JP2966667B2 - Shape estimation method - Google Patents

Shape estimation method

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JP2966667B2
JP2966667B2 JP28823992A JP28823992A JP2966667B2 JP 2966667 B2 JP2966667 B2 JP 2966667B2 JP 28823992 A JP28823992 A JP 28823992A JP 28823992 A JP28823992 A JP 28823992A JP 2966667 B2 JP2966667 B2 JP 2966667B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、屈曲部を有する対象物
について屈曲部を横断する切断面との交線上に並ぶ多数
の測定点の位置を2次元座標で表した点列に基づいて、
上記交線上での対象物の形状を折れ線で近似する形状推
定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object having a bent portion, which is based on a point sequence in which the positions of a large number of measurement points arranged on a line of intersection with a cutting plane crossing the bent portion are represented by two-dimensional coordinates.
The present invention relates to a shape estimation method for approximating the shape of an object on the intersection with a polygonal line.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、屈曲部を有した対象物について
屈曲部の形状を計測するには、屈曲位置を特定すること
が必要である。たとえば、一対の板材を溶接して角継手
を形成する際には、両板材の間に形成される段差や隙間
を計測することが必要であって、段差や隙間の計測に
は、両板材により形成される屈曲部について屈曲位置を
特定することが必要になる。
2. Description of the Related Art Generally, in order to measure the shape of a bent portion of an object having a bent portion, it is necessary to specify a bent position. For example, when welding a pair of plate materials to form a square joint, it is necessary to measure a step or a gap formed between the two plate materials. It is necessary to specify a bending position for the formed bent portion.

【0003】このような要求を満たすために、対象物の
屈曲部を横断する切断面との交線上の多数個の測定点に
ついて測定点の位置を2次元座標で表し、座標平面上の
点列から対象物の屈曲位置の点(屈曲点と呼称する)を
抽出することによって、対象物の屈曲部に関する上記交
線上での形状を屈曲点を結ぶ直線で折れ線近似する方法
が提案されている。切断面との交線上の測定点の位置情
報を得る方法としては、光切断法が一般に知られてい
る。
[0003] In order to satisfy such a demand, the positions of measurement points are represented by two-dimensional coordinates with respect to a large number of measurement points on a line intersecting with a cutting plane traversing a bent portion of an object, and a point sequence on a coordinate plane is represented. There has been proposed a method of extracting a point (referred to as a bending point) of a bending position of an object from the above, thereby approximating a shape of the bending portion of the object on the intersection line with a straight line connecting the bending points. As a method for obtaining position information of a measurement point on a line of intersection with a cutting plane, a light cutting method is generally known.

【0004】2次元の座標平面上の点列から屈曲点を抽
出し、屈曲点を結ぶ折れ線によって点列の形状を近似す
る方法としては、分割・合成法(T. Pavlidis and S.
L. Horowitz, “Segmentation of Plane Curves, ”IEE
E Trans. Comput., vol. C-23, pp. 860-870, August 1
974)と追跡法(J. Sklansky and V. Gonzalez,“FastP
olygonal Approximation of Digitized Curves, ”Patt
ern Recognition, vol. 12, pp. 327-331, 1980 )とが
提案されている。
As a method of extracting a bending point from a point sequence on a two-dimensional coordinate plane and approximating the shape of the point sequence by a polygonal line connecting the bending points, a dividing / synthesizing method (T. Pavlidis and S. et al.
L. Horowitz, “Segmentation of Plane Curves,” IEE
E Trans. Comput., Vol. C-23, pp. 860-870, August 1
974) and tracking methods (J. Sklansky and V. Gonzalez, “FastP
olygonal Approximation of Digitized Curves, ”Patt
ern Recognition, vol. 12, pp. 327-331, 1980).

【0005】分割・合成法では、図18に示すように、
折れ線近似の対象となる点列Sに含まれる各点Pj (j
=0,1,……,n)が左から順に並んでいるものとし
て、図18(a)に実線で示すように、始点P0 と終点
n とを結ぶ線分〈P0 n〉を設定し、線分〈P0
n 〉と各点Pj との間のユークリッド距離Ej を計算し
て、距離Ej が最大になる点PjEMAX を求める。ここ
で、線分〈P0 n 〉と点PjEMAX との距離EjEMAX
既定の閾値Ethを超える場合は、点PjEMAX の前後で点
列Sを2つの部分点列S1 ,S2 に分割する。
In the division / synthesis method, as shown in FIG.
Each point P j (j included in the point sequence S to be a polygonal line approximation
.., N) are arranged in order from the left, and a line segment <P 0 P n > connecting the start point P 0 and the end point P n as shown by a solid line in FIG. And set the line segment <P 0 P
Then, a Euclidean distance E j between the n > and each point P j is calculated, and a point P jEMAX at which the distance E j is maximum is obtained. Here, the line segment <P 0 P n> a point when the distance E JEMAX the P JEMAX exceeds a predetermined threshold value E th, 2-part point sequence S 1 point sequence S before and after the point P JEMAX, S Divide into two .

