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JP7553329B2 - Shape measuring device and shape measuring method - Google Patents

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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
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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.

特開2019-184340号公報JP 2019-184340 A

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の実施形態に係る形状測定装置の概要について説明するための図である。1 is a diagram for explaining an overview of a shape measuring device according to a first embodiment; 第1の実施形態に係る形状測定装置の概要について説明するための図である。1 is a diagram for explaining an overview of a shape measuring device according to a first embodiment; 第1の実施形態に係る形状測定装置の概要について説明するための図である。1 is a diagram for explaining an overview of a shape measuring device according to a first embodiment; 形状測定装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a shape measuring device. 形状データ作成部が抽出した比較基準点の例を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating examples of comparison reference points extracted by a shape data generating unit. 形状データ作成部による比較基準点の抽出の別の例を示す図である。13 is a diagram showing another example of extraction of comparison reference points by the shape data creation unit; FIG. 形状データ作成部による比較基準点の抽出の別の例を示す図である。13 is a diagram showing another example of extraction of comparison reference points by the shape data creation unit; FIG. マーカを含む投影画像の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a projected image including a marker. 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が判定するための方法を示す図である。13 is a diagram showing a method for a shape data diagnostic unit to determine whether or not the first shape data and the other shape data can be aligned. FIG. 3個の形状データを位置合わせする場合の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of aligning three pieces of shape data. 形状測定装置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。10 is a flowchart showing a processing procedure for aligning a plurality of shape data by the shape measuring device. 変形例において形状測定装置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。13 is a flowchart showing a processing procedure for aligning a plurality of shape data by the shape measuring device in the modified example. 変形例において形状測定装置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。13 is a flowchart showing a processing procedure for aligning a plurality of shape data by the shape measuring device in the modified example. 第2の実施形態の形状測定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a shape measuring apparatus according to a second embodiment. 第3の実施形態の形状測定装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a shape measuring apparatus according to a third embodiment.

<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 shape measuring device 100 according to a first embodiment. Fig. 1(a) shows how a measurement object is measured by the shape measuring device 100. Fig. 1(b) shows how an image of a measurement object is captured by the shape measuring device 100. As shown in Fig. 1(a), the shape measuring device 100 includes a measuring head 10 that houses or connects a projection unit 1 and an image capturing unit 2, and a control unit 3.

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 shape measurement device 100 may be equipped with any number of projection units. The projection unit 1 projects a projection image including a pattern whose brightness changes depending on the position onto the measurement object.

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 lens 21 and an image sensor 22. The imaging unit 2 generates an image by capturing an image of the measurement object. When the projection unit 1 projects a projection image onto the measurement object, the imaging unit 2 generates an image by capturing an image projected onto the measurement object. The number of imaging units 2 is not limited to one, and the shape measurement device 100 may be equipped with any number of imaging units.

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 measurement head 10. When measuring the object, the imaging unit 2 generates captured images of the object from multiple relative positions by moving the measurement head 10 or the object using a movable stage or a robot, etc.

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 measurement head 10 or the measurement object to change the relative position of the imaging unit 2 with respect to the measurement object. For example, the control unit 3 changes the relative position by moving the measurement head 10 using a robot or by moving the measurement object using a movable stage. The control unit 3 causes the imaging unit 2 to capture an image of the measurement object at these multiple relative positions.

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 measurement head 10 may also be provided with at least one of a plurality of imaging units 2 or a plurality of projection units 1. The control unit 3 may change the relative position of the imaging unit 2 with respect to the measurement object by switching the imaging unit 2 that generates the captured image. In the example of FIG. 1, the control unit 3 moves the projection unit 1 and the imaging unit 2 as a unit, but the present invention is not limited to this. For example, the control unit 3 may move the projection unit 1 and the imaging unit 2 independently. The measurement head 10 is not limited to one, and the measurement object may be imaged at a plurality of relative positions using the imaging units 2 attached to each of the plurality of measurement heads 10. In the plurality of measurement heads 10, the projection unit 1 and the imaging unit 2 may be arranged with a shifted positional relationship with each other.

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 shape measurement device 100. The amount or direction of this change may be, for example, random for each comparison reference point, or may correspond to a known error distribution obtained in advance. The comparison reference points before the control unit 3 changes their positions are indicated by dashed circles, and the comparison reference points after the control unit 3 changes their positions are indicated by solid circles. As shown in FIG. 3(a) and FIG. 3(b), after changing the positions of some or all of the comparison reference points indicated by the first position information, 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 control unit 3 may change the positions of one or both of the multiple comparison reference points indicated by the first position information and the multiple comparison reference points indicated by the second position information.

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 shape measuring device 100. The shape measuring device 100 measures the three-dimensional shape of a measurement target object using one or more shape measurement methods. In the example of this specification, the shape measurement method is a light pattern projection method, but a light section method, a stereo method, a light wave interference method, etc. may also be applied. The shape measurement method may be a non-contact type or a contact type.

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 shape measuring device 100 includes an imaging unit 2, a control unit 3, a display unit 4, and a memory unit 5. The control unit 3 includes a shape data creation unit 301, a reference data creation unit 302, a post-change data creation unit 303, an output unit 304, and a shape data diagnosis unit 305.

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 data creation unit 301, a reference data creation unit 302, a post-change data creation unit 303, an output unit 304, and a shape data diagnosis unit 305 by executing the programs stored in the memory unit 5.

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 data creation unit 301 measures the shape of the measurement object. The shape data creation unit 301 generates a first captured image by having the imaging unit 2 capture the measurement surface of the measurement object at the first relative position. The shape data creation unit 301 generates a second captured image by having the imaging unit 2 capture the measurement surface of the measurement object at the second relative position. The second relative position is a position different from the first relative position. For example, the first relative position is the position where the imaging unit 2 first captures an image, and the second relative position is the position where the imaging unit 2 captures an image for the second or subsequent time, but the present invention is not limited to this, and the numbering method of the first relative position and the second relative position may be arbitrary. For example, the second relative position may be the position where the imaging unit 2 first captures an image, and the first relative position may be the position where the imaging unit 2 captures an image for the second or subsequent time.

