JP2016080674A

JP2016080674A - 異常の表面上の関心点を自動的に識別するための方法およびデバイス

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Publication number: JP2016080674A
Application number: JP2014249471A
Authority: JP
Inventors: クラーク・アレキサンダー・ベンダール; Alexander Bendall Clark; メリッサ・ローズ・スタンカート; Rose Stancato Melissa; マイケル・メルヴィン・ボール; Melvin Ball Michael
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP6446251B2; CN105759662A; DE102014118424A1

Abstract

【課題】ビデオ検査デバイスを使用して表示対象物上の異常の表面上の関心点（例えば、最深または最高点）を自動的に識別するための方法およびデバイス提供する。【解決手段】ビデオ検査デバイス１００は表示対象物２０２の表面の画像を取得し、その対象表面の処理画像をビデオモニタ１７０，１７２に表示する。基準表面は異常の表面上の複数の点を含む関心領域に沿って決定される。ビデオ検査デバイスは関心領域内の異常の表面上の複数の点のそれぞれの深さまたは高さを決定する。異常の表面上の点（例えば、最大深さまたは高さを有する）は関心点として識別される。関心点における対象表面のプロファイルが決定される。【選択図】図１

Description

本明細書で開示される主題はビデオ検査デバイスを使用して表示対象物上の異常の表面上の最深点を自動的に識別するための方法およびデバイスに関する。

本明細書で開示される主題はビデオ検査デバイスを使用して表示対象物上の異常の表面上の関心点（例えば、最深または最高点）を自動的に識別するための方法およびデバイスに関する。

ビデオ内視鏡またはボアスコープなどのようなビデオ検査デバイスは、例えば損傷、摩耗、腐食、または不適切な設置などから生じた可能性のある対象物上の異常（例えば、ピットまたは凹み）を識別するおよび分析するため対象物の表面を検査するために使用することができる。多くの例では、対象物の表面はアクセスすることができずおよびビデオ検査デバイスを使用せずに表示することができない。例えば、ビデオ検査デバイスは、航空機または発電機のタービンエンジンのブレードの表面で任意の修理またはさらなるメンテナンスが必要であるかどうかを判断するため、表面上に形成された可能性のある任意の異常を識別するために検査するように使用することができる。その評価を行うためには、異常がその対象物にとっての動作制限または要求仕様を超えていないまたは外れていないことを確認するために、表面および異常の高精度な寸法測定を得ることがしばしば必要である。

ビデオ検査デバイスは表面上の異常の寸法を判断するために異常を示す表示対象物の表面の２次元画像を取得して表示するために使用することができる。この表面の２次元画像は異常に近接したものを含む表面上の複数の点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を提供する表面上の３次元データを生成するために使用することができる。いくつかのビデオ検査デバイスでは、ユーザは異常の幾何学的寸法を決定するためにユーザが２次元画像上にカーソルを配置する測定画面を入力する測定モードでビデオ検査デバイスを操作することができる。多くの例では、表示特徴の輪郭を２次元画像から評価することは困難であり、異常に近接してカーソルの高度に正確な配置を行うことは困難である。例えば、異常の深さを測定しようとする際には、２次元画像から異常の表面上の最深点の位置を決定し、その上にカーソルを配置することは困難である可能性がある。

いくつかのビデオ検査デバイスでは、異常の深さは基準表面を確立するために異常の周りに一つずつ３つのカーソルを配置し、その後基準表面および第４の点の表面との間の垂直距離を決定するために基準表面上ではない点に第４のカーソルを配置することにより決定される。この深さ測定は異常の表面上の最深点を測定しようとするために最も頻繁に使用される。各カーソルがジョイスティックを使用して配置された後、新しいカーソルが画面の中央に適宜最初に配置された後に、ユーザはそのカーソルの配置が行われ次の準備ができていることを示すためにボタンを押す。依って、深さ測定の第４のカーソルのために、ユーザはカーソルを画面の中央から異常の位置に移動しなければならず、および次に異常の表面上の最深点を手動で探すためカーソルを動き回さなければならない。このプロセスは時間がかかり得るものであり、常に最深点が識別される結果とはならないことがある。

上記の考察は単に一般的な背景情報のために提供され、請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されるものではない。

米国特許出願公開第２０１３／０２８７２８８号明細書

ビデオ検査デバイスを使用して表示対象物上の異常の表面上の関心点（例えば、最深または最高点）を自動的に識別するための方法およびデバイスが開示される。ビデオ検査デバイスは表示対象物の表面の画像を取得するおよび表示する。基準表面は異常の表面上の複数の点を含む関心領域に沿って決定される。ビデオ検査デバイスは関心領域内の異常の表面上の複数の点のそれぞれの深さまたは高さを決定する。異常の表面上の点（例えば、最大深さまたは高さを有する）は関心点として識別される。関心点における対象表面のプロファイルが次に決定される。

異常の表面上の関心点を自動的に識別するための方法およびデバイスのいくつかの開示された実施形態の実施で実現される可能性のある利点は、ユーザが手動で関心点を特定する必要がないので測定を実行するための時間が短縮され、および測定精度が改善されることである。加えて、関心点を示す結果表示（プロファイル、点群等）は関心点のより正確な描写を提供する。

一実施形態では、表示対象物の対象表面上の異常の表面上の関心点を自動的に識別する方法が開示される。この方法は対象表面の画像をモニタ上に表示するステップ、中央処理ユニットを使用して対象表面上の複数の点の３次元座標を決定するステップ、ポインティングデバイスを使用して画像の第１の画素上の第１の基準線の終点を選択するステップ、ポインティングデバイスを使用して画像の第２の画素上の第２の基準線の終点を選択するステップ、中央処理ユニットを使用して第１の基準線の終点および第２の基準線の終点との間に延びる第１の基準線上の複数の点の３次元座標を決定するステップ、ポインティングデバイスを使用して画像の第３の画素上の第３の基準線の終点を選択するステップ、ポインティングデバイスを使用して画像の第４の画素上の第４の基準線の終点を選択するステップ、中央処理ユニットを使用して第３の基準線の終点および第４の基準線の終点との間に延びる第２の基準線上の複数の点の３次元座標を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して少なくとも２つの第１の基準線上の複数の点および少なくとも１つの第２の基準線上の複数の点の３次元座標に基づいて基準表面を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して異常の表面上の複数の点を備える基準表面のための関心領域を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して基準表面および関心領域内の異常の表面上の複数の点との間の距離を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して基準表面からの最大距離を有する関心領域内の異常の表面上の関心点の３次元座標を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して異常の表面上の関心点を含む第１の基準線および第２の基準線との間の対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点の３次元座標を決定するステップ、中央処理ユニットを使用して基準表面から対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点への距離を決定することにより対象表面のプロファイルを決定するステップを含む。

別の実施形態では、表示対象物の対象表面上の異常の表面上の関心点を自動的に識別するためのデバイスが開示される。デバイスは対象表面の画像を表示するためのモニタ、画像の第１の画素上の第１の基準線の終点を選択するための、画像の第２の画素上の第２の基準線の終点を選択するための、画像の第３の画素上の第３の基準線の終点を選択するための、および画像の第４の画素上の第４の基準線の終点を選択するためのポインティングデバイス、および対象表面上の複数の点の３次元座標を決定するための、第１の基準線の終点および第２の基準線の終点との間に延びる第１の基準線上の複数の点の３次元座標を決定するための、第３の基準線の終点および第４の基準線の終点との間に延びる第２の基準線上の複数の点の３次元座標を決定するための、少なくとも２つの第１の基準線上の複数の点および少なくとも１つの第２の基準線上の複数の点の３次元座標に基づいて基準表面を決定するための、異常の表面上の複数の点を備える基準表面のための関心領域を決定するための、基準表面および関心領域内の異常の表面上の複数の点との間の距離を決定するための、基準表面からの最大距離を有する関心領域内の異常の表面上の関心点の３次元座標を決定するための、異常の表面上の関心点を含む第１の基準線および第２の基準線との間の対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点の３次元座標を決定するための、および基準表面から対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点への距離を決定することにより対象表面のプロファイルを決定するための中央処理ユニットを備える。

