JP2017090456A - 成形された冷却孔の自動測定方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】方法及びシステムは、費用対効果及び信頼性の高い方法で、物体の特徴を自動的に検査及び測定することを容易にする。
【解決手段】自動測定システム４００は、加工物の画像を受け取るように構成された多軸イメージャを含み、画像は、複数の焦点面（１４０〜１５２）における加工物に関する視覚情報、又は２以上の焦点面（１４０〜１５２）同士の間の加工物に関する視覚情報を含む。多軸イメージャはまた、複数の３Ｄデータ点の点群を決定するように構成され、複数の３Ｄデータ点のそれぞれは、複数の焦点面（１４０〜１５２）のうちの１つの、加工物の表面との交点、或いは２以上の焦点面（１４０〜１５２）同士の間のデフォーカス領域における、加工物の位置情報を表す。多軸イメージャは、加工物の複数の特徴寸法を決定し、対応する製造仕様と比較する。
【選択図】図４

Description

本明細書は、自動計測法に関し、より詳細には、測定される特徴の表示計画を生成し、表示データを生成するために表示計画を実施し、かつ特徴の寸法データを生成するために表示データを分析する、方法及びシステムに関する。

タービンブレードの冷却孔等の特徴が、寸法要件を満たすかどうかを判定する少なくともいくつかの知られている方法は、ピンゲージ等の計量器具を用いて、特徴を測定することである。本明細書で用いられるように、寸法要件とは、タービンブレードその他の加工物等の物体の特徴の、大きさ、間隔、及び距離の特性を言う。しかしながら、冷却孔は、より複雑な設計で形成されており、孔及びディフューザ領域のより完全なマッピングを必要とする。全体的な空気流試験は翼形部で行われるが、これは空気量の試験を提供するのみで、必ずしも孔の冷却性能の良好なマッピングを提供するものではない。Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、インライン及び三角化レーザーポイントプローブ、タッチプローブ法、並びに構造化照明（ＳＬ；structured light）に基づく３Ｄ光学法を含む様々な測定方法が試みられているが、十分な成功を収めていない。Ｘ線ＣＴは、孔を見ることができるが、寸法測定値が製造又は保守の仕様を満たしているかを検証するのに十分な正確さで、非常に小さい孔をマッピングするほどの解像度は有していない。ポイントプローブ法は、光学式又は接触式のいずれであっても、プローブの何らかの機械走査が必要になる。機械走査が必要なことにより、孔へのアクセス、孔への適合、及び速度に関する困難が伴う。ポイントプローブを用いて速度を向上させるために、孔は丸くて中心に置かれていると仮定されることが多い。この方法では、限られた数のプロファイルのみを取ればよい。しかしながら、この仮定は、最良の冷却に必要とされる、孔形状の公差のレベルについては、正しくない場合がある。特定の焦点面を使用する他の微視的な方法では、より多くの焦点面に時間を費やさないと孔のマップが不完全になり、キーとなる特定の遷移点を見逃す可能性がある。

米国特許出願公開第２０１５／００００３８７号明細書

１つの態様において、自動測定システムが提供される。この自動測定システムは、加工物の画像を受け取るように構成された多軸イメージャを含み、画像は、複数の焦点面における加工物に関する視覚情報、又は２以上の焦点面同士の間の加工物に関する視覚情報を含む。多軸イメージャはまた、複数の３Ｄデータ点の点群を決定するように構成され、複数の３Ｄデータ点のそれぞれは、複数の焦点面のうちの１つと、加工物の表面との交点、或いは２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域における、加工物の位置情報を表す。多軸イメージャは、加工物の複数の特徴寸法を決定し、決定した複数の特徴寸法を、決定した複数の特徴寸法のうちの少なくともいくつかに対応する、製造仕様と比較するようにさらに構成される。

別の態様において、複数の成形済みの冷却孔の寸法パラメータを自動的に測定する方法が提供される。本方法は、ユーザインターフェース及びメモリ装置に連結された、コンピュータ機器を用いて実施される。メモリ装置は、各冷却孔から取得された点の３Ｄ位置データを受け取るステップを含み、各冷却孔は、調量部及びディフューザ部を有する。本方法はまた、調量部及びディフューザ部の表面を表す、テッセレートされた形状の自由境界を抽出するステップと、抽出した自由境界を用いて調量部の自由境界を決定するステップと、決定した調量部の自由境界を用いて、最初の孔の軸線を決定するステップとを含む。本方法はまた、３Ｄ位置データ点の反復的なガウシアンフィルタを用いて、最初の孔の軸線を精緻化するステップと、２次的な外れ値除去によって、ガウシアンフィルタから調量部の軸線バイアスを除去するステップと、決定した孔の軸線及び半径を出力するステップとを含む。

さらに別の態様において、そこで具体化されるコンピュータ実行可能な命令を有する、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータ実行可能な命令が、１以上のプロセッサによって実行されると、プロセッサは、加工物の電子表示を受け、多軸イメージャを用い、かつ受けた加工物の電子表示に基づいて、表面特徴及び下部表面特徴の検査を実行するための表示計画を決定する。表示計画は、多軸イメージャを用いて１つ以上の表面特徴及び下部表面特徴を表示するための、決定したルートを含む。コンピュータ実行可能な命令によって、プロセッサはまた、表示計画に従って加工物を配置し、複数の視野平面で、表示計画にある各表面特徴及び下部表面特徴の画像を取得し、取得した画像を用いて、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの三次元（３Ｄ）点群を生成する。様々な実施形態では、寸法は、点を一定の定義された「空間」に配置するのに必要な、座標格子の独立成分である。三次元空間において、座標系は、デカルト座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）、球面座標（ｒ、Θ、φ）、円柱座標（ｒ、θ、ｚ）等を用いて点を配置することができる。二次元空間において、例えば表面は、その表面に点を一意的に配置するには、２つの独立した座標のみが必要である。コンピュータ実行可能な命令によって、プロセッサはさらに、生成した点群を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の寸法を決定する。

さらに別の実施形態では、加工物の表面への開口を有する、下部表面特徴の境界を決定する方法は、下部表面特徴の開口の予想される位置を決定するステップと、複数の３Ｄデータ点の点群を決定するステップとを含み、各３Ｄデータ点は、イメージャの複数の焦点面のうちの１つと、加工物の表面又は下部表面特徴の表面との交点を表す。また、本方法は、下部表面特徴の開口から離れて、距離閾値外にある複数の３Ｄデータ点の３Ｄデータ点を除去するステップと、複数の３Ｄデータ点の残りの３Ｄデータ点を、ｚ方向に沿って分類するステップとを含む。本方法は、分類した３Ｄデータ点の分類した位置に基づいて、分類した３Ｄデータ点を、加工物の表面部、ディフューザ部、及び調量部を含む、下部表面特徴の一部に割り当てるステップと、加工物の表面部、ディフューザ部、及び調量部のうちの１以上の形状を定義するパラメータを抽出するステップとをさらに含む。

本開示のこれらその他の特徴、態様、及び利点は、全図を通して同一の符号が同一の部品を表す、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、より良く理解されるであろう。

ロータブレードとして構成された、例示的なタービンエンジン構成部品の側面図である。 図１に示すロータブレードの一部の拡大図である。 図２に示すロータブレードの一部の断面図である。 図１に示すロータブレード等の構成部品の、１つ以上の孔又は冷却孔を検査するための、自動非接触測定システムの概略図である。 図４の非接触測定システムで用いることができる、自動多軸撮像システムの斜視図である。 三角メッシュとしてメッシュ化された、図１に示す冷却孔を有する例示的なディフューザの、複数の例示的な３Ｄ位置データ点の図である。 図１に示す冷却孔のうちの１つの複数の画像から抽出された、データの３Ｄ点群の例示的な境界湾曲点である。 調量部軸線推定の構築に用いられる、例示的な底部境界点の図である。 推定した調量部形状に対する、距離閾値内の全ての３Ｄ位置データ点が、調量部軸線推定をさらに精緻化するために抽出されることを示す。 これらの抽出した点の３Ｄ（ｘ、ｙ、ｚ）デカルト座標が、例示的な３Ｄ円柱座標表示（ｒ、θ、ｚ）にマッピングされることを示す。 そのシータ（θ）値に基づいて、点がシータ（θ）ビンに割り当てられることを示す。 最高のｚ値を有する点から始まる各シータ（θ）ビン内で、そのｒ値が、閾値内の推定された円柱半径と比較されることを示す。推定された円柱半径内でｒ値を有するものは保持され、残りは廃棄される。 ディフューザ孔の一般形状が、冷媒側の円柱状から、高温ガス側の非円柱状へと遷移することに着目して、点の分類が実行されることを示す。 図４に示す非接触測定システムで使用できる、複数の冷却孔の軸線及び半径を決定する方法の流れ図である。 加工物の表面への開口を有する、下部表面特徴の境界を決定する方法の流れ図である。

別段の指示がない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を例示することを意図している。これらの特徴は、本開示の１つ以上の実施形態を備える広範なシステムに適用できると考えられる。このように、図面は、本明細書に開示される実施形態の実施に必要とされる、当業者によって知られている従来の特徴の全てを含むものではない。

以下の明細書及び特許請求の範囲において、複数の用語に対する参照がなされ、これは以下の意味を有することが定義されるものとする。

単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、文脈に特に明記しない限り、複数形を含む。

「任意の」又は「任意選択の」は、後で述べられる事象又は状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。