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 data creation unit 301 may capture an image of the measurement object at the second relative position in a different orientation from the first relative position. In the example of this specification, the shape data creation unit 301 projects a projection image onto the measurement object using the projection unit 1, and generates a first captured image and a second captured image of the measurement object in a state in which the projection image is projected. At this time, the shape data creation unit 301 may generate multiple images by capturing images with different projected images or capturing images in a non-projected state.

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 data creation unit 301 creates first shape data indicating the shape of at least a portion of the object to be measured based on the generated first captured image. More specifically, the shape data creation unit 301 measures the shape of the object to be measured by analyzing distortions, etc. of the projected image projected onto the object to be measured in the first captured image. The shape data creation unit 301 creates first shape data based on this measurement result. Similarly, the shape data creation unit 301 creates second shape data, which is at least partially different from the first shape data of the object to be measured, based on the generated second captured image.

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 data creation unit 301 extracts, from the first captured image and the second captured image, multiple feature points such as edges or undulations of the measurement object, textures specific to the measurement object, or feature points such as markers attached to the measurement object or jig, as comparison reference points. The shape data creation unit 301 creates first position information indicating the positions of the multiple comparison reference points in the first shape data by identifying the positions on the measurement object or jig of the multiple comparison reference points extracted from the first captured image. Similarly, the shape data creation unit 301 creates second position information indicating the multiple comparison reference points in the second shape data by identifying the positions on the measurement object or jig of the multiple comparison reference points extracted from the second captured image.

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 data creation unit 301 to extract a sufficient number of comparison reference points that are distributed over a range of a predetermined size or more. Figures 5(a) and 5(b) are diagrams showing examples of comparison reference points extracted by the shape data creation unit 301. Figure 5(a) shows an example in which the number and spread of comparison reference points extracted by the shape data creation unit 301 are good, and Figure 5(b) shows an example in which the number and spread of comparison reference points extracted by the shape data creation unit 301 are not good. Figure 5(a) shows the first shape data and the second shape data created by the shape data creation unit 301. The circles in Figure 5(a) indicate comparison reference points. The double arrows indicate that the comparison reference points indicated by the first position information and the comparison reference points indicated by the second position information correspond to common feature points on the measurement object. The comparison reference points shown in Figure 5(a) are more numerous and distributed over a wider range than the comparison reference points shown in Figure 5(b).

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 data creation unit 301 creates the first shape data and first position information indicating the coordinates of multiple comparison reference points obtained when the first shape data is acquired. The shape data creation unit 301 outputs the created first shape data and first position information to the reference data creation unit 302 and the changed data creation unit 303. The shape data creation unit 301 creates the created second shape data and second position information indicating the coordinates of multiple comparison reference points obtained when the second shape data is acquired. The shape data creation unit 301 outputs the created second shape data and second position information to the reference data creation unit 302 and the changed data creation unit 303.

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 data creation unit 301 is not limited to the example of creating shape data based on the first captured image or the second captured image, and may acquire the first shape data, the second shape data, the first position information, and the second position information from the storage unit 5, which are prestored in the storage unit 5. The first shape data and the first position information, and the second shape data and the second position information may be acquired by different shape measurement devices. In this way, for example, a part that cannot be measured by a certain shape measurement device can be measured by using another shape measurement device, and the measurement target can be measured over a wider range. For example, in a shape measurement device using a light pattern projection method, it is possible to use another shape measurement device to measure a part that cannot be measured due to the influence of a shadow, etc., and to integrate the results.

[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 data creation unit 301 may project a projection image including a marker onto the measurement object and extract the position of the marker projected onto the measurement object from the captured image as a comparison reference point. For example, the shape data creation unit 301 projects the projection image including the marker using a sub-projection unit provided separately from the projection unit 1 in the measurement head 10. The shape data creation unit 301 may also project this projection image using the projection unit 1 in the measurement head 10.

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 data creation unit 301. Figure 6 is a diagram showing how the shape data creation unit 301 projects a marker onto the measurement object using the sub-projection unit 61. Figure 7 is a diagram showing an example of a projection image including a marker projected onto the measurement object. The shape data creation unit 301 projects a projection image that can be used as a marker from the sub-projection unit onto the measurement object while fixing the relative position of the sub-projection unit 61 with respect to the measurement object. At this time, the shape data creation unit 301 may extract the position of the marker projected onto the measurement object from the first captured image and the second captured image as a comparison reference point.

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 measurement head 10, the shape data creation unit 301 may project a projection image including a marker from the projection unit 1 in the measurement head 10. The shape data creation unit 301 generates a first captured image of the measurement object in a state where the projection image is projected by the first imaging unit, and generates a second captured image of the measurement object in the same state by the second imaging unit. The shape data creation unit 301 may extract the position of the marker projected on the measurement object from the first captured image and the second captured image as a comparison reference point. In addition, even when multiple measurement heads are used, a sub-projection unit prepared separately from the measurement head or a projection unit in the measurement head may be used to project a projection image including a marker and perform similar processing.

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 measurement head 10 and when using the projection images projected by the sub-projection unit 61. The shape data creation unit 301 can adjust the number or distribution of comparison reference points by extracting the markers projected onto the measurement object as comparison reference points from the first captured image and the second captured image. The shape data creation unit 301 may also use a combination of comparison reference points extracted from feature points such as the edges of the measurement object and comparison reference points corresponding to the positions of the markers projected onto the measurement object.

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 data creation unit 301 can extract, as a comparison reference point, the center position of the black pattern shown in Figure 8(a) or a position specified by the shading of the stripe pattern shown in Figure 8(b).

[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 data creation unit 302 aligns the first shape data and the second shape data to create reference first shape data and reference second shape data indicating the positions of the comparison reference points after the alignment. For example, the reference data creation unit 302 creates the 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 distances 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 become closer.

