JP2000304527A - 形状検証システムおよび形状検証方法 - Google Patents
形状検証システムおよび形状検証方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査具や三次元測定機を用いずに簡単に製品
の形状を検証することが可能な形状検証システムや形状
検証方法を提供する。 【解決手段】 撮像装置で撮像された対象物の実写像４
８と、実写像４８の投影面すなわち像面に投影された対
象物の二次元理想像４７とを相互に比較する。二次元理
想像４７は、三次元設計データで再現される対象物の三
次元像に基づき投影面に描かれる。三次元像が移動する
と、その移動は二次元理想像４７の移動に反映される。
二次元理想像４７と実写像４８とが一致するまでに測定
される三次元像の移動量は、設計データに対する実物の
対象物の寸法誤差を表現する。
の形状を検証することが可能な形状検証システムや形状
検証方法を提供する。 【解決手段】 撮像装置で撮像された対象物の実写像４
８と、実写像４８の投影面すなわち像面に投影された対
象物の二次元理想像４７とを相互に比較する。二次元理
想像４７は、三次元設計データで再現される対象物の三
次元像に基づき投影面に描かれる。三次元像が移動する
と、その移動は二次元理想像４７の移動に反映される。
二次元理想像４７と実写像４８とが一致するまでに測定
される三次元像の移動量は、設計データに対する実物の
対象物の寸法誤差を表現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の形状を検
査する形状検証システムおよび形状検証方法に関する。
査する形状検証システムおよび形状検証方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、製造の分野では、加工品が設計
通りに加工されたか否か、成型品が設計通りに成形され
たか否かが検証される。この検証には、高い精度で加工
品や成型品を象った検査具が広く用いられる。検査具に
加工品や成型品がはめ込まれると、検査具で規定される
理想形状に対して実際の加工品や成型品の誤差が一目で
確認されることができる。そういった誤差は例えばノギ
スなどを用いて測定されることができる。
通りに加工されたか否か、成型品が設計通りに成形され
たか否かが検証される。この検証には、高い精度で加工
品や成型品を象った検査具が広く用いられる。検査具に
加工品や成型品がはめ込まれると、検査具で規定される
理想形状に対して実際の加工品や成型品の誤差が一目で
確認されることができる。そういった誤差は例えばノギ
スなどを用いて測定されることができる。
【０００３】その一方で、そういった検証にあたって、
三次元測定機を用いて加工品や成型品の実寸法を測定す
ることが広く行われている。三次元測定機で測定された
実寸法と、加工品や成型品の設計寸法を特定する形状デ
ータとが比較されると、加工品や成型品の寸法誤差が算
出されることができる。
三次元測定機を用いて加工品や成型品の実寸法を測定す
ることが広く行われている。三次元測定機で測定された
実寸法と、加工品や成型品の設計寸法を特定する形状デ
ータとが比較されると、加工品や成型品の寸法誤差が算
出されることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の検査具は各加工
品や成型品ごとに用意されなければならない。検査具の
製作には多大な費用や手間がかかるだけでなく、製作さ
れた検査具を保管するにあたって多大なスペースが必要
とされる。その一方で、前述した三次元測定機では、加
工品や成型品の表面に沿って接触プローブを万遍なく移
動させなければならない。接触プローブは加工品や成型
品の表面に点接触することから、寸法測定にあたって加
工品や成型品の全表面にわたって十分なサンプルデータ
を取得するには多大な時間が必要とされる。しかも、人
手を用いて接触プローブを移動させれば測定結果にばら
つきが生じてしまい、ロボットを用いて自動的に接触プ
ローブを移動させればティーチング作業に多くの時間や
労力が費やされてしまう。
品や成型品ごとに用意されなければならない。検査具の
製作には多大な費用や手間がかかるだけでなく、製作さ
れた検査具を保管するにあたって多大なスペースが必要
とされる。その一方で、前述した三次元測定機では、加
工品や成型品の表面に沿って接触プローブを万遍なく移
動させなければならない。接触プローブは加工品や成型
品の表面に点接触することから、寸法測定にあたって加
工品や成型品の全表面にわたって十分なサンプルデータ
を取得するには多大な時間が必要とされる。しかも、人
手を用いて接触プローブを移動させれば測定結果にばら
つきが生じてしまい、ロボットを用いて自動的に接触プ
ローブを移動させればティーチング作業に多くの時間や
労力が費やされてしまう。
【０００５】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、検査具や三次元測定機を用いずに簡単に製品の形状
を検証することが可能な形状検証システムおよび形状検
証方法を提供することを目的とする。
で、検査具や三次元測定機を用いずに簡単に製品の形状
を検証することが可能な形状検証システムおよび形状検
証方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明によれば、対象物の実写像が映し出される
投影面に、対象物を取り込む三次元空間に設定されて対
象物の実寸法を規定するスケールを投影するスケール設
定回路を備えることを特徴とする形状検証システムが提
供される。
に、第１発明によれば、対象物の実写像が映し出される
投影面に、対象物を取り込む三次元空間に設定されて対
象物の実寸法を規定するスケールを投影するスケール設
定回路を備えることを特徴とする形状検証システムが提
供される。
【０００７】かかる形状検証システムによれば、投影面
に投影されたスケールを用いることによって対象物の実
写像に基づき対象物の実寸法が測定されることができ
る。測定された実寸法が対象物の設計寸法に比較されれ
ば、対象物の形状寸法精度は検証されることができる。
各加工品や成型品ごとに検査具を用意する必要はなく、
しかも、三次元測定機のように加工品や成型品の表面に
沿って多数のサンプルデータを取得する必要もない。
に投影されたスケールを用いることによって対象物の実
写像に基づき対象物の実寸法が測定されることができ
る。測定された実寸法が対象物の設計寸法に比較されれ
ば、対象物の形状寸法精度は検証されることができる。
各加工品や成型品ごとに検査具を用意する必要はなく、
しかも、三次元測定機のように加工品や成型品の表面に
沿って多数のサンプルデータを取得する必要もない。
【０００８】こうした形状検証システムは、前記三次元
空間で前記対象物の三次元像を特定する形状データに基
づき前記投影面に対象物の二次元理想像を投影する描画
回路をさらに備えてもよい。形状データで復元される対
象物の三次元像は、三次元空間に設定される三次元座標
系に従って描かれる。したがって、投影面に描き出され
た二次元理想像はそういった三次元座標系すなわち対象
物の実寸法を規定する物体座標系を反映する。すなわ
ち、投影面に物体座標系の透視像が描き出されることと
等しい。したがって、二次元理想像によれば、物体座標
系に従って対象物の理想位置が特定されることができる
こととなる。形状データは、例えば周知の三次元ＣＡＤ
／ＣＡＭシステムなどを用いて構築されればよい。
空間で前記対象物の三次元像を特定する形状データに基
づき前記投影面に対象物の二次元理想像を投影する描画
回路をさらに備えてもよい。形状データで復元される対
象物の三次元像は、三次元空間に設定される三次元座標
系に従って描かれる。したがって、投影面に描き出され
た二次元理想像はそういった三次元座標系すなわち対象
物の実寸法を規定する物体座標系を反映する。すなわ
ち、投影面に物体座標系の透視像が描き出されることと
等しい。したがって、二次元理想像によれば、物体座標
系に従って対象物の理想位置が特定されることができる
こととなる。形状データは、例えば周知の三次元ＣＡＤ
／ＣＡＭシステムなどを用いて構築されればよい。
【０００９】ここで、形状検証システムは、前記実写像
および二次元理想像を重ねて画面上に表示させる表示回
路を備えてもよい。こうした表示回路の働きによれば、
対象物の形状誤差や寸法誤差の有無が一目で確認される
ことができる。
および二次元理想像を重ねて画面上に表示させる表示回
路を備えてもよい。こうした表示回路の働きによれば、
対象物の形状誤差や寸法誤差の有無が一目で確認される
ことができる。
【００１０】しかも、形状検証システムは、前記スケー
ルに従って前記実写像と前記二次元理想像との間で寸法
誤差を測定する誤差測定回路をさらに備えてもよい。こ
うした誤差測定回路の働きによれば、前述のように形状
誤差や寸法誤差の有無が確認されることができるだけで
なく、そういった形状誤差や寸法誤差の大きさが確認さ
れることができる。例えば、誤差測定回路は、投影面に
描かれるスケールに従って形状誤差や寸法誤差の大きさ
を実測してもよい。
ルに従って前記実写像と前記二次元理想像との間で寸法
誤差を測定する誤差測定回路をさらに備えてもよい。こ
うした誤差測定回路の働きによれば、前述のように形状
誤差や寸法誤差の有無が確認されることができるだけで
なく、そういった形状誤差や寸法誤差の大きさが確認さ
れることができる。例えば、誤差測定回路は、投影面に
描かれるスケールに従って形状誤差や寸法誤差の大きさ