本明細書で用いる「プロセッサ」及び「コンピュータ」という用語、並びに「処理装置」、「コンピュータ装置」、及び「コントローラ」等の関連用語は、当該技術分野においてコンピュータと言われているそれらの集積回路のみに限定されず、広くマイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、及び特定用途向け集積回路その他のプログラマブル回路を指し、これらの用語は、本明細書では置き換え可能に用いられる。本明細書で説明される実施形態では、メモリは、これに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のコンピュータ可読媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができる。或いは、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、及び／又はデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）もまた用いることができる。また、本明細書で説明する実施形態では、追加の入力チャンネルは、これに限定されないが、マウス及びキーボード等のオペレータインターフェースに関連するコンピュータ周辺機器であってもよい。或いは、他のコンピュータ周辺機器もまた使用することができ、これに限定されないが、スキャナ等が含まれてもよい。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャンネルは、これに限定されないが、オペレータインターフェースモニタを含んでもよい。

また、本明細書で用いられる「ソフトウェア」及び「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、パソコン、ワークステーション、クライアント、及びサーバによって実行するために、メモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。

本明細書で用いられる「非一時的なコンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール及びサブモジュールその他任意の装置内のデータ等の、情報の短期及び長期の記憶用の任意の方法又は技術に実装される、任意の有形のコンピュータベースの装置を表すことが意図される。このため、本明細書で説明される方法は、これに限定されないが、記憶装置及び／又はメモリ装置を含む、有形で非一時的なコンピュータ可読媒体で具体化される、実行可能な命令としてエンコードすることができる。このような命令がプロセッサによって実行されると、プロセッサは、本明細書で説明される少なくとも一部の方法を実行する。さらに、本明細書で用いられる「非一時的なコンピュータ可読媒体」という用語は、あらゆる有形のコンピュータ可読媒体を含み、有形のコンピュータ可読媒体は、これに限定されないが、非一時的なコンピュータ記憶装置を含み、非一時的なコンピュータ記憶装置は、これに限定されないが、揮発性及び不揮発性の媒体、並びにファームウェア、物理的及び仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤその他任意のネットワークやインターネット等のデジタルソース等の、取り外し可能及び取り外し不可の媒体、並びに一過性の伝播信号のみを例外とする、まだ開発されていないデジタル手段を含む。

本明細書で用いる「リアルタイム」という用語は、関連する事象の発生時間、測定時間及び所定のデータの収集時間、データを処理する時間、並びに事象及び環境に対するシステム応答の時間のうちの少なくとも１つを指す。本明細書で説明される実施形態では、このような活動及び事象は、ほぼ瞬間的に発生する。

本明細書で用いられる製造仕様は、所与の製品を製造するのに必要な工程、材料、及び方法を定義する情報の集約を表し、原料、構成要素、又は部品をＷＩＰ（ｗｏｒｋ−ｉｎ−ｐｒｏｃｅｓｓ、仕掛品）又は完成品に変えることを含む。例えば、様々な実施形態で、製造仕様は、特にタービン構成部品、或いは一般的には加工物に、孔径、或いは円、楕円、又は張り出し等の形状、表面に対する角度、並びに部品上の位置等の特定の形状を有する冷却孔を生成するための工程（例えばレーザドリル加工、放電加工）を定義する。

以下の詳細な説明は、本開示の実施形態を示し、これは例示のためであって限定するためではない。本開示は、工業用途、商業用途、及び住宅用途における、加工物の表面特徴を測定する分析的かつ系統的な実施形態に対して、一般的に適用されることが考えられる。

加工物の表面特徴を測定するためのセンサシステムの実施形態が、ここで説明される。センサシステムは、ターボ機械等のシステムで用いられる、小さい冷却孔のキーとなる寸法パラメータの特性を決定する、或いは測定する方法を提供する。冷却孔は、最も効率的な冷却を実現するために、部品の外面に空気を拡散する目的で、部品の表面及び孔の入口の周囲の領域に対して、ある角度をなす孔を含む。冷却孔が正しい形状を有していない場合、孔から出る空気流は、部品の表面に沿わずに部品から離れて上り、部品の表面を効果的に冷却しない場合がある。部品が適切に冷却されないと、表面が溶けたり劣化が早まったりする場合があり、部品が故障する原因となる。冷却孔が小さいタービンブレード等の部品製造の進歩は、以前の検査方法が、製造中又はオーバーホール検査中に使用することが容認される時間内に、良好なマッピングを提供していないことを意味する。さらに、冷却孔の設計が進歩したのは、単純なピンゲージでは十分な情報が提供されないことを意味する。

航空機エンジンのブレード及びノズルのような一般的な高温ガス構成部品は、機械加工された何百ものディフューザ孔を有する。これらの機械加工された孔のブループリント特性を検証するための、迅速な非接触計測システムが説明される。さらに、３Ｄ光計測データの手作業による分析は非常に手間がかかり、再現性が十分でないため、３Ｄ測定データからの設計パラメータの自動計算及び抽出は、キーとなる実現技術である。本明細書で説明する特徴抽出方法は、３Ｄ光計測データからブループリント特性を計算するための完全自動化アルゴリズムの開発において、撮像装置５２８及び孔設計特性を使用する。光学ツール又は類似のツールからの高密度データは、実際の表面テクスチャ、又はセンサノイズであり得る広範囲のノイズ要因を含む場合があり、その両方が、最良の孔直径及び孔の中心の計算を低下させる可能性がある。より一貫した直径及び軸線の測定値を得るために、このようなノイズ要因を最小化する反復的な方法が用いられる
本開示のいくつかの実施形態は、焦点ダイバーシティ法に基づく三次元（３Ｄ）顕微鏡法を採用する。このような焦点ダイバーシティ法の１つは、一連の焦点推移の段階を経ることによって３Ｄ情報を取得し、合焦領域と同様に焦点外領域の視覚情報を含む一連の画像を生成し、視覚情報は、人間に見える光スペクトルの部分で光を収集することによって、視覚的又は光学的に識別できる情報を含む。撮像システムの数学的モデルにより、焦点領域の内外を、部品表面で分解された各点の（ｘ、ｙ、ｚ）位置を表す、連続的な３Ｄボリュームにマッピングすることが可能になる。この３Ｄ法は、冷却孔、孔の周囲の拡散領域、及びこれらの領域同士の間の遷移点をマッピングするのに用いられる。様々な実施形態では、この３Ｄ法は、加工物の画像を受け取るように構成された多軸イメージャを用いて実施され、画像は、複数の焦点面における加工物に関する視覚情報、及び／又は２以上の焦点面同士の間の加工物に関する視覚情報を含む。多軸イメージャはまた、複数の３Ｄデータ点の点群を決定するように構成され、いくつかの実施形態では、複数の３Ｄデータ点のそれぞれは、複数の焦点面のうちの１つと、加工物の表面との交点を表す。他の実施形態では、複数の３Ｄデータ点のそれぞれは、２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域における、加工物の位置情報を表す。３Ｄデータ点は、焦点が鮮明又は明確に合っている状態から逸脱した、又は明確に定義されていない、もしくは明確に焦点が合っていない特徴表面の点の画像である、デフォーカス画像情報を含む。多軸イメージャはまた、複数の３Ｄデータ点の点群を用いて、加工物の複数の特徴寸法を決定し、決定した複数の特徴寸法を、決定した複数の特徴寸法のうちの少なくともいくつかに対応する、製造仕様と比較するように構成される。多軸イメージャは、少なくとも、所定の閾値を超える比較の表示を出力するようにさらに構成される。

所定の閾値は、前もって判定、命令、又は決定された、何らかの目標又は目的を達成するための、特性の最小値、最大値、又はある範囲の値を表す。１つの実施形態では、一定の形状を定義するのに必要な３Ｄ点の所定の閾値数は、その部品特徴の設計に従って冷却孔及びディフューザの形状を定義する、Ｘ、Ｙ、Ｚ点の最小数を意味する。例えば、幾何学的には２つの点が、線を定義するのに最小の点の数である。同一線上にない３つの点が、平面、三角形、又は円を定義するのに最小の点の数である。しかしながら、楕円を定義する最小の点の数が６つであることは明らかである。形状がより複雑になると、その形状を定義するのに必要な点の数が増加する。加工物の冷却孔の場合は、その形状が円形の断面を有していてもよいが、中心軸線に垂直でない任意の断面は、楕円形になる。したがって最も簡単な事例では、冷却孔の回転の中心軸線を定義するには２つの点が必要であり、基本形状を定義するには、冷却孔の壁の中心軸線に垂直な平面上にさらに３つの点が必要とされる。冷却孔の（円形でない）楕円率、テーパ、及び孔が表面点に遷移する等の特殊な特徴は、実際の冷却孔を定義するために全て必要である。

多軸イメージャはまた、多軸イメージャのレンズの電子表示を受け取り、このレンズの電子表示を用いて、２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域における加工物の位置情報を表す、複数の３Ｄデータ点を決定するように構成される。レンズの電子表示は、通常、撮像システムに記憶された、或いはこれにアクセス可能な、撮像システムの数学モデルに含まれる。本明細書で用いられる３Ｄデータ点は、共通の座標フレーム内で、Ｘ、Ｙ、及びＺの位置情報で記載される。様々な実施形態では、冷却孔を特徴づけるために、わずか５０００の３Ｄデータ点、或いは１０万を超える３Ｄデータ点が用いられる。

