JP2003227706A - 画像測定装置及び画像測定装置用プログラム - Google Patents

画像測定装置及び画像測定装置用プログラム

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JP2003227706A
JP2003227706A JP2002025183A JP2002025183A JP2003227706A JP 2003227706 A JP2003227706 A JP 2003227706A JP 2002025183 A JP2002025183 A JP 2002025183A JP 2002025183 A JP2002025183 A JP 2002025183A JP 2003227706 A JP2003227706 A JP 2003227706A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定結果と測定箇所の対応関係を視覚的、直
感的に理解し易くする。 【解決手段】 ワークの全体画像101と、測定箇所を
含む拡大画像102A,102Bと、両画像の位置関係
を示す記号103A,103Bとが測定結果レポート画
面に表示される。各拡大画像内の測定箇所の測定結果が
測定結果表示欄104に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDカメラ等の
撮像装置で被測定対象(以下ワークという)を撮像する
と共に、ワーク画像に基づきワークの形状等を測定する
画像測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】こうした画像測定装置においてワークの
測定を行う場合、最初に撮像装置によりワークを撮像
し、CRT画面にワーク上の測定したい箇所の拡大画像
を表示させる。そして、拡大画像が表示されたCRT画
面上において、測定したい箇所をマウス等で指定する。
この指定に基づき、付属のコンピュータ等によりその箇
所に所定の画像処理を施され、長さ、幅、直径等の測定
値が出力される。出力された測定値は、シリアル番号、
検査項目、測定値、公差等を図表化したリスト形式で出
力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像測
定装置においては、このようにリスト形式で出力された
測定値が、ワーク画像上のどの箇所の測定値なのか、又
は拡大画像がワーク全体のどの位置に該当するのかなど
が一見して分かり難いという問題があった。本発明は、
この問題に鑑みてなされたものであり、測定結果と測定
箇所の対応関係を視覚的、直感的に理解し易くすること
を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、本出願の第1の発明に係る画像測定装置は、ワーク
の全体画像を取得する全体画像取得手段と、前記ワーク
上の拡大画像を取得する拡大画像取得手段と、測定の実
行のため前記全体画像及び前記拡大画像を表示する画像
表示手段と、前記拡大画像上の任意の箇所を前記画像表
示手段上で指定する指定手段と、該指定された箇所に関
し所定の画像処理を施してその箇所の形状特性を測定す
る形状特性測定手段と、前記全体画像と拡大画像との位
置関係を演算する位置関係演算手段と、前記形状特性測
定手段による測定結果及び前記全体画像と前記拡大画像
との位置関係を前記位置関係演算手段の出力に基づき表
示する測定結果表示手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、全体画像と拡大画像との位置関係が
測定結果と共に表示され、測定箇所の測定結果とその箇
所のワーク上での位置とを一目で把握することができ
る。
【0005】この発明において、前記ワークを撮像する
撮像装置と、該撮像装置を移動させる移動手段とを更に
備え、前記全体画像取得手段は、前記移動手段により撮
像装置を移動させて取得した複数の画像を合成させて全
体画像を取得するようにしてもよい。さらに、前記移動
手段による移動量を演算する移動量演算手段を備え、前
記位置関係演算手段は、該移動量演算手段による移動量
に基づき前記位置関係を演算するようにしてもよい。ま
た、この発明において、前記測定結果表示手段は、前記