を実測してもよい。
【００１１】寸法誤差を測定するにあたって、誤差測定
回路は、前記スケールに従って前記三次元空間で前記三
次元像を移動させる画像操作回路と、前記スケールに従
って三次元像の移動量を算出する移動量算出回路とを備
えてもよい。スケールに従った三次元像の移動は、投影
面に描き出される二次元理想像の移動を引き起こす。し
たがって、例えば対象物の実写像と二次元理想像とが重
ねて表示される際に、実写像と二次元理想像とが完全に
一致するまで三次元像を移動させれば、その移動量は、
スケールに従って実写像と二次元理想像との寸法誤差を
表現することとなる。
回路は、前記スケールに従って前記三次元空間で前記三
次元像を移動させる画像操作回路と、前記スケールに従
って三次元像の移動量を算出する移動量算出回路とを備
えてもよい。スケールに従った三次元像の移動は、投影
面に描き出される二次元理想像の移動を引き起こす。し
たがって、例えば対象物の実写像と二次元理想像とが重
ねて表示される際に、実写像と二次元理想像とが完全に
一致するまで三次元像を移動させれば、その移動量は、
スケールに従って実写像と二次元理想像との寸法誤差を
表現することとなる。
【００１２】このように寸法誤差を算出するにあたっ
て、形状検証システムは、前記三次元像上で二次元理想
像の輪郭線を特定する輪郭抽出回路と、前記三次元像の
表面に対して直交する法線方向に輪郭線の移動方向を設
定する移動方向決定回路とをさらに備えてもよい。こう
した構成によれば、実写像の投影面上で決められた法線
方向に実写像と二次元理想像との寸法誤差を確実に測定
することが可能となる。
て、形状検証システムは、前記三次元像上で二次元理想
像の輪郭線を特定する輪郭抽出回路と、前記三次元像の
表面に対して直交する法線方向に輪郭線の移動方向を設
定する移動方向決定回路とをさらに備えてもよい。こう
した構成によれば、実写像の投影面上で決められた法線
方向に実写像と二次元理想像との寸法誤差を確実に測定
することが可能となる。
【００１３】その一方で、そういった寸法誤差を算出す
るにあたって、形状検証システムは、前記三次元像の稜
線を抽出する輪郭抽出回路と、稜線に接する１表面に対
して直交する法線方向に稜線の移動方向を設定するとと
もに、稜線に対する接線方向および法線方向に直交する
外積方向に稜線の移動方向を設定する移動方向決定回路
とをさらに備えてもよい。こうした構成によれば、前述
と同様に、実写像の投影面上で決められた法線方向およ
び外積方向に実写像と二次元理想像との寸法誤差を確実
に測定することが可能となる。
るにあたって、形状検証システムは、前記三次元像の稜
線を抽出する輪郭抽出回路と、稜線に接する１表面に対
して直交する法線方向に稜線の移動方向を設定するとと
もに、稜線に対する接線方向および法線方向に直交する
外積方向に稜線の移動方向を設定する移動方向決定回路
とをさらに備えてもよい。こうした構成によれば、前述
と同様に、実写像の投影面上で決められた法線方向およ
び外積方向に実写像と二次元理想像との寸法誤差を確実
に測定することが可能となる。
【００１４】こうした形状検証システムでは、デジタル
画像によって前記実写像を提供すれば、投影面に規定さ
れる二次元座標系に基づき実写像の二次元座標値を簡単
に特定することが可能となる。こうしたデジタル画像は
例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたデジタルカメラ
によって生成されればよい。
画像によって前記実写像を提供すれば、投影面に規定さ
れる二次元座標系に基づき実写像の二次元座標値を簡単
に特定することが可能となる。こうしたデジタル画像は
例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたデジタルカメラ
によって生成されればよい。
【００１５】また、第２発明によれば、対象物の実写像
が映し出される投影面に規定される二次元座標系と、対
象物を取り込む三次元空間に設定されて対象物の実寸法
を規定するスケール座標系との間で座標変換を実施する
スケール設定回路を備えることを特徴とする形状検証シ
ステムが提供される。
が映し出される投影面に規定される二次元座標系と、対
象物を取り込む三次元空間に設定されて対象物の実寸法
を規定するスケール座標系との間で座標変換を実施する
スケール設定回路を備えることを特徴とする形状検証シ
ステムが提供される。
【００１６】かかる形状検証システムによれば、スケー
ル設定回路の働きを通じて、投影面上の二次元座標系
と、対象物の実寸法を規定するスケール座標系すなわち
三次元座標系との間で実写像や対象物の写像が実現され
る。その結果、例えばスケール座標系が投影面に写像さ
れると、実写像に基づき投影面上で対象物の実寸法が測
定されることができる。測定された実寸法が対象物の設
計寸法に比較されれば、対象物の形状寸法精度は検証さ
れることができる。各加工品や成型品ごとに検査具を用
意する必要はなく、しかも、三次元測定機のように加工
品や成型品の表面に沿って多数のサンプルデータを取得
する必要もない。ただし、対象物の実寸法を測定するに
あたっては、実写像がスケール座標系に写像されてもよ
い。
ル設定回路の働きを通じて、投影面上の二次元座標系
と、対象物の実寸法を規定するスケール座標系すなわち
三次元座標系との間で実写像や対象物の写像が実現され
る。その結果、例えばスケール座標系が投影面に写像さ
れると、実写像に基づき投影面上で対象物の実寸法が測
定されることができる。測定された実寸法が対象物の設
計寸法に比較されれば、対象物の形状寸法精度は検証さ
れることができる。各加工品や成型品ごとに検査具を用
意する必要はなく、しかも、三次元測定機のように加工
品や成型品の表面に沿って多数のサンプルデータを取得
する必要もない。ただし、対象物の実寸法を測定するに
あたっては、実写像がスケール座標系に写像されてもよ
い。
【００１７】こうした形状検証システムは、前記座標変
換に基づき、前記スケール座標系に従って前記実写像の
実位置を特定するとともに、前記三次元空間で前記対象
物の三次元像を特定する形状データに基づき、前記スケ
ール座標系に従って前記対象物の理想位置を特定しても
よい。こうして対象物の実位置および理想位置が特定さ
れれば、対象物の形状誤差や寸法誤差の有無が簡単に確
認されることができる。
換に基づき、前記スケール座標系に従って前記実写像の
実位置を特定するとともに、前記三次元空間で前記対象
物の三次元像を特定する形状データに基づき、前記スケ
ール座標系に従って前記対象物の理想位置を特定しても
よい。こうして対象物の実位置および理想位置が特定さ
れれば、対象物の形状誤差や寸法誤差の有無が簡単に確
認されることができる。
【００１８】こうした形状検証システムは、さらに、前
記スケール座標系に従って前記実位置と前記理想位置と
の間で寸法誤差を測定する誤差測定回路を備えてもよ
い。かかる構成によれば、前述のように形状誤差や寸法
誤差の有無が確認されることができるだけでなく、そう
いった形状誤差や寸法誤差の大きさが確認されることが
できる。
記スケール座標系に従って前記実位置と前記理想位置と
の間で寸法誤差を測定する誤差測定回路を備えてもよ
い。かかる構成によれば、前述のように形状誤差や寸法
誤差の有無が確認されることができるだけでなく、そう
いった形状誤差や寸法誤差の大きさが確認されることが
できる。
【００１９】第１および第２発明に係る形状検証システ
ムが実現する形状検証方法は、例えばコンピュータによ
って処理されるソフトウェアプログラムに従って実現さ
れてもよい。こういったソフトウェアプログラムは、例
えばＦＤ（フロッピーディスク）といった磁気記録媒
体、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビ
デオディスク）といった光学記録媒体、いわゆるＭＯと
いった光磁気記録媒体、その他の任意の記録媒体を通じ
てコンピュータに取り込まれればよい。
ムが実現する形状検証方法は、例えばコンピュータによ
って処理されるソフトウェアプログラムに従って実現さ
れてもよい。こういったソフトウェアプログラムは、例
えばＦＤ（フロッピーディスク）といった磁気記録媒
体、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビ
デオディスク）といった光学記録媒体、いわゆるＭＯと
いった光磁気記録媒体、その他の任意の記録媒体を通じ
てコンピュータに取り込まれればよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の一実施形態を説明する。
明の一実施形態を説明する。
【００２１】図１は、対象物Ｗの形状精度を検証する形
状検証システム１０の構成を概略的に示す。この形状検
証システム１０は、対象物Ｗの実写像すなわち投影面に
映し出される対象物Ｗの二次元像を取得する撮像装置１
１を備える。この撮像装置１１は、対象物Ｗの実写像を
再現する画像データを出力する。この画像データによれ
ば、任意の投影面に微細な間隔で設定される各画素ごと
に画像情報が特定される。各画素の位置は、例えば投影
面に設定される二次元座標系に従って特定されることが
できる。
状検証システム１０の構成を概略的に示す。この形状検
証システム１０は、対象物Ｗの実写像すなわち投影面に
映し出される対象物Ｗの二次元像を取得する撮像装置１
１を備える。この撮像装置１１は、対象物Ｗの実写像を
再現する画像データを出力する。この画像データによれ
ば、任意の投影面に微細な間隔で設定される各画素ごと