動作時は、各冷却孔の位置及び向き、並びに部品の周囲表面の形状を識別するために、部品及び冷却孔の設計位置のモデルが用いられる。部品情報、並びにセンサの隔離要件、測定量、及びセンサの視野角及び照明の必要性に関する制限を含むセンサシステムのモデルを用いて、測定すべき各孔を測定するために、１組の最適な視野角が計算される。視野角の最適化の目的は、可能な限り短時間で、かつ部品の形状、並びにセンサの形状及び隔離要件による物理的アクセスの制限内で、孔及びディフューザ領域の形状を定義するのに必要な高品質データを取り込むことである。この最適化は、それぞれの孔毎に行われてもよく、或いは互いに近接した孔の小グループに対して行われてもよい。視野角が決定されると、測定される孔に対して、その孔又は一連の孔をマッピングするのに必要なそれぞれの角度でセンサを位置決めするために、操作装置又は位置決め装置が用いられる。操作装置は、ロボット、座標移動システム、又は手動式の治具であってもよい。一連の画像が、それぞれの焦点面又は視野平面からそれぞれの視野角で収集され、それぞれがセンサの光軸に沿って固定された間隔を有する。収集された画像は、その後、調量部及びディフューザ領域の３Ｄマップを生成するために、焦点ダイバーシティ法を用いて分析される。３Ｄマップは、調量部の中心線、並びに調量部ボアとディフューザ領域との間の遷移点、及び部品表面を決定するために用いられる。この情報は、次に、各冷却孔の寸法パラメータが仕様内かどうかを判定するために、部品の設計で設定された制限と比較される。

高温ガス部品に機械加工された、冷却孔の調量部及びディフューザの３Ｄ形状は、その冷却性能に多大な影響を及ぼすことは、実証研究及び分析研究が示している。製品の品質を保証するため、及び冷却孔の製造工程を制御するために、機械加工されたディフューザ孔の寸法検査が必要である。特に、冷却孔の３Ｄ形状は、その形状及び部品上の位置を定義する、厳密に公差を付けられた寸法特徴によって制御される。また、本開示の実施形態は、これに限定されないが、タッチプローブ、３Ｄ光センサ、及びコンピュータ断層撮影（ＣＴ画像）等の任意の上流の計測工程によって取得できる３Ｄデジタル検査データから、成形済みの冷却孔のパラメータを自動的に算出する方法を説明する。現在のところ、ディフューザ形状にされた孔形状の迅速な検査を完全に自動化して行う商業的なシステム又は技術は存在していない。測定済みデータの特徴抽出は、このようなシステムの開発を可能にする、キーとなる技術である。本開示は、ディフューザの３Ｄ測定からキーパラメータを好適に算出するデータを選択して使用するために、設計モデル、センサパラメータ、及びキーとなる境界条件を活用する、相互作用的な分析法について説明する。

以下の説明は、添付の図面を参照するものであり、これに反する表現がない場合、異なる図面にある同一の番号は、同一の部品を示す。

図１は、ロータブレード１００として構成された、例示的なタービンエンジン構成部品の側面図である。例示的な実施形態では、ロータブレード１００は、ブレード翼形部１０２を有し、これは、ブレード根元１０４に（一体形成されて、或いは取り付けられて）結合される。図２は、ロータブレード１００の一部の拡大図である。図３は、ロータブレード１００の一部の断面図である。図２及び図３を参照すると、翼形部１０２は、１つ以上の冷却孔１０８〜１１６を有する翼形部壁１０６を備える。壁１０６は、内面１１８及び外面１２０を有する。内面１１８は、翼形部１０２の内部キャビティ１２２の少なくとも一部を画定することができる。外面１２０は、翼形部１０２の前縁、後縁、正圧側面、又は負圧側面を少なくとも部分的に画定することができる。

１つ以上の冷却孔１０８〜１１６は、内面１１８と外面１２０との間で、それぞれ壁１０６を貫通している。１つ以上の冷却孔１０８〜１１６はそれぞれ、成形済みの調量部１２４、及び調量部１２４と同じ、或いは異なる形状にされたディフューザ部１２６を含むことができ、ディフューザ部１２６は、接合部１２８で、調量部１２４と流体連通して連結される。例示的な実施形態では、成形済みの調量（ボア）部１２４は、円柱形状のボアとして示されている。しかしながら、調量部１２４は、円柱形状のみならず、任意の「軸対称」の形状を有していてもよいことが理解されるべきである。例えば、調量部１２４が円錐形、楕円形、楕円円錐形等であっても、工程の一般的原則が適用される。調量部１２４は、内面１１８からディフューザ部１２６へと、壁１０６の中に延びている。ディフューザ部１２６は、外面１２０から調量部１２４へと、壁１０６の中に延びている。調量部１２４は、（円柱形等の）ほぼ均一な形状を有し、かつそこを通る流体の所定の流量を調整するような大きさにしてもよい。それとは対照的に、ディフューザ部１２６は、ディフューザ部１２６が外面１２０から調量部１２４に向かって延びるにつれて先細になる、（先細の円柱形等の）形状を有していてもよい。ディフューザ部１２６は、流体の流れが、外面１２０から離れて周囲空間に放出されるのではなく、外面１２０にわたって維持されるように、流体の流れを調整するように構成される。調量部１２４及びディフューザ部１２６は、それぞれの中心線１３０、１３２、及びそれぞれの側壁１３４、１３６をそれぞれ有する。様々な実施形態では、中心線１３０及び１３２は同一線上にあり、他の実施形態では、中心線１３０及び１３２は、互いに対して角度１３８をなす。

図４は、ロータブレード１００（図１に示す）等の構成部品の、１つ以上の孔又は冷却孔１０８〜１１６を検査するための、自動非接触測定システム４００の概略図である。測定システム４００は、これに限定されないが、光学イメージャ及びコントローラ４０４等の測定装置４０２を含む。測定装置４０２は、経路４０６に沿って平行移動し、点４０８の周りで旋回し、かつ／或いは複数の軸線４１０、４１２、及び４１４の周りで回転するように構成される。

このような非接触測定装置の例には、これに限定されないが、フルスペクトル（例えば白色）光測定装置、単色（例えば青色）光測定装置、レーザー測定装置、及びコンピュータ体軸断層撮影（ＣＡＴスキャン）装置が含まれる。非接触測定装置の別の例は、干渉装置であって、（移相等の）変化を（電磁波等の）波のパターンで投影及び測定する。

測定装置４０２は、（白色光光学式スキャナ等の）非接触センサ４１６を含み、これは、ロータブレード１００の少なくとも一部（例えば、１つ以上の冷却孔１０８〜１１６）をマッピングするように適合される。「マッピングする」という用語は、部品又は加工物の表面をデジタル表示するために、表面３Ｄデータ点の（例えば高密度の）三角メッシュを測定する工程を表す。マッピングは通常、表面と、イメージャの焦点面との交点を表す３Ｄデータ点の点群を生成することを含む。交点は、人間に見える光スペクトルの部分で光を収集することによって、視覚的又は光学的に識別できる、視覚情報を用いて決定される。点群には、通常、走査された点の集合である数百万の点が含まれ、トポロジ情報が含まれていない場合もある。しかしながら、トポロジ情報の大部分は、点群に適切なアルゴリズムを適用することによって、推測することができる。走査された点群で行われる基本的な操作のいくつかは、走査された物体を照射できるようにするための表面法線の算出、走査工程から残留ノイズを除去するためのノイズフィルタ、及び点群のサンプリングレートを所望のレベルに変更するツールの適用を含む。これら３つの操作は全て、点群の各点のｋ最近傍、又はｋ近傍を算出する。

コントローラ４０４は、（例えば配線で接続、又は無線接続で）測定装置４０２と通信可能に連結される。コントローラ４０４は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せを実装されてもよい。コントローラ４０４は、１つ以上のプロセッサ４１８、メモリ装置４２０、及びアナログ及び／又はデジタル回路を含むことができる。メモリ装置４２０は、以下で説明するように、例えば、フラッシュメモリ及び／又はＮＶＲＡＭメモリを含んでもよい。１つの実装において、コンピュータプログラム製品は、情報媒体で明確に具体化される。コンピュータプログラム製品は、実行されると上述したような１つ以上の方法を行う命令を含む。情報媒体は、メモリ装置４２０、拡張メモリ、又は受けられ得る１つ以上のプロセッサ４１８のメモリ等の、コンピュータ可読媒体、又は機械可読媒体である。コントローラ４０４は、コントローラ４０４に関連する、或いはコントローラ４０４にアクセス可能なメモリに記憶された表示計画を実施する。表示計画は、ロータブレード１００及び冷却孔１０８〜１１６、或いは検査及び／又は測定されるその他の構成部品の仕様データから得られる。表示計画は、画像取得中に、測定装置４０２をロータブレード１００に対して最適に位置決めできるよう実行するために、コントローラ４０４が測定装置４０２を制御するルートを指定する。また、コントローラ４０４は、測定される各特徴と、仕様データの対応する特徴との間の整合を検証するために、測定された位置データを、仕様の位置情報と比較するように構成される。