【0006】このようにして得た各部分点列S1 ,S2
について、それぞれ元の点列Sと同様の操作を施す。す
なわち、図18(b)に示すように、各部分点列S1
2について線分〈P0 jEMAX 〉,〈PjEMAX n
を設定して、各部分点列S1,S2 に含まれる各点Pj
と各線分〈P0 jEMAX 〉,〈PjEMAX n 〉とのユー
クリッド距離を求めた後、各線分〈P0 jEMAX 〉,
〈PjEMAX n 〉とユークリッド距離が最大になる点P
jEMAX1,PjEMAX2との距離EjEMAX1,EjEMAX2が閾値E
thを超えるかどうかを判定し、部分点列S1 ,S2 をさ
らに分割するかどうかを判定する。
The partial point sequences S 1 , S 2 thus obtained
, The same operation as that of the original point sequence S is performed. That is, as shown in FIG. 18B, each partial point sequence S 1 ,
Line segment <P 0 P jEMAX >, <P jEMAX P n > for S 2
Is set, and each point P j included in each of the partial point sequences S 1 and S 2 is set.
Each line segment <P 0 P jEMAX>, after obtaining the Euclidean distance between the <P jEMAX P n>, each segment <P 0 P jEMAX> and,
<P jEMAX P n > and the point P where the Euclidean distance becomes maximum
jEMAX1, P jEMAX2 distance between the E jEMAX1, E jEMAX2 the threshold E
It is determined whether or not it exceeds th, and it is determined whether or not the partial point sequences S 1 and S 2 are further divided.

【0007】このように各部分点列について始点と終点
とを結ぶ線分と、部分点列に含まれる点との距離の最大
値が閾値Ethを超えなくなるまで分割を繰り返すことに
よって、元の点列Sを各部分点列の始点と終点とを結ぶ
線分の集合である折れ線で近似することができるのであ
る。すなわち、図18の例では、同図(b)において部
分点列S1 のみが同図(c)のように部分点列S11,S
12に分割される例を示し、同図(c)の状態は、ユーク
リッド距離の最大値EjEMAX11 ,EjEMAX12 がEthより
も小さくなり、分割が終了した状態を示している。した
がって、点列Sは、3本の線分〈P0 jEMAX1〉,〈P
jEMAX1jEMAX 〉,〈PjEMAX n 〉によって折れ線近
似される。
As described above, the division is repeated until the maximum value of the distance between the line segment connecting the start point and the end point and the point included in the partial point sequence does not exceed the threshold value E th for each partial point sequence. The point sequence S can be approximated by a polygonal line, which is a set of line segments connecting the start point and the end point of each partial point sequence. That is, in the example of FIG. 18, part point sequence S 11, S as only partial point sequence S 1 in FIG. (B) is the figure (c)
An example of division into 12 is shown, and the state in FIG. 10C shows a state in which the maximum values E jEMAX11 and E jEMAX12 of the Euclidean distance are smaller than E th and the division is completed. Therefore, the point sequence S is composed of three line segments <P 0 P jEMAX1 >, <P
jEMAX1 P jEMAX>, are polygonal approximated by <P jEMAX P n>.

