obtained by combining the reference first shape data corresponding to the combination in which the difference between the reference second shape data and the changed second shape data is the smallest, and the reference second shape data used to identify the smallest difference .
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 when a difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold, the output unit does not output the combined shape data obtained by combining the reference second shape data and the reference first shape data.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 When a difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value, the output unit creates corrected first shape data by removing a portion of the reference first shape data where the difference from the changed first shape data is equal to or greater than a reference value, and outputs corrected combined shape data by combining the corrected first shape data and the reference second shape data.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 a shape data diagnosis unit that converts coordinates of at least one of the first shape data so that a sum of distances between each of positions of the multiple comparison reference points after positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information have been changed by a first change amount and a position of a corresponding comparison reference point after positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information have been changed by a second change amount different from the first change amount or the position of the comparison reference point has not been changed is minimized, and determines that the first shape data cannot be used for alignment when a difference between the first shape data after conversion and the first shape data before conversion exceeds a threshold value.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 a shape data diagnosis unit that converts coordinates of at least one of the second shape data so that a sum of distances between each of positions of the multiple comparison reference points after positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information have been changed by a first change amount and a position of a corresponding comparison reference point after positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information have been changed by a second change amount different from the first change amount or the position of the comparison reference point has not been changed is minimized, and determines that the second shape data cannot be used for alignment when a difference between the second shape data after conversion and the second shape data before conversion exceeds a threshold value.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
前記抽出部が抽出した前記新たな比較基準点により前記基準データ作成部が作成した前記基準第1形状データと、前記新たな比較基準点により前記変化後データ作成部が作成した前記変化第1形状データとの差が閾値以下であるか否かを判定する形状データ診断部と、をさらに備える、
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 an extracting unit that extracts new comparison reference points from the first captured image and the second captured image when a difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold;
a shape data diagnosis unit that determines whether a difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit using the new comparison reference point extracted by the extraction unit and the changed first shape data created by the changed data creation unit using the new comparison reference point is equal to or smaller than a threshold value.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
前記出力部は、前記変化後データ作成部が作成した複数の前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 the changed data creation unit changes the amount of change that changes the coordinate position of the comparison reference point indicated by the first position information or the second position information, and creates the changed first shape data corresponding to the amount of change after the change each time the amount of change is changed;
The output unit outputs the combined shape data when the plurality of changed first shape data created by the changed data creation unit satisfies a predetermined condition.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
前記変化後データ作成部は、前記第1変化量及び前記第2変化量を変更し、当該第1変化量及び当該第2変化量を変更する度に変更後の当該第1変化量及び当該第2変化量に対応する前記変化第1形状データを作成し、
前記出力部は、前記変化後データ作成部が作成した複数の前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記結合形状データを出力する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 the changed data creation unit creates the changed first shape data by converting coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the plurality of comparison reference points indicated by the first position information so that a distance between a position of a plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the comparison reference points among the plurality of comparison reference points indicated by the second position information by changing the coordinate positions of the at least some of the comparison reference points among the plurality of comparison reference points is reduced;
the post-change data creation unit changes the first change amount and the second change amount, and creates the post-change first shape data corresponding to the first change amount and the second change amount after the change each time the first change amount and the second change amount are changed;
The output unit outputs the combined shape data when the plurality of changed first shape data created by the changed data creation unit satisfies a predetermined condition.
The shape measuring apparatus according to claim 1 .