本発明のこの簡単な説明は１つ以上の例示的実施形態により本明細書で開示される主題の概要を提供するだけのものであり、請求項を解釈するまたは添付の特許請求の範囲によってのみ定義される本発明範囲を定義するまたは制限するガイドとして機能しないことを意図している。この簡単な説明は以下の詳細な説明でさらに説明される簡略化された形式の概念の例示的な選択を紹介するために提供される。この簡単な説明は特許請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、また特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されることを意図するものでもない。特許請求される主題は背景で述べたいずれかまたはすべての欠点を解決する実装に限定されるものではない。

本発明の特徴内の方法を理解できるようにするために、本発明の詳細な説明は特定の実施形態を参照することにより行われてもよく、それらのいくつかは添付の図面に示されている。しかしながら、図面は本発明の特定の実施形態のみを示し、したがって本発明の範囲は他の等しく有効な実施形態を包含するため、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことに留意すべきである。図面は一般的に本発明の特定の実施形態の特徴を説明することに重点が置かれ、必ずしも一定の縮尺、強調はされていない。図面において、様々な図を通して同様の番号は同様の部品を示すために使用される。このように、本発明のさらなる理解のために、図面に関連して読まれる以下の詳細な説明に参照が行われ得る。

図１は、例示的なビデオ検査デバイスのブロック図である。図２は、本発明の例示的な実施形態の異常を有する表示対象物の対象表面のビデオ検査デバイスにより得られた例示的な画像である。図３は、本発明の例示的な実施形態の図２の画像に示されている表示対象物上の異常の表面上の最深点を自動的に識別するための例示的な方法およびデバイスのフロー図である。図４は、ビデオ検査デバイスにより決定される例示的な基準表面を示す。図５は、ビデオ検査デバイスにより決定される例示的な関心領域を示す。図６は、ビデオ検査デバイスにより決定される別の例示的な関心領域を示す。図７は、本発明の例示的な実施形態における図１の画像に示される表示対象物の対象表面の例示的なプロファイルのグラフ表示である。図８は、本発明の別の例示的な実施形態における異常を有する表示対象物の対象表面のビデオ検査デバイスにより得られる別の例示的な画像である。図９は、異常の表面上の関心点を含む第１の基準線および第２の基準線との間の対象表面上の例示的なプロファイル表面輪郭線の決定を示す。図１０は、本発明の例示的な実施形態における図８の画像に示される表示対象物の対象表面の別の例示的なプロファイルのグラフ表示である。図１１は、本発明の例示的な実施形態における図８の画像に示される表示対象物の対象表面上の異常の表面上の関心点を自動的に識別するための別の例示的な方法のフロー図である。

図１は例示的なビデオ検査デバイス１００のブロック図である。図１に示されるビデオ検査デバイス１００は例示的なものであり、および発明の範囲は任意の特定のビデオ検査デバイス１００またはビデオ検査デバイス１００内の構成要素の任意の特定の構成に限定されるものではないことが理解されるであろう。

ビデオ検査デバイス１００は挿入チューブ１１０を備える細長いプローブ１０２および挿入チューブ１１０の遠位端に配置されたヘッドアセンブリ１２０を含むことができる。挿入チューブ１１０はヘッドアセンブリ１２０およびプローブ電子回路１４０との間のすべての相互接続が通過する可撓性管状部分で有り得る。ヘッドアセンブリ１２０は表示対象物２０２からの光をイメージャ１２４上に導光して集束させるためのプローブ光学系１２２を含むことができる。プローブ光学系１２２は、例えばレンズシングレット（単レンズ）または複数の構成要素を有するレンズを備えることができる。イメージャ１２４は表示対象物２０２の画像を得るためのソリッドステートＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサで有り得る。

取り外し可能な先端部またはアダプタ１３０はヘッドアセンブリ１２０の遠位端上に配置することができる。取り外し可能な先端部１３０は表示対象物２０２からの光をイメージャ１２４上に導光して集束させるプローブ光学系１２２と組み合わせて機能する先端視野光学系１３２（例えば、レンズ、窓、または開口）を含むことができる。取り外し可能な先端部１３０はまたビデオ検査デバイス１００用の光源が先端部１３０から発光する場合に照明用ＬＥＤ（図示せず）を、またはプローブ１０２からの光を表示対象物２０２に通過させる光通過素子（図示せず）を含むことができる。先端部１３０はまた側面へのカメラビューおよび光出力をオンにする導波路（例えば、プリズム）を含むことにより側視用の機能を提供することができる。先端部１３０はまた表示表面の３次元データの決定に使用するための立体光学素子または構造化光投射素子を設けてもよい。先端部１３０に含めることができる素子はまたプローブ１０２自体に含めることができる。

イメージャ１２４は複数行複数列で形成された複数の画素を含むことができ、およびイメージャ１２４の各画素に入射する光のアナログ電圧を表す形式の画像信号を生成することができる。画像信号は信号バッファリングおよび調整のための電子機器を提供するイメージャハイブリッド１２６を介して、イメージャハイブリッド１２６およびイメージャインタフェース電子回路１４２との間で制御信号およびビデオ信号のための配線を提供するイメージャハーネス１１２に伝播することができる。イメージャインタフェース電子回路１４２は電源、イメージャクロック信号を生成するためのタイミングジェネレータ、イメージャ映像出力信号をデジタル化するためのアナログフロントエンド、およびデジタル化されたイメージャ映像データをより有用なビデオフォーマットに処理するためのデジタル信号プロセッサを含むことができる。

イメージャインタフェース電子回路１４２はビデオ検査デバイス１００を操作するための機能の収集を提供するプローブ電子回路１４０の一部である。プローブ電子回路１４０はまたプローブ１０２および／または先端部１３０のキャリブレーションデータを格納するキャリブレーションメモリ１４４を含むことができる。マイクロコントローラ１４６はまたゲインおよび露出設定値を決定するおよび設定するためにイメージャインタフェース電子回路１４２と通信するために、キャリブレーションメモリ１４４にキャリブレーションデータを格納しおよび読み取るために、表示対象物２０２に送達される光を制御するために、およびビデオ検査デバイス１００の中央処理ユニット（ＣＰＵ）１５０と通信するためにプローブ電子回路１４０に含まれることができる。

マイクロコントローラ１４６と通信することに加えて、イメージャインタフェース電子回路１４２はまた１つ以上のビデオプロセッサ１６０と通信することができる。ビデオプロセッサ１６０はイメージャインタフェース電子回路１４２からビデオ信号を受信することができ、および一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２を含む様々なモニタ１７０、１７２に信号を出力することができる。一体型ディスプレイ１７０は検査者に様々な画像またはデータ（例えば、表示対象物２０２の画像、メニュー、カーソル、測定結果）を表示するためのビデオ検査デバイス１００に内蔵された液晶画面で有り得る。外部モニタ１７２は様々な画像またはデータを表示するためのビデオ検査デバイス１００に接続されたビデオモニタまたはコンピュータ型モニタで有り得る。