【0008】一方、追跡法では、図19に示すように、
折れ線近似の対象とする点列Sに含まれる各点Pj (j
=0,1,……,n)が左から順に並んでいるものとし
て、図19(a)のように始点P0 を一方の端点Pj1
し、点列Sに含まれる他の点Pj を他方の端点Pj2とし
て両端点Pj1,Pj2を結ぶ線分〈Pj1j2〉を設定す
る。ここに、端点Pj2の一つ前の点Pj2-1を中心とする
半径εの円Cj2-1の接線のうち端点Pj1を通る2本の接
線λ1,j2-1,λ2,j2-1の間に、線分〈Pj1j2〉が挟ま
れていれば、点Pj2-1と線分〈Pj1j2〉との距離はε
以下である。そこで、一方の端点Pj1を固定し他方の端
点Pj2を点列Sの並び順に変化させ、上述のように点P
j2-1と線分〈Pj1j2〉との距離がε以下であるかどう
かを判定する。このようにして、点Pj2-1と線分〈Pj1
j2〉との距離がε以下である最長の線分〈Pj1j2
を選び出す。すなわち、図19の例では、同図(b)の
ように、J1=0、J2=2から始めてJ2=8までは
点Pj2-1と線分〈Pj1j2〉との距離はε以下という条
件が満たされているが、J2=9において条件が満たさ
れなくなるから、線分〈P0 8 〉を最長の線分とする
のである。
On the other hand, in the tracking method, as shown in FIG.
Each point P j (j included in the point sequence S to be broken line approximation
= 0, 1,..., N) are arranged in order from the left, and the start point P 0 is set as one end point P j1 and the other points P j included in the point sequence S as shown in FIG. Is set as the other end point P j2 , and a line segment <P j1 P j2 > connecting both end points P j1 and P j2 is set. Here, two tangents λ 1, j2-1 , λ 2 passing through the end point P j1 among the tangents of the circle C j2-1 having the radius ε centered on the point P j2-1 immediately before the end point P j2. , j2-1 , a line segment <P j1 P j2 > is sandwiched between the point P j2-1 and the line segment <P j1 P j2 >.
It is as follows. Therefore, one end point P j1 is fixed, and the other end point P j2 is changed in the arrangement order of the point sequence S, and the point P
It is determined whether the distance between j2-1 and the line segment <P j1 P j2 > is equal to or smaller than ε. Thus, the point P j2-1 and the line segment <P j1
Longest line segment <P j1 P j2 > whose distance from P j2 > is equal to or less than ε
Choose out. That is, in the example of FIG. 19, as shown in FIG. 19B, the distance between the point P j2-1 and the line segment <P j1 P j2 > is ε from J1 = 0, J2 = 2 to J2 = 8. Although the following condition is satisfied, the condition is no longer satisfied when J2 = 9, so that the line segment <P 0 P 8 > is set as the longest line segment.

【0009】次に、上記条件が満たされた最終の端点P
j2(上の例ではP8 )を固定する端点Pj1とし、同様の
手順で点Pj2-1と線分〈Pj1j2〉との距離がε以下で
ある最長の線分〈Pj1j2〉を求める。すなわち、図1
9の例では、同図(c)のように、J1=8,J2=1
0から始めて上述した処理を繰り返すのである。このよ
うにして、端点Pj2が点列Sの終点Pn に達するまで線
分〈Pj1j2〉を選び出す処理を行い、最終的に図19
(d)のように、線分〈Pj1j2〉を結合した折れ線で
点列Sを近似することができるのである。
Next, the final end point P satisfying the above conditions
j2 (P 8 in the above example) is set as an end point P j1, and the longest line segment <P j1 in which the distance between the point P j2-1 and the line segment <P j1 P j2 > is equal to or less than ε in the same procedure. P j2 >. That is, FIG.
In the example of FIG. 9, J1 = 8 and J2 = 1 as shown in FIG.
The above process is repeated starting from 0. In this manner, the process of selecting the line segment <P j1 P j2 > until the end point P j2 reaches the end point P n of the point sequence S is performed.
As shown in (d), the point sequence S can be approximated by a polygonal line connecting the line segments <P j1 P j2 >.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した
・合成法によって点列Sを折れ線で近似するときに
は、閾値Ethとして最適値を選択すれば、ほぼ理想的な
近似が行える可能性があるが、(n+1)個の点Pj
含む点列SからNb個の屈曲点を抽出する場合には、各
部分点列の始点と終点とを結ぶ線分と各部分点列に含ま
れる点との距離を求める計算を、少なくとも(n+1)
×Nb回行うことが必要である。したがって、計算に要
する時間が非常に長くなるという問題が生じる。
The object of the invention is to be Solved by the way, amount corresponding to the above-mentioned
When approximating the point sequence S by a polygonal line by the dividing / synthesizing method, if the optimum value is selected as the threshold value E th , there is a possibility that almost ideal approximation can be performed. However, the point including (n + 1) points P j In the case of extracting Nb inflection points from the column S, the calculation for obtaining the distance between the line segment connecting the start point and the end point of each partial point sequence and the point included in each partial point sequence is performed at least (n + 1)
× Nb times. Therefore, there is a problem that the time required for the calculation becomes very long.