に画像情報が特定される。各画素の位置は、例えば投影
面に設定される二次元座標系に従って特定されることが
できる。
【００２２】エンジニアリングワークステーション（Ｅ
ＷＳ）１２は、撮像装置１１で取得された実写像に基づ
き対象物Ｗの形状寸法誤差を測定する。この形状検証シ
ステム１０では、取得される実写像に基づいて対象物Ｗ
の輪郭や幾何学的稜線に関する形状寸法誤差が測定され
る。こうした形状検証システム１０は、例えば自動車の
外板といった部品の形状精度や、そういった部品の加工
や成形に用いられる金型の形状精度を検証する際に用い
られることができるだけでなく、複数の部品で組み立て
られたアセンブリや完成品の組立精度や形状精度を検証
する際に用いられることができる。
ＷＳ）１２は、撮像装置１１で取得された実写像に基づ
き対象物Ｗの形状寸法誤差を測定する。この形状検証シ
ステム１０では、取得される実写像に基づいて対象物Ｗ
の輪郭や幾何学的稜線に関する形状寸法誤差が測定され
る。こうした形状検証システム１０は、例えば自動車の
外板といった部品の形状精度や、そういった部品の加工
や成形に用いられる金型の形状精度を検証する際に用い
られることができるだけでなく、複数の部品で組み立て
られたアセンブリや完成品の組立精度や形状精度を検証
する際に用いられることができる。
【００２３】形状検証システム１０には、対象物Ｗの三
次元形状を測定する三次元測定機１３がさらに組み込ま
れてもよい。三次元測定機１３は、例えば、対象物Ｗと
接触プローブ１４との接触を通じて、対象物Ｗの三次元
像を再現するにあたって必要とされる三次元座標値を取
得する。１つの三次元座標値を取得するにあたって、接
触プローブ１４は、例えば任意の三次元座標系でｘ座標
値およびｙ座標値を維持しながらｚ軸方向に移動する。
接触までに測定されるｚ軸方向の移動量に基づきｚ座標
値は特定される。ｘｙ平面に沿って微細な間隔で設定さ
れる多数の測定点ごとにｚ座標値は測定されていく。そ
の結果、対象物Ｗの三次元像を再現するために十分な三
次元座標点の集合体が得られる。接触プローブ１４の動
きは例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１５によっ
て制御される。こうした三次元測定機１３は、平面や曲
面、凹凸面の歪みといった撮像装置１１による実写像に
現れにくい形状の歪みを測定する際に役立つ。
次元形状を測定する三次元測定機１３がさらに組み込ま
れてもよい。三次元測定機１３は、例えば、対象物Ｗと
接触プローブ１４との接触を通じて、対象物Ｗの三次元
像を再現するにあたって必要とされる三次元座標値を取
得する。１つの三次元座標値を取得するにあたって、接
触プローブ１４は、例えば任意の三次元座標系でｘ座標
値およびｙ座標値を維持しながらｚ軸方向に移動する。
接触までに測定されるｚ軸方向の移動量に基づきｚ座標
値は特定される。ｘｙ平面に沿って微細な間隔で設定さ
れる多数の測定点ごとにｚ座標値は測定されていく。そ
の結果、対象物Ｗの三次元像を再現するために十分な三
次元座標点の集合体が得られる。接触プローブ１４の動
きは例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１５によっ
て制御される。こうした三次元測定機１３は、平面や曲
面、凹凸面の歪みといった撮像装置１１による実写像に
現れにくい形状の歪みを測定する際に役立つ。
【００２４】図２に示されるように、検証にあたって対
象物Ｗは検査台１６に設置される。検査台１６には、対
象物Ｗを受け止める水平かつ平坦な受け面１７と、受け
面１７から垂直に立ち上がる複数（例えば３つ）の突き
当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃとが設けられる。受け面１
７は、物体座標系ｘｙｚに従ってｚ座標値の基準を規定
する。すなわち、ｚ座標値は、受け面１７からの高さに
基づき特定されることができる。２つの突き当て１８
ａ、１８ｂは、受け面１７に直交する１平面を規定す
る。規定された１平面は、物体座標系ｘｙｚに従ってｙ
座標値の基準に設定される。すなわち、ｙ座標値は、２
つの突き当て１８ａ、１８ｂによって規定された１平面
からの距離に基づき特定されることができる。さらに、
残りの突き当て１８ｃは、他の２つの突き当て１８ａ、
１８ｂによって規定された１平面と受け面１７とに直交
する１平面を規定する。規定された１平面は、物体座標
系ｘｙｚに従ってｘ座標値の基準に設定される。したが
って、ｘ座標値は、突き当て１８ｃによって規定された
１平面からの距離に基づき特定されることができる。
象物Ｗは検査台１６に設置される。検査台１６には、対
象物Ｗを受け止める水平かつ平坦な受け面１７と、受け
面１７から垂直に立ち上がる複数（例えば３つ）の突き
当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃとが設けられる。受け面１
７は、物体座標系ｘｙｚに従ってｚ座標値の基準を規定
する。すなわち、ｚ座標値は、受け面１７からの高さに
基づき特定されることができる。２つの突き当て１８
ａ、１８ｂは、受け面１７に直交する１平面を規定す
る。規定された１平面は、物体座標系ｘｙｚに従ってｙ
座標値の基準に設定される。すなわち、ｙ座標値は、２
つの突き当て１８ａ、１８ｂによって規定された１平面
からの距離に基づき特定されることができる。さらに、
残りの突き当て１８ｃは、他の２つの突き当て１８ａ、
１８ｂによって規定された１平面と受け面１７とに直交
する１平面を規定する。規定された１平面は、物体座標
系ｘｙｚに従ってｘ座標値の基準に設定される。したが
って、ｘ座標値は、突き当て１８ｃによって規定された
１平面からの距離に基づき特定されることができる。
【００２５】ここでは、物体座標系ｘｙｚのｘｙ平面は
受け面１７に沿って規定される。加えて、２つの突き当
て１８ａ、１８ｂは物体座標系ｘｙｚのｘｚ平面を規定
し、他の突き当て１８ｃは物体座標系ｘｙｚのｙｚ平面
を規定する。ただし、物体座標系ｘｙｚは、１または複
数の座標軸に沿って平行移動してもよい。
受け面１７に沿って規定される。加えて、２つの突き当
て１８ａ、１８ｂは物体座標系ｘｙｚのｘｚ平面を規定
し、他の突き当て１８ｃは物体座標系ｘｙｚのｙｚ平面
を規定する。ただし、物体座標系ｘｙｚは、１または複
数の座標軸に沿って平行移動してもよい。
【００２６】検査台１６には複数個の基準ブロック１９
が設けられる。各基準ブロック１９の頂点には物体座標
系ｘｙｚに従って三次元座標値が与えられる。こうした
三次元座標値は、例えば三次元測定機１３などによって
予め実測されていればよい。ただし、三次元座標値は、
受け面１７や突き当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃに対して
各基準ブロック１９の相対的な位置関係を特定していれ
ば十分である。
が設けられる。各基準ブロック１９の頂点には物体座標
系ｘｙｚに従って三次元座標値が与えられる。こうした
三次元座標値は、例えば三次元測定機１３などによって
予め実測されていればよい。ただし、三次元座標値は、
受け面１７や突き当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃに対して
各基準ブロック１９の相対的な位置関係を特定していれ
ば十分である。
【００２７】図３に示されるように、ＥＷＳ１２は、三
次元測定機１３で測定された三次元形状と、形状データ
に基づき復元される対象物Ｗの理想三次元像とを相互に
比較する面情報解析回路２１を備える。この面情報解析
回路２１によれば、例えば、三次元測定機１３で測定さ
れた三次元座標点の集合体に基づき対象物Ｗを表現する
ポリゴンが再構築され、再構築されたポリゴンに基づい
て対象物Ｗの三次元像が描き出される。描き出された三
次元像と理想三次元像とが相互に比較される結果、対象
物Ｗの平面や曲面の歪みといった形状寸法誤差は導き出
される。こうして導き出された形状寸法誤差は例えばデ
ィスプレイ２２の画面に表示されることができる。同時
に、ディスプレイ２２の画面には、再構築されたポリゴ
ンに基づき対象物Ｗの三次元像が表示されてもよく、そ
ういった三次元像とともに理想三次元像（すなわち比較
の結果）が表示されてもよい。
次元測定機１３で測定された三次元形状と、形状データ
に基づき復元される対象物Ｗの理想三次元像とを相互に
比較する面情報解析回路２１を備える。この面情報解析
回路２１によれば、例えば、三次元測定機１３で測定さ
れた三次元座標点の集合体に基づき対象物Ｗを表現する
ポリゴンが再構築され、再構築されたポリゴンに基づい
て対象物Ｗの三次元像が描き出される。描き出された三
次元像と理想三次元像とが相互に比較される結果、対象
物Ｗの平面や曲面の歪みといった形状寸法誤差は導き出
される。こうして導き出された形状寸法誤差は例えばデ
ィスプレイ２２の画面に表示されることができる。同時
に、ディスプレイ２２の画面には、再構築されたポリゴ
ンに基づき対象物Ｗの三次元像が表示されてもよく、そ
ういった三次元像とともに理想三次元像（すなわち比較
の結果）が表示されてもよい。
【００２８】ここで、形状データは、例えばＬＡＮ（構
内回線網）などによってＥＷＳ１２に接続された大容量
記憶装置２３内に構築された製品データベースから取得
される。製品データベースには、任意の三次元座標系に
基づき各製品ごとに三次元像を規定する三次元設計デー
タが格納される。各三次元設計データは、例えば周知の
