JP2020008903A

JP2020008903A - 測定データ観察装置、測定支援装置、及びプログラム

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Publication number: JP2020008903A
Application number: JP2018126370A
Authority: JP
Inventors: 信策阿部; Shinsaku Abe
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-01-16

Abstract

【課題】被測定物の表面性状を直感的に把握可能とする測定データ観察装置を提供する。【解決手段】測定データ観察装置１００は、３次元測定機１０における被測定物の存在位置を示す点群データに被測定物の３次元モデルをフィッティングさせるフィッティング手段１１０と、３次元測定機により表面性状が測定された被測定物の表面領域についての測定データを視覚化するデータ視覚化手段１２０と、測定データが視覚化された被測定物の表面領域に対応する、３次元測定機における被測定物の存在位置にフィッティングされた被測定物の３次元モデルの表面領域に、視覚化された測定データを貼り付けることにより、観察客体を生成する観察客体生成手段１３０と、観察客体を表示させる表示部１４０と、観察客体の表示部への表示のさせ方を観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる表示制御手段１５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被測定物の観察に資する測定データ観察装置、測定支援装置、及びプログラムに関する。

例えば、三次元測定機（例えば特許文献１参照）などの測定機による被測定物の表面性状の測定データは、粗さなどの数値や等高線図などのグラフィック表現により測定者に提供されるのが一般的である。

また例えば、被測定物の深穴に三次元測定機のプローブを挿入して測定位置の位置決めをする際には、穴の深さと測定機の座標に基づき行うのが一般的である。

特開２０００−６５５６１号公報

数値やグラフによる測定データからは、被測定物の表面性状を直感的に把握することができず、数値やグラフから人間が具体的にイメージする必要があった。

また、被測定物の深穴に三次元測定機のプローブを挿入して測定位置の位置決めをする際には、穴の深さと測定機の座標から推測で操作する必要があった。

本発明の目的は、被測定物の表面性状の測定データを直感的に把握可能とする測定データ観察装置、被測定物の測定位置の位置決めを容易にする測定支援装置、及びプログラムを提供することにある。

本発明の測定データ観察装置は、３次元測定機における被測定物の存在位置を示す点群データに被測定物の３次元モデルをフィッティングさせるフィッティング手段と、３次元測定機により表面性状が測定された被測定物の表面領域についての測定データを視覚化するデータ視覚化手段と、測定データが視覚化された被測定物の表面領域に対応する、３次元測定機における被測定物の存在位置にフィッティングされた被測定物の３次元モデルの表面領域に、視覚化された測定データを貼り付けることにより、観察客体を生成する観察客体生成手段と、観察客体を表示させる表示部と、観察客体の表示部への表示のさせ方を観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる表示制御手段と、を備える。

観察条件は、観察視点、観察方向、観察倍率又は観察範囲の少なくとも１つを含むようにしてもよい。

表示部は、観察者が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ装置の表示部として構成し、表示制御手段への観察条件の入力を観察者が頭部を動作させることで実現するようにしてもよい。

測定データの視覚化は、測定データの値を立体形状の大小又は色の濃淡により表現することにより行ってもよい。

データ視覚化手段は、測定データの視覚化に際し、観察者により入力された情報に基づき視覚化の倍率を変化可能に構成してもよい。

以上のような本発明の測定データ観察装置によれば、被測定物の測定データに基づき生成された観察客体を、様々な範囲を様々な縮尺で観察して被測定物の表面性状を直感的に把握することが可能となる。

本発明の測定支援装置は、３次元測定機における被測定物の存在位置を示す点群データに被測定物の３次元モデルをフィッティングさせるフィッティング手段と、３次元測定機のプローブの座標を取得する座標取得手段と、被測定物の存在位置にフィッティングされた被測定物の３次元モデルを表示させる表示部と、被測定物の３次元モデルの表示部への表示のさせ方を、観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる表示制御手段と、を備え、表示制御手段は、被測定物の３次元モデルを表示部に表示させる際に、プローブの座標に対応する位置が表示部の表示範囲に含まれる場合に、当該位置を所定の形式で、被測定物の３次元モデルに重畳して表示部に表示させる。