操作中に、測定装置４０２は、冷却孔１０８の近くに導かれる。測定装置４０２は、調量部１２４及び／又はディフューザ部１２６の中心線に対して１つ以上の角度から、画像を取得するように構成される。冷却孔１０８を中心線１３０、１３２に対してわずかに傾いた角度から見ることによって、冷却孔１０８の側壁１３４、１３６が測定装置４０２から見え、どの程度の解像度が得られるかという問題と、冷却孔１０８の視野領域とをトレードオフする。測定装置４０２は、適切に位置決めされれば、複数の視野平面又は焦点面１４０〜１５２で画像を取得する。測定装置４０２は、これらの画像を取得するコースに移動することが必要である。測定装置４０２は画像を取得し、次に、測定装置４０２は、外面１２０に向かってわずかに、例えばほぼ２ミクロン移動し、その後、測定装置４０２は、別の画像を取得して、所定の数の画像が得られるまでこのような動き及び取得を繰り返す。非接触測定システム４００は、画像が、非接触測定システム４００が測定装置４０２の下に位置決めした冷却孔と同一の冷却孔のものかどうかを検証するために、取得した画像の特性を、対応する冷却孔のモデルデータと比較する。取得した画像とモデルデータとが、所定の公差内で一致した場合は、測定装置４０２は、撮像された冷却孔が、画像を取得するのに適切な冷却孔であるとみなす。非接触測定システム４００は、表示計画に指定された次の冷却孔に進む。様々な実施形態では、調量部１２４及びディフューザ部１２６の両方を測定するために、同一角度からの画像を用いることができる。いくつかの実施形態では、画像は、調量部１２４及びディフューザ部１２６を測定するために、異なる角度から取得される。

図５は、非接触測定システム４００（図４に示す）で用いることができる、自動化された多軸イメージャ５００の斜視図である。例示的な実施形態では、多軸イメージャ５００は、ベース５０２、１本以上の支持脚５０４、５０６を備える。カート５１０は、ベース５０２に対して可動の関係で支持される。カート５１０は、ベース５０２の面５１６を横切って２つの方向５１２及び５１４に平行移動するように、かつ第３の方向５１８で、ベースから離れたりベースの方に向かったりするように構成される。検査治具５１９は、カート５１０に取り付けられた、或いはカート５１０に形成された位置決め装置５２０を備える。位置決め装置５２０は、１つ以上の軸線５１２、５１４、及び５１８周りで回転するように構成される。検査治具５１９は、これに限定されないが、ロータブレード１００（図１に示す）等の加工物（図示せず）を受けるように構成された加工物境界面５２６を有する。多軸イメージャ等の撮像装置５２８は、例えば横材５２９を用いて、支持脚５０４及び５０６に配置される。撮像装置５２８は、受け器５３０を備え、これは、一部の実施形態では、光学レンズ５３２を含む。撮像装置５２８は、これに限定されないが、冷却孔１０８〜１１６（図２に示す）等のロータブレード１００の表面特徴を有する、ロータブレード１００の画像を取得するように構成される。様々な実施形態では、画像は、コントローラ４０４（図４に示す）によって生成された表示計画に従って取得される。多軸イメージャ５００は、コントローラ４０４によって実施される表示計画の指示の下で、ロータブレード１００を撮像装置５２８に対して複数の位置に位置決めするように制御可能である。表示計画は、数百の冷却孔に費やされるはずの検査時間を削減することによって、画像取得技術を向上させる。表示計画は、ロータブレード１００の画像走査を介して、候補の冷却孔を取得できるようにし、その後、候補の冷却孔を仕様データの冷却孔に確実に一致させる。

一例では、成形済みの孔の１つの変形は、円錐と交差する円柱であり、その結果、円錐の中心軸線及び円柱の中心軸線は、互いに３０度等の小さい角度にあるが、やはり交差している。２つの形状の交点は、非円形の遷移線を形成し、材料の表面の点が、円錐の表面にある状態から変化して、円柱の表面にある点になる。例示的な実施形態では、これらの表面の点は、冷却孔１０８〜１１６を調べるために、多軸イメージャ５００を用いることによって、かつ軸線に沿って焦点を合わせた領域を動かすことによって配置され、軸線は、円錐又は円柱のいずれかの中心軸線に近接していてもよいが、必ずしも同一でなくてもよい。画像は、このようにして一連の手順で取得され、これらの画像は、孔表面のデータ点を含み、データ点は、明確に定義された表面テクスチャ、並びにデータ点によって、多軸イメージャ５００のベストフォーカスの平面に厳密に配置され、これにより、表面構造の明確さは、焦点から外れることによって低下しているためにベストフォーカスの平面内になく、これらの焦点から外れた表面の点の特性は、多軸イメージャ５００の光学系の点広がり関数（点広がり関数は、光学系からの距離に応じて点の画像が変化する様式として定義される）によって説明される。

円柱形、円錐形、及びこの２つの基本形状間の遷移を定義するために、多軸イメージャ５００からの画像によって収集されたデータは、それぞれの形状及び位置を一意に定義するために、円柱表面及び円錐表面の最小数の点のＸ、Ｙ、Ｚ座標を提供する。円柱の直径及び方向を定義するには、３点では明らかに不十分である。点は、特徴表面上にしか配置できないため、円柱の方向を識別するには、さらに多くの点が必要となる。完全な円柱について、円柱の直径と向きを定義するには、２つの平行な平面上にそれぞれ３つずつ、６つの点があれば十分という主張があるが、これは、完全な円柱及び完全な測定を保持するだけである。円柱が真円でない場合は、長さに沿って形状が変化しないと仮定して、単純な楕円の１つの平面で、最小の点の数が３つ増える場合がある。テーパ及び方向の両方が未知の円錐の場合は、他の真円でないものと同様に、これがさらに複雑になり、完全な円錐に１２以上の点が必要になる場合がある。実際の用途では、２つの基本形状の交点を決定するために、形状、大きさ、向き、及び互いに対する位置を定義するのにさらに多くの点が用いられる。

図６は、冷却孔１０８〜１１６（図２に示す）のうちの１つの３Ｄ点データ６００の図である。本明細書で説明される特徴抽出方法は、以下に示す２つのキーとなる追加入力を最大限に活用することよって、光プローブ３Ｄ点データにおける完全に自動化された操作が可能である。２つのキーとなる追加入力とは、（１）ディフューザ孔設計と光センサ特性との相互作用、及び（２）ディフューザ孔設計情報である。検査される冷却孔１０８〜１１６を有する、ロータブレード１００（図１に示す）は、加工物境界面５２６（図５に示す）に保持され、多軸イメージャ５００（図５に示す）の既知の位置にある。部品データムに対する冷却孔１０８〜１１６の位置／向きは、その設計データから知られ、これは、１つ以上のプロセッサ４１８（図４に示す）で使用するメモリ装置４２０（図４に示す）に記憶することができる。このデータを用いて、自動検査プログラムが、検査される冷却孔の３Ｄ点データを生成しながら、撮像装置５２８の下で部品を配向する。冷却孔１０８〜１１６の機械加工された位置は、製造ばらつきの影響を受けるが、特徴抽出アルゴリズムは、部品検査に必要とされる同一の設計データを使用することによって、その測定体積内の３Ｄ探索を、冷却孔の位置公差よりもわずかに大きい、小さい区域に削減する。したがって、アルゴリズム探索空間が大幅に削減される一方で、検査手順に余分な負荷がかかることはない。次に、３Ｄ点データは、縁から縁までのタイル状の配列（図示せず）で複数の三角面を作成するためにテッセレートされ、ブレード１００の表面６０２、調量部１２４の表面６０４、及び／又はディフューザ部１２６の表面６０６を表す。冷却孔の境界ポリラインセグメント６０２が、図６に示されている（後述）。

図７は、冷却孔１０８〜１１６（図２に示す）のうちの１つの複数の画像から抽出された、境界点７００の輪郭である。

３Ｄ点データの各点は、画像が取得されたときに焦点が合っている、視野平面又は焦点面１４０〜１５２（図４に示す）の交点、及び側壁１３４又は１３６（図３及び図４に示す）を表す。３Ｄ点データの境界は、ポリラインセグメント６０２として示されている。三角面は、自由端７０２を除く境界縁部を互いに共有し、三角面は、共通の隣接体をもたない。自由端７０２を決定することにより、各表面６０２、６０４、及び６０６（図６に示す）の境界を識別することが可能になる。

図８は、円柱形状の調量部８０６の、円柱軸線推定８０４の構築に用いられる、例示的な底部境界点８００の図である。自由端のポリラインセグメント６０２は、境界セグメントを形成する。非接触測定システム４００（図４に示す）等の、光学系のキーとなる態様は、照準線データを提供するのみである。内部キャビティ１２２の角等の、冷却孔１０８〜１１６（図２に示す）の内部の非照準線データは、測定されない。したがって、テッセレートされたデータの自由境界は、照準線が内部キャビティ１２２の中で終わっている底部で、冷却孔の内部に見出される。調量部１２４に隣接するディフューザ部１２６の底部が、通常は円柱形である、ディフューザ部１２６の一般的な設計のために、底部自由境界測定点はほぼ円柱面上にある。これらの点を推定として用いて、実際の冷却孔の配向位置、及び冷却孔１０８〜１１６の直径が算出される。

図９は、推定した円柱８０６に対する、径方向内側閾値９０２及び径方向外側閾値９０４内の全ての３Ｄ位置データ点９００が、円柱軸線推定をさらに精緻化するために抽出されることを示す。

図１０は、これらの抽出した点の３Ｄ（ｘ、ｙ、ｚ）デカルト座標が、３Ｄ円柱座標表示（ｒ、シータ（θ）、ｚ）にマッピングされることを示す。円柱座標は、高さ（ｚ）軸を重ね合わせることによって、二次元極座標を三次元に一般化したものである。デカルト座標（ｘ、ｙ、ｚ）で表されている１つの点は、空間１００２であり、以下のものを用いて円柱座標系で表される。