三次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステムなどを用いて構築される
ことができる。ただし、形状データは、可搬性の記録媒
体を用いてＥＷＳ１２に転送されてもよい。
内回線網）などによってＥＷＳ１２に接続された大容量
記憶装置２３内に構築された製品データベースから取得
される。製品データベースには、任意の三次元座標系に
基づき各製品ごとに三次元像を規定する三次元設計デー
タが格納される。各三次元設計データは、例えば周知の
三次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステムなどを用いて構築される
ことができる。ただし、形状データは、可搬性の記録媒
体を用いてＥＷＳ１２に転送されてもよい。
【００２９】さらにＥＷＳ１２には、撮像装置１１で取
得された実写像と、形状データに基づき描かれる二次元
理想像とを相互に比較する辺情報解析回路２４が設けら
れる。二次元理想像は例えば対象物Ｗの輪郭や幾何学的
稜線によって描かれる。この辺情報解析回路２４は、実
写像と二次元理想像との比較結果をディスプレイ２２の
画面に表示させることができる。
得された実写像と、形状データに基づき描かれる二次元
理想像とを相互に比較する辺情報解析回路２４が設けら
れる。二次元理想像は例えば対象物Ｗの輪郭や幾何学的
稜線によって描かれる。この辺情報解析回路２４は、実
写像と二次元理想像との比較結果をディスプレイ２２の
画面に表示させることができる。
【００３０】辺情報解析回路２４は、例えば図４に示さ
れるように、対象物Ｗの実写像が映し出される投影面
に、対象物Ｗを取り込む三次元空間に設定されて対象物
Ｗの実寸法を規定するスケールを投影するスケール設定
回路２６を備える。このスケール設定回路２６は、投影
されたスケールに従って対象物Ｗの二次元理想像を描き
出す。表示回路２７は、スケール設定回路２６によって
描き出された二次元理想像と実写像とを重ねてディスプ
レイ２２の画面に表示させる。
れるように、対象物Ｗの実写像が映し出される投影面
に、対象物Ｗを取り込む三次元空間に設定されて対象物
Ｗの実寸法を規定するスケールを投影するスケール設定
回路２６を備える。このスケール設定回路２６は、投影
されたスケールに従って対象物Ｗの二次元理想像を描き
出す。表示回路２７は、スケール設定回路２６によって
描き出された二次元理想像と実写像とを重ねてディスプ
レイ２２の画面に表示させる。
【００３１】スケール設定回路２６は、仮想空間に物体
座標系ｘｙｚすなわちスケール座標系を再現するスケー
ル座標系構築回路２８を備える。物体座標系ｘｙｚを再
現するにあたって、スケール座標系構築回路２８は、大
容量記憶装置２３から取り込まれる形状データに基づき
仮想空間で対象物Ｗの三次元像を再現する。この三次元
像に対して検査台１６の受け面１７および突き当て１８
ａ、１８ｂ、１８ｃの位置が特定されると、仮想空間で
は、対象物Ｗの実寸法を規定する物体座標系ｘｙｚすな
わちスケール座標系が構築される。
座標系ｘｙｚすなわちスケール座標系を再現するスケー
ル座標系構築回路２８を備える。物体座標系ｘｙｚを再
現するにあたって、スケール座標系構築回路２８は、大
容量記憶装置２３から取り込まれる形状データに基づき
仮想空間で対象物Ｗの三次元像を再現する。この三次元
像に対して検査台１６の受け面１７および突き当て１８
ａ、１８ｂ、１８ｃの位置が特定されると、仮想空間で
は、対象物Ｗの実寸法を規定する物体座標系ｘｙｚすな
わちスケール座標系が構築される。
【００３２】基準ブロック像構築回路２９は、構築され
た物体座標系ｘｙｚに従って仮想空間で基準ブロック１
９の三次元像を特定する。この特定にあたって、基準ブ
ロック像構築回路２９には、各基準ブロック１９ごとに
予め測定された各頂点の三次元座標値が取り込まれる。
こうした三次元座標値は予めメモリ（図示せず）に記憶
されていればよい。
た物体座標系ｘｙｚに従って仮想空間で基準ブロック１
９の三次元像を特定する。この特定にあたって、基準ブ
ロック像構築回路２９には、各基準ブロック１９ごとに
予め測定された各頂点の三次元座標値が取り込まれる。
こうした三次元座標値は予めメモリ（図示せず）に記憶
されていればよい。
【００３３】投影面特定回路３０は、物体座標系ｘｙｚ
が構築された仮想空間で、対象物Ｗの実写像が映し出さ
れる投影面を特定する。この特定にあたって、投影面特
定回路３０は、基準ブロック１９の三次元像に基づき基
準ブロック１９の二次元理想像を描き出し、画像データ
に基づき再構成される基準ブロック１９の実写像に二次
元理想像を完全に重ね合わせる。こうした重ね合わせに
は、例えば、対象物Ｗの実写像が映し出される投影面に
規定される二次元座標系と物体座標系ｘｙｚとの間で座
標変換を実現する変換行列Ｒが用いられればよい。この
変換行列Ｒは、例えば、
が構築された仮想空間で、対象物Ｗの実写像が映し出さ
れる投影面を特定する。この特定にあたって、投影面特
定回路３０は、基準ブロック１９の三次元像に基づき基
準ブロック１９の二次元理想像を描き出し、画像データ
に基づき再構成される基準ブロック１９の実写像に二次
元理想像を完全に重ね合わせる。こうした重ね合わせに
は、例えば、対象物Ｗの実写像が映し出される投影面に
規定される二次元座標系と物体座標系ｘｙｚとの間で座
標変換を実現する変換行列Ｒが用いられればよい。この
変換行列Ｒは、例えば、
【数１】 に基づき導き出されることができる。こうした変換行列
Ｒによれば、物体座標系ｘｙｚで特定される全ての三次
元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）は投影面上の二次元座標点（ｘ
i ，ｙi ）に写像されることができる。
Ｒによれば、物体座標系ｘｙｚで特定される全ての三次
元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）は投影面上の二次元座標点（ｘ
i ，ｙi ）に写像されることができる。
【００３４】描画回路３１は、形状データに基づき再現
された対象物Ｗの三次元像を投影面に投影し、対象物Ｗ
の二次元理想像を形成する。二次元理想像の形成にあた
って描画回路３１では、対象物Ｗの輪郭線や幾何学的稜
線を規定する三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に変換行列Ｒ
が掛け合わされる。その結果、例えば仮想空間の物体座
標系ｘｙｚで対象物Ｗの三次元像が移動すると、その移
動に伴い投影面上で二次元理想像は移動することとな
る。
された対象物Ｗの三次元像を投影面に投影し、対象物Ｗ
の二次元理想像を形成する。二次元理想像の形成にあた
って描画回路３１では、対象物Ｗの輪郭線や幾何学的稜
線を規定する三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に変換行列Ｒ
が掛け合わされる。その結果、例えば仮想空間の物体座
標系ｘｙｚで対象物Ｗの三次元像が移動すると、その移
動に伴い投影面上で二次元理想像は移動することとな
る。
【００３５】描画回路３１には、スケール設定回路２６
で設定されたスケールに従って実写像と二次元理想像と
の間で寸法誤差を測定する誤差測定回路３３が接続され
る。この誤差測定回路３３は、例えば、仮想空間に再現
される三次元像上で二次元理想像の輪郭線を特定したり
三次元像の幾何学的稜線を抽出したりする輪郭抽出回路
３４を備える。この輪郭抽出回路３４によれば、例えば
マウス３５といった入力装置を通じて操作者が入力する
指令に従って任意の輪郭線や幾何学的稜線が選び出され
ることができる。
で設定されたスケールに従って実写像と二次元理想像と
の間で寸法誤差を測定する誤差測定回路３３が接続され
る。この誤差測定回路３３は、例えば、仮想空間に再現
される三次元像上で二次元理想像の輪郭線を特定したり
三次元像の幾何学的稜線を抽出したりする輪郭抽出回路
３４を備える。この輪郭抽出回路３４によれば、例えば
マウス３５といった入力装置を通じて操作者が入力する
指令に従って任意の輪郭線や幾何学的稜線が選び出され
ることができる。
【００３６】移動方向決定回路３６は、選び出された輪
郭線や稜線の移動方向を決定する。こうした移動方向に
は、例えば三次元像の表面に対して直交する法線方向が
選択されてもよく、後述するように、稜線に接する１表
面に対して直交する法線方向や、稜線に対する接線方向
および法線方向にともに直交する外積方向が選択されて
もよい。
郭線や稜線の移動方向を決定する。こうした移動方向に
は、例えば三次元像の表面に対して直交する法線方向が
選択されてもよく、後述するように、稜線に接する１表
面に対して直交する法線方向や、稜線に対する接線方向
および法線方向にともに直交する外積方向が選択されて
もよい。
【００３７】画像操作回路３７は、仮想空間に構築され
た物体座標系ｘｙｚすなわちスケール座標系に従って、
決定された移動方向に対象物Ｗの三次元像を移動させる
ことができる。この移動にあたって、画像操作回路３７
は、決定された移動方向に基づき、例えばボリュームス
イッチ３８の操作量に応じて物体座標系ｘｙｚに従った
ｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減値を特定す
る。例えば移動方向決定回路３６で前述の法線方向およ
び外積方向が選択された場合には、法線方向および外積
方向に個別に三次元像の移動を引き起こす２つのボリュ
ームスイッチ３８が設けられればよい。
た物体座標系ｘｙｚすなわちスケール座標系に従って、