前記測定対象物の複数の参照用基準点の位置を示す情報を取得する取得部と、
前記第1位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、前記取得部が取得した対応する参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、基準第1形状データを作成し、前記第2位置情報が示す複数の比較基準点の位置と、前記取得部が取得した対応する前記参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第2形状データの座標を変換することにより、基準第2形状データを作成する基準データ作成部と、
前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、対応する前記参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、第1変化形状データを作成し、又は前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記複数の参照用基準点のうちの少なくとも一部の前記参照用基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の参照用基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成する変化後データ作成部と、
前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力する出力部と、
を備える、形状測定装置。 a shape data creation unit that creates, based on a first captured image generated by the imaging unit imaging the measurement object at a first relative position, first shape data indicating a shape of at least a portion of the measurement object and first position information indicating coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired, and creates, based on a second captured image generated by the imaging unit imaging the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least a portion of which differs from the first shape data, and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired;
An acquisition unit that acquires information indicating positions of a plurality of reference reference points of the measurement object;
a reference data creation unit that creates reference first shape data by converting coordinates of the first shape data so that distances between positions of a plurality of comparison reference points indicated by the first position information and positions of corresponding reference reference points acquired by the acquisition unit become closer, and creates reference second shape data by converting coordinates of the second shape data so that distances between positions of a plurality of comparison reference points indicated by the second position information and positions of corresponding reference reference points acquired by the acquisition unit become closer;
a changed data creating unit that creates first changed shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between a position of a plurality of comparison reference points after changing a coordinate position of at least a part of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount and a position of the corresponding reference point for reference becomes closer, or creates changed first shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between a position of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and a position of a plurality of reference reference points after changing a coordinate position of at least a part of the plurality of reference reference points by a predetermined change amount becomes closer;
an output unit that outputs combined shape data obtained by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition;
A shape measuring device comprising:
撮像部が第1相対位置において測定対象物を撮像することにより生成された第1撮像画像に基づいて、前記測定対象物の少なくとも一部の形状を示す第1形状データと当該第1形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第1位置情報とを作成し、前記撮像部が前記第1相対位置と異なる第2相対位置において前記測定対象物を撮像することにより生成された第2撮像画像に基づいて、前記測定対象物において前記第1形状データと少なくとも一部が異なる第2形状データと当該第2形状データを取得した際に得られる複数の比較基準点の座標を示す第2位置情報とを作成するステップと、
前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データ又は前記第2形状データの少なくともいずれかの座標を変換することにより、基準第1形状データ及び基準第2形状データを作成するステップと、
(1)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置との距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、変化第1形状データを作成し、又は(2)前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、当該座標位置を変化させた後の前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成し、又は(3)前記第2位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、前記第1位置情報が示す前記複数の比較基準点のうちの少なくとも一部の前記比較基準点の座標位置を所定の変化量だけ変化させた後の複数の比較基準点の位置と、の距離が近づくように、前記第1形状データの座標を変換することにより、前記変化第1形状データを作成するステップと、
前記変化第1形状データが所定条件を満たす場合に、前記基準第1形状データと前記基準第2形状データとを結合した結合形状データを出力するステップと、
を有する形状測定方法。 The computer executes
creating, based on a first captured image generated by an imaging unit capturing an image of the measurement object at a first relative position, first shape data indicating a shape of at least a portion of the measurement object and first position information indicating coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the first shape data is acquired, and creating, based on a second captured image generated by the imaging unit capturing an image of the measurement object at a second relative position different from the first relative position, second shape data of the measurement object at least a portion of which differs from the first shape data and second position information indicating the coordinates of a plurality of comparison reference points obtained when the second shape data is acquired;
creating reference first shape data and reference second shape data by converting coordinates of at least one of the first shape data and the second shape data so that distances between positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information become closer;