これにより、例えば被測定物の深穴に３次元測定機のプローブを挿入して測定位置の位置決めをする際に、穴の中に設定した視点から測定位置を適切な縮尺で観察しながら三次元測定機を操作してプローブの位置決めをすることが可能となる。

本発明の測定データ観察装置及び測定支援装置の各手段の機能は、プログラムに記述してコンピュータに実行させることにより実現してもよい。

測定データ観察装置１００の機能ブロック図である。観察条件を変化させることによる効果を説明する図である。測定データ観察装置１００の効果が発揮される場面の一例を示す図である。測定支援装置２００の機能ブロック図である。測定支援装置２００の効果を説明する図である。各手段の機能が記述されたプログラムをＣＰＵで実行することにより各手段の機能を実現する測定データ観察装置１００又は測定支援装置２００の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、同一の部位には同一の符号を付し、一度説明した部位については適宜その説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１に本発明の測定データ観察装置１００の機能ブロック図を示す。測定データ観察装置１００は、フィッティング手段１１０、データ視覚化手段１２０、観察客体生成手段１３０、表示部１４０及び表示制御手段１５０を備える。

フィッティング手段１１０は、３次元測定機１０における被測定物の存在位置を示す点群データに被測定物の３次元モデルをフィッティングさせる。点群データは、３次元測定機１０による測定結果を、任意の方式の無線通信手段や有線通信手段を介して直接入力してもよいし、３次元測定機１０による測定結果が一旦記憶された外部記憶媒体から読み出すなど、間接的に入力してもよい。

データ視覚化手段１２０は、３次元測定機１０により表面性状が測定された被測定物の表面領域についての測定データを視覚化する。測定データは、例えば、測定を実行した３次元測定機１０から任意の方式の無線通信や有線通信により取得してもよいし、予め用意された測定データの入力により取得してもよい。

測定データを視覚化する方法は任意であり、例えば、測定データに含まれる各点データの値の大小を立体形状の大小や色の濃淡・グラデーションで表現する方法などが挙げられる。

また、測定データの視覚化に際し、観察者により入力された情報に基づき視覚化の倍率を変化させることができるように構成してもよい。これにより、例えば各点データの値の差異が小さく、そのままでは立体化しても測定値の差異を視認しづらい場合に、差異を強調して差異を視認しやすくすることができる。視覚化倍率を示す情報の入力の実現方法は任意であり、例えば、表示部１４０に入力インタフェース画面を表示し、観察者が当該入力インタフェース画面にマウスやキーボードなどの入力部から入力できるようにする方法が挙げられる。

観察客体生成手段１３０は、測定データが視覚化された被測定物の表面領域に対応する、３次元測定機における被測定物の存在位置にフィッティングされた被測定物の３次元モデルの表面領域に、視覚化された測定データを貼り付けることにより、観察客体を生成する。

表示部１４０は、任意の方式・形態のディスプレイ装置であり、観察客体生成手段１３０で生成された観察客体を表示する。

表示制御手段１５０は、観察客体の表示部への表示のさせ方を、観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる。観察条件は任意であり、例えば、観察視点、観察方向、観察倍率若しくは観察範囲のいずれか、又はこれらのうち２以上の組み合わせにより構成する。観察条件を示す情報の入力の実現方法は任意であり、例えば、表示部１４０に入力インタフェース画面を表示し、観察者が当該入力インタフェース画面にマウスやキーボードなどの入力部から入力できるようにする方法が挙げられる。