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。

Figure 0007553329000001
式(1)中、Nは、比較基準点の数であり、aは、第1位置情報が示すi番目の比較基準点の座標であり、bは、第2位置情報が示すi番目の比較基準点の座標である。これらの同一の順番は、空間上に存在する同じ比較基準点を表すものとする。一般に、第1形状データと第2形状データとでは、それぞれ異なる個数の比較基準点を観測するが、位置合わせの誤差を算出するのに使用されるのは、第1形状データと第2形状データとで共通に観測された比較基準点である。基準データ作成部302は、誤差eが最小になるように複数の比較基準点の座標bを位置合わせする。このとき、基準データ作成部302は、複数の比較基準点の座標bに対応する第2形状データの座標を複数の比較基準点の座標bとともに変換して基準第2形状データとする。 The alignment error e between the first shape data and the second shape data is expressed by the following equation (1).
Figure 0007553329000001
In formula (1), N is the number of comparison reference points, a i is the coordinate of the i-th comparison reference point indicated by the first position information, and b i is the coordinate of the i-th comparison reference point indicated by the second position information. The same order of these represents the same comparison reference points existing in space. In general, the first shape data and the second shape data each observe a different number of comparison reference points, but the comparison reference points observed in common in the first shape data and the second shape data are used to calculate the alignment error. The reference data creation unit 302 aligns the coordinates b i of the multiple comparison reference points so that the error e is minimized. At this time, the reference data creation unit 302 converts the coordinates of the second shape data corresponding to the coordinates b i of the multiple comparison reference points together with the coordinates b i of the multiple comparison reference points to obtain the reference second shape data.

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 data creation unit 302 does not convert the coordinates of the first shape data when aligning the first shape data with the second shape data, but the reference data creation unit 302 may minimize the error e by converting the coordinates of both the first shape data and the second shape data. The reference data creation unit 302 may minimize the error e by converting only the coordinates of the first shape data when aligning the first shape data with the second shape data. The reference data creation unit 302 outputs the created first reference shape data and second reference shape data to the output unit 304.

[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 data creation unit 303 changes the positions of at least some or all of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount. The predetermined change amount is determined, for example, according to the measurement accuracy of the shape measurement device 100. As an example, the post-change data creation unit 303 may change at least one of the orientations or magnitudes of the individual positions of the multiple comparison reference points so as to have a specific distribution or a random distribution. The predetermined change amount may specify a maximum value or a standard deviation value of at least one of the orientations or magnitudes for changing the individual positions of the multiple comparison reference points.

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aとし、第1位置情報が示す比較基準点の座標をb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b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bに対応する第1形状データの座標を比較基準点の座標b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 data creation unit 303 changes the positions of at least some of the comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount, and then converts the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of the comparison reference points indicated by the first position information and the positions of the comparison reference points indicated by the second position information becomes closer to each other, to obtain the changed first shape data. More specifically, the post-change data creation unit 303 sets the coordinates of the comparison reference points indicated by the second position information in the above-mentioned formula (1) as a i , sets the coordinates of the comparison reference points indicated by the first position information as b i , and aligns the coordinates of the comparison reference points b i indicated by the first position information so that the error e shown in formula (1) is minimized. The reference data creation unit 302 converts the coordinates of the first shape data corresponding to the coordinates b i of the comparison reference points together with the coordinates b i of the comparison reference points. The post-change data creation unit 303 outputs the changed first shape data, which is the first shape data after the conversion, to the output unit 304.

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 data creation unit 303 may change the coordinate positions of at least some or all of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount, instead of the comparison reference points indicated by the second position information. Similar to when the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information are changed, the post-change data creation unit 303 may change the positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount, and then convert the coordinates of the first shape data after changing the coordinate positions so that the distance between the positions of these multiple comparison reference points and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information becomes closer, to obtain the changed first shape data.

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 data creation unit 303 may change both the comparison reference point indicated by the first position information and the comparison reference point indicated by the second position information. The post-change data creation unit 303 changes 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 first change amount. The post-change data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points among the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined second change amount. After changing the positions of the comparison reference points indicated by the first position information and the second position information, the post-change data creation unit 303 may create 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 corresponding to the first position information after the coordinate positions have been changed and the positions of the multiple comparison reference points corresponding to the second position information after the coordinate positions have been changed becomes closer.

[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 output unit 304 determines whether the changed first shape data created by the changed data creation unit 303 satisfies a predetermined condition. The output unit 304 specifies the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303. For example, the output unit 304 specifies the amount of deviation of corresponding coordinates in the two shape data as the difference between the two shape data. The output unit 304 determines whether the difference between the two shape data is equal to or less than a threshold as a predetermined condition. The threshold is determined according to, for example, the measurement accuracy required for the shape measuring device 100. In addition, when determining the difference between the shape data, the output unit 304 may calculate the amount of deviation between the second shape data and the reference first shape data and the amount of deviation between the second shape data and the changed first shape data, and use the difference between the two as an index.

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 data creation unit 303 satisfies a predetermined condition, the output unit 304 creates combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302. In the example of this specification, the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is good and creates combined shape data when the changed first shape data satisfies a predetermined condition that the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than a threshold value. The output unit 304 outputs the created combined shape data. For example, the output unit 304 outputs the created combined shape data to the display unit 4. In this way, the output unit 304 can avoid using shape data that results in poor alignment, thereby obtaining highly accurate results.

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 output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. In this case, the output unit 304 creates modified first shape data by removing the 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. For example, the output unit 304 creates modified first shape data by removing the portion where the deviation amount of the corresponding coordinates in the two shape data is equal to or greater than a threshold. The threshold is determined, for example, according to the measurement accuracy required for the shape measurement device 100. The output unit 304 creates modified combined shape data by combining the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 and the created modified first shape data.

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 output unit 304 outputs the created modified bond shape data to the display unit 4. The output unit 304 may output the modified bond shape data to an external device via a communication interface. The output unit 304 creates the modified bond shape data using a portion where the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is relatively small, improving the accuracy of the created shape data. The output unit 304 may not output the bond shape data and modified bond data if the difference between the reference first shape data and the changed first shape data exceeds a threshold value.