【0011】一方、追跡法では、点列Sに含まれる点が
(n+1)個であるとすると、線分〈Pj1j2〉の式と
円Cj2-1の2本の接線λ1,j2-1,λ2,j2-1との式を求め
る計算を(n−1)回だけ行えばよいから、分割・合成
法に比較すると計算量が少なく、計算に要する時間が短
いという利点を有している。しかしながら、点Pj2-1
線分〈Pj1j2〉との距離がεを超えたときに点Pj2-1
を屈曲点としているので、図19(d)に示すように、
屈曲点として選択したい点P7 を超えた次の点P8 が屈
曲点になる可能性があり、求めた屈曲点の信頼性が低い
という問題がある。
On the other hand, in the tracking method, assuming that the point sequence S includes (n + 1) points, the equation of the line segment <P j1 P j2 > and two tangents λ 1 of the circle C j2-1 are used . Since the calculation of the formulas j2-1 , λ2 , and j2-1 only needs to be performed (n-1) times, the advantage is that the amount of calculation is small and the time required for calculation is short as compared with the division / synthesis method. Have. However, when the distance between the point P j2-1 and the line segment <P j1 P j2 > exceeds ε, the point P j2-1
Is the inflection point, so as shown in FIG.
Next point P 8 beyond P 7 points to be selected as the bending point may become bent point, there is a problem of low reliability of the bending points obtained.

【0012】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、点列を折れ線で近似する際に比較的短時間で
屈曲点の位置を適正に求めることができる形状推定方法
を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to provide a shape estimating method capable of appropriately determining the position of a bending point in a relatively short time when approximating a point sequence by a polygonal line. It is assumed that.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、屈曲部を有する対象物につい
て屈曲部を横断する切断面との交線上に並ぶ多数の測定
点の位置を2次元座標で表した既定順序の点列に基づい
て、上記交線上での対象物の形状を折れ線で近似する形
状推定方法において、点列を構成する各点について前後
に所定個ずつ離れた2つの点を通る2直線の間の角度の
余弦を屈曲度として求め、各点について設定した近傍範
囲において屈曲度が極大となる点を屈曲点とし、各屈曲
点を順に結ぶ線分で構成される折れ線を求めるのであ
る。
According to the first aspect of the present invention, in order to achieve the above object, the position of a large number of measurement points on an object having a bent portion, which is arranged on a line of intersection with a cutting plane traversing the bent portion. In the shape estimation method of approximating the shape of the object on the intersection with a polygonal line based on a point sequence in a predetermined order represented by two-dimensional coordinates, a predetermined number of points are separated from each other in the point sequence. The cosine of the angle between the two straight lines passing through the two points is determined as the degree of bending, and the point where the degree of bending is maximized in the vicinity range set for each point is defined as the bending point, and is formed by a line segment connecting the bending points in order. Find a broken line.

【0014】請求項2の発明では、点列に含まれる点の
うち屈曲度が既定の閾値を超える点のみについて、その
点の近傍範囲において屈曲度が極大となる点を屈曲点と
して求めるのである。請求項3の発明では、屈曲点を結
ぶ線分を求めた後に、隣接する屈曲点を結ぶ線分の長さ
が既定の下限値よりも短いときに、その線分の両端の屈
曲点のうちの少なくとも一方を不必要な屈曲点として除
外する。
According to the second aspect of the present invention, for only the points included in the sequence of points whose degree of curvature exceeds a predetermined threshold value, the point where the degree of curvature is maximum in the vicinity of the point is determined as the inflection point. . According to the third aspect of the present invention, when the length of the line segment connecting the adjacent bending points is shorter than a predetermined lower limit after obtaining the line segment connecting the bending points, of the bending points at both ends of the line segment, Are excluded as unnecessary bending points.

【0015】請求項4の発明では、屈曲点を結ぶ線分を
求めた後に、屈曲点を通る2本の線分の挟む角度が既定
の上限値よりも大きいときに、その屈曲点を不必要な屈
曲点として除外する。請求項5の発明では、屈曲点を求
めた後に、対象とする屈曲点の前後両側に隣合う2個の
屈曲点を結ぶ線分と対象とする屈曲点との距離を求め、
この距離が既定の閾値よりも小さいときに、対象とする
屈曲点を不要な屈曲点として除外するのである。
According to the fourth aspect of the present invention, after the line connecting the inflection points is obtained, if the angle between the two lines passing through the inflection points is larger than a predetermined upper limit, the inflection points are unnecessary. Is excluded as an inflection point. In the invention of claim 5, after determining the inflection point, a distance between a line segment connecting two adjacent bending points on both front and rear sides of the target inflection point and a target inflection point is obtained,
When this distance is smaller than a predetermined threshold, the target bending point is excluded as an unnecessary bending point.