撮像手段による撮像倍率に関する情報に基づき前記全体
画像上における前記拡大画像の範囲を表示するようにし
てもよい。また、この発明において、前記指定手段によ
り指定された箇所とその箇所に関する前記形状特性測定
手段による測定結果とに識別記号を付与する識別記号付
与手段を更に備えるようにしてもよい。
【0006】また、本出願の第2の発明に係る画像測定
装置用プログラムは、ワークの全体画像を取得する全体
画像取得ステップと、前記ワーク上の拡大画像を取得す
る拡大画像取得ステップと、測定の実行のため前記全体
画像及び前記拡大画像を表示する画像表示ステップと、
前記拡大画像上の任意の箇所を前記画像表示手段上で指
定させる指定ステップと、該指定された箇所に関し所定
の画像処理を施してその箇所の形状特性を測定する形状
特性測定ステップと、前記全体画像と拡大画像との位置
関係を演算する位置関係演算ステップと、前記形状特性
測定手段による測定結果及び前記全体画像と前記拡大画
像との位置関係を前記位置関係演算手段の出力に基づき
表示する測定結果表示ステップとを実行させるように構
成されたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本
発明の実施の形態に係る画像測定システムの全体構成を
示す斜視図である。このシステムは、非接触型の画像測
定機1と、この画像測定機1を制御すると共に、必要な
データ処理を実行するコンピュータシステム2と、測定
結果等をプリントアウトするプリンタ3とにより構成さ
れている。
【0008】画像測定機1は、次のように構成されてい
る。即ち、架台11上には、ワーク12を載置する測定
テーブル13が装着されており、この測定テーブル13
は、図示しないY軸駆動機構によってY軸方向に駆動さ
れる。架台11の両側縁中央部には上方に延びる支持ア
ーム14,15が固定されており、この支持アーム1
4、15の両上端部を連結するようにX軸ガイド16が
固定されている。このX軸ガイド16には、撮像ユニッ
ト17が支持されている。
【0009】撮像ユニット17は、図示しないX軸駆動
機構によってX軸ガイド16に沿って駆動される。撮像
ユニット17の下端部には、CCDカメラ18が測定テ
ーブル13と対向するように装着されている。また、撮
像ユニット17の内部には、図示しない照明装置及びフ
ォーカシング機構の他、CCDカメラ18のZ軸方向の
位置を移動させるZ軸駆動機構が内蔵されている。な
お、このXYZ各駆動機構は例えばパルスモータで構成
され、その駆動量は後述するコンピュータシステム2で
演算される。これにより、CCD18から得られた画像
情報に座標情報を付加することができる。
【0010】コンピュータシステム2は、コンピュータ
本体21、キーボード22、ジョイスティックボックス
(以下、J/Sと呼ぶ)23、マウス24及びCRT2
5を備えて構成されている。コンピュータ本体21は、
例えば図2に示すように構成されている。即ち、CCD
カメラ18から入力されるワーク12の画像情報は、イ
ンタフェース(以下、I/Fと呼ぶ)31を介して画像
メモリ32に格納される。また、後述するようにワーク
12の全体画像がデジタルカメラやスキャナなどの外部
機器から入力される場合には、当該画像データはI/F
33を介してCPU35に入力される。そして、CPU
35でビットマップの画像情報に展開された後、画像メ
モリ32に格納される。画像メモリ32に格納された画
像情報は、表示制御部36を介してCRT25の画面に
表示される。
【0011】一方、キーボード22、J/S23、及び
マウス24から入力されるコード情報及び位置情報は、
I/F34を介してCPU35に入力される。CPU3
5は、ROM37に格納されたマクロプログラム、並び
にRAM40に格納された測定プログラム及び測定結果
表示プログラムに従って、測定実行処理及び測定結果の
表示処理を実行する。
【0012】CPU35は、測定実行処理に従って、I/
F41を介して画像測定機1を制御する。HDD38
は、図示しないCADシステムから入力されたCADデ
ータの他、測定プログラム、測定結果表示プログラムを
格納する。RAM40は、各種プログラムを格納する
他、各種処理のワーク領域を提供する。
【0013】図3は、CPU35を中心として実行され
る各種機能の構成を示す機能ブロック図である。拡大画