決定された移動方向に対象物Ｗの三次元像を移動させる
ことができる。この移動にあたって、画像操作回路３７
は、決定された移動方向に基づき、例えばボリュームス
イッチ３８の操作量に応じて物体座標系ｘｙｚに従った
ｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減値を特定す
る。例えば移動方向決定回路３６で前述の法線方向およ
び外積方向が選択された場合には、法線方向および外積
方向に個別に三次元像の移動を引き起こす２つのボリュ
ームスイッチ３８が設けられればよい。
【００３８】移動量算出回路３９は、スケール座標系す
なわち物体座標系ｘｙｚに従って輪郭線や稜線の移動量
を算出する。輪郭線や稜線の移動量は、例えば画像操作
回路３７で特定されるｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標
値の各増減値に基づき算出されることができる。ただ
し、こうした移動量は、ボリュームスイッチ３８の操作
量に基づき算出されてもよい。この場合には、例えば
０．５ｍｍや１μｍといった単位長さの移動量を引き起
こすｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減値すな
わちボリュームスイッチ３８の操作量が明らかであれば
よい。ここでは、第１移動量算出回路３９ａによって、
稜線に接する１表面に対して直交する法線方向に稜線の
法線方向移動量は算出される。その一方で、第２移動量
算出回路３９ｂによって、稜線に対する接線方向および
法線方向にともに直交する外積方向に稜線の外積方向移
動量は算出される。
なわち物体座標系ｘｙｚに従って輪郭線や稜線の移動量
を算出する。輪郭線や稜線の移動量は、例えば画像操作
回路３７で特定されるｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標
値の各増減値に基づき算出されることができる。ただ
し、こうした移動量は、ボリュームスイッチ３８の操作
量に基づき算出されてもよい。この場合には、例えば
０．５ｍｍや１μｍといった単位長さの移動量を引き起
こすｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減値すな
わちボリュームスイッチ３８の操作量が明らかであれば
よい。ここでは、第１移動量算出回路３９ａによって、
稜線に接する１表面に対して直交する法線方向に稜線の
法線方向移動量は算出される。その一方で、第２移動量
算出回路３９ｂによって、稜線に対する接線方向および
法線方向にともに直交する外積方向に稜線の外積方向移
動量は算出される。
【００３９】次に本実施形態に係る形状検証システム１
０の動作を詳述する。ここでは、辺情報解析回路２４の
動作に着目し、面情報解析回路２１の動作に関する説明
は省略される。面情報解析回路２１は周知の技術に基づ
き動作すればよい。
０の動作を詳述する。ここでは、辺情報解析回路２４の
動作に着目し、面情報解析回路２１の動作に関する説明
は省略される。面情報解析回路２１は周知の技術に基づ
き動作すればよい。
【００４０】いま、例えば図２に示される対象物Ｗの形
状を検証する場面を想定する。操作者は、対象物Ｗを特
定する形状データを大容量記憶装置２３の製品データベ
ースからＥＷＳ１２に取り込ませる。形状データが取り
込まれると、スケール座標系構築回路２８は、ＥＷＳ１
２に認識される仮想空間に対象物Ｗの三次元像を再現す
る。こうした三次元像は例えばディスプレイ２２の画面
に表示される。
状を検証する場面を想定する。操作者は、対象物Ｗを特
定する形状データを大容量記憶装置２３の製品データベ
ースからＥＷＳ１２に取り込ませる。形状データが取り
込まれると、スケール座標系構築回路２８は、ＥＷＳ１
２に認識される仮想空間に対象物Ｗの三次元像を再現す
る。こうした三次元像は例えばディスプレイ２２の画面
に表示される。
【００４１】同時に、スケール座標系構築回路２８は、
物体座標系ｘｙｚのｘｙ平面を規定する受け面１７の三
次元像や、ｘｚ平面を規定する突き当て１８ａ、１８ｂ
の三次元像、ｙｚ平面を規定する突き当て１８ｃの三次
元像を再現する。操作者は、例えば図５に示されるよう
に、再現された対象物Ｗの三次元像に対して受け面１７
の位置を特定したり、図６に示されるように、突き当て
１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置を特定する。こうして受
け面１７や突き当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置が特
定されると、検査台１６に設定された物体座標系ｘｙｚ
がＥＷＳ１２内の仮想空間に再現される。対象物Ｗの三
次元像は、ｘｙ平面、ｙｚ平面およびｘｚ平面を基準に
物体座標系ｘｙｚ内で位置決めされることとなる。
物体座標系ｘｙｚのｘｙ平面を規定する受け面１７の三
次元像や、ｘｚ平面を規定する突き当て１８ａ、１８ｂ
の三次元像、ｙｚ平面を規定する突き当て１８ｃの三次
元像を再現する。操作者は、例えば図５に示されるよう
に、再現された対象物Ｗの三次元像に対して受け面１７
の位置を特定したり、図６に示されるように、突き当て
１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置を特定する。こうして受
け面１７や突き当て１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置が特
定されると、検査台１６に設定された物体座標系ｘｙｚ
がＥＷＳ１２内の仮想空間に再現される。対象物Ｗの三
次元像は、ｘｙ平面、ｙｚ平面およびｘｚ平面を基準に
物体座標系ｘｙｚ内で位置決めされることとなる。
【００４２】続いて操作者は、撮像装置１１で生成され
た画像データをＥＷＳ１２に取り込ませる。画像データ
によれば、実写像の投影面に設定される二次元座標系に
従って各画素の二次元座標値（ｘi ，ｙi ）が特定され
る。各画素の画像情報（例えば色情報）が識別される結
果、対象物Ｗの輪郭および幾何学的稜線を規定する二次
元座標点（ｘi ，ｙi ）の集合や、各基準ブロック１９
の頂点を規定する二次元座標点（ｘi ，ｙi ）が特定さ
れる。撮像装置１１には、例えばＣＣＤ（電荷結合素
子）を利用したデジタルスチルカメラが用いられてもよ
く、プリント写真に基づき画像データを生成するスキャ
ナなどが用いられてもよい。
た画像データをＥＷＳ１２に取り込ませる。画像データ
によれば、実写像の投影面に設定される二次元座標系に
従って各画素の二次元座標値（ｘi ，ｙi ）が特定され
る。各画素の画像情報（例えば色情報）が識別される結
果、対象物Ｗの輪郭および幾何学的稜線を規定する二次
元座標点（ｘi ，ｙi ）の集合や、各基準ブロック１９
の頂点を規定する二次元座標点（ｘi ，ｙi ）が特定さ
れる。撮像装置１１には、例えばＣＣＤ（電荷結合素
子）を利用したデジタルスチルカメラが用いられてもよ
く、プリント写真に基づき画像データを生成するスキャ
ナなどが用いられてもよい。
【００４３】以上のようにＥＷＳ１２に形状データおよ
び画像データが取り込まれると、投影面特定回路３０
は、基準ブロック像構築回路２９によって仮想空間に再
現された基準ブロック１９の頂点（ｘ，ｙ，ｚ）と、画
像データに基づき再現された基準ブロック１９の頂点
（ｘi ，ｙi ）とに基づき、例えば、
び画像データが取り込まれると、投影面特定回路３０
は、基準ブロック像構築回路２９によって仮想空間に再
現された基準ブロック１９の頂点（ｘ，ｙ，ｚ）と、画
像データに基づき再現された基準ブロック１９の頂点
（ｘi ，ｙi ）とに基づき、例えば、
【数２】 に従って変換行列Ｒを算出する。算出された変換行列Ｒ
は描画回路３１に送り込まれる。
は描画回路３１に送り込まれる。
【００４４】描画回路３１は、変換行列Ｒを用いて、仮
想空間に再現される対象物Ｗの三次元像を投影面に写像
する。すなわち、三次元像の輪郭や幾何学的稜線を規定
する各三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に変換行列Ｒが掛け
合わされる。その結果、投影面には、例えば図７に示さ
れるように、二次元座標点（ｘi ，ｙi ）の集合によっ
て対象物Ｗの二次元理想像４１が描き出される。変換行
列Ｒは仮想空間の全ての三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）を
投影面に写像させることができることから、描き出され
た二次元理想像４１は、対象物Ｗの実寸法を規定する物
体座標系ｘｙｚを反映する。言い換えれば、投影面に
は、例えば図７に示されるように、物体座標系ｘｙｚの
透視像が描き出される。したがって、二次元理想像４１
によれば、物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗの理想位
置が特定されることができる。
想空間に再現される対象物Ｗの三次元像を投影面に写像
する。すなわち、三次元像の輪郭や幾何学的稜線を規定
する各三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に変換行列Ｒが掛け
合わされる。その結果、投影面には、例えば図７に示さ
れるように、二次元座標点（ｘi ，ｙi ）の集合によっ
て対象物Ｗの二次元理想像４１が描き出される。変換行
列Ｒは仮想空間の全ての三次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）を