【0016】[0016]

【作用】本発明では、点列に含まれる各点から前後に所
定個ずつ離れた2つの点を通る2直線の間の角度の余弦
を屈曲度として求めることによって点列の屈曲の程度を
評価し、かつ各点の近傍領域で屈曲度が極大になるとき
に屈曲部に対応する屈曲点であると判断するのであり、
従来例で説明した追跡法に比較すれば、屈曲点を正確に
求めることができて対象物の形状を正確に反映した適正
な屈曲点を求めることができるのである。
According to the present invention, the degree of bending of a point sequence is evaluated by determining, as a degree of bending, the cosine of the angle between two straight lines passing two points separated by a predetermined number of points before and after each point included in the point sequence. And, when the degree of bending in the vicinity of each point is maximized, it is determined to be a bending point corresponding to the bending portion,
Compared with the tracking method described in the conventional example, the bending point can be accurately obtained, and the appropriate bending point accurately reflecting the shape of the object can be obtained.

【0017】また、請求項2のように、屈曲度について
閾値を設定する方法では、測定誤差などにより生じる微
小な変動を除去することができるから、測定誤差の影響
による誤検出を抑制することができる。さらに、請求項
3ないし請求項5のように、屈曲点を求めた後に、不要
な屈曲点を除去するようにすれば、より適正な屈曲点を
求めることができるのである。しかも、元の点列に直線
部分が多ければ、請求項2のような閾値による誤差成分
の除去を行うことによって、不要か否かを評価すべき屈
曲点の個数が大幅に削減されるから、請求項3ないし請
求項5のように不要な屈曲点を除去する処理を付加した
としても、従来の分割・合成法に比較すれば計算量が少
なくなる。
In the method for setting a threshold value for the degree of bending as described in claim 2, it is possible to remove a minute fluctuation caused by a measurement error or the like, so that erroneous detection due to the influence of the measurement error can be suppressed. it can. Further, as described in claims 3 to 5, if an unnecessary bending point is removed after obtaining the bending point, a more appropriate bending point can be obtained. In addition, if the original point sequence has a large number of straight lines, the number of inflection points to be evaluated as to whether or not it is unnecessary can be greatly reduced by removing the error component using the threshold as described in claim 2. Even if processing for removing unnecessary bending points is added as in claims 3 to 5, the amount of calculation is reduced as compared with the conventional division / synthesis method.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

(実施例1)本実施例では、図16に示すように、対象
物1の屈曲部を横断するスリット光を光源2から対象物
1に照射し、光源2からのスリット光の照射方向とは異
なる方向からCCDカメラのような撮像装置3によって
スリット光の投影パターンを撮像し、撮像装置3で取り
込んだ画像について以下のような処理を施すことによっ
て、対象物1の形状に対応した点列を抽出する。すなわ
ち、いわゆる光切断法によって、対象物1の屈曲部を横
断する切断面との交線上の各測定点について、測定点の
位置を2次元の座標で表すのである。
(Embodiment 1) In this embodiment, as shown in FIG. 16, the light source 2 irradiates the object 1 with slit light traversing the bent portion of the object 1, and the irradiation direction of the slit light from the light source 2 is as follows. By imaging the projection pattern of the slit light from an image pickup device 3 such as a CCD camera from different directions, and performing the following processing on the image captured by the image pickup device 3, a point sequence corresponding to the shape of the object 1 is obtained. Extract. In other words, the position of the measurement point is represented by two-dimensional coordinates with respect to each measurement point on the line of intersection with the cut surface traversing the bent portion of the object 1 by the so-called light section method.

【0019】撮像装置3で取り込んだ濃淡画像Q1 (図
17(a))は2値化処理部11に入力される。2値化
処理部11では各画素の濃度を適宜閾値と比較し、各画
素の濃度を2値化することによって図17(b)に示す
ような2値画像Q2 を得る。次に、2値画像Q2 の雑音
成分を雑音除去部12で除去する。ここで、2値画像Q
2 で求めた線図形I2 は複数画素の幅を有しているのが
普通であるから、スケルトン抽出部13において2値画
像Q2 での線図形I2 の中心線としてスケルトンを抽出
し、図