像情報保持部M1は、CCDカメラ18より得られた拡
大画像情報を保持するものであり、実際には図2におけ
る画像メモリ32、HDD38又はRAM40がこの機
能を果たす。ここに拡大画像とは、コンピュータ2によ
る測定対象の指定や、指定された測定箇所の解析といっ
た手順を行う際に使用される画像のことをいう。また、
全体画像情報保持部M2は、ワーク12の全体画像、す
なわちワーク12の全体像を示す画像を保持するもので
あり、実際には図2におけるHDD38又はRAM40
がこの役割を果たす。
【0014】ここにおいて全体画像とは、前述の拡大画
像がワーク12中のどの辺りに位置するものかをオペレ
ータに教示すると共に、測定したい箇所を指定させるた
めに表示するものである。全体画像は必ずしもワーク1
2の全ての部分を含むものでなくてもよく、測定の対象
とされる可能性のない部分の一部が欠けた画像でも構わ
ない。全体画像は、デジタルカメラやスキャナなどの外
部機器により取得することもできるが、図4に示すよう
に、ワーク12を各部分(中心座標(Xnm,Ynm)
で表示)ごとに分割してCCDカメラ18で撮影した
後、当該複数の部分画像を適当な方法でマッチングする
ことにより、ワーク12全体の画像を得るようにするこ
とができる。例えば、図4に示すように、隣接する部分
画像に重複部分を設け、この重複部分に基づきマッチン
グを行うようにすることができる。又は、CCDカメラ
18の撮像倍率を、ワーク12全体が収まるような低倍
率で撮影するようにしてもよい。
【0015】測定箇所指定部41は、CRT25の画面
上に表示されたワーク12の拡大画像に含まれる要素の
うち、測定の対象とする要素を指定するためのものであ
り、具体的にはキーボード22、マウス24等の入力手
段がこの役割を果たしている。測定種類指定部42は、
測定箇所指定部41で指定された測定箇所において、ど
のような測定を行うのかを指定するためのものであり、
具体的には、キーボード22、マウス24等の入力手段
がこの役割を果たす。
【0016】エッジ検出部43は、測定箇所指定部41
で指定された測定箇所において、測定種類指定部42で
指定された種類の測定を行うのに必要なエッジ検出を行
い、その検出結果としての点列データを出力するもので
ある。点列データ記憶部44は、エッジ検出部43から
出力された点列データを記憶するためのものであり、具
体的にはRAM40又はHDD38がこの役割を果た
す。形状演算部45は、点列データ記憶部44に記憶さ
れている点列データに基づき、測定種類指定部43にお
いて指定された測定の種類に対応した演算を行い、その
演算結果を出力するものである。
【0017】識別番号発生部46は、形状演算部45か
ら出力される演算結果に識別番号を付与するためのもの
である。すなわち、形状演算部において1つの演算結果
が得られると、その演算結果に対し識別番号発生部46
より発生した識別番号が付与される。そして、測定箇所
指定部41により指定された拡大画像上の箇所にも、こ
の演算結果に対応した識別番号が付与される。これによ
り、ある演算結果が拡大画像中のどの要素の測定結果な
のかが分かるようになっている。
【0018】識別番号発生部46は、キーボード22等
の入力手段により入力された識別番号を付与させるもの
でもよいし、測定順に増加する順列番号を自動的に発生
させるものであってもよい。
【0019】測定結果ファイル生成部47は、形状演算
部45より出力された測定結果、拡大画像情報保持部M
1から出力された拡大画像の画像データ及び当該拡大画
像の位置情報、全体画像情報保持部M2から出力された
全体画像の画像データ、及び識別番号発生部46から発
生された識別番号に基づき、全体画像と拡大画像の位置
関係、及びその拡大画像中の測定箇所とその測定結果と
を関連付けて表示するファイルを作成するためのもので
ある。
【0020】なお、測定結果ファイル生成部47は、図
示しないCADシステムからのCADデータから、その
測定箇所に対応する部分のデータを抽出し、この抽出さ
れたデータも対応付けて記憶させるようにすることもで
きる。例えば、CADデータ内に含まれる設計データ、
公差データ等を抽出し、これを形状演算部45からの演
算結果と対応付けて記憶させておくことができる。
【0021】次に、本実施の形態に係る画像測定システ