デカルト座標（ｘ、ｙ、ｚ）において、

ｚ＝ｚ 式（３）
ここでｒ∈（０、∞）、シータ∈［０、２π）、ｚ∈（−∞、∞）、及び逆正接は、（ｘ、ｙ）の正しい象限を考慮に入れるために、適切に定義される必要がある。

ｘ、ｙ、及びｚにおいて、
ｘ＝ｒｃｏｓθ 式（４）
ｙ＝ｒｓｉｎθ 式（５）
ｚ＝ｚ （式６）
本明細書では形状が円柱形であると述べられているが、調量部１２４は、任意の軸対称形状、例えば、これに限定されないが、円錐、楕円、又はこれらの組合せであってもよいことが理解されるべきである。このような事例では、調量部１２４は円錐、楕円、又は円錐楕円であり、数１のｒは、ｚ並びにｘ及びｙの関数になる。調量部１２４が円柱の場合は、半径はｚ軸に沿って一定になるが、この事例の半径は、ｚ軸に沿って変化することを意味する。

図１１は、複数のθビン１１００を示す。そのシータ（θ）値に基づいて、点は、シータ（θ）ビン１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、及び１１２０に割り当てられる。

図１２は、各θビン内の円柱点の最終的な抽出１２００を示す。円柱点の半径は、円柱軸線１２０２から決定される。最高のｚ値を有する点から始まる各シータ（θ）ビン内で、点のｒ値は、閾値内の推定された円柱半径と比較される。推定された円柱半径内でｒ値を有するものは保持され、残りは廃棄される。

図１３は、円柱軸線１２００の長さに沿って分類されたビン１３００内の点を示し、冷却孔１０８〜１１６及びディフューザ孔の一般形状が、翼形部１０２の冷媒側の円柱状から、翼形部１０２（図１に示す）の高温ガス側の非円柱状へと遷移することに着目して、点の分類が実行されることを示す。

図１４は、非接触測定システム４００（図４に示す）で使用できる、複数の冷却孔１０８〜１１６（図２に示す）の軸線及び半径を決定する方法１４００の流れ図である。例示的な実施形態では、方法１４００は、冷却孔１０８〜１１６の３Ｄ点データを受け取るステップ１４０２を含む。３Ｄ点データは、データの取得中にリアルタイムで受け取ることができ、或いは３Ｄ点データは、メモリ装置４２０から読み出すことができる。ステップ１４０４で自由境界が抽出され、ステップ１４０６で円柱の自由境界が決定される。様々な実施形態では、ロータブレード１００及び冷却孔１０８〜１１６用の、決定された自由境界及び仕様データは、閉塞した孔の状態を判定するのに用いられる。製造その他の工程中に、冷却孔に材料が残ると、孔が閉塞した状態が存在する場合がある。冷却孔が閉塞すると、ブレード１００内からブレード１００の表面へと流体の流れをもたらす冷却孔の機能が無効になる。他の実施形態では、閉塞した冷却孔を判定又は検証するために、円柱境界を予測するときに廃棄された３Ｄ点データも用いることができる。冷却孔が浅すぎる等、判定された孔の底部境界が予想しない位置にあることが見つかった場合、これは、撮像装置５２８が、十分な距離で調量部１２４を見下ろすように適切に位置決めされていないことを示している場合がある。また、判定された孔の底部境界が予想しない位置にある場合は、穴が閉塞していることを示している場合がある。これは、円柱半径を決定するときに閾値公差内になかったデータ点を用いて検証することができる。この点は、潜在的な外れ値になるものとして廃棄されたが、実際には閉塞した冷却孔を正確に示している場合がある。浅い底部境界判定、及び廃棄された円柱３Ｄデータ点を共に用いることは、孔が閉塞していることを使用者に通知するため、及び／又は予め判定された閉塞した冷却孔を検証するために用いることができる。

ステップ１４０８で最初の孔の軸線が算出され、ステップ１４１０で、３Ｄ点データの反復的なガウシアンフィルタによって最初の穴の軸線が精緻化される。軸線バイアスは、２次的な外れ値除去によって、ガウシアンフィルタから除去され、これは、３Ｄ位置データ点をデカルト表示から円柱座標表示（ｒ、θ、ｚ）に変換するステップ１４１２と、そのθ値に基づいて点を個別のビンに分割するステップ１４１４と、各ビンの点を、例えばｚ−低値からｚ−高値まで分類し、ｒ座標を用いて外れ値を除去するステップ１４１６とを含む。方法１４００は、ステップ１４１８で、点が削除されたか否かを判定する。点が削除された場合は、方法１４００は、ガウシアンフィルタから円柱の軸線バイアスを再度除去するためにステップ１４１２に戻る。点が削除されなかった場合は、方法１４００は、ステップ１４２０で、判定した孔の軸線及び半径を出力する。

図１５は、加工物の表面への開口を有する、下部表面特徴の境界を決定する方法１５００の流れ図である。例示的な実施形態では、方法１５００は、下部表面特徴の開口の予想される位置を決定するステップ１５０２と、複数の３Ｄデータ点の点群を決定するステップ１５０４とを含み、各３Ｄデータ点は、イメージャの複数の焦点面のうちの１つと、加工物の表面又は下部表面特徴の表面との交点を表す。また、方法１５００は、下部表面特徴の開口から離れて、距離閾値外にある複数の３Ｄデータ点の３Ｄデータ点を除去するステップ１５０６と、複数の３Ｄデータ点の残りの３Ｄデータ点を、ｚ方向に沿って分類するステップ１５０８とを含む。方法１５００は、分類した３Ｄデータ点の分類した位置に基づいて、分類した３Ｄデータ点を、加工物の表面部、ディフューザ部、及び調量部を含む、下部表面特徴の一部に割り当てるステップ１５１０と、加工物の表面部、ディフューザ部、及び調量部のうちの１以上の形状を定義するパラメータを抽出するステップ１５１２とをさらに含む。

図に示されたこの論理流れ図は、所望の結果に達するために、示されている特定の順序、又は逐次的な順序を必要としない。また、他のステップが提供されてもよく、説明されている流れ図からステップが除去されてもよく、説明されているシステムから他の構成部品が追加されたり、除外されたりしてもよい。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

特に詳細に説明してきた上述の実施形態は、単に例示的或いは可能な実施形態であり、含まれ得る多くの他の組合せ、追加、又は代替があることが理解されよう。

また、構成部品の特定の名前、用語の大文字使用、属性、データ構造その他のプログラミング又は構造の態様は、必須又は有意ではなく、本開示又はその特徴を実施する機構は、異なる名前、形式、又はプロトコルを有していてもよい。また本システムは、上述したように、ハードウェア及びソフトウェアの組合せを介して、或いは完全にハードウェア部品で、実施することができる。また、本明細書で説明される様々なシステム構成部品間の機能の特定の部分は、単に一例であって必須ではなく、単一のシステム構成部品によって実行される機能は、代わりに複数の構成部品によって実行されてもよく、複数の構成部品によって実行される機能が、代わりに単一の構成部品で実行されてもよい。

上述の説明の一部は、アルゴリズムに関する特徴、及び情報操作の記号表示を示す。これらのアルゴリズムの説明及び表示は、他の当業者に最も効率良く作業の内容を伝えるために、データ処理の当業者が用いることができる。これらの操作は、機能的又は論理的に説明されているが、コンピュータプログラムによって実施されることが理解される。さらに、これらの操作の配列を、一般性を失うことなく、モジュールと呼び、或いは機能名称で呼ぶことが、時には便利であることも分かっている。

上記の説明から明らかなように、特に断らない限り、この説明全体を通して、「処理する（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」又は「算出する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」又は「計算する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」又は「決定する（判定する）（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」又は「表示する（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」又は「提供する（もたらす）（ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ）」等の用語を使用する考察は、コンピュータシステムのメモリ、又はレジスタその他のこのような情報記憶装置、送信機、或いは表示装置内で、物理（電子）量として表されるデータを操作し変換する、コンピュータシステム又は同様の電子計算装置の動作及びプロセスを指すことが理解される。

上述の仕様に基づいて、本開示の上述の実施形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、或いはそれらの任意の組合せ又はサブセットを含む、コンピュータプログラミング又はエンジニアリング技術を用いて実施することができる。コンピュータ可読命令及び／又はコンピュータ実行可能な命令を有する、結果として得られるこのようなプログラムは、１つ以上のコンピュータ可読媒体内に具体化又は提供され、それによってコンピュータプログラム製品、すなわち説明された本開示の実施形態による製品を製造する。コンピュータ可読媒体は、例えば、固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ等の半導体メモリ、或いはインターネットその他の通信ネットワーク又はリンク等の、任意の送信／受信媒体であってもよい。コンピュータコードを含む製品は、１つの媒体から直接命令を実行し、１つの媒体から別の媒体にコードをコピーすることによって、又はネットワークを介してコードを送信することによって、作成及び／又は使用することができる。

本明細書及び特許請求の範囲を通じて使用されているような近似を表す用語は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、「約」及び「ほぼ」等の１つ又は複数の用語によって修飾された値は、特定された正確な値に限定されない。少なくとも複数の事例において、近似を表す用語は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。ここにおいて、並びに本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、範囲の制限は、組合せるかかつ／又は置き換えることができ、このような範囲は識別され、文脈又は用語で特に示されない限り、そこに含まれる全ての副範囲を含む。