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 output unit 304 may also output, together with the created combined shape data, to the display unit 4, numerical information indicating the difference between the reference first shape data and the changed first shape data, or a color map indicating the difference between the reference first shape data and the changed first shape data. In this case, the output unit 304 may not need to determine whether the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than a threshold value. In this way, the output unit 304 may enable the user to determine whether the alignment between the first shape data and the second shape data is good or bad.

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 output unit 304 is not limited to an example in which the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than a threshold value, and determines that the changed first shape data satisfies this predetermined condition. For example, the output unit 304 may compare the reference first shape data with the changed second shape data. The output unit 304 may identify the amount of deviation of the coordinates corresponding to the reference second shape data in the changed first shape data, and determine that the changed first shape data satisfies the predetermined condition when the identified amount of deviation is equal to or less than a threshold value. The threshold value is determined, for example, according to the measurement accuracy required of the shape measuring device 100. At this time, the output unit 304 may create combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data when the identified amount of deviation is equal to or less than the threshold value.

[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 diagnostic unit 305 judges whether the first shape data can be aligned with other shape data before aligning the first shape data with the second shape data. At that time, the shape data diagnostic unit 305 may notify the user of the judgment result in advance. Figures 9(a) and 9(b) are diagrams showing a method for the shape data diagnostic unit 305 to judge whether the first shape data can be aligned with other shape data. Figure 9(a) shows two pieces of first shape data before alignment. Figure 9(b) shows the state of alignment after changing the comparison reference point.

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 diagnostic unit 305 copies the first shape data and changes the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by one of the first position information by a first change amount. For example, the shape data diagnostic unit 305 changes the positions of the comparison reference points by the first change amount in the same manner as in the example of FIG. 3(a). At this time, the shape data diagnostic unit 305 may randomly give different change amounts to each comparison reference point. In addition, for the other first shape data, the shape data diagnostic unit 305 may similarly change the positions of all or some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a second change amount, or may not change the positions of the comparison reference points. The second change amount corresponds to a change different from the first change amount. The shape data diagnostic unit 305 may determine the first change amount and the second change amount to be given based on the measurement accuracy of the shape measuring device 100, etc.

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a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b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bを位置合わせする。このとき、形状データ診断部305は、座標b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b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a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 data diagnosis unit 305 converts the coordinates of the comparison reference point indicated by at least one of the first position information so that the sum of the distances between each of the positions of the multiple comparison reference points including the comparison reference point changed by the first change amount and the positions of the corresponding comparison reference points including the comparison reference point changed by the second change amount or not changed is minimized. For example, the shape data diagnosis unit 305 defines the coordinates of the i-th comparison reference point including the comparison reference point changed by the first change amount as a i in the above formula (1), defines the coordinates of the corresponding comparison reference point including the comparison reference point changed by the second change amount as b i , and aligns the coordinates b i of the multiple comparison reference points so that the error e is minimized. At this time, the shape data diagnosis unit 305 converts the coordinates of the first shape data corresponding to the comparison reference point of the coordinate b i together with the coordinate b i of the comparison reference point. In the example of FIG. 9B, the shape data diagnosis unit 305 does not convert the coordinates of the first shape data corresponding to the comparison reference point of the coordinate a i .

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 data diagnosis unit 305 may prepare more pieces of first shape data and perform similar alignment multiple times by giving different amounts of position change to the coordinates of the comparison reference point for each piece of shape data. In this way, the shape data diagnosis unit 305 can take into account various changes as the amount of position change, thereby making it possible to make a more reliable judgment.

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 data diagnosis unit 305 by a first change amount, is shown by a dashed line, and the first shape data corresponding to a plurality of comparison reference points, including a comparison reference point changed by the shape data diagnosis unit 305 by a second change amount, is shown by a solid line.

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 data diagnosis unit 305 determines that this first shape data cannot be used to align with other shape data. The difference between the two first shape data is, for example, the amount of deviation between corresponding coordinates in the two first shape data. For example, the shape data diagnosis unit 305 displays a message on the display unit 4 indicating that the first shape data cannot be used to align with other shape data. The threshold is determined, for example, according to the accuracy required for measuring the shape by the shape measurement device 100.

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 data diagnosis unit 305 does not notify that the first shape data cannot be used for alignment. In the same manner, the shape data diagnosis unit 305 performs diagnosis on each of the multiple acquired shape data. By using the multiple shape data selected in this manner to align different shape data, it is possible to improve the accuracy and efficiency of alignment. Furthermore, the shape data diagnosis unit 305 may determine whether the second shape data can be aligned with other shape data in the same manner as when determining whether the first shape data can be aligned with other shape data.

[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 output unit 304 acquires the vibration amount of at least one of the shape measuring device 100 or the measurement object when the imaging unit 2 captures an image. For example, the output unit 304 measures the vibration amount of the measurement head 10 using a three-axis acceleration sensor (not shown) attached to the measurement head 10 and acquires the measurement result. The vibration amount is, for example, a value indicating the magnitude of vibration of the imaging unit 2 or the measurement object when the imaging unit 2 captures an image of the measurement object. The output unit 304 acquires at least one of the temperature of the shape measuring device 100, the temperature of the measurement object, or the temperature of the surrounding environment when the imaging unit 2 captures an image. For example, the output unit 304 acquires the temperature measurement result from a temperature sensor (not shown) that measures the temperature of the measurement head 10 of the shape measuring device 100.

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 output unit 304 determines whether the acquired vibration amount is equal to or less than an allowable value. The allowable value of the vibration amount is determined, for example, according to the accuracy required in measuring the object to be measured. If the vibration amount is equal to or less than the allowable value and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303 satisfies the above-mentioned predetermined condition, the output unit 304 may output combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data.

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 output unit 304 may also determine whether the acquired temperature is equal to or lower than an allowable value. The allowable temperature value is determined, for example, according to the accuracy required in measuring the object to be measured. When the acquired temperature is equal to or lower than the allowable value and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303 satisfies the above-mentioned predetermined condition, the output unit 304 may output combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data. In this way, the output unit 304 determines whether the alignment of the shape data is good or bad by using an index other than the comparison reference point in combination, and therefore the accuracy of the determination can be further improved.