ムの作用を図5に示すフローチャートに基づいて説明す
る。まず、予め上記したような何らかの方法(デジタル
カメラなどの外部機器からの取得、CCDカメラ18を
移動させて分割画像をマッチングする)により、ワーク
12の全体画像を取得し、図6に示すように、CRT2
5の画面右下の全体画像表示ウインドウ53に表示させ
ると共に、ワーク12の拡大画像をCCDカメラ18か
ら取り込んで、図6に示すように、CRT25の画面左
側の拡大画像表示ウインドウ51に表示させる(S
1)。図6に示すように、CRT25の画面上には、拡
大画像表示ウインドウ51、全体画像表示ウインドウ5
3の他、測定結果を表示するための測定結果表示部5
2、ワーク12の照明条件を設定するための照明条件設
定部55、測定の種類を設定するアイコンを備えたアイ
コン表示部56、測定の条件を設定する測定条件設定部
63などが表示されている。
【0022】次に測定の種類を指定した後(S2)、そ
の測定を行う箇所を指定する(S3)。測定の種類の指
定は、前述したアイコン表示部56内のいずれかのアイ
コンをマウス24によりクリックすることにより行うこ
とができる。図6においてアイコン56aは、測定箇所
におけるエッジからエッジの間の長さの測定を指示する
アイコンである。アイコン56bは、指定された測定箇
所に円弧が含まれている場合に、その円弧を一部に含む
円の直径の測定を指示するアイコンである。また、56
cは選択されたアイコンの図柄を表示するための表示部
である。なお、アイコン56aが選択された場合には、
表示部56cにおいてエッジ検出方向を角度により入力
するようにされ、これにより、エッジ検出方向が決定さ
れる。
【0023】また、測定を行う箇所の指定は、次のよう
に行う。図6に示すように、全体画像表示ウインドウ5
3には、現在拡大画像表示ウインドウ51に拡大表示さ
れている箇所に四角マークSが表示されている。四角マ
ークSの大きさは、拡大画像表示ウインドウ51の表示
倍率、すなわちCCDカメラ18の撮像倍率に対応され
ている。
【0024】拡大画像表示ウインドウ51上に測定した
い箇所が表示されている場合には、その箇所をマウス2
4でクリックする。表示されていない場合には、全体画
像表示ウインドウ53上で、測定したい箇所付近にマウ
スのポインタPを移動させ、マウス24をクリックす
る。すると、四角マークSがその箇所に移動するととも
に、四角マークSの移動距離が演算される。すなわち、
四角マークSの移動前後の位置間に含まれるピクセルの
数がカウントされ、このカウント数と全体画像の撮像倍
率とから、CCDカメラ18を移動させるべき距離が演
算される。CCDカメラ18がXYZ駆動機構によりそ
の測定したい箇所付近に移動し、これにより拡大画像表
示ウインドウ51上には測定したい箇所を含む拡大画像
が表示される。オペレータは拡大画像表示ウインドウ5
1に表示された拡大画像を見て、測定したい箇所付近に
マウス24のポインタを移動させてマウス24の左ボタ
ンをクリックする。
【0025】次に、この指定された測定箇所において、
エッジ検出処理を実行し、S2で指定された測定を実行
し、測定値を得る(S4)。得られた測定結果は、測定
結果表示部52に表示される。その測定箇所のCADデ
ータが対応させて記憶されている場合には、これらも並
列的に表示する。
【0026】次に、S3で指定された測定箇所に、実行
された測定の種類を示す記号を表示する(S5)。例え
ば、円弧の直径を測定した場合には、その測定箇所にア
イコン56bに示すような記号が表示される。
【0027】次に、得られた測定値に対し、識別番号を
付与する(S6、S7)。前述のように、識別番号をマ
ウス24等で入力させるマニュアルモードと、測定順に
識別番号を付与するオートモードとを選択できるように
なっている。
【0028】別の測定箇所を指定する必要がある場合に
は(S9)、再びS2に戻って同様の手順を繰り返す。
拡大画像表示ウインドウ51に映っていない他の箇所を
測定したい場合には、その箇所に対応する位置を全体画
像表示ウインドウ53上で指定すると、CCDカメラ1
8がXYZ駆動機構により駆動され、これにより拡大画
像表示ウインドウ51の表示も切り替わる。別の測定箇
所の指定の必要がない場合には、測定を終了する。