本開示は様々な特定の実施形態に関して記載されているが、本開示は、請求項の精神及び範囲内で、修正を加えて実施できることが分かるであろう。

先の説明に基づいて理解されるように、本開示の上述の実施形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、或いはそれらの任意の組合せ又はサブセットを含む、コンピュータプログラミング又はエンジニアリング技術を用いて実施することができ、本方法及びシステムの技術的効果は、以下のステップのうちの少なくとも１つを実行することによって達成される。（ａ）各冷却孔から取得した点の３Ｄ位置データを受け取るステップであって、各冷却孔は、ほぼ円柱形の調量部１２４及び非円柱形のディフューザ部を含む、３Ｄ位置データを受け取るステップ。（ｂ）調量部１２４及びディフューザの表面を表す、テッセレートされた形状の自由境界を抽出するステップ。（ｃ）抽出した自由境界を用いて円柱の自由境界を決定するステップと、（ｄ）決定した円柱の自由境界を用いて最初の孔の軸線を決定するステップ。（ｅ）３Ｄ点データの反復的なガウシアンフィルタを用いて、最初の孔の軸線を精緻化するステップ。（ｆ）２次的な外れ値除去によって、ガウシアンフィルタから円柱の軸線バイアスを除去するステップ。（ｇ）決定した孔の軸線及び半径を出力するステップ。コンピュータ可読コード手段を有する、結果として得られるこのようなプログラムは、１つ以上のコンピュータ可読媒体内に具体化又は提供され、それによってコンピュータプログラム製品、すなわち説明された本開示の実施形態による製品を製造する。コンピュータ可読媒体は、例えば、これに限定されないが、固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等の半導体メモリ、及び／又はインターネットその他の通信ネットワーク又はリンク等の、任意の送信／受信媒体であってもよい。コンピュータコードを含む製品は、１つの媒体から直接コードを実行し、１つの媒体から別の媒体にコードをコピーすることによって、又はネットワークを介してコードを送信することによって、作成及び／又は使用することができる。

物体の表面特徴及び下部表面特徴の寸法パラメータを測定する方法及びシステムの上述の実施形態は、測定される特徴の表示計画を生成し、表示データを生成するために表示計画を実施し、かつ特徴の寸法データを生成するために表示データを分析する、費用対効果及び信頼性の高い手段を提供する。より詳細には、本明細書に記載の方法及びシステムは、冷却孔１０８〜１１６の調量部１２４の特徴の抽出を容易にする。また、上述の方法及びシステムは、冷却孔１０８〜１１６の成形済みのディフューザの特徴を抽出し、物体の表面に近接させることを容易にする。また、上述の方法及びシステムは、製造及び操作の品質を判定するために、抽出された特徴の点群データを、物体の電子表示と比較できる寸法データに変換することを容易にする。その結果、本明細書に記載された方法及びシステムは、費用対効果及び信頼性の高い方法で、物体の特徴を自動的に検査及び測定することを容易にする。

本明細書に記載の方法、システム、及び装置の例示的な技術的効果は、以下の項目のうちの少なくとも１つを含む。（ａ）冷却孔の３Ｄマップの取得、（ｂ）冷却孔を検査するためのより速いデータ収集、（ｃ）部分冷却のためにより小さい冷却孔を効果的に使用する性能であって、このようなより小さく設計された冷却孔は、より長い部品寿命、タービンの燃料効率をより高めるためのより高効率な翼形部、及び維持費削減をもたらす。さらに、３Ｄマップの取得は、完全なマップである必要はない。撮像装置５２８等の照準線センサを使用すると、冷却孔の全ての表面からデータを収集することができない。しかしながら、冷却孔の形状は、収集された３Ｄ点データを用いて、なお決定することができる。決定した形状は、次に、ロータブレード１００及び冷却孔１０８〜１１６の仕様データと比較される。冷却孔の表面のデータ量のみが、ロータブレード１００及び冷却孔１０８〜１１６の仕様データと比較される。失われているデータは、比較に用いられない。最小量のデータの閾値もまた、表面測定値の所望のレベルの確実性をもたらすように決定することができる。

本明細書で説明する特徴抽出技術は、他の一般的な技術と比較して、より頑強である。曲率に基づくセグメント化、点群のガウスマップの算出、ＲＡＮＳＡＣアルゴリズムに基づくセグメント化等の、３Ｄ点データにおける円柱又は軸対称の特徴を識別するための、現在利用可能な汎用技術は、製造時の冷却孔のセグメントの識別に、適切なロバスト性及び精度をもたらさない。このような既存の汎用技術では、センサ又は設計情報は使用されない。さらに、製造時の冷却孔の点群には、表面粗さ、冷却孔データの非真円性、及び光学ノイズという３つの課題が存在するために、オペレータの解釈が必要なことにより、これらの既存の方法では完全な自動化を達成するのは困難である。本明細書に記載された動作原理は、ノズル、ベーン、燃焼器、ブレード及びバケット等の、より広範囲の部品に機械加工された冷却孔の自動特徴抽出に適用されてもよい。

本開示の様々な実施形態の特定の特徴が、一部の図面に示され、他の図面に示されていない場合があるが、これは単に便宜のためである。本開示の原理によれば、図面の特徴はいずれも、任意の他の図面の任意の特徴と組合せて、参照及び／又は特許請求することができる。

物体の画像から得られた点群データを使用して、物体の物理的な特徴寸法を自動的に決定するための例示的な方法及び装置が、詳細に上述されている。図示されている装置は、本明細書で説明されている特定の実施形態に限定されず、むしろ、それぞれの構成部品は、本明細書に記載されている他の構成部品とは独立して個別に使用されてもよい。各システム構成部品は、他のシステム構成部品と組合せて使用することもできる。

いくつかの実施形態は、１つ以上の電子機器又はコンピュータ機器の使用を含む。このような機器は、一般に、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）装置、及び／或いは本明細書に記載の機能を実行可能な他の回路又は処理装置等の、プロセッサ、処理装置、又はコントローラを含む。本明細書で説明される方法は、これに限定されないが、記憶装置及び／又はメモリ装置を含む、コンピュータ可読媒体で具体化される、実行可能な命令としてエンコードすることができる。このような命令が処理装置によって実行されると、処理装置は、本明細書で説明される少なくとも一部の方法を実行する。上記の例は単に例示的であり、したがって、プロセッサ及び処理装置という用語の定義及び／又は意味を限定することは決して意図されていない。