[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 data creation unit 302 may align three or more pieces of shape data. FIG. 10 is a diagram showing an example of aligning three pieces of shape data A to C. Shape data A is shown by a thick solid line. Shape data B is shown by a dashed line. Shape data C is shown by a thin solid line. In the example of FIG. 10, the reference data creation unit 302 sequentially aligns three or more pieces of shape data A to C one by one. Furthermore, the reference data creation unit 302 may align the pieces of shape data while changing the order of alignment so as to become more appropriate. The reference data creation unit 302 may align multiple pieces of shape data simultaneously.

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 data creation unit 302 has aligned the shape data A and the shape data B. At this time, it is assumed that the output unit 304 has determined that the alignment between the shape data A and the shape data B is poor.

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 data creation unit 302 attempts to align the shape data A with the shape data C, or the shape data B with the shape data C. For example, the reference data creation unit 302 aligns the shape data B with the shape data C as shown in FIG. 10. In this case, the output unit 304 determines that the alignment between the shape data B and the shape data C is good, and creates combined shape data B+C by combining the shape data B and the shape data C.

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 data creation unit 302 aligns the shape data A with the combined shape data B+C. At this time, the output unit 304 determines that the alignment between the shape data A and the combined shape data B+C is good, and creates combined shape data A+B+C by combining the shape data A with the combined shape data B+C. The number of comparison reference points for the combined shape data B+C increases by combining, which allows for good alignment with the shape data A. In this way, the reference data creation unit 302 can improve the accuracy of alignment of multiple shape data by appropriately selecting the order of alignment, and can efficiently use the shape data without discarding it.

[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 data creation unit 303 may convert the coordinates of the second shape data instead of converting the coordinates of the first shape data to create the changed first shape data in the alignment using the comparison reference point. The post-change data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some or all of the comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount. The post-change data creation unit 303 converts the coordinates of the second shape data in the same manner as when 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 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. Hereinafter, the second shape data after the coordinate conversion is also referred to as changed second shape data.

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 data creation unit 303 may change the coordinate positions of at least some or all of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount, instead of the comparison reference points indicated by the first position information. After changing the positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount, the post-change data creation unit 303 may convert the coordinates of the second shape data after changing the coordinate positions so that the distance between the positions of these multiple comparison reference points and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information becomes closer, and obtain the changed second shape data.

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 output unit 304 determines whether the changed second shape data created by the changed data creation unit 303 satisfies a predetermined condition. If the changed second shape data created by the changed data creation unit 303 satisfies a predetermined condition, the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is good. For example, if the difference between the reference second shape data and the changed second shape data is equal to or less than a threshold, the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is good. At this time, the output unit 304 outputs combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data.

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 data creation unit 303 does not satisfy the predetermined condition, the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. For example, if the difference between the reference second shape data and the changed second shape data exceeds a threshold, the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. In this case, the output unit 304 creates modified second shape data by removing the portion of the reference second shape data where the difference from the changed second shape data is equal to or greater than the reference value. The output unit 304 creates modified combined shape data by combining the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the created modified second shape data. The output unit 304 outputs the created modified combined shape data to the display unit 4.

[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 shape measuring device 100. This processing procedure starts, for example, when an operation receiving unit (not shown) of the control unit 3 receives a user's operation instructing measurement of the shape of a measurement object. First, the shape data creation unit 301 generates first shape data and second shape data based on a first captured image and a second captured image generated by causing the imaging unit 2 to capture an image of the measurement object at a first relative position and a second relative position (S101).

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 data creation unit 302 creates reference first shape data and reference second shape data by converting 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 (S102). The changed data creation unit 303 changes the positions of some or all of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a predetermined change amount. Note that, instead of changing the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information, the changed data creation unit 303 may change the positions of some or all of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount, or may change both the comparison reference points indicated by the first position information and the comparison reference points indicated by the second position information.

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 data creation unit 303 creates changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of these multiple comparison reference points and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information becomes closer (S103).

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 output unit 304 identifies the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303. The output unit 304 determines whether the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than a threshold (S104). If the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than the threshold (YES in S104), the output unit 304 outputs combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 to the display unit 4 (S105). The operation acceptance unit determines whether the user has accepted an operation instructing the end of the measurement of the measurement object (S106). If the operation acceptance unit determines that the user has accepted an operation instructing the end of the measurement of the measurement object (YES in S106), the process ends.

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 output unit 304 creates modified first shape data by removing the portions of the reference first shape data where the difference from the changed first shape data is equal to or greater than the reference value. At this time, if the positional deviation amount is large at all portions, the output unit 304 does not create modified first shape data. The output unit 304 creates modified combined shape data by combining the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 and the created modified first shape data. The output unit 304 outputs the created modified combined shape data to the display unit 4 (S107) and proceeds to the judgment of S106. If the operation acceptance unit judges in the judgment of S106 that the user's operation to instruct the end of the measurement of the measurement object has not been accepted (NO in S106), the process returns to S101.

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 output unit 304 may skip the process of S107 and proceed to the process of S106. After the changed data creation unit 303 creates the changed first shape data in S103, the output unit 304 may skip the determination of S104 and proceed to the process of S107.

[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 data creation unit 303 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. Every time the post-change data creation unit 303 changes the amount of change, it creates changed first shape data corresponding to the changed amount of change. The output unit 304 may output combined shape data when the multiple changed first shape data created by the post-change data creation unit 303 satisfy a predetermined condition.

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 shape measuring device 100 in this modified example. S101 to S103, S105, and S106 in Figure 12 are similar to S101 to S103, S105, and S106 in Figure 11, respectively, and therefore will not be described.

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 data creation unit 303 changes the amount of change for changing the coordinate positions of all comparison reference points indicated by the second position information (S201). For example, the changed data creation unit 303 changes at least one of the direction or distance for changing all comparison reference points indicated by the second position information. The output unit 304 determines whether the number of times the changed data creation unit 303 has changed the amount of change is equal to or greater than a target value (S202).