【0029】複数の測定箇所の指定が終了した場合、図
6に示すように、拡大画像表示ウインドウ51の指定箇
所には、ステップ6又は7で生成した識別番号(1,2
等)が表示されるとともに、測定の種類を示す記号(矢
印等)が表示される。測定の種類は測定結果表示部でも
判るので、測定の種類を示す記号の表示を省略するよう
にすることもできる。また、測定結果表示部52には、
測定結果が識別番号と共に表示され、これにより測定結
果と測定結果との対応関係が一目でわかるようになって
いる。
【0030】一通りの測定を終了した後、測定結果表示
プログラムを起動すると、図7に示すような測定結果表
示レポート画面が現われる。図7において、101は図
5のステップ1で取得されたワーク12の全体画像を表
示する全体画像表示部であり、102A,102Bは測
定箇所を含む拡大画像を表示する拡大表示部であり、1
04は測定結果を表示する測定結果表示部である。
【0031】全体画像と拡大画像との位置関係は、図7
に示すような対応関係表示図形103A,103Bによ
りなされる。この対応関係表示図形は、全体画像の取得
時に取得されたCCDカメラ18の位置情報(図4に示
す座標情報(Xnm,Ynm))と、拡大画像取得時の
CCDカメラ18の位置情報との関係がCPU35で演
算され、この演算結果に基づいて描画される。拡大画像
1,2の全体画像上における範囲を示すため、破線によ
る四角形マークS1、S2が描かれる。この四角マーク
S1,S2の大きさは、拡大画像1、2の撮像時の撮像
倍率に対応されている。
【0032】また、図7では、拡大画像102A中の測
定箇所の測定結果も、拡大画像102B中の測定箇所の
測定結果も、いずれも測定結果表示部104にまとめて
表示するようにしているが、図8に示すように、拡大画
像表示部102Aの下に測定結果表示部104Aを設
け、拡大画像表示部102Aに係る拡大画像中の測定箇
所の測定結果のみを表示部104Aに表示すると共に、
拡大画像表示部102Bの下に測定結果表示部10BA
を設け、拡大画像表示部102Bに係る拡大画像中の測
定箇所の測定結果のみを表示部104Bに表示するよう
にしてもよい。なお、測定結果表示プログラムは、測定
プログラムによる測定が完了してから起動させてもよい
が、測定プログラム起動と同時に起動させておいても構
わない。
【0033】また、この図7,8の測定結果表示プログ
ラムの画面を印刷したり保存したりすることにより、後
にワーク12の評価を行う際に利用することができる。
また、図5に示すS2(測定の種類の指定)以降の設定
を、測定の手順、測定の種類、測定箇所等を予め登録す
るためのパートプログラム作成時に使用できるようにし
てもよい。すなわち、パートプログラム作成用プログラ
ムを起動した場合において、本実施の形態による一連の
設定をそのままパートプログラム作成において利用でき
るようにしてもよい。これにより、測定結果と測定箇所
の対応関係がわかりやすい測定を容易に再現することが
できる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、測
定結果と測定箇所の対応関係を視覚的、直感的に理解し
易くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る非接触画像測定シ
ステムの構成を示す斜視図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係る画像測定システム
におけるコンピュータ本体の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】 図1、2の装置の機能ブロック図である。
【図4】 ワーク12の全体画像を取得する方法の1例
を示す。
【図5】 図1に示す装置の作用を示すフローチャート
を示す。
【図6】 図1の装置におけるCRT25の画面表示の
一例を示す。
【図7】 図1の装置におけるCRT25の画面表示の
一例を示す。
【図8】 図1の装置におけるCRT25の画面表示の
一例を示す。
【符号の説明】
1・・・画像測定機、 2・・・コンピュータシステム、 3
・・・プリンタ、 11・・・架台、 12・・・ワーク(被測
定対象)、 13・・・測定テーブル、 14,15・・・支
持アーム、 16・・・X軸ガイド、 17・・・撮像ユニッ