ここに記載された説明は、最良の態様を含む本開示を説明するため、また、任意の装置又はシステムの作成及び使用、並びに任意の組合せられた方法の実行を含み、当業者が本開示を実施できるようにするために例を用いる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、かつ当業者が思いつく他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文言とごくわずかしか異ならない同等の構成要素を含む場合は、特許請求の範囲内であることが意図される。
［実施態様１］
加工物（１００）の画像を受け、画像は、複数の焦点面（１４０〜１５２）における加工物（１００）に関する視覚情報、及び２以上の焦点面同士の間の加工物（１００）に関する視覚情報のうちの少なくとも１つを含み、
複数の３Ｄデータ点（６００）の点群を決定し、複数の３Ｄデータ点（６００）のそれぞれは、複数の焦点面（１４０〜１５２）のうちの１つと加工物（１００）の表面との交点、並びに２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域にある加工物（１００）の位置情報のうちの少なくとも１つを表し、
複数の３Ｄデータ点（６００）の点群を用いて、加工物（１００）の複数の特徴寸法を決定し、
決定した複数の特徴寸法を、決定した複数の特徴寸法の少なくとも一部に対応する製造仕様と比較し、
所定の閾値を超える、少なくとも比較の指標を出力するように構成された、
多軸イメージャ（５００）を備える、
自動測定システム（４００）。
［実施態様２］
治具（５１９）であって、
加工物（１００）を受けるように構成された加工物境界面（５２６）であって、加工物（１００）が、所定の位置及び寸法を有する、表面特徴及び下部表面特徴を含む、加工物境界面（５２６）と、
加工物（１００）を治具（５１９）の少なくとも１本の軸線（５１２、５１４、５１８）の周りで回転させること、及び加工物（１００）を経路に沿って平行移動させることのうちの少なくとも１つを行うように構成された位置決め装置（５２０）とを含む、治具（５１９）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム（４００）。
［実施態様３］
多軸イメージャ（５００）が、受け器（５３０）を含む照準線撮像装置（５２８）を備え、多軸イメージャ（５００）が、複数の視野角から加工物（１００）の画像を受け取るように構成され、複数の視野角の各視野角が、加工物（１００）と多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）との相対位置によって決定される、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
加工物（１００）の電子表示を受け取り、
多軸イメージャ（５００）を用いて、かつ加工物（１００）の受け取った電子表示に基づいて、表面特徴及び下部表面特徴の検査を実行するための表示計画を決定し、表示計画は、多軸イメージャ（５００）を用いて、１つ以上の表面特徴及び下部表面特徴を表示するための決定したルートを含み、
加工物（１００）を表示計画に従って自動的に位置決めし、
複数の視野平面で、表示計画における表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの画像を自動的に取得し、
取得した画像を用いて、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの三次元（３Ｄ）点群を生成し、３Ｄ点群は、複数の３Ｄ位置データ点（９００）を含み、
生成した点群を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の寸法を決定するように構成された、
コントローラ（４０４）をさらに備える、実施態様３に記載のシステム（４００）。
［実施態様５］
表面特徴及び下部表面特徴が、タービンブレード（１００）の冷却孔（１０８〜１１６）を画定する、実施態様４に記載のシステム（４００）。
［実施態様６］
決定した表示計画が、多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）に対して、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれを順に位置決めするための命令を含む、実施態様４に記載のシステム（４００）。
［実施態様７］
表面特徴が、ディフューザ部（１２６）を含み、下部表面特徴が、ディフューザ部（１２６）から加工物（１００）の中に延びるボア（１２４）を含み、ボア（１２４）が、そこを通って延びる中心線（１３０）を画定し、決定した表示計画が、ボア（１２４）のそれぞれを多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）に対して非直交に、順に位置決めするための命令を含む、実施態様４に記載のシステム（４００）。
［実施態様８］
コントローラ（４０４）が、ディフューザ部（１２６）の側壁（１３６）を表す三角面のメッシュを作成するために、３Ｄ位置データ点（９００）をテッセレートするようにさらに構成される、実施態様４に記載のシステム（４００）。
［実施態様９］
三角面のメッシュの、三角面の少なくとも一部が、自由端（７０２）を除く境界縁部を互いに共有し、三角面が、三角面のメッシュの境界セグメントを形成する、共通の隣接体、及び自由端（７０２）のポリラインセグメント（６０２）をもたない、実施態様８に記載のシステム（４００）。
［実施態様１０］
コントローラ（４０４）が、
表面特徴及び下部表面特徴の内部の３Ｄ位置データ点（９００）を、ディフューザ部（１２６）の底部でテッセレートし、多軸イメージャ（５００）の照準線が、加工物（１００）の内部キャビティ（１２２）の中で終わり、
テッセレートしたデータの自由境界を用いて、多軸イメージャ（５００）の照準線を超える底部自由境界測定点（８００）を推定し、
底部自由境界測定点（８００）の推定を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の実際の配向位置並びに直径を決定し、
表面特徴及び下部表面特徴の決定した実際の配向位置及び直径から、軸対称形状及び形状軸線を推定するようにさらに構成される、実施態様８に記載のシステム（４００）。
［実施態様１１］
コントローラ（４０４）が、
形状軸線の推定をさらに精緻化するために、推定した軸対称形状に対して、距離閾値内の全ての３Ｄ位置データ点（９００）を抽出し、
抽出した点（６００）の３Ｄデカルト座標（ｘ、ｙ、ｚ）を、３Ｄ円柱座標（ｒ、θ、ｚ）にマッピングすることによって、複数のｒ値を画定し、
点（９００）を、θ値に基づいて複数のθビン（１１００）のうちの１つに割り当てるようにさらに構成される、実施態様１０に記載のシステム（４００）。
［実施態様１２］
コントローラ（４０４）が、
複数のθビン（１１００）のそれぞれの点（９００）のｒ値を、閾値内の推定した軸対称形状半径と比較し、最高のｚ値を有する点（９００）から始まって、ｚ値の降順で全ての点が続き、
推定した軸対称形状半径の閾値内のｒ値を有する点（９００）を保持し、
点（９００）の残りを廃棄するようにさらに構成される、実施態様１１に記載のシステム（４００）。
［実施態様１３］
加工物（１００）の特徴が、所定の位置及び寸法を有する、表面特徴及び下部表面特徴を含む、実施態様１に記載のシステム（４００）。
［実施態様１４］
多軸イメージャ（５００）が、
多軸イメージャ（５００）のレンズ（５３２）の電子表示を受け、
レンズ（５３２）の電子表示を用いて、２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域における加工物（１００）の位置情報を表す、複数の３Ｄデータ点（６００）を決定するようにさらに構成される、実施態様１に記載のシステム（４００）。
［実施態様１５］
複数の成形済みの冷却孔（１０８〜１１６）の寸法パラメータを自動的に測定するための、コンピュータで実施される方法（１４００）であって、方法は、ユーザインターフェース及びメモリ装置（４２０）に接続されたコンピュータ機器を用いて実施され、
各冷却孔（１０８〜１１６）から三次元（３Ｄ）位置データ点（６００）を受け取るステップ（１４０２）であって、各冷却孔（１０８〜１１６）は、ほぼ軸対称形状の調量部（１２４）、及び非円柱状のディフューザ部（１２６）を有する、三次元（３Ｄ）位置データ点（６００）を受け取るステップ（１４０２）と、
ほぼ軸対称形状の調量部（１２４）、及び非円柱状のディフューザ部（１２６）の側壁（１３４、１３６）の表面を表す、テッセレートされた形状の自由境界を抽出するステップ（１４０４）と、
抽出した自由境界を用いて、軸対称形状の自由境界を決定するステップ（１４０６）と、
軸対称形状の決定した自由境界を用いて、最初の冷却孔軸線を決定するステップ（１４０８）と、
３Ｄ位置データ点（９００）の反復的なガウシアンフィルタを用いて、最初の冷却孔軸線を精緻化するステップ（１４１０）と、
２次的な外れ値除去によって、ガウシアンフィルタから軸線バイアスを除去するステップと、
決定した冷却孔軸線及び半径を出力するステップとを含む、方法（１４２０）。
［実施態様１６］
ガスタービンエンジンブレード（１００）の、複数の冷却孔（１０８〜１１６）の軸線及び半径を決定するステップをさらに含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
３Ｄ位置データ点（９００）を、データ（６００）の取得中にリアルタイムで受け取るステップ、及びメモリ装置（４２０）から、記憶した３Ｄ位置データ点（９００）を読み出すステップのうちの少なくとも１つをさらに含む、実施態様１５に記載の方法（１４００）。
［実施態様１８］
２次的な外れ値除去によって、ガウシアンフィルタから軸線バイアスを除去するステップが、
３Ｄ位置データ点（９００）を、デカルト表示から円柱座標表示（ｒ、θ、ｚ）に変換するステップ（１４１２）と、
３Ｄ位置データ点（９００）のθ値の値に基づいて、３Ｄ位置データ点（９００）を個別のビン（１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０）に分割するステップ（１４１４）と、
３Ｄ位置データ点（９００）のｚ値に基づいて、３Ｄ位置データ点（９００）を各ビン（１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０）に分類するステップ（１４１６）と、
各３Ｄ位置データ点（９００）のｒ値を用いて、分類した３Ｄ位置データ点（９００）の外れ値を除去するステップ（１４１６）と、
分類した３Ｄ位置データ点（９００）のいずれかが除去されたかどうかを判定するステップ（１４１８）と、
分類した３Ｄ位置データ点（９００）のいずれかが除去された場合は、変換するステップ（１４１２）に戻るステップと、
分類した３Ｄ位置データ点（９００）が除去されなかった場合は、決定した冷却孔軸線及び半径を出力するステップ（１４２０）とを含む、実施態様１５に記載の方法（１４００）。
［実施態様１９］
各３Ｄ位置データ点（９００）のｒ値を用いて外れ値を除去するステップ（１４１６）が、各３Ｄ位置データ点（９００）のｒ値を円柱の推定した半径と比較することをさらに含む、実施態様１８に記載の方法（１４００）。
［実施態様２０］
具体化されたコンピュータ実行可能な命令を有する、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、１以上のプロセッサ（４１８）によって実行されると、コンピュータ実行可能な命令によって、プロセッサ（４１８）が、
１つ以上の表面特徴及び下部表面特徴を有する加工物（１００）の電子表示を受け、
多軸イメージャ（５００）を用いて、加工物（１００）の受け取った電子表示に基づいて、表面特徴及び下部表面特徴の検査を実行するための表示計画を決定し、表示計画は、多軸イメージャ（５００）を用いて、１つ以上の表面特徴及び下部表面特徴を表示するための決定したルートを含み、
表示計画に従って加工物（１００）を位置決めし、
複数の視野平面で、表示計画にある、各表面特徴及び下部表面特徴の画像を取得し、
取得した画像を用いて、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの三次元（３Ｄ）点群を生成し、３Ｄ点群は、複数の３Ｄ位置データ点（９００）を含み、
生成した点群を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の寸法を決定する、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２１］
表面特徴が、ディフューザ部（１２６）を含み、コンピュータ実行可能な命令によってプロセッサ（４１８）がさらに、ディフューザ部（１２６）の側壁（１３６）を表す三角面のメッシュを作成するために、３Ｄ位置データ点（９００）を三角化する、実施態様２０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２２］
三角面のメッシュの、三角面が、自由端（７０２）を除く境界縁部を互いに共有し、三角面が、三角面のメッシュの境界セグメントを形成する、共通の隣接体、及び自由端（７０２）のポリラインセグメント（６０２）をもたない、実施態様２０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２３］
コントローラ（４０４）が、
表面特徴及び下部表面特徴の内部の３Ｄ位置データ点（９００）を、ディフューザ部（１２６）の底部でテッセレートし、多軸イメージャ（５００）の照準線が、内部キャビティ（１２２）の中で終わり、
テッセレートしたデータの自由境界を用いて、多軸イメージャ（５００）の照準線を超える底部自由境界測定点（８００）を推定し、
推定を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の実際の配向位置並びに直径を決定するようにさらに構成される、実施態様２０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２４］
コントローラ（４０４）が、
円柱軸線の推定をさらに精緻化するために、推定した円柱に対して、距離閾値内の全ての３Ｄ位置データ点（９００）を抽出し、
抽出した点（６００）の３Ｄデカルト座標（ｘ、ｙ、ｚ）を、３Ｄ円柱座標（ｒ、θ、ｚ）にマッピングすることによって、複数のｒ値を定義し、
点（９００）を、θ値に基づいてθビン（１１００）に割り当てるようにさらに構成される、実施態様２０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２５］
コントローラ（４０４）が、
各θビン（１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０）の点（９００）のｒ値を、閾値内の推定した円柱半径と比較し、最高のｚ値を有する点（９００）から始まって、ｚ値の降順で全ての点（９００）が続き、
推定した円柱半径の閾値内のｒ値を有する点（９００）を保持し、
点（９００）の残りを廃棄するようにさらに構成される、実施態様２０に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
［実施態様２６］
加工物（１００）の表面への開口を有する下部表面特徴の境界を決定する方法（１５００）であって、
下部表面特徴の開口の予想される位置を決定するステップ（１５０２）と、
複数の３Ｄデータ点（６００）の点群を決定するステップ（１５０４）であって、各３Ｄデータ点（６００）は、イメージャ（５００）の複数の焦点面（１４０〜１５２）のうちの１つと、加工物（１００）の表面、又は下部表面特徴の表面との交点を表す、点群を決定するステップ（１５０４）と、
下部表面特徴の開口から離れて距離閾値外にある、複数の３Ｄデータ点（６００）の３Ｄデータ点（６００）を除去するステップ（１５０６）と、
複数の３Ｄデータ点（６００）の残りの３Ｄデータ点（６００）を、ｚ方向に沿って分類するステップ（１５０８）と、
分類した３Ｄデータ点（６００）の分類した位置に基づいて、分類した３Ｄデータ点（６００）を下部表面特徴の一部に割り当てるステップ（１５１０）であって、下部表面特徴が、加工物表面部、ディフューザ部（１２６）、及び調量部（１２４）を含む、３Ｄデータ点（６００）を割り当てるステップ（１５１０）と、
加工物表面部、ディフューザ部（１２６）、及び調量部（１２４）のうちの１以上の形状を定義するパラメータを抽出するステップ（１５１２）とを含む、方法（１５００）。
［実施態様２７］
下部表面特徴の予想される位置を決定するステップ（１５０２）が、加工物（１００）の電子表示を用いて下部表面特徴の予想される位置を決定することを含む、実施態様２６に記載の方法（１５００）。
［実施態様２８］
加工物表面部、ディフューザ部（１２５）、及び調量部（１２４）の各部分の予想される形状を適合させる所定の閾値内にある、抽出したパラメータに、３Ｄデータ点（６００）を反復的に追加することを含む、実施態様２６に記載の方法（１５００）。
［実施態様２９］
ｋ近傍点距離チェックを用いて、任意の底部の外れ値３Ｄデータ点を検証することをさらに含む、実施態様２６に記載の方法（１５００）。