投影面に写像させることができることから、描き出され
た二次元理想像４１は、対象物Ｗの実寸法を規定する物
体座標系ｘｙｚを反映する。言い換えれば、投影面に
は、例えば図７に示されるように、物体座標系ｘｙｚの
透視像が描き出される。したがって、二次元理想像４１
によれば、物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗの理想位
置が特定されることができる。
【００４５】表示回路２７は、画像データに基づき投影
面上に対象物Ｗの実写像を再現し、再現された実写像に
対象物Ｗの二次元理想像を重ね合わせる。その結果、投
影面に描き出された物体座標系ｘｙｚの透視像に対象物
Ｗの実写像は取り込まれる。投影面では、物体座標系ｘ
ｙｚに従って実写像の実位置が特定されることができる
こととなる。
面上に対象物Ｗの実写像を再現し、再現された実写像に
対象物Ｗの二次元理想像を重ね合わせる。その結果、投
影面に描き出された物体座標系ｘｙｚの透視像に対象物
Ｗの実写像は取り込まれる。投影面では、物体座標系ｘ
ｙｚに従って実写像の実位置が特定されることができる
こととなる。
【００４６】こうして単一の投影面に描き出された対象
物Ｗの実写像と二次元理想像とがディスプレイ２２の画
面に表示されると、対象物Ｗの寸法誤差の有無は一目で
確認されることができる。二次元理想像と、実写像で特
定される幾何学的稜線とが互いに一致すれば対象物Ｗの
寸法誤差は存在しないこととなる。その一方で、二次元
理想像と、実写像で特定される幾何学的稜線との間に生
じる「ずれ」は物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗの寸
法誤差を表現することとなる。ただし、ここでは、後述
する誤差測定回路３３の働きに応じて、ディスプレイ２
２の画面には必ずしも物体座標系ｘｙｚの透視像は表示
される必要はない。
物Ｗの実写像と二次元理想像とがディスプレイ２２の画
面に表示されると、対象物Ｗの寸法誤差の有無は一目で
確認されることができる。二次元理想像と、実写像で特
定される幾何学的稜線とが互いに一致すれば対象物Ｗの
寸法誤差は存在しないこととなる。その一方で、二次元
理想像と、実写像で特定される幾何学的稜線との間に生
じる「ずれ」は物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗの寸
法誤差を表現することとなる。ただし、ここでは、後述
する誤差測定回路３３の働きに応じて、ディスプレイ２
２の画面には必ずしも物体座標系ｘｙｚの透視像は表示
される必要はない。
【００４７】この形状検証システム１０によれば、操作
者は、二次元理想像と実写像との間に観察される「ず
れ」の大きさすなわち寸法誤差を測定することができ
る。この測定にあたって、操作者は、まず、マウス３５
を操作して二次元理想像の輪郭線や幾何学的稜線といっ
た特徴を指定する。例えば図８に示されるように、操作
者は、マウス３５の移動を通じてディスプレイ２２の画
面上でマウスポインタ４２を移動させ、マウス３５のク
リック操作を通じてマウスポインタ４２が指し示す輪郭
線や幾何学的稜線４３を指定する。輪郭抽出回路３４
は、仮想空間に再現された対象物Ｗの三次元像上で、ク
リック時のマウスポインタ４２が指し示す輪郭線や幾何
学的稜線４３を特定する。
者は、二次元理想像と実写像との間に観察される「ず
れ」の大きさすなわち寸法誤差を測定することができ
る。この測定にあたって、操作者は、まず、マウス３５
を操作して二次元理想像の輪郭線や幾何学的稜線といっ
た特徴を指定する。例えば図８に示されるように、操作
者は、マウス３５の移動を通じてディスプレイ２２の画
面上でマウスポインタ４２を移動させ、マウス３５のク
リック操作を通じてマウスポインタ４２が指し示す輪郭
線や幾何学的稜線４３を指定する。輪郭抽出回路３４
は、仮想空間に再現された対象物Ｗの三次元像上で、ク
リック時のマウスポインタ４２が指し示す輪郭線や幾何
学的稜線４３を特定する。
【００４８】図８に示されるように、例えば幾何学的稜
線４３が指定されると、移動方向決定回路３６は、仮想
空間に再現された三次元像上で、指定された幾何学的稜
線４３に接する１表面に対して直交する法線方向４４
と、その幾何学的稜線４３に対する接線方向４５および
法線方向４４にともに直交する外積方向４６とを特定す
る。こうして法線方向４４および外積方向４６が特定さ
れると、画像操作回路３７は、ボリュームスイッチ３８
の操作量と、物体座標系ｘｙｚに従ったｘ座標値、ｙ座
標値およびｚ座標値の各増減値とを対応づける。この場
合には、一方のボリュームスイッチ３８に対して法線方
向移動時のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減
値が設定され、他方のボリュームスイッチ３８に対して
外積方向移動時のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の
各増減値が設定される。
線４３が指定されると、移動方向決定回路３６は、仮想
空間に再現された三次元像上で、指定された幾何学的稜
線４３に接する１表面に対して直交する法線方向４４
と、その幾何学的稜線４３に対する接線方向４５および
法線方向４４にともに直交する外積方向４６とを特定す
る。こうして法線方向４４および外積方向４６が特定さ
れると、画像操作回路３７は、ボリュームスイッチ３８
の操作量と、物体座標系ｘｙｚに従ったｘ座標値、ｙ座
標値およびｚ座標値の各増減値とを対応づける。この場
合には、一方のボリュームスイッチ３８に対して法線方
向移動時のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の各増減
値が設定され、他方のボリュームスイッチ３８に対して
外積方向移動時のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の
各増減値が設定される。
【００４９】例えば一方のボリュームスイッチ３８が操
作されると、仮想空間に再現された三次元像では、各三
次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に決められたｘ座標値、ｙ座
標値およびｚ座標値の各増減値が加えられる。その結
果、仮想空間では、三次元像は決められた法線方向に移
動することとなる。この移動は、投影面に描かれた二次
元理想像４７の移動に反映される。したがって、ディス
プレイ２２の画面では、実写像４８に対して二次元理想
像４７が相対的に移動する。同様に、他方のボリューム
スイッチ３８が操作されると、仮想空間は三次元像は決
められた外積方向に移動し、その結果、ディスプレイ２
２の画面では実写像４８に対して二次元理想像４７は相
対的に移動することとなる。
作されると、仮想空間に再現された三次元像では、各三
次元座標点（ｘ，ｙ，ｚ）に決められたｘ座標値、ｙ座
標値およびｚ座標値の各増減値が加えられる。その結
果、仮想空間では、三次元像は決められた法線方向に移
動することとなる。この移動は、投影面に描かれた二次
元理想像４７の移動に反映される。したがって、ディス
プレイ２２の画面では、実写像４８に対して二次元理想
像４７が相対的に移動する。同様に、他方のボリューム
スイッチ３８が操作されると、仮想空間は三次元像は決
められた外積方向に移動し、その結果、ディスプレイ２
２の画面では実写像４８に対して二次元理想像４７は相
対的に移動することとなる。
【００５０】ボリュームスイッチ３８の操作や三次元像
の移動に応じて、移動量算出回路３９では、物体座標系
ｘｙｚに従って三次元像の移動量が算出される。この場
合には、例えば第１移動量算出回路３９ａで法線方向移
動量は算出され、第２移動量算出回路３９ｂで外積方向
移動量は算出される。算出された移動量は例えばディス
プレイ２２の画面上に表示される。
の移動に応じて、移動量算出回路３９では、物体座標系
ｘｙｚに従って三次元像の移動量が算出される。この場
合には、例えば第１移動量算出回路３９ａで法線方向移
動量は算出され、第２移動量算出回路３９ｂで外積方向
移動量は算出される。算出された移動量は例えばディス
プレイ２２の画面上に表示される。
【００５１】このとき、操作者は、ディスプレイ２２の
画面を観察しながら２つのボリュームスイッチ３８を操
作し、二次元理想像４７で特定される幾何学的稜線４３
と、実写像４８で対応する幾何学的稜線４９とを互いに
重ね合わせる。実写像４８の稜線４９と二次元理想像４
７の稜線４３とが一致した時点で算出される法線方向移
動量や外積方向移動量は、形状データに基づき再現され
る対象物Ｗの三次元像と、撮像された実際の対象物Ｗの
三次元像との法線方向寸法誤差や外積方向寸法誤差に相
当する。したがって、操作者は、実写像４８と二次元理
想像４７とが一致した時点でディスプレイ２２の画面に
表示される法線方向移動量や外積方向移動量を読み取れ
ばよい。こうして、物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗ
の実位置と理想位置との間で寸法誤差は測定される。
画面を観察しながら２つのボリュームスイッチ３８を操
作し、二次元理想像４７で特定される幾何学的稜線４３
と、実写像４８で対応する幾何学的稜線４９とを互いに
重ね合わせる。実写像４８の稜線４９と二次元理想像４
７の稜線４３とが一致した時点で算出される法線方向移
動量や外積方向移動量は、形状データに基づき再現され
る対象物Ｗの三次元像と、撮像された実際の対象物Ｗの