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 data creation unit 303 has changed the amount of change is equal to or greater than the target value (YES in S202), the output unit 304 identifies the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed first shape data created by the post-change data creation unit 303 each time the post-change data creation unit 303 changes the amount of change. The output unit 304 identifies statistics of the identified multiple differences. The statistics is, for example, a maximum value or a standard deviation value.

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 output unit 304 determines whether the statistical amount of the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than the threshold (S203). When the output unit 304 determines that the statistical amount of the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than the threshold (YES in S203), the output unit 304 outputs the combined shape data, which is the combination of the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302, to the display unit 4 (S105), and proceeds to the determination in S106.

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 data creation unit 303 has changed the amount of change is less than the target value (NO in S202), the output unit 304 returns to the process of S103. At this time, the post-change data creation unit 303 changes the positions of the comparison reference points indicated by the second position information by the post-change amount of change, and then 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 and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information becomes closer (S103). Also, instead of creating the changed first shape data every time the amount of change is changed, the changed data creation unit 303 may create changed second shape data corresponding to the changed amount of 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 output unit 304 determines in the judgment of S203 that the statistical amount of the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is greater than the threshold value (NO in S203), it creates modified first shape data by removing the portions of the reference first shape data where the statistical amount of the difference from the changed first shape data is equal to or greater than the reference value. At this time, if the positional deviation amount is large at all portions, the output unit 304 does not create modified first shape data. The output unit 304 creates modified combined shape data by combining the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 and the created modified first shape data. The output unit 304 outputs the created modified combined shape data to the display unit 4 (S204) and proceeds to the judgment of S106.

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 data creation unit 303 changes the multiple comparison reference points indicated by the first position information, it calculates the statistics of the difference between the reference first shape data and the changed first shape data by changing the way in which the changes are made, so that it is possible to more accurately determine whether the first shape data and the second shape data are aligned.

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 output unit 304 outputs the combined shape data to the display unit 4 when the statistical amount of the difference between the reference first shape data and the changed first shape data is equal to or less than a threshold value. However, the present invention is not limited to the example of comparing the reference first shape data and the changed first shape data. For example, when the difference between the changed first shape data corresponding to any of the amounts of change changed by the changed data creation unit 303 and the changed first shape data corresponding to another amount of change changed by the changed data creation unit 303 is equal to or less than a threshold value, the output unit 304 may determine that the changed first shape data satisfies a predetermined condition and output the combined shape data obtained by combining the reference first shape data and the reference second shape data to the display unit 4 or the like. On the other hand, when the difference between the changed first shape data corresponding to any of the amounts of change changed by the changed data creation unit 303 and the changed first shape data corresponding to another amount of change is greater than a threshold value, the output unit 304 may not output the combined shape data.

[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 data creation unit 303 changes the comparison reference point indicated by the first position information by a first change amount, and changes the comparison reference point indicated by the second position information by a second change amount. The post-change data creation unit 303 may change the first change amount that changes the coordinate position of the comparison reference point indicated by the first position information, and the second change amount that changes the coordinate position of the comparison reference point indicated by the second position information. The post-change data creation unit 303 may create changed first shape data corresponding to the changed first change amount and second change amount each time the post-change data creation unit 303 changes the first change amount and the second change amount.

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 shape measuring device 100 in this modified example. S101, S102, and S106 in Figure 13 are similar to S101, S102, and S106 in Figure 11, respectively, and S204 in Figure 13 is similar to S204 in Figure 12, so a description will be omitted.

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 data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by a first change amount in S301. The post-change data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a second change amount. The post-change data creation unit 303 changes the coordinate positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information and the second position information, respectively, and then creates the changed first shape data by converting the coordinates of the first shape data after the coordinate positions are changed so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points corresponding to the first position information after the coordinate positions are changed and the positions of the multiple comparison reference points corresponding to the second position information after the coordinate positions are changed becomes closer (S301).

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 data creation unit 303 changes both the first change amount and the second change amount (S302). For example, the post-change data creation unit 303 changes the direction or distance in which all comparison reference points indicated by the first position information are changed, and the direction or distance in which all comparison reference points indicated by the second position information are changed. The output unit 304 determines whether the number of times the post-change data creation unit 303 has changed both the first change amount and the second change amount is equal to or greater than a target value (S303).

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 data creation unit 303 has changed both the first change amount and the second change amount is equal to or greater than a target value (YES in S303), the output unit 304 determines whether the multiple changed first shape data created by the post-change data creation unit 303 satisfy a predetermined condition. If the multiple changed first shape data satisfy the predetermined condition (YES in S304), the output unit 304 outputs combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302.

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 output unit 304 identifies the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303 each time the changed data creation unit 303 changes the amount of change. The output unit 304 identifies statistics of the identified multiple differences. The statistics is, for example, a maximum value or a standard deviation value. If the statistics of the identified multiple differences is equal to or less than a threshold value, the output unit 304 determines that the multiple changed first shape data satisfy a predetermined condition (YES in S304) and outputs the combined shape data (S305).

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 output unit 304 determines in S303 that the number of times the post-change data creation unit 303 has changed both the first change amount and the second change amount is less than the target value (NO in S303), the output unit 304 returns to the process of S301. Each time the post-change data creation unit 303 changes the first change amount and the second change amount, the output unit 304 creates changed first shape data corresponding to the changed first change amount and second change amount in S301 (S301). If the output unit 304 determines in S304 that the multiple changed first shape data created by the post-change data creation unit 303 do not satisfy the predetermined condition (NO in S304), the output unit 304 proceeds to the process of S204.

<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 shape measuring device 500 of the second embodiment. The shape measuring device 500 shown in Fig. 14 is similar to that in Fig. 4 except that it further includes an extraction unit 501. The same components as those in Fig. 4 are denoted by the same reference numerals as those in Fig. 4 and will not be described.