観察条件を相違させることで、測定データを多角的に評価することができる。例えば、観察視点を近く、かつ、観察倍率を高くすれば被測定物Ｗを詳細に観察することができ、観察視点を遠く、かつ観察倍率を低くすれば被測定物Ｗを俯瞰的に観察することができる。すなわち、同じ被測定物Ｗでも図２(a)に示すようにあたかも観察者が小さくなったかのように観察したり、逆に図２(b)に示すように大きくなったりしたかのように観察することができる。これにより、表面の歪やうねりなどを詳細に又は俯瞰的に観察することができる。

より具体的には、例えば図３(a)に示すように、狭い穴がある被測定物Ｗの場合に観察視点を穴の中に設定することで、自身が穴の中に入ったかのように観察することができる。また例えば、図３(b)に示すように大型三次元測定機を使用した測定の場合に、観察視点を遠くに設定することで、観察者が被測定物Ｗを俯瞰的に観察することができる。その他、観察範囲を変化させることで、例えば、被測定物Ｗを回転させたかのように様々な角度から観察することができる。

以上のように、本発明の測定データ観察装置１００によれば、被測定物の測定データに基づき生成された観察客体を、様々な範囲を様々な縮尺で観察して被測定物の表面性状を直感的に把握することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図４に本発明の測定支援装置２００の機能ブロック図を示す。測定支援装置２００は、フィッティング手段１１０、座標取得手段２１０、表示部１４０及び表示制御手段２２０を備える。

フィッティング手段１１０は、測定データ観察装置１００と同様に、３次元測定機１０における被測定物の存在位置を示す点群データに被測定物の３次元モデルをフィッティングさせる。

座標取得手段２１０は、３次元測定機１０のプローブの座標を取得する。座標の取得方法は任意であり、例えば３次元測定機１０から任意の方式の無線通信や有線通信により取得する。

表示部１４０は、測定データ観察装置１００と同様に任意の方式・形態のディスプレイ装置であり、３次元測定機における被測定物の存在位置にフィッティングされた被測定物の３次元モデルを表示させる。

表示制御手段２２０は、被測定物の３次元モデルの表示部１４０への表示のさせ方を、観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる。観察条件は任意であり、例えば、観察視点、観察方向、観察倍率若しくは観察範囲のいずれか、又はこれらのうち２以上の組み合わせにより構成する。観察条件を示す情報の入力の実現方法は任意であり、例えば、表示部１４０に入力インタフェース画面を表示し、観察者が当該入力インタフェース画面にマウスやキーボードなどの入力部から入力できるようにする方法が挙げられる。

表示制御手段２２０は更に、被測定物の３次元モデルを表示部１４０に表示させる際に、プローブの座標に対応する位置が表示部１４０の表示範囲に含まれる場合に、当該位置を所定の形式で、被測定物の３次元モデルに重畳して表示部１４０に表示させる。

例えば、観察視点を被測定物Ｗに形成された狭い穴の中に設定する場合、表示部１４０に表示された３次元モデルの穴の中の画像に重畳させて、図５(a)に示すようにマーカＭを表示させる。マーカＭの代わりに、例えば、図５(b)に示すようにプローブＰの３次元モデルをプローブ先端ＰＴがマーカＭの位置に来るように表示させてもよい。

以上のように、本発明の測定支援装置２００によれば、例えば被測定物の深穴に測定機のプローブを挿入して測定位置の位置決めをする際には、穴の中に設定した視点から測定位置を適切な縮尺で観察しながら３次元測定機を操作してプローブの位置決めをすることが可能となる。また、大型３次元測定機を使用して測定する際に、観察範囲を広くとることで、観察者が被測定物を俯瞰的に観察して測定位置の位置決めをすることができる。
＜第３実施形態＞

測定データ観察装置１００及び測定支援装置２００の各手段の機能は、プログラムに記述してコンピュータに実行させることにより実現してもよい。

各手段の機能をプログラムに記述しコンピュータに実行させて実現する場合の測定データ観察装置１００又は測定支援装置２００の構成例を図６に示す。

測定データ観察装置１００及び測定支援装置２００は、例えば、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、通信部１０３、入力部１０４及び表示部１４０を備える。