三次元像との法線方向寸法誤差や外積方向寸法誤差に相
当する。したがって、操作者は、実写像４８と二次元理
想像４７とが一致した時点でディスプレイ２２の画面に
表示される法線方向移動量や外積方向移動量を読み取れ
ばよい。こうして、物体座標系ｘｙｚに従って対象物Ｗ
の実位置と理想位置との間で寸法誤差は測定される。
【００５２】以上のような形状検証システム１０の動作
は、ＥＷＳ１２のＣＰＵ（中央演算処理装置）によって
処理されるソフトウェアプログラムに従って実現されれ
ばよい。こういったソフトウェアプログラムは、図９に
示されるように、例えばＦＤ（フロッピーディスク）と
いった磁気記録媒体５１、ＣＤ（コンパクトディスク）
やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）といった光学記録
媒体５２、その他の任意の記録媒体を通じてＥＷＳ１２
に取り込まれればよい。
は、ＥＷＳ１２のＣＰＵ（中央演算処理装置）によって
処理されるソフトウェアプログラムに従って実現されれ
ばよい。こういったソフトウェアプログラムは、図９に
示されるように、例えばＦＤ（フロッピーディスク）と
いった磁気記録媒体５１、ＣＤ（コンパクトディスク）
やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）といった光学記録
媒体５２、その他の任意の記録媒体を通じてＥＷＳ１２
に取り込まれればよい。
【００５３】なお、本実施形態では、以上のように三次
元物体の対象物に対して形状精度の検証が実現されるこ
とができるだけでなく、二次元の対象物に対して形状精
度の検証が実現されてもよい。
元物体の対象物に対して形状精度の検証が実現されるこ
とができるだけでなく、二次元の対象物に対して形状精
度の検証が実現されてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、製品ごと
に用意される検査具や、多数の測定点で三次元座標値を
拾う三次元測定機を用いずに簡単に製品の形状を検証す
ることができる。
に用意される検査具や、多数の測定点で三次元座標値を
拾う三次元測定機を用いずに簡単に製品の形状を検証す
ることができる。
【図１】 本発明に係る形状検証システムの全体構成を
概略的に示す模式図である。
概略的に示す模式図である。
【図２】 検査台を概略的に示す斜視図である。
【図３】 形状検証システムの全体構成を機能的に示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】 辺情報解析回路の構成を概略的に示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】 仮想空間で三次元像に対して位置決めされた
受け面を表示するディスプレイの画面を示す図である。
受け面を表示するディスプレイの画面を示す図である。
【図６】 仮想空間で三次元像に対して位置決めされた
突き当てを表示するディスプレイの画面を示す図であ
る。
突き当てを表示するディスプレイの画面を示す図であ
る。
【図７】 投影面に投影された物体座標系の透視像を示
す図である。
す図である。
【図８】 実写像と二次元理想像とが重ねて表示される
ディスプレイの画面を示す図である。
ディスプレイの画面を示す図である。
【図９】 他の具体例に係る形状検証システムの全体構
成を概略的に示す模式図である。
成を概略的に示す模式図である。
１０ 形状検証システム、１２ コンピュータとしての
エンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）、２６
スケール系設定回路、２７ 表示回路、３１描画回
路、３３ 誤差測定回路、３４ 輪郭抽出回路、３７
画像操作回路、３９ 移動量算出回路、３９ａ 第１移
動量算出回路、３９ｂ 第２移動量算出回路、４１ 二
次元理想像、４３ 三次元像の稜線、４４ 法線方向、
４５ 接線方向、４６ 外積方向、４７ 二次元理想
像、４８ 実写像、５１ 記録媒体としての磁気記録媒
体、５２ 記録媒体としての光学記録媒体、Ｗ 対象
物。
エンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）、２６
スケール系設定回路、２７ 表示回路、３１描画回
路、３３ 誤差測定回路、３４ 輪郭抽出回路、３７
画像操作回路、３９ 移動量算出回路、３９ａ 第１移
動量算出回路、３９ｂ 第２移動量算出回路、４１ 二
次元理想像、４３ 三次元像の稜線、４４ 法線方向、
４５ 接線方向、４６ 外積方向、４７ 二次元理想
像、４８ 実写像、５１ 記録媒体としての磁気記録媒
体、５２ 記録媒体としての光学記録媒体、Ｗ 対象
物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA04 AA66 BB21 GG01 GG04 GG06 GG07 GG59 GG62 GG72 HH01 HH30 MM02 NN00 NN15 PP01 QQ05 QQ10 5B057 CE08 DA03 DA07 DB03 DC08 DC09 DC16
Claims (21)
- 【請求項１】 対象物の実写像が映し出される投影面
に、対象物を取り込む三次元空間に設定されて対象物の
実寸法を規定するスケールを投影するスケール設定回路
を備えることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の形状検証システムにお
いて、前記三次元空間で前記対象物の三次元像を特定す
る形状データに基づき前記投影面に対象物の二次元理想
像を投影する描画回路をさらに備えることを特徴とする
形状検証システム。 - 【請求項３】 請求項２に記載の形状検証システムにお
いて、前記実写像および二次元理想像を重ねて画面上に
表示させる表示回路をさらに備えることを特徴とする形
状検証システム。 - 【請求項４】 請求項３に記載の形状検証システムにお
いて、前記スケールに従って前記実写像と前記二次元理
想像との間で寸法誤差を測定する誤差測定回路をさらに
備えることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項５】 請求項４に記載の形状検証システムにお
いて、前記スケールに従って前記三次元空間で前記三次
元像を移動させる画像操作回路と、前記スケールに従っ
て三次元像の移動量を算出する移動量算出回路とをさら
に備えることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項６】 請求項５に記載の形状検証システムにお
いて、前記三次元像上で二次元理想像の輪郭線を特定す
る輪郭抽出回路と、前記三次元像の表面に対して直交す
る法線方向に輪郭線の移動方向を設定する移動方向決定
回路とをさらに備えることを特徴とする形状検証システ
ム。 - 【請求項７】 請求項５に記載の形状検証システムにお
いて、前記三次元像の稜線を抽出する輪郭抽出回路と、
稜線に接する１表面に対して直交する法線方向に稜線の
移動方向を設定するとともに、稜線に対する接線方向お
よび法線方向に直交する外積方向に稜線の移動方向を設
定する移動方向決定回路とをさらに備えることを特徴と
する形状検証システム。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の形状検
証システムにおいて、前記実写像はデジタル画像である
ことを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項９】 請求項８に記載の形状検証システムにお
いて、前記デジタル画像はデジタルカメラによって生成
されることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項１０】 対象物の実写像が映し出される投影面
に、対象物を取り込む三次元空間に設定されて対象物の
実寸法を規定するスケールを投影する工程を備えること
を特徴とする形状検証方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の形状検証方法にお
いて、前記三次元空間で前記対象物の三次元像を特定す
る形状データに基づき前記投影面に対象物の二次元理想
像を投影する工程をさらに備えることを特徴とする形状
検証方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の形状検証方法にお
いて、前記実写像および二次元理想像を重ねて画面上に
表示させる工程をさらに備えることを特徴とする形状検
証方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の形状検証方法にお
いて、前記スケールに従って前記実写像と前記二次元理
想像との間で寸法誤差を測定する工程をさらに備えるこ
とを特徴とする形状検証方法。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の形状検証方法にお
いて、前記寸法誤差を測定するにあたって、前記スケー
ルに従って前記三次元空間で前記三次元像を移動させる
工程と、前記スケールに従って三次元像の移動量を算出
する行程とを備えることを特徴とする形状検証方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の形状検証方法にお
いて、前記移動量を算出するにあたって、前記三次元像
上で二次元理想像の輪郭線を特定する工程と、前記三次