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 extraction unit 501 extracts a new comparison reference point when the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. For example, when the output unit 304 determines that the difference between the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed second shape data created by the changed data creation unit 303 exceeds a threshold, the extraction unit 501 extracts a new comparison reference point from the first captured image and the second captured image. Specifically, the extraction unit 501 re-searches for multiple feature points such as edges, undulations, or textures of the measurement object that are common between the first captured image and the second captured image, and extracts the found feature points as new comparison reference points. The extraction unit 501 notifies the reference data creation unit 302, the changed data creation unit 303, and the output unit 304 of the extracted new comparison reference point.

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 data creation unit 302 re-creates the reference first shape data and the reference second shape data by re-aligning the first shape data and the second shape data using the comparison reference point extracted by the shape data creation unit 301 and the new comparison reference point extracted by the extraction unit 501. The reference data creation unit 302 outputs the created reference first shape data and reference second shape data to the output unit 304.

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 data creation unit 303 changes the positions of at least some of the comparison reference points, which are the multiple comparison reference points including the new comparison reference point extracted by the extraction unit 501 and which are indicated by the second position information, by a predetermined amount of change. After changing the positions of some of the comparison reference points, the post-change data creation unit 303 creates the changed first shape data again by converting the coordinates of the first shape data so that the distance between the positions of these multiple comparison reference points and the positions of the multiple comparison reference points indicated by the first position information becomes closer. The post-change data creation unit 303 may create the changed second shape data by converting the coordinates of the second shape data.

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 data diagnosis unit 305 in FIG. 4, the shape data diagnosis unit 305 identifies a difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 using multiple comparison reference points including the new comparison reference point extracted by the extraction unit 501, and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303 using multiple comparison reference points including the new comparison reference point. The shape data diagnosis unit 305 determines whether the identified difference is equal to or smaller than a threshold value. The shape data diagnosis unit 305 outputs the determination result to the output unit 304.

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 output unit 304 displays the new comparison reference point on the display unit 4 together with the reference first shape data and the reference second shape data, on condition that the shape data diagnosis unit 305 determines that the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 using a plurality of comparison reference points including the new comparison reference point 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. On the other hand, when the identified difference exceeds the threshold value, the output unit 304 does not display the new comparison reference point on the display unit 4 together with the reference first shape data and the reference second shape data. When the identified difference is equal to or less than the threshold value, the output unit 304 may display combined shape data that combines the reference first shape data and the reference second shape data.

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 extraction unit 501 may repeat the extraction of a new comparison reference point. In this way, the extraction unit 501 extracts a new comparison reference point when the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor, thereby improving the accuracy of the alignment between the first shape data and the second shape data.

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 extraction unit 501 extracts a new comparison reference point when the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. However, the present invention is not limited to this. For example, the reference data creation unit 302 may change the comparison reference point used for alignment when the output unit 304 determines that the alignment between the first shape data and the second shape data is poor. For example, the reference data creation unit 302 may avoid using a comparison reference point with a relatively large amount of positional deviation and perform alignment using a comparison reference point with a relatively small amount of positional deviation. In this way, the reference data creation unit 302 can avoid using a poor comparison reference point among the multiple comparison reference points.

<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 shape measuring device 600 of the third embodiment. Compared to the shape measuring device 100 of Figure 4, the shape measuring device 600 differs in that it further includes an acquisition unit 601. In Figure 15, the functional blocks other than the acquisition unit 601 are the same as in Figure 4, so the same reference numerals are used and the description is omitted.

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 acquisition unit 601 acquires information indicating the positions of multiple reference reference points on the measurement object or on the jig. The reference reference points are feature points on the measurement object whose positions are known in advance. For example, an external measurement device (not shown) capable of more accurate measurements than the shape measurement device 100 is used to extract multiple feature points such as edges, undulations, or markers as reference reference points from an image captured on the same measurement object or on the jig, and the positions of the extracted multiple reference reference points are measured with relatively high accuracy. The memory unit 5 stores information indicating the positions of the reference reference points measured by this external measurement device in advance. The acquisition unit 601 acquires information indicating the positions of the multiple reference reference points from the memory unit 5.

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aとし、第1位置情報が示すi番目の比較基準点をb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b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 data creation unit 302 creates reference 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 corresponding reference points for reference acquired by the acquisition unit 601 becomes closer. For example, the reference data creation unit 302 aligns the coordinates b i of the multiple comparison reference points so as to minimize the error e, assuming that the coordinates of the i-th reference reference point in the above-mentioned formula (1 ) are a i and the i-th comparison reference point indicated by the first position information are b i . Similarly, the reference data creation unit 302 creates reference second shape data by converting the coordinates of the second shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information and the positions of the corresponding reference points for reference acquired by the acquisition unit 601 becomes closer.

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 data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some or all of the multiple comparison reference points indicated by the first position information and the second position information by a predetermined change amount. The predetermined change amount is determined, for example, according to the measurement accuracy of the shape measurement device 600. The post-change data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information by the predetermined change amount, and then 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 the coordinate positions are changed and the positions of the corresponding reference points becomes closer.

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 data creation unit 303 similarly changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the second position information by a predetermined change amount, and then creates the changed second shape data by converting the coordinates of the second shape data so that the distance between the positions of the multiple comparison reference points after the coordinate positions have been changed by the predetermined change amount and the positions of the corresponding reference points becomes closer.

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 output unit 304 functions as a determination unit that determines whether the changed first shape data satisfies a predetermined condition. The output unit 304 identifies the difference between the reference first shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed first shape data created by the changed data creation unit 303. For example, the output unit 304 identifies the amount of deviation between corresponding coordinates in the two shape data as the difference between the two shape data.

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 output unit 304 determines whether the difference between the two shape data is equal to or less than a threshold value as a predetermined condition. The threshold value is determined, for example, according to the measurement accuracy required of the shape measuring device 100. In addition, when determining the difference between the shape data, the output unit 304 may calculate the amount of deviation between the second shape data and the reference first shape data, and the amount of deviation between the second shape data and the changed first shape data, and use the difference between the two as an index.