ＣＰＵ１０１は、記憶部１０２に記憶された各手段の機能が記述されたプログラムを実行し、測定データ観察装置１００及び測定支援装置２００の機能を実現する。記憶部１０２は、３次元モデルやプログラムを記憶する任意の記憶手段であり、例えば、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶媒体のほか、不揮発性メモリ、揮発性メモリなどを採用することができる。なお、記憶部１０２は、測定データ観察装置１００及び測定支援装置２００の装置内に設ける代わりに、通信部１０３を介して接続されたクラウドストレージを採用して実現してもよい。通信部１０３は、無線ネットワーク又は有線ネットワークに接続するためのインタフェースであり、ＣＰＵ１０１の制御に従い、ネットワークに接続された３次元測定機１０やクラウドストレージなどとの間で情報の送受を行う。入力部１０４は、マウスやキーボードなどの任意の入力手段であり、観察者が表示部１４０に表示された入力インタフェース画面に情報を入力する手段として使用される。表示部１４０は、ＣＰＵ１０１の制御に従い各種の情報を表示する。

本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。各実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。

例えば、表示部１４０は、観察者が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ装置の表示部として構成し、表示制御手段１５０又は表示制御手段２２０への観察条件の入力を観察者が頭部を動作させることで実現するようにしてもよい。

１０…３次元測定機
１００…測定データ観察装置
１０１…ＣＰＵ
１０２…記憶部
１０３…通信部
１０４…入力部
１１０…フィッティング手段
１２０…データ視覚化手段
１３０…観察客体生成手段
１４０…表示部
１５０、２２０…表示制御手段
２００…測定支援装置
２１０…座標取得手段
Ｍ…マーカ
Ｐ…プローブ
ＰＴ…プローブ先端
Ｗ…被測定物

Claims

３次元測定機における被測定物の存在位置を示す点群データに、前記被測定物の３次元モデルをフィッティングさせるフィッティング手段と、
前記３次元測定機により表面性状が測定された前記被測定物の表面領域についての測定データを視覚化するデータ視覚化手段と、
前記測定データが視覚化された前記被測定物の表面領域に対応する、前記３次元測定機における被測定物の存在位置にフィッティングされた前記被測定物の３次元モデルの表面領域に、視覚化された前記測定データを貼り付けることにより、観察客体を生成する観察客体生成手段と、
前記観察客体を表示させる表示部と、
前記観察客体の前記表示部への表示のさせ方を、観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる表示制御手段と、
を備える測定データ観察装置。
前記観察条件は、観察視点、観察方向、観察倍率又は観察範囲の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定データ観察装置。
前記表示部は、前記観察者が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ装置の表示部であり、
前記表示制御手段への前記観察条件の入力を、前記観察者が頭部を動作させることで実現する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定データ観察装置。
前記視覚化は、前記測定データの値を、立体形状の大小又は色の濃淡により表現することにより行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定データ観察装置。
前記データ視覚化手段は、前記測定データの視覚化に際し、観察者により入力された情報に基づき、視覚化の倍率を変化可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の測定データ観察装置。
３次元測定機における被測定物の存在位置を示す点群データに、前記被測定物の３次元モデルをフィッティングさせるフィッティング手段と、
前記３次元測定機のプローブの座標を取得する座標取得手段と、
前記被測定物の存在位置にフィッティングされた前記被測定物の３次元モデルを表示させる表示部と、
前記被測定物の３次元モデルの前記表示部への表示のさせ方を、観察者により入力された観察条件を示す情報に基づき変化させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、前記被測定物の３次元モデルを前記表示部に表示させる際に、前記プローブの座標に対応する位置が前記表示部の表示範囲に含まれる場合に、当該位置を所定の形式で、前記被測定物の３次元モデルに重畳して前記表示部に表示させる
ことを特徴とする測定支援装置。
コンピュータを請求項１から６のいずれか１項に記載の各手段として機能させるためのプログラム。