ビデオプロセッサ１６０はＣＰＵ１５０に／からコマンド、ステータス情報、ストリーミングビデオ、スチルビデオ画像、およびグラフィカルオーバーレイを提供／受信することができ、および画像取り込み、画像強調、グラフィカルオーバーレイマージ、歪み補正、フレーム平均化、スケーリング、デジタルズーム、オーバーレイ、マージ、フリッピング、動き検出、ビデオフォーマット変換および圧縮などのような機能を提供するＦＰＧＡ、ＤＳＰ、または他の処理素子から構成されてもよい。

ＣＰＵ１５０は画像、ビデオ、およびオーディオ記憶部およびリコール機能、システム制御、測定処理などを含む他の機能をホストに提供することに加えて、ジョイスティック１８０、ボタン１８２、キーパッド１８４、および／またはマイクロフォン１８６を介して入力を受信することにより、ユーザインタフェースを管理するために使用することができる。ジョイスティック１８０はメニュー選択、カーソル移動、スライダの調整、およびプローブ１０２の関節制御などの操作を実行するためにユーザにより操作することができ、およびプッシュボタンの機能を含んでもよい。ボタン１８２および／またはキーパッド１８４はまたメニュー選択およびＣＰＵ１５０にユーザコマンド（例えば、スチル画像をフリーズするまたは保存する）を提供することのために使用することができる。マイクロフォン１８６はスチル画像をフリーズするまたは保存するための音声指示を提供するために検査者により使用することができる。

ビデオプロセッサ１６０はまたフレームバッファリングおよび処理中のデータを一時的に保持するためにビデオプロセッサ１６０により使用されるビデオメモリ１６２と通信することができる。ＣＰＵ１５０はまたＣＰＵ１５０により実行されるプログラムを記憶するためのＣＰＵプログラムメモリ１５２と通信することができる。加えて、ＣＰＵ１５０は揮発性メモリ１５４（例えば、ＲＡＭ）、および不揮発性メモリ１５６（例えば、フラッシュメモリデバイス、ハードドライブ、ＤＶＤ、またはＥＰＲＯＭメモリデバイス）と通信することができる。不揮発性メモリ１５６はストリーミングビデオおよびスチル画像のための一次記憶である。

ＣＰＵ１５０はまたＵＳＢ、ファイヤワイヤ、イーサネット（登録商標）、オーディオＩ／Ｏ、および無線トランシーバなどの周辺装置およびネットワークへの様々なインタフェースを提供するコンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８と通信することができる。このコンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８はスチル画像、ストリーミングビデオ、またはオーディオを保存、リコール、送信、および／または受信するために使用することができる。例えば、ＵＳＢ「サムドライブ」またはコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカードはコンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８にプラグインすることができる。加えて、ビデオ検査デバイス１００は画像データまたはストリーミングビデオデータのフレームを外部コンピュータまたはサーバに送信するように構成することができる。ビデオ検査デバイス１００はＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込むことができ、および各々のコンピュータはまたＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込む複数のローカルおよびリモートコンピュータを含む広域ネットワークに組み入れることができる。ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスイートの組み込みと合わせて、ビデオ検査デバイス１００はＴＣＰおよびＵＤＰを含むいくつかのトランスポート層プロトコルおよびＨＴＴＰおよびＦＴＰを含むいくつかの異なる層プロトコルを組み込んでいる。

図１において特定のコンポーネントは単一のコンポーネント（例えば、ＣＰＵ１５０）として示されているが、複数の別個のコンポーネントがコンポーネントの機能を実行するために使用することができることが理解されるであろう。

図２は本発明の例示的な実施形態の異常２０４を有する表示対象物２０２の対象表面２１０のビデオ検査デバイス１００により得られる例示的な画像２００である。この例では、異常２０４は材料が損傷または摩耗により異常２０４内で表示対象物２０２の対象表面２１０から除去された凹みとして示されている。この例示的な実施形態で示した異常２０４は単に一例であり、および本発明の方法は他のタイプの凹凸（例えば、亀裂、腐食孔、コーティングロス、表面付着物等）に適用されることが理解されるであろう。一旦画像２００が得られ、および異常２０４が識別されると、画像２００は異常２０４の寸法（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、線へのポイント、プロファイルスライス等）を決定するために使用することができる。一実施形態では、使用される画像２００は異常２０４を含む表示対象物２０２の対象表面２１０の２次元画像２００で有り得る。

図３は本発明の例示的な実施形態での図２の画像２００に示す表示対象物２０２上の異常２０４の対象表面２１０上の最深点を自動的に識別するための例示的な方法３００のフロー図である。図３のフロー図で説明するステップはフロー図に示すものとは異なる順序で実行することができ、および特定の実施形態のためにすべてのステップが必要ではないことが理解されるであろう。

例示的な方法３００（図３）のステップ３１０において、および図２に示すように、ユーザは異常２０４を有する表示対象物２０２の対象表面２１０の少なくとも１つの画像２００を取得し、およびそれをビデオモニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）上に表示するためにビデオ検査デバイス１００（例えば、イメージャ１２４）を使用することができる。

例示的な方法３００（図３）のステップ３２０において、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は異常２０４の表面点を含む表示対象物２０２の対象表面２１０上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を決定することができる。一実施形態では、ビデオ検査デバイスは３次元座標を決定するために画像２００から３次元データを生成することができる。いくつかの異なる既存の技術は対象表面２１０の画像２００内（図２）の表面点の３次元座標を提供するために（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、位相シフト解析、位相シフトモアレのような構造光法、レーザードットプロジェクション等）使用することができる。

大部分のこのような技術は、そうでなければ光学的歪みにより誘起されるであろう３次元座標の誤差を低減するために使用される光学的特性データをとりわけ含むキャリブレーションデータの使用を備える。いくつかの技術で、３次元座標は投射されたパターンと同様のものを含んでいてもよい近接した時間内で取得された１つ以上の画像を使用して決定されてもよい。画像２００を使用して決定された３次元座標への参照はまた近接した時間内に取得された対象表面２１０の１つまたは複数の画像２００を使用して決定された３次元座標を備えること、および説明された動作中であるユーザに表示される画像２００は実際には３次元座標の決定に使用してもまたはしなくてもよいことが理解されるべきである。

例示的な方法３００（図３）のステップ３３０において、および図４に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面２５０を決定することができる。他の実施形態では、基準表面２５０は湾曲させることができる一方、いくつかの実施形態では、基準表面２５０は平坦とすることができる。同様に、他の実施形態では、基準表面２５０は異なる形状の形態（例えば、円筒、球等）とすることができる一方、一実施形態では、基準表面２５０は平面の形態とすることができる。例えば、ユーザは基準表面を決定するため異常２０４に近接する表示対象物２０２の対象表面２１０上の１つ以上の基準表面点を選択するためにビデオ検査デバイス１００のジョイスティック１８０（または他のポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチスクリーン））を使用することができる。

一実施形態では、および図４に示すように、３つの基準表面点２２１、２２２、２２３の合計は異常２０４に近接する対象表面２１０上で選択される３つの基準表面点２２１、２２２、２２３で、異常２０４の深さ測定を行うために異常２０４に近接する表示対象物２０２の対象表面２１０上で選択される。一実施形態では、表示対象物２０２の対象表面２１０上の複数の基準表面点２２１、２２２、２２３は基準表面カーソル２３１、２３２、２３３（または他のポインティングデバイス）を対象表面２１０上の複数の基準表面点２２１、２２２、２２３に対応する画像２００の各画素２４１、２４２、２４３上に配置することにより選択することができる。例示的な深さ測定では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は複数の基準表面点２２１、２２２、２２３それぞれの３次元座標を決定することができる。

異常２０４に近接する対象表面２１０上で選択される３つの基準表面点２２１、２２２、２２３の１つ以上に近接する３つ以上の表面点の３次元座標は基準表面２５０（例えば、平面）を決定するために使用することができる。一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は以下の形式を有する基準表面２５０（例えば、面）の方程式を決定するために、３つの基準表面点２２１、２２２、２２３の３次元座標のカーブフィッティングを実行することができる。