ト、 18・・・CCDカメラ、 21・・・コンピュータ本
体、 22・・・キーボード、 23・・・ジョイスティック
ボックス、 24・・・マウス、 25・・・CRT、 3
1,33、34、39、41・・・インタフェース、 3
2・・・画像メモリ、 35・・・CPU、36・・・表示制御
部、37・・・ROM、38・・・HDD、40・・・RAM、
41・・・測定箇所指定部、42・・・測定種類指定部、43
・・・エッジ検出部、44・・・点列データ記憶部、45・・・
形状演算部、46・・・識別番号発生部、47・・測定結果
ファイル生成部、51・・・拡大画像表示ウインドウ、5
2・・・測定結果表示部、53・・・全体画像表示ウインド
ウ、55・・・照明条件設定部、56・・・アイコン表示部、
63・・・測定条件設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松宮 貞行 神奈川県川崎市高津区坂戸1丁目20番1号 株式会社ミツトヨ内 Fターム(参考) 2F065 AA12 AA21 AA26 BB27 FF04 JJ03 JJ26 MM03 PP03 PP12 QQ24 QQ31 SS13 5B057 AA03 BA02 CA08 CA12 CA16 CD05 CE08 DA07 DA16 DB02 DB09 DC09 DC16 5L096 AA06 BA03 CA02 EA03 FA06 FA63 FA69 FA70

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークの全体画像を取得する全体画像取
    得手段と、 前記ワーク上の拡大画像を取得する拡大画像取得手段
    と、 測定の実行のため前記全体画像及び前記拡大画像を表示
    する画像表示手段と、 前記拡大画像上の任意の箇所を前記画像表示手段上で指
    定する指定手段と、 該指定された箇所に関し所定の画像処理を施してその箇
    所の形状特性を測定する形状特性測定手段と、 前記全体画像と拡大画像との位置関係を演算する位置関
    係演算手段と、 前記形状特性測定手段による測定結果を、前記位置関係
    演算手段により演算された位置関係と共に表示する測定
    結果表示手段とを備えた画像測定装置。
  2. 【請求項2】 前記ワークを撮像する撮像装置と、該撮
    像装置を移動させる移動手段とを備え、前記全体画像取
    得手段は、前記移動手段により撮像装置を移動させて取
    得した複数の画像を合成させて全体画像を取得する請求
    項1に記載の画像測定装置。
  3. 【請求項3】 前記移動手段による移動量を演算する移
    動量演算手段を備え、前記位置関係演算手段は、該移動
    量演算手段による移動量に基づき前記位置関係を演算す
    る請求項2に記載の画像測定装置。
  4. 【請求項4】 前記測定結果表示手段は、前記撮像手段
    による撮像倍率に関する情報に基づき前記全体画像上に
    おける前記拡大画像の範囲を表示するようにされた請求
    項1に記載の画像測定装置。
  5. 【請求項5】 前記指定手段により指定された箇所とそ
    の箇所に関する前記形状特性測定手段による測定結果と
    に識別記号を付与する識別記号付与手段を備えた請求項
    1乃至4に記載の画像測定装置。
  6. 【請求項6】 ワークの全体画像を取得する全体画像取
    得ステップと、 前記ワーク上の拡大画像を取得する拡大画像取得ステッ
    プと、 測定の実行のため前記全体画像及び前記拡大画像を表示
    する画像表示ステップと、 前記拡大画像上の任意の箇所を前記画像表示手段上で指
    定させる指定ステップと、 該指定された箇所に関し所定の画像処理を施してその箇
    所の形状特性を測定する形状特性測定ステップと、 前記全体画像と拡大画像との位置関係を演算する位置関
    係演算ステップと、 前記形状特性測定手段による測定結果及び前記全体画像
    と前記拡大画像との位置関係を前記位置関係演算手段の
    出力に基づき表示する測定結果表示ステップとを実行さ
    せるように構成された画像測定装置用プログラム。
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