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 output unit 304 determines whether the second changed shape data satisfies a predetermined condition. The output unit 304 identifies the difference between the reference second shape data created by the reference data creation unit 302 and the changed second shape data created by the changed data creation unit 303. For example, the output unit 304 identifies the amount of deviation of corresponding coordinates in the two shape data as the difference between the two shape data. The output unit 304 determines whether the difference between the two shape data is equal to or less than a threshold as a predetermined condition. The threshold is determined according to, for example, the measurement accuracy required of the shape measurement device 100. In addition, when determining the difference between the shape data, the output unit 304 may calculate the amount of deviation between the first shape data and the reference second shape data, calculate the amount of deviation between the first shape data and the changed second shape data, and use the difference between the two calculated amounts of deviation as an index.

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 data creation unit 303 satisfies a predetermined condition, the output unit 304 creates combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302. On the other hand, when the first changed shape data or the second changed shape data created by the post-change data creation unit 303 does not satisfy the predetermined condition, the output unit 304 does not create combined shape data. In addition, when both the first changed shape data and the second changed shape data created by the post-change data creation unit 303 satisfy the predetermined condition, the output unit 304 may create combined shape data by combining the reference first shape data and the reference second shape data created by the reference data creation unit 302.

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 data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple comparison reference points indicated by the first position information or the second position information by a predetermined amount of change. However, the present invention is not limited to this. The post-change data creation unit 303 may change the coordinate positions of the reference points for reference by a predetermined amount of 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 data creation unit 303 changes the coordinate positions of at least some of the multiple reference reference points by a predetermined change amount. The predetermined change amount is, for example, a maximum error value expected from the accuracy of an external measurement device that measures the positions of the reference reference points. After changing the coordinate positions of at least some of the multiple reference reference points by the predetermined change amount, the post-change data creation unit 303 may create the 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 indicated by the first position information and the positions of the multiple reference reference points after the coordinate positions have been changed becomes closer.

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 data creation unit 303 may create the second changed shape data by converting the coordinates of the second shape data so that the sum of the distances between the positions of the multiple comparison reference points indicated by the second position information and the positions of the multiple reference reference points after the coordinate positions of at least some of the multiple reference reference points are changed by a predetermined change amount is minimized. The post-change data creation unit 303 may also change both the comparison reference points and the reference reference points indicated by the first position information.

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 output unit 304 may, for example, use the method described in the first embodiment to create one combined shape data by minimizing the distance between the comparison reference point indicated by the first position information and the comparison reference point indicated by the second position information, or may use the method described in the third embodiment to create one combined shape data by minimizing the distance between the comparison reference point and the reference point for reference. In addition, the output unit 304 may combine the method described in the first embodiment with the method described in the third embodiment. For example, the output unit 304 may combine some of the shape data using the method described in the first embodiment, and combine the remaining shape data using the method described in the third embodiment to create one combined shape data.

[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 data creation unit 301 may create a plurality of combinations consisting of a plurality of comparison reference points. For example, the shape data creation unit 301 projects a projection image including a plurality of markers onto the measurement object, and creates a first combination of comparison reference points identified by extracting the projected markers. The shape data creation unit 301 creates a second combination of comparison reference points identified by extracting a plurality of feature points such as edges or undulations of the measurement object, or textures unique to the measurement object.

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 data creation unit 302 creates reference first shape data and reference second shape data corresponding to each of the multiple combinations of multiple comparison reference points. For example, the reference data creation unit 302 creates the reference first shape data and reference second shape data by alignment using a first combination of comparison reference points. The reference data creation unit 302 creates the reference first shape data and reference second shape data by alignment using a second combination of comparison reference points.

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 data creation unit 303 creates multiple pieces of changed second shape data corresponding to each of multiple combinations of comparison reference points. For example, the post-change data creation unit 303 creates changed second shape data corresponding to a first combination of comparison reference points. The post-change data creation unit 303 creates changed second shape data corresponding to a second combination of comparison reference points.

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 output unit 304 identifies a combination that minimizes the difference between the reference second shape data and the changed second shape data. For example, the output unit 304 identifies the difference between the reference second shape data corresponding to the first combination of comparison reference points and the changed second shape data corresponding to the first combination of comparison reference points. Similarly, the output unit 304 identifies the difference between the reference second shape data corresponding to the second combination of comparison reference points and the changed second shape data corresponding to the second combination of comparison reference points.

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 output unit 304 compares the two identified differences to identify the combination of comparison reference points that results in the smallest difference between the reference second shape data and the changed second shape data. The output unit 304 creates combined shape data by combining the reference first shape data corresponding to the identified combination with the reference second shape data used to identify the smallest difference, and outputs the created combined shape data. The output unit 304 uses the combination that results in the best alignment of the shape data out of the multiple combinations of comparison reference points, thereby improving the accuracy of alignment.

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 data creation unit 301 may also create any combination. For example, the shape data creation unit 301 may include different types of comparison reference points in the same combination, such as a comparison reference point identified by extracting a plurality of projected markers, a comparison reference point identified by extracting a plurality of feature points such as an edge or undulation of the measurement object, or a texture unique to the measurement object.

[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 output unit 304 outputting the shape data of the measurement target object created using the first shape data and the second shape data that have been satisfactorily aligned, thereby enabling the output unit 304 to expand the measurement range that can be measured with good measurement accuracy.

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 output unit 304 determines to provide better alignment out of two methods: aligning the first shape data with the second shape data using a comparison reference point, and aligning the first shape data with the second shape data using the amount of movement or amount of change in posture when the measuring head 10 is moved or its posture is changed from the first relative position to the second relative position.

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 Memory unit 10 Measuring head 21 Lens 22 Imaging element 61 Sub-projection unit 100 Shape measuring device 301 Shape data creation unit 302 Reference data creation unit 303 Changed data creation unit 304 Output unit 305 Shape data diagnosis unit 500 Shape measuring device 501 Extraction unit 600 Shape measuring device 601 Acquisition unit

Claims (13)

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
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する、
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 .
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する、
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形状データを作成し、
前記出力部は、前記基準第形状データと前記変化第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 .
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い、
請求項1から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 .
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する、
請求項1から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 .
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る、
請求項1から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 .
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る、
請求項1から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、をさらに備える、
請求項1から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する、
請求項1から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する、
請求項1から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 .
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、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:
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:
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