ｋ_0RS＋ｋ_1RS1・ｘ_iRS＋ｋ_2RS・ｙ_iRS1＝ｚ_iRS （１）
ここで、（ｘ_iRS、ｙ_iRS、ｚ_iRS）は定義された基準表面２５０上の任意の３次元点の座標であり、およびｋ_0RS、ｋ_1RS、およびｋ_2RSは３次元座標のカーブフィッティングにより得られた係数である。

複数の基準表面点（すなわち、少なくともｋ個の係数の数と同じ数の点）はカーブフィッティングを実行するために使用されることに留意すべきである。カーブフィッティングは使用される点（例えば、最小二乗近似）にベストフィットを与えるｋ個の係数を求める。ｋ個の係数は次に使用される３次元点に近接する平面または他の基準表面２５０を定義する。しかしながら、カーブフィッティングでｋ個の係数の数より多くの点が使用されている場合、平面方程式（数１）内で使用される点のｘおよびｙ座標を挿入する際、ｚの結果はノイズおよび実際に存在する可能性がある平面からの任意の偏差に起因して点のｚ座標と一般的に正確には一致しなくなるであろう。このように、ｘ_iRS1およびｙ_iRS1は任意の値とすることができ、および結果としてｚ_iRSはｘ_iRS、ｙ_iRSで定義された平面のｚを言い表している。依って、これらの式に示す座標は定義された表面上で正確に任意の点に対するものであることができ、必ずしもｋ個の係数を決定するためのフィッティング内で使用される点ではない。

他の実施形態では、３点がｋ_0RS、ｋ_1RS、およびｋ_2RSを決定するのに必要とされているので、それらの基準表面点の３次元座標のみに基づいてフィッティングカーブの使用を禁止する、１つまたは２つだけの選択された基準表面点がある。その場合、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面点（複数可）に近接する対象表面２１０上の複数の点に対応する画像の各画素に近接する複数の画素を識別することができ、および基準表面２５０を決定するためにカーブフィッティングを可能にする、近接点（複数可）の３次元座標を決定することができる。

例示的な基準表面２５０は基準表面カーソル２３１、２３２、２３３により選択された基準表面点２２１、２２２、２２３に基づいて決定されるものとして説明してきたが、他の実施形態では、基準表面２５０は異常２０４に近接する基準表面形状２６０（例えば、円形、正方形、長方形、三角形等）を配置するためのポインティングデバイスを使用すること、および基準表面２５０を決定するための形状２６０の基準表面点２６１、２６２、２６３、２６４を使用することにより形成することができる。形状２６０の基準表面点２６１、２６２、２６３、２６４はポインティングデバイスにより選択された点とすることができる、または異常２０４を囲むような大きさにすることができる形状の周囲の上にまたはこれに近接する他の点とすることができることが理解されるであろう。

例示的な方法３００（図３）のステップ３４０において、および図５に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面２５０の基準表面点に基づいて異常２０４に近接する関心領域２７０を決定する。関心領域２７０は異常２０４の複数の表面点を含む。一実施形態では、関心領域２７０は２つ以上の基準表面点２２１、２２２、２２３に基づいて関心領域形状２７１（例えば、円形）を形成することにより形成される。別の実施形態では、関心領域２７０は基準表面２６０に垂直な円筒を形成すること、およびそれを２つ以上の基準表面点２２１、２２２、２２３に通す、または近接することにより決定することができる。再度図４を参照すると、関心領域は基準表面形状２６０および基準表面点２６１、２６２、２６３、２６４内に形成することができる。

図５の例示的な関心領域形状２７１は基準表面点２２１、２２２、２２３を通過させることにより形成されるが、別の実施形態では、より小さい直径の基準表面の形状は基準表面点に近接するのみで通過することにより形成することができる。例えば、図６に示すように、関心領域２８０は、円形２８１の直径が２つの基準表面点２２１、２２２間の距離よりも小さい２つの基準表面点２２１、２２２に近接する関心領域形状２８１（例えば、円形）を通過させることにより形成される。関心領域形状２７１、２８１および関心領域２７０、２８０は画像２００上に表示されてもまたはされなくてもよいことが理解されるであろう。

例示的な方法３００（図３）のステップ３５０において、関心領域２７０、２８０が決定された後、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は関心領域内の複数の表面点それぞれから基準表面２５０への距離（すなわち、深さ）を決定する。一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面２５０および関心領域２７０、２８０内の複数の表面点それぞれとの間に延びる線の距離を決定し、線は基準表面２５０と垂直に交差する。

例示的な方法３００（図３）のステップ３６０において、ビデオ検査デバイスは基準表面２５０から最も遠い表面点を決定することにより関心領域２７０、２８０内の最深表面点２２４の位置を決定する（例えば、基準表面２５０まで延びる最も長い線で表面点を選択する）。本明細書で使用される「最深点」または「最深表面点」は基準表面２５０に対して凹んでいる最も遠い点（すなわち、最高点）、または基準表面２５０から突出している最も遠い点とすることができることが理解されるであろう。ビデオ検査デバイス１００は、最深表面点２２４上に、例えばカーソル２３４（図５）またはその他のグラフィック識別子２８２（図６）を表示することにより画像上の関心領域２７０、２８０内の最深表面点２２４を識別することができる。加えてそして図５および図６に示すように、ビデオ検査デバイス１００は画像２００上の関心領域２７０、２８０内の最深表面点２２４の深さ２９０（インチまたはミリメートル）（すなわち、最深表面点２２４から基準表面２５０に延びる垂直線の長さ）を表示することができる。関心領域２７０、２８０内の最深表面点２２４におけるカーソル２３４またはその他のグラフィック識別子２８２（図６）を自動的に表示することにより、ユーザが異常２０４内の最深表面点２２４を手動で識別する必要がないので、ビデオ検査デバイス１００は深さ測定に必要な時間を短縮し、および深さ測定の精度を改善する。

一旦カーソル２３４が関心領域２７０、２８０内の最深表面点２２４で表示されると、ユーザは深さ測定を取得しおよび保存するためにその点を選択することができる。ユーザはまた関心領域２７０、２８０内の他の表面点の深さを決定するために関心領域２７０、２８０の中でカーソル２３４を移動させることができる。一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）はカーソル２３４の動きを監視することができ、およびカーソル２３４が動きを停止した際に検出することができる。カーソル２３４が所定時間（例えば１秒）の間動きを停止する際に、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）はカーソル２３４に近接する最深表面点を決定することができ（例えば、カーソル２３４を中心とする所定の円形）、およびカーソル２３４をその位置に自動的に移動することができる。

図７は図１の画像２００に示す表示対象物２０２の対象表面２１０の例示的なプロファイル４００のグラフ表示である。この例示的なプロファイル４００において、基準表面２５０は２つの基準表面点２２１、２２２およびそれぞれの基準表面カーソル２３１、２３２との間に延びているように示される。関心領域内の最深表面点２２４の位置および深さ２９０もまたグラフ表示に示されている。別の実施形態では、点群表示もまた最深表面点２２４を表示するために使用することができる。

図８は本発明の別の例示的な実施形態での異常２０４を有する表示対象物２０２の対象表面２１０のビデオ検査デバイス１００により得られる別の例示的な画像５００である。再度、この例では、異常２０４は材料が損傷または摩耗により異常２０４内の表示対象物２０２の対象表面２１０から除去された凹みとして示されている。この例示的な実施形態で示す異常２０４は一例であること、および本発明の方法は凹凸の他のタイプ（例えば、亀裂、腐食孔、コーティングロス、表面付着物等）に適用されることが理解されるであろう。一旦画像５００が得られ、異常２０４が識別されると、画像５００は異常２０４の寸法を決定するために使用することができる（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、線へのポイント、プロファイルスライス等）。一実施形態では、使用される画像５００は異常２０４を含む表示対象物２０２の対象表面２１０の２次元画像５００とすることができる。別の実施形態では、画像５００は異常２０４を含む表示対象物２０２の対象表面２１０の点群または他の３次元表示とすることができる。

図１１は本発明の例示的な実施形態における図８の画像５００に示す表示対象物２０２の対象表面２１０上の異常２０４の表面上の関心点５０２を自動的に識別するための別の例示的な方法７００のフロー図である。図１１のフロー図に記載されているステップはフロー図に示すものとは異なる順序で実行することができ、およびすべてのステップが特定の実施形態に必要とされるものではないことが理解されるであろう。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７１０において、および図８に示すように、ユーザは異常２０４を有する表示対象物２０２の対象表面２１０の少なくとも１つの画像５００を取得するためにビデオ検査デバイス１００（例えば、イメージャ１２４）を使用することができ、およびそれをビデオモニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）上に表示することができる。一実施形態では、画像５００はビデオ検査デバイス１００の測定モードで表示することができる。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７２０において、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は異常２０４の表面点５０１、５０２、５０３を含む表示対象物２０２の対象表面２１０上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を決定する。一実施形態では、ビデオ検査デバイスは３次元座標を決定するために画像５００から３次元データを生成することができる。いくつかの異なる既存の技術は対象表面２１０の画像５００（図８）内の表面点の３次元座標を提供するために使用することができる（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、位相シフト分析、位相シフトモアレのような構造光法、レーザードットプロジェクション等）。

再度、ほとんどのこのような技術はそうでなければ光学的歪みにより誘起される３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データをとりわけ含むキャリブレーションデータの使用を備える。いくつかの技術を用いて、３次元座標は投射されたパターンおよび同様のものを含んでいてもよい近接した時間内で取り込まれた１つ以上の画像を使用して決定されてもよい。画像５００を使用して決定された３次元座標への参照はまた近接した時間内で取り込まれた対象表面２１０の１つまたは複数の画像５００を使用して決定される３次元座標を備えていてもよい、および説明された動作中にユーザに表示される画像５００は３次元座標の決定には実際には使用されてもまたはされなくてもよいことが理解されるべきである。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７３０において、および図８に示すように、ユーザは画像５００上にカーソルを配置するためにポインティングデバイス（例えば、ジョイスティック、マウス、タッチスクリーン）を使用して、画像５００の第１の画素５６１上の第１の基準線の終点５１１を選択することにより、および画像５００の第２の画素５６２上の第２の基準線の終点５１２を選択することにより第１の基準線５１０を確立する。第１の基準線の終点５１１および第２の基準線の終点５１２は異常２０４の第１の側に近接するおよび存するように選択することができる。例示的な方法７００（図１１）のステップ７３２において、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は第１の基準線の終点５１１および第２の基準線の終点５１２との間に延びる第１の基準線５１０上の複数の点の３次元座標を決定することができる。

同様に、例示的な方法７００（図１１）のステップ７３４において、および図８に示すように、ユーザは画像５００上にカーソルを配置するためにポインティングデバイスを使用して画像５００の第３の画素５６３上の第３の基準線の終点５２１を選択することにより、および画像５００の第４の画素５６４の第４の基準線の終点５２２を選択することにより第２の基準線５２０を確立する。第３の基準線の終点５２１および第４の基準線の終点５２２は異常２０４の第２の側に近接するおよび存するように選択することができる。例示的な方法７００（図１１）のステップ７３６において、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は第３の基準線の終点５２１および第４の基準線の終点５２２との間に延びる第２の基準線５２０上の複数の点の３次元座標を決定することができる。図８に見ることができるように、第１の基準線５１０および第２の基準線５２０は異常２０４を跨ぐまたは囲むように配置することができる。

一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、第１の基準線５１０のための以下の式を決定するために第１の基準線の終点５１１および第２の基準線の終点５１２との間の画素の３次元座標上で最小二乗回帰を（ノイズの影響を低減するために）使用することができる。

ｘ（ｄ₁）＝ｋｘ₀＋ｋｘ₁＊ｄ₁＋ｋｘ₂＊ｄ₁ ² （２）
ｙ（ｄ₁）＝ｋｙ₀＋ｋｙ₁＊ｄ₁＋ｋｙ₂＊ｄ₁ ² （３）
ｚ（ｄ₁）＝ｋｚ₀＋ｋｚ₁＊ｄ₁＋ｋｚ₂＊ｄ₁ ² （４）
ここでｄ₁は、例えば０．０から１．０の範囲の第１の基準線５１０に沿った端数である。例えば、図８に示すように、第１の基準線５１０は１０個のセグメントに分割されている（ｄ₁＝０．０、０．１０、０．２０、．．．０．９０、１．００）。定数（ｋ）の項の一組のセグメントは第１の基準線５１０に対して決定される。同じプロセスが、同数のセグメントで、第２の基準線５２０に対して実行される（すなわち、ｄ₂＝０．０、０．１０、０．２０、．．．０．９０、１．００）。例示的な実施形態ではあるが、第１の基準線５１０および第２の基準線５２０は同数のセグメントで同じ長さとして示され、他の実施形態では、基準線５１０および５２０は異なる長さおよび／または異なるセグメント数とすることができる。

図８に示す実施形態では、第１の基準線５１０および第２の基準線５２０は直線である。一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は第１の画素５６１および第２の画素５６２との間の直線に近接する画像５００の画素に対応する対象表面２１０上の点の３次元座標上で回帰を実行する。別の実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は第１の画素５６１および第２の画素５６２との間の直線に近接する画像５００の画素に対応する対象表面２１０上の点の３次元座標でローパスフィルタリングを実行する。

別の実施形態では（例えば、対象表面２１０がより複雑なまたは湾曲である）、第１の基準線５１０上の複数の点の３次元座標を決定するステップに関して、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は対象表面２１０と交差する（例えば、垂直に）、および第１の基準線の終点５１１および第２の基準線の終点５１２を通過する第１の基準線平面５８１を決定する。ビデオ検査デバイス１００は次に第１の基準線平面５８１に近接する（例えば、第１の基準線平面５８１上に、または所定の距離内に）対象表面２１０上の第１の表面輪郭線５９１の複数の点の３次元座標を決定する。同様に、第２の基準線５２０上の複数の点の３次元座標を決定するステップに関して、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は対象表面２１０と交差する（例えば、垂直に）、および第３の基準線の終点５２１および第４の基準線の終点５２２を通過する第２の基準線平面５８２を決定する。ビデオ検査デバイス１００は次に第２の基準線平面５８２に近接する（例えば、第２の基準線平面５８２上に、または所定の距離内に）対象表面２１０上の第２の表面輪郭線５９２の複数の点の３次元座標を決定する。基準線を湾曲させることができるこの本実施形態では、定数（ｋ）の異なる組は基準線に沿って方程式およびｄの値について決定されるであろう。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７４０において、および図８に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は第１の基準線５１０上の少なくとも２つの複数の点（例えば、５１４、５１５、５１６）、および第２の基準線５２０上の少なくとも１つの点（例えば、５２４、５２５、５２６）の３次元座標を使用して基準表面５５０を決定する。明確にするために、図８は第１の基準線５１０および第２の基準線５２０に沿った点の１つのグループのための単一の基準表面５５０の決定のみを示す。しかしながら、例示的な方法では、複数の基準表面は第１の基準線５１０および第２の基準線５２０に沿った点の異なるグループのために作成されるであろう。例えば、図示の基準表面５５０はｄ₁＝ｄ₂＝０．５０に近接するポイントに基づいて決定することができる一方、他の基準表面はｄ₁＝ｄ₂＝０．００、０．１０、０．２０、０．３０、０．４０、０．６０、０．７０、０．８０、０．９０、１．００に近接する点に基づいて決定することができる。

他の実施形態では、基準表面５５０は湾曲したまたは異なる形状の形態（例えば、円柱、球等）とすることができる一方、いくつかの実施形態では、基準表面５５０は平坦（例えば、平面）にすることができる。第１の基準線５１０および／または第２の基準線５２０が湾曲している実施形態では、第１の基準線５１０および／または第２の基準線５２０のそれぞれに沿って基準表面５５０は少なくとも２つのものが平行ではない基準表面を含むことができる。

図８に戻ると、例示的な基準表面５５０はｄ₁＝ｄ₂＝０．５０である第１の基準線５１０および第２の基準線５２０上の位置に対応し、第１の基準線５１０上の２点５１４、５１６（ｄ₁＝０．５０±０．０５）のセットの、および第２の基準線５２０上の２点５２４、５２６（ｄ₂＝０．５０±０．０５）のセットの３次元座標は基準平面として基準表面５５０を決定するために使用される。一実施形態では、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は以下の形式を有する基準表面５５０のための方程式を決定するために４点５１４、５１６、５２４、５２６のうちの少なくとも３つの３次元座標のフィッティングを実行することができる。

ｚ（ｘ，ｙ）＝ａ₀＋ａ₁＊ｘ＋ａ₂＊ｙ（５）
ここで（ｘ、ｙ、ｚ）は定義された基準表面５５０上の任意の３次元点の座標であり、およびａ₀、ａ₁、およびａ₂は３次元座標のフィッティングにより得られた係数である。例示的な実施形態では、基準表面５５０は基準線５１０、５２０（すなわち、ｄ₁＝ｄ₂）の２つの対応するセグメントからの点に基づいて決定される一方、他の実施形態では、基準表面５５０は対応していない（すなわち、ｄ₁≠ｄ₂）２つのセグメントに基づいて決定されることができる。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７５０において、および図８に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は異常２０４の表面上の複数の点５０１、５０２、５０３を備える基準表面５５０それぞれのための関心領域５７０を決定する。一実施形態では、関心領域５７０は第１の基準線５１０上の少なくとも２つの複数の点５１４、５１６に、および第２の基準線５２０上の少なくとも１つの複数の点５２４、５２６に基づいて頂点で基準表面５５０上にポリゴン５７１を決定することにより作成される。関心領域５７０は基準表面５５０に対する法線上に位置し、およびポリゴン５７１内で基準表面５５０と交差する異常２０４の表面上の複数の点５０１、５０２、５０３を含む。

別の実施形態では、関心領域５７０は基準表面５５０と交差する（例えば、垂直に）、および第１の基準線５１０上の少なくとも２つの複数の点５１４、５１６との間の第１の基準線５１０を通過する関心領域平面５８０を決定することにより作成される。関心領域５７０は関心領域平面５８０の所定の距離５７２、５７３内に位置する異常２０４の表面上の複数の点５０１、５０２、５０３を備える。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７６０において、および図８に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は関心領域５７０のそれぞれ内で基準表面５５０および異常２０４の表面上の複数の点５０１、５０２、５０３との間の距離を決定する。例示的な方法７００（図１１）のステップ７７０において、および図８に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面からの最大距離を有する関心領域５７０内の異常２０４の表面上の関心点５０２の３次元座標を決定する（例えば、窪み内の最深点または突起上の最高点）。一旦関心点５０２が識別されると、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は関心点５０２を通過するプロファイル（またはプロファイルスライス）を見つけ出そうとする。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７８０において、および図９に示すように、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は図９に示すように異常２０４の表面上の関心点５０２を含む第１の基準線５１０および第２の基準線５２０との間の対象表面２１０上のプロファイル表面輪郭線５９４を決定する。一実施形態において、プロファイル表面輪郭線５９４は図９に示すように第１の基準線５１０上に存するまたは近接する第１の点５１８、第２の基準線５２０上に存するまたは近接する第２の点５２８、および異常２０４の表面上の関心点５０２を備える。一実施形態では、関心点５０２（最深または最高点）を通過するプロファイル表面輪郭線５９４を決定するために、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は関心点５０２が見つけ出された第１の基準線５１０および第２の基準線５２０の特定のセグメント内で反復プロセスを実行することができる。例えば、および図９に示すように、関心点５０２がｄ₁＝ｄ₂＝０．５０に対応するセグメント内で発見されたので、ビデオ検査デバイス１００は基準表面５５０と交差する（例えば、垂直に）、および基準線５１０、５２０（例えば、ここでｄ₁＝ｄ₂）上の対応する点を通過する複数の基準表面平面５８３、５８４を決定することができる。例示的な実施形態では、複数の基準表面平面５８３、５８４は基準線５１０、５２０（すなわち、ｄ₁＝ｄ₂）の２つの対応するセグメントからの点に基づいて決定される一方、他の実施形態では、基準表面平面５８３、５８４は対応していない２つのセグメント（すなわち、ｄ₁≠ｄ₂）に基づいて決定することができる。

例えば、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）はｄ₁＝ｄ₂＝０．５０で関心点５０２および関心領域平面５８０との間の距離を決定することができる。図９に見ることができるように、関心点５０２は関心領域平面５８０で取られたプロファイル（またはプロファイルスライス）が関心点５０２を含まないように関心領域平面５８０から距離５７４離れて配置される。

次に、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は原の（オリジナルの）基準表面５５０または新たな基準表面（ｄ₁＝ｄ₂＝０．５２近傍の基準線５１０、５２０上の点を使用して生成された）と交差する（例えば、垂直に）、およびｄ₁＝ｄ₂＝０．５２で第１の基準線５１０上の基準線点５１７および第２の基準線５２０上の対応する基準線点５２７を通過する基準表面平面５８３を決定することができる。ビデオ検査デバイス１００は次にｄ₁＝ｄ₂＝０．５２で関心点５０２および基準表面平面５８３との間の距離を決定することができる。図９に見ることができるように、関心点５０２は基準表面平面５８３で取られたプロファイル（またはプロファイルスライス）が関心点５０２を含まないように基準表面平面５８３から距離５７５離れて位置する。

反復するために続けると、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面５５０または新たな基準表面（ｄ₁＝ｄ₂＝０．５３近傍の基準線５１０、５２０上の点を使用して生成された）と交差する（例えば、垂直に）、およびｄ₁＝ｄ₂＝０．５３で第１の基準線５１０上に存するまたは近接する基準線点５１８および第２の基準線５２０上に存するまたは近接する対応する基準線点５２８を通過する基準表面平面５８４を決定することができる。ビデオ検査デバイス１００は次にｄ₁＝ｄ₂＝０．５３で関心点５０２および基準表面平面５８４との間の距離を決定することができる。図９に見ることができるように、関心点５０２は基準表面平面５８４で取られたプロファイル（またはプロファイルスライス）が関心点５０２を含むように基準表面平面５８４上に位置する。ビデオ検査デバイス１００は次に基準表面平面５８４に近接する（例えば、基準表面平面５８４上に、または所定の距離内に）対象表面２１０上のプロファイル表面輪郭線５９４の複数の点の３次元座標を決定することができる。プロファイル表面輪郭線５９４は図９に示すように第１の基準線５１０上に存するまたは近接する点５１８、第２の基準線５２０上に存するまたは近接する点５２８、および異常２０４の表面上の関心点５０２を備える。

例示的な方法７００（図１１）のステップ７９０において、ビデオ検査デバイス１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は基準表面５５０から対象表面２１０上のプロファイル表面輪郭線５９４の複数の点への距離を決定することにより関心点５０２を含む対象表面２１０のプロファイルを決定する。図１０は図８の画像５００に示す表示対象物２０２の対象表面２１０のプロファイルのグラフ表示の画像６００である。プロファイル表面輪郭線５９４での表示対象物２０２の断面を示すプロファイルのグラフ表示はビデオモニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）上に表示することができる。プロファイルは第１の基準線５１０上に存するまたは近接する点５１８、第２の基準線５２０上に存するまたは近接する点５２８、および異常２０４の表面上の関心点５０２を含む。プロファイルのグラフィカル表示はまた基準表面５５０および表面上の関心点５０２との間の距離６０２を表示する。別の実施形態では、例えば基準表面５５０の３次元表示およびプロファイル表面輪郭線５９４を備える、第１の基準線５１０上に存するまたは近接する点５１８、第２の基準線５２０上に存するまたは近接する点５２８、および異常２０４の表面上の関心点５０２を含む点群画像はビデオモニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）上に表示することができる。

上記に鑑み、本発明の実施形態は表面上の異常上の点の深さまたは高さを自動的に決定する。技術的効果はユーザが手動で関心点（最深または最高点）を識別する必要がないので、測定を実行するために必要な時間を低減することおよび測定の精度を改善することである。

当業者により理解されるであろうように、本発明の態様はシステム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。依って、本発明の態様は完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書で「サービス」、「回路」、「回路構成」、「モジュール」および／または「システム」としてすべて一般的に参照されてもよいソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとってもよい。さらに、本発明の態様はその上に具現化されたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体（複数可）内に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。

１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体（複数可）の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体はコンピュータ読み取り可能な信号媒体またはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば、これらに限定されないが、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または半導体システム、装置、またはデバイス、または前述の任意の適切な組み合わせであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）は以下のものを含むであろう：１つ以上のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または前述のものの任意の適切な組み合わせ。この文書の文脈では、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は命令実行システム、装置、またはデバイスにより使用される、または関連してプログラムを含む、または格納することができる任意の有形媒体であってもよい。

コンピュータ読み取り可能な媒体上に具現化されたプログラムコードおよび／または実行可能な命令は無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または前述のものの任意の適切な組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を使用して伝送されてもよい。

本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または類似のプログラミング言語などのような従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されてもよい。プログラムコードは完全にユーザのコンピュータ（デバイス）上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でおよび部分的にリモートコンピュータ上でまたは完全にリモートコンピュータまたはサーバ上で実行されてもよい。後者のシナリオでは、リモートコンピュータはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、または接続は外部コンピュータに対して行われてもよい（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図解および／またはブロック図を参照して本明細書に記載される。フローチャート図解および／またはブロック図の各ブロック、およびフローチャート図解および／またはブロック図のブロックの組み合わせはコンピュータプログラム命令により実施することができることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロック内で指定された機能／行為を実施するための手段を作成するように、マシンを生成するために汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されてもよい。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納された命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロックで指定された機能／動作を実施する命令を含む製造物品を生成するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてもよい。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたはその他のプログラム可能な装置上で実行される命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロックで指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータ実装プロセスを生成するためにコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス上で実行される一連の動作ステップを引き起こすようにコンピュータ、他のプログラム可能な装置または他のデバイスにロードされてもよい。

本明細書は最良の形態を含む本発明を開示するとともに、あらゆる装置またはシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の当業者による実施を可能にするために例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲により定義され、当業者が想到するその他の実施例を含んでいてもよい。このような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言から実質的でない相違を有する等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。

１００ビデオ検査デバイス
１０２プローブ
１１０挿入チューブ
１１２イメージャハーネス
１２０ヘッドアセンブリ
１２２プローブ光学系
１２４イメージャ
１２６イメージャハイブリッド
１３０取り外し可能な先端部
１３２先端視野光学系
１４０プローブ電子回路
１４２イメージャインタフェース電子回路
１４４キャリブレーションメモリ
１４６マイクロコントローラ
１５０ＣＰＵ
１５２ＣＰＵプログラムメモリ
１５４揮発性メモリ
１５６不揮発性メモリ
１５８コンピュータＩ／Ｏインタフェース
１６０ビデオプロセッサ
１６２ビデオメモリ
１７０一体型ディスプレイ
１７２外付けモニタ
１８０ジョイスティック
１８２ボタン
１８４キーパッド
１８６マイクロフォン
２００画像
２０２表示対象物
２０４異常
２１０対象表面
２２１基準表面点
２２２基準表面点
２２３基準表面点
２２４最深表面点
２３１基準表面カーソル
２３２基準表面カーソル
２３３基準表面カーソル
２３４最深点カーソル
２４１画素
２４２画素
２４３画素
２５０基準表面
２６０基準表面形状
２６１基準表面点
２６２基準表面点
２６３基準表面点
２６４基準表面点
２７０関心領域
２７１関心領域形状
２８０関心領域
２８１関心領域形状
２８２最深点グラフィックインジケータ
２９０深さ
３００方法
３１０表面の画像（ステップ）
３２０表面点の３Ｄ（ステップ）
３３０基準表面（ステップ）
３４０関心領域（ステップ）
３５０関心領域内の表面点の深さ（ステップ）
３６０最深表面点の位置および深さ（ステップ）
４００プロファイル
５００画像
５０１対象表面点
５０２対象表面点（関心点）
５０３対象表面点
５１０第１の基準線
５１１第１の基準線の終点（第１の基準線）
５１２第２の基準線の終点（第１の基準線）
５１４基準線点（第１の基準線）
５１５基準線点（第１の基準線）
５１６基準線点（第１の基準線）
５１７基準線点（第１の基準線）
５１８基準線点（第１の基準線）
５２０第２の基準線
５２１第３の基準線の終点（第２の基準線）
５２２第４の基準線の終点（第２の基準線）
５２４基準線点（第２の基準線）
５２５基準線点（第２の基準線）
５２６基準線点（第２の基準線）
５２７基準線点（第２の基準線）
５２８基準線点（第２の基準線）
５５０基準表面
５６１第１の画素（第１の基準カーソル）
５６２第２の画素（第２の基準カーソル）
５６３第３の画素（第３の基準カーソル）
５６４第４の画素（第４の基準カーソル）
５７０関心領域
５７１関心領域形状
５７２第１の関心領域距離
５７３第２の関心領域距離
５７４表面点から平面への距離
５７５表面点から平面への距離
５８０関心領域平面（基準表面に対する平面）
５８１第１の基準線平面（対象表面に対する平面）
５８２第２の基準線平面（対象表面に対する平面）
５８３基準表面に対する平面
５８４基準表面に対する平面
５９１第１の表面輪郭線
５９２第２の表面輪郭線
５９４プロファイル表面輪郭線
６００プロファイル
６０２深さ測定
６０４深さ測定表示
７００方法
７１０対象表面の画像（ステップ）
７２０対象表面点の３−Ｄ（ステップ）
７３０第１の基準線（ステップ）
７３２第１の基準線点の３−Ｄ（ステップ）
７３４第２の基準線（ステップ）
７３６第２の基準線点の３−Ｄ（ステップ）
７４０基準表面（複数可）（ステップ）
７５０関心領域（複数可）（ステップ）
７６０異常表面点の距離（ステップ）
７７０関心点の３−Ｄ（ステップ）
７８０プロファイル表面輪郭線の３−Ｄ（ステップ）
７９０対象表面のプロファイル（ステップ）