１００ ロータブレード
１０２ ブレード翼形部
１０４ ブレード根元
１０６ 翼形部壁
１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６ 冷却孔
１１８ 内面
１２０ 外面
１２２ 内部キャビティ
１２４ 調量部（ボア）
１２６ ディフューザ部
１２８ 接合部
１３０、１３２ 中心線
１３４、１３６ 側壁
１３８ 角度
１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２ 焦点面
４００ 自動非接触測定システム
４０２ 測定装置
４０４ コントローラ
４０６ 経路
４１０、４１２、４１４ 軸線
４１６ 非接触センサ
４１８ プロセッサ
４２０ メモリ装置
５００ 多軸イメージャ
５０２ ベース
５０４、５０６ 支持脚
５１０ カート
５１２、５１４、５１８ 方向（軸線）
５１６ 面
５１９ 検査治具
５２０ 位置決め装置
５２６ 加工物境界面
５２８ 撮像装置
５２９ 横材
５３０ 受け器
５３２ 光学レンズ
６００ ３Ｄデータ点
６０２ 境界ポリラインセグメント、表面
６０４、６０６ 表面
７００ 境界点
７０２ 自由端
８００ 底部境界点
８０４ 円柱軸線推定
８０６ 推定された円柱、調量部
９００ ３Ｄ位置データ点
９０２ 径方向内側閾値
９０４ 径方向外側閾値
１００２ 空間
１１００ 複数のシータ（θ）ビン
１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、１１１２、１１１４、１１１６、１１１８、１１２０ 個別のシータ（θ）ビン
１２００ 最終的な抽出、円柱軸線
１２０２ 円柱軸線
１３００ ビン
１４００ 方法
１５００ 方法

Claims (10)

1. 加工物（１００）の画像を受け、画像は、複数の焦点面（１４０〜１５２）における加工物（１００）に関する視覚情報、及び２以上の焦点面同士の間の加工物（１００）に関する視覚情報のうちの少なくとも１つを含み、
   複数の３Ｄデータ点（６００）の点群を決定し、複数の３Ｄデータ点（６００）のそれぞれは、複数の焦点面（１４０〜１５２）のうちの１つと加工物（１００）の表面との交点、並びに２以上の焦点面同士の間のデフォーカス領域にある加工物（１００）の位置情報のうちの少なくとも１つを表し、
   複数の３Ｄデータ点（６００）の点群を用いて、加工物（１００）の複数の特徴寸法を決定し、
   決定した複数の特徴寸法を、決定した複数の特徴寸法の少なくとも一部に対応する製造仕様と比較し、
   所定の閾値を超える、少なくとも比較の指標を出力するように構成された、
   多軸イメージャ（５００）を備える、
   自動測定システム（４００）。
2. 治具（５１９）であって、
   加工物（１００）を受けるように構成された加工物境界面（５２６）であって、加工物（１００）が、所定の位置及び寸法を有する、表面特徴及び下部表面特徴を含む、加工物境界面（５２６）と、
   加工物（１００）を治具（５１９）の少なくとも１本の軸線（５１２、５１４、５１８）の周りで回転させること、及び加工物（１００）を経路に沿って平行移動させることのうちの少なくとも１つを行うように構成された位置決め装置（５２０）とを含む、治具（５１９）をさらに備える、請求項１に記載のシステム（４００）。
3. 多軸イメージャ（５００）が、受け器（５３０）を含む照準線撮像装置（５２８）を備え、多軸イメージャ（５００）が、複数の視野角から加工物（１００）の画像を受け取るように構成され、複数の視野角の各視野角が、加工物（１００）と多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）との相対位置によって決定される、請求項２に記載のシステム。
4. 加工物（１００）の電子表示を受け取り、
   多軸イメージャ（５００）を用いて、かつ加工物（１００）の受け取った電子表示に基づいて、表面特徴及び下部表面特徴の検査を実行するための表示計画を決定し、表示計画は、多軸イメージャ（５００）を用いて、１つ以上の表面特徴及び下部表面特徴を表示するための決定したルートを含み、
   加工物（１００）を表示計画に従って自動的に位置決めし、
   複数の視野平面で、表示計画における表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの画像を自動的に取得し、
   取得した画像を用いて、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれの三次元（３Ｄ）点群を生成し、３Ｄ点群は、複数の３Ｄ位置データ点（９００）を含み、
   生成した点群を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の寸法を決定するように構成された、
   コントローラ（４０４）をさらに備える、請求項３に記載のシステム（４００）。
5. 表面特徴及び下部表面特徴が、タービンブレード（１００）の冷却孔（１０８〜１１６）を画定する、請求項４に記載のシステム（４００）。
6. 決定した表示計画が、多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）に対して、表面特徴及び下部表面特徴のそれぞれを順に位置決めするための命令を含む、請求項４に記載のシステム（４００）。
7. 表面特徴が、ディフューザ部（１２６）を含み、下部表面特徴が、ディフューザ部（１２６）から加工物（１００）の中に延びるボア（１２４）を含み、ボア（１２４）が、そこを通って延びる中心線（１３０）を画定し、決定した表示計画が、ボア（１２４）のそれぞれを多軸イメージャ（５００）の受け器（５３０）に対して非直交に、順に位置決めするための命令を含む、請求項４に記載のシステム（４００）。
8. コントローラ（４０４）が、ディフューザ部（１２６）の側壁（１３６）を表す三角面のメッシュを作成するために、３Ｄ位置データ点（９００）をテッセレートするようにさらに構成される、請求項４に記載のシステム（４００）。
9. 三角面のメッシュの、三角面の少なくとも一部が、自由端（７０２）を除く境界縁部を互いに共有し、三角面が、三角面のメッシュの境界セグメントを形成する、共通の隣接体、及び自由端（７０２）のポリラインセグメント（６０２）をもたない、請求項８に記載のシステム（４００）。
10. コントローラ（４０４）が、
    表面特徴及び下部表面特徴の内部の３Ｄ位置データ点（９００）を、ディフューザ部（１２６）の底部でテッセレートし、多軸イメージャ（５００）の照準線が、加工物（１００）の内部キャビティ（１２２）の中で終わり、
    テッセレートしたデータの自由境界を用いて、多軸イメージャ（５００）の照準線を超える底部自由境界測定点（８００）を推定し、
    底部自由境界測定点（８００）の推定を用いて、表面特徴及び下部表面特徴の実際の配向位置並びに直径を決定し、
    表面特徴及び下部表面特徴の決定した実際の配向位置及び直径から、軸対称形状及び形状軸線を推定するようにさらに構成される、請求項８に記載のシステム（４００）。