元像の表面に対して直交する法線方向に輪郭線の移動方
向を設定する工程とをさらに備えることを特徴とする形
状検証方法。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の形状検証方法にお
いて、前記移動量を算出するにあたって、前記三次元像
の稜線を抽出する工程と、稜線に接する１表面に対して
直交する法線方向に稜線の移動方向を設定する工程と、
稜線に対する接線方向および法線方向に直交する外積方
向に稜線の移動方向を設定する工程とをさらに備えるこ
とを特徴とする形状検証方法。 - 【請求項１７】 対象物の実写像が映し出される投影面
に規定される二次元座標系と、対象物を取り込む三次元
空間に設定されて対象物の実寸法を規定するスケール座
標系との間で座標変換を実施するスケール設定回路を備
えることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載の形状検証システム
において、前記座標変換に基づき、前記スケール座標系
に従って前記実写像の実位置を特定するとともに、前記
三次元空間で前記対象物の三次元像を特定する形状デー
タに基づき、前記スケール座標系に従って前記対象物の
理想位置を特定することを特徴とする形状検証システ
ム。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の形状検証システム
において、前記スケール座標系に従って前記実位置と前
記理想位置との間で寸法誤差を測定する誤差測定回路を
さらに備えることを特徴とする形状検証システム。 - 【請求項２０】 対象物の実写像が映し出される投影面
に、対象物を取り込む三次元空間に設定されて対象物の
実寸法を規定するスケールを投影する工程をコンピュー
タに実行させることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項２１】 対象物の実写像が映し出される投影面
に規定される二次元座標系と、対象物を取り込む三次元
空間に設定されて対象物の実寸法を規定するスケール座
標系との間で座標変換を実施する工程をコンピュータに
実行させることを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11026899A JP4481383B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 形状検証システムおよび形状検証方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11026899A JP4481383B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 形状検証システムおよび形状検証方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304527A true JP2000304527A (ja) | 2000-11-02 |
| JP4481383B2 JP4481383B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=14531388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11026899A Expired - Lifetime JP4481383B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 形状検証システムおよび形状検証方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4481383B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418764B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2004-02-18 | 현대자동차주식회사 | 외관 굴곡 측정 시스템 및 측정방법 |
| JP2010534013A (ja) * | 2007-07-18 | 2010-10-28 | メタイオ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | リアルオブジェクトに対するカメラの位置および方向を把握する方法およびシステム |
| WO2016005159A3 (de) * | 2014-07-11 | 2016-06-30 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren, bearbeitungsmaschine und computerprogrammprodukt zum bildbasierten platzieren von werkstückbearbeitungsvorgängen |
| WO2020018042A3 (en) * | 2018-04-09 | 2020-06-11 | Aunde Tekni̇k Teksti̇l Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ | An electronic cut part pattern control system used in the textile cutting machines |
| CN111640162A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-08 | 中信银行股份有限公司 | 一种基于交通路网的测试结果展示方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0933233A (ja) * | 1995-07-21 | 1997-02-07 | Topy Ind Ltd | 長尺ワークの曲がり計測装置 |
| JPH1151611A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 認識対象物体の位置姿勢認識装置および位置姿勢認識方法 |
| JP2000163558A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 位置合わせ装置 |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11026899A patent/JP4481383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH1151611A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 認識対象物体の位置姿勢認識装置および位置姿勢認識方法 |
| JP2000163558A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 位置合わせ装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418764B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2004-02-18 | 현대자동차주식회사 | 외관 굴곡 측정 시스템 및 측정방법 |
| JP2010534013A (ja) * | 2007-07-18 | 2010-10-28 | メタイオ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | リアルオブジェクトに対するカメラの位置および方向を把握する方法およびシステム |
| WO2016005159A3 (de) * | 2014-07-11 | 2016-06-30 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren, bearbeitungsmaschine und computerprogrammprodukt zum bildbasierten platzieren von werkstückbearbeitungsvorgängen |
| WO2020018042A3 (en) * | 2018-04-09 | 2020-06-11 | Aunde Tekni̇k Teksti̇l Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ | An electronic cut part pattern control system used in the textile cutting machines |
| CN111640162A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-08 | 中信银行股份有限公司 | 一种基于交通路网的测试结果展示方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
| CN111640162B (zh) * | 2020-05-24 | 2024-01-23 | 中信银行股份有限公司 | 一种基于交通路网的测试结果展示方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4481383B2 (ja) | 2010-06-16 |
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