Claims

表示対象物（２０２）の対象表面上の異常（２０４）の表面上の関心点を自動的に識別する方法であって、
前記対象表面の画像をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
中央処理ユニット（１５０）を使用して前記対象表面上の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
ポインティングデバイスを使用して前記画像の第１の画素上の第１の基準線（５１０）の終点（５１１）を選択するステップと、
前記ポインティングデバイスを使用して前記画像の第２の画素上の第２の基準線（５２０）の終点（５１２）を選択するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記第１の基準線（５１０）の終点（５１１）および前記第２の基準線（５２０）の終点（５１２）との間に延びる第１の基準線（５１０）上の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
前記ポインティングデバイスを使用して前記画像の第３の画素上の第３の基準線の終点（５２１）を選択するステップと、
前記ポインティングデバイスを使用して前記画像の第４の画素上の第４の基準線の終点（５２２）を選択するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記第３の基準線の終点（５２１）および前記第４の基準線の終点（５２２）との間に延びる第２の基準線（５２０）上の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記第１の基準線（５１０）上の少なくとも２つの前記複数の点および前記第２の基準線（５２０）上の少なくとも１つの前記点の前記３次元座標に基づいて基準表面（２５０、５５０）を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記異常（２０４）の前記表面上の複数の点を備える前記基準表面（２５０、５５０）のための関心領域（２７０、２８０、５７０）を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記基準表面（２５０、５５０）および前記関心領域（２７０、２８０、５７０）内の前記異常（２０４）の前記表面上の前記複数の点との間の距離を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記基準表面（２５０、５５０）からの最大距離を有する前記関心領域（２７０、２８０、５７０）内の前記異常（２０４）の前記表面上の前記関心点の３次元座標を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記異常（２０４）の前記表面上の前記関心点を含む前記第１の基準線（５１０）および前記第２の基準線（５２０）との間の前記対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
前記中央処理ユニット（１５０）を使用して前記基準表面（２５０、５５０）から前記対象表面上の前記プロファイル表面輪郭線の前記複数の点への距離を決定することにより前記対象表面のプロファイルを決定するステップと、
を備える方法。
前記第１の基準線（５１０）上の前記複数の点の前記３次元座標を決定する前記ステップは、
前記対象表面と交差し、および前記第１の基準線（５１０）の終点（５１１）および前記第２の基準線（５２０）の終点（５１２）を通る第１の基準線平面（５８１）を決定するステップと、
前記第１の基準線平面（５８１）に近接する前記対象表面上の第１の表面輪郭線の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
を備える請求項１に記載の方法。
前記第１の基準線（５１０）は直線状である請求項１に記載の方法。
前記基準表面（２５０、５５０）は基準平面である請求項１に記載の方法。
前記基準表面（２５０、５５０）のための前記関心領域（２７０、２８０、５７０）を決定する前記ステップは前記第１の基準線（５１０）上の少なくとも２つの前記複数の点および前記第２の基準線（５２０）上の少なくとも１つの前記複数の点に基づいて頂点で前記基準表面（２５０、５５０）上のポリゴンを決定するステップであって、前記関心領域（２７０、２８０、５７０）は前記基準表面（２５０、５５０）の法線上に位置し、および前記ポリゴン内で前記基準表面（２５０、５５０）と交差する前記異常（２０４）の前記表面上の複数の点を備える、決定するステップを備える請求項１に記載の方法。
前記基準表面（２５０、５５０）のための前記関心領域（２７０、２８０、５７０）を決定する前記ステップは前記基準表面（２５０、５５０）と交差し、および前記第１の基準線（５１０）上の少なくとも２つの前記複数の点の間で前記第１の基準線（５１０）を通る関心領域平面（５８０）を決定するステップであって、前記関心領域（２７０、２８０、５７０）は前記関心領域平面（５８０）の所定距離内に位置する前記異常（２０４）の前記表面上の複数の点を備える、決定するステップを備える請求項１に記載の方法。
前記プロファイル表面輪郭線での前記表示対象物（２０２）の断面を備えた前記対象表面の前記プロファイルのグラフィカル表示を前記モニタ（１７０、１７２）上に表示するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
前記基準表面（２５０、５５０）および前記異常（２０４）の前記表面上の前記関心点との間の距離を前記モニタ（１７０、１７２）上に表示するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
前記プロファイル表面輪郭線の３次元表示を備える点群画像を前記モニタ（１７０、１７２）上に表示するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
前記画像は２次元画像である請求項１に記載の方法。
前記第１の基準線（５１０）上の前記複数の点の前記３次元座標を決定する前記ステップは前記第１の画素および前記第２の画素との間の直線に近接する前記画像の画素に対応する前記対象表面上の前記複数の点の前記３次元座標上で回帰を実行するステップを備える請求項１に記載の方法。
前記第１の基準線（５１０）上の前記複数の点の前記３次元座標を決定する前記ステップは前記第１の画素および前記第２の画素との間の直線に近接する前記画像の画素に対応する前記対象表面上の前記複数の点の前記３次元座標上でローパスフィルタリングを実行するステップを備える請求項１に記載の方法。
前記対象表面上の前記プロファイル表面輪郭線は前記第１の基準線（５１０）上に存するまたは近接する第１の点、および前記第２の基準線（５２０）上に存するまたは近接する第２の点を備える請求項１に記載の方法。
前記関心領域平面（５８０）は前記基準表面（２５０、５５０）に垂直な前記基準表面（２５０、５５０）に交差する請求項６に記載の方法。
表示対象物（２０２）の対象表面上の異常（２０４）の表面上の関心点を自動的に識別するためのデバイスであって、
前記対象表面の画像を表示するモニタ（１７０、１７２）と、
ポインティングデバイスであって、
前記画像の第１の画素上の第１の基準線（５１０）の終点（５１１）を選択することと、
前記画像の第２の画素上の第２の基準線（５２０）の終点（５１２）を選択することと、
前記画像の第３の画素上の第３の基準線の終点（５２１）を選択することと、
前記画像の第４の画素上の第４の基準線の終点（５２２）を選択することと、
のためのポインティングデバイスと、
中央処理ユニット（１５０）であって、
前記対象表面上の複数の点の３次元座標を決定することと、
前記第１の基準線（５１０）の終点（５１１）および前記第２の基準線（５２０）の終点（５１２）との間に延びる第１の基準線（５１０）上の複数の点の３次元座標を決定することと、
前記第３の基準線の終点（５２１）および前記第４の基準線の終点（５２２）との間に延びる第２の基準線（５２０）上の複数の点の３次元座標を決定することと、
前記第１の基準線（５１０）上の少なくとも２つの前記複数の点および前記第２の基準線（５２０）上の少なくとも１つの前記複数の点の前記３次元座標に基づいて基準表面（２５０、５５０）を決定することと、
前記異常（２０４）の前記表面上の複数の点を備える前記基準表面（２５０、５５０）のための関心領域（２７０、２８０、５７０）を決定することと、
前記基準表面（２５０、５５０）および前記関心領域（２７０、２８０、５７０）内の前記異常（２０４）の前記表面上の前記複数の点との間の距離を決定することと、
前記基準表面（２５０、５５０）からの最大距離を有する前記関心領域（２７０、２８０、５７０）内の前記異常（２０４）の前記表面上の前記関心点の３次元座標を決定することと、
前記異常（２０４）の前記表面上の前記関心点を含む前記第１の基準線（５１０）および前記第２の基準線（５２０）との間の前記対象表面上のプロファイル表面輪郭線の複数の点の３次元座標を決定することと、
前記基準表面（２５０、５５０）から前記対象表面上の前記プロファイル表面輪郭線の前記複数の点への距離を決定することにより前記対象表面のプロファイルを決定することと、
のための中央処理ユニット（１５０）と、
を備えるデバイス。