(1) creating changed first shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information becomes closer; or (2) creating changed first shape data by converting coordinates of the first shape data so that a distance between positions of the plurality of comparison reference points after changing the coordinate positions of at least some of the plurality of comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount and positions of the plurality of comparison reference points indicated by the second position information becomes closer. or (3) creating the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after the coordinate positions of at least some of the comparison reference points indicated by the second position information are changed by a predetermined amount of change so that a distance between positions of a plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least some of the comparison reference points indicated by the first position information are changed by a predetermined amount of change becomes closer to positions of a plurality of comparison reference points after the coordinate positions of at least some of the comparison reference points indicated by the first position information are changed by a predetermined amount of change;
outputting combined shape data obtained by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition;
A shape measurement method comprising the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020187074A JP7553329B2 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Shape measuring device and shape measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020187074A JP7553329B2 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Shape measuring device and shape measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022076619A JP2022076619A (en) | 2022-05-20 |
JP7553329B2 true JP7553329B2 (en) | 2024-09-18 |
Family
ID=81618372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020187074A Active JP7553329B2 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Shape measuring device and shape measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7553329B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002525746A (en) | 1998-09-22 | 2002-08-13 | インテル・コーポレーション | Method for combining computer models of two surfaces in three-dimensional space |
JP2011192228A (en) | 2010-03-17 | 2011-09-29 | Casio Computer Co Ltd | Three-dimensional modeling device, three-dimensional modeling method, and program |
JP3195609U (en) | 2014-11-10 | 2015-01-29 | 株式会社イノベ−ション・アイ | 3D model creation device |
JP2019049572A (en) | 2018-12-26 | 2019-03-28 | 株式会社ニコン | Imaging device, information processing device, and imaging system |
-
2020
- 2020-11-10 JP JP2020187074A patent/JP7553329B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002525746A (en) | 1998-09-22 | 2002-08-13 | インテル・コーポレーション | Method for combining computer models of two surfaces in three-dimensional space |
JP2011192228A (en) | 2010-03-17 | 2011-09-29 | Casio Computer Co Ltd | Three-dimensional modeling device, three-dimensional modeling method, and program |
JP3195609U (en) | 2014-11-10 | 2015-01-29 | 株式会社イノベ−ション・アイ | 3D model creation device |
JP2019049572A (en) | 2018-12-26 | 2019-03-28 | 株式会社ニコン | Imaging device, information processing device, and imaging system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022076619A (en) | 2022-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3457078B1 (en) | Monocular three-dimensional scanning system based three-dimensional reconstruction method and apparatus | |
JP6363863B2 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
JP5631025B2 (en) | Information processing apparatus, processing method thereof, and program | |
EP2584527B1 (en) | Three dimensional measurement apparatus, control method and program therefor | |
US20210358157A1 (en) | Three-dimensional measurement system and three-dimensional measurement method | |
CN107860337B (en) | Structured light three-dimensional reconstruction method and device based on array camera | |
JP6282098B2 (en) | Calibration apparatus and method | |
US20180240270A1 (en) | Method for recording individual three-dimensional optical images to form a global image of a tooth situation | |
JP2009071844A (en) | Calibration processor, calibration processing method, and computer program | |
JP6566768B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
JP7649145B2 (en) | Three-dimensional shape measuring device and three-dimensional shape measuring method | |
CN112050752B (en) | Projector calibration method based on secondary projection | |
JP6486083B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
CN112292577B (en) | Three-dimensional measuring device and method | |
JP4345235B2 (en) | Measurement accuracy guarantee method for non-contact 3D shape measuring instrument | |
JP7553329B2 (en) | Shape measuring device and shape measuring method | |
JP2014178141A (en) | Calibration system and calibration method | |
US20120158358A1 (en) | Three-dimensional shape measurement method and three-dimensional shape measurement system | |
KR100808536B1 (en) | Calibration method using pattern image | |
KR102196286B1 (en) | Three-dimensional shape measuring system and measuring time setting method | |
JP2007093412A (en) | Three-dimensional shape measuring device | |
JP7533265B2 (en) | Support system, image processing device, support method and program | |
US11023706B2 (en) | Measurement system and measurement method | |
JP7515979B2 (en) | Three-dimensional shape measuring device and three-dimensional shape measuring method | |
JP2020197495A (en) | Information processing apparatus, measuring device, information processing method, program, system, and method for manufacturing article |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231011 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20231014 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240626 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240903 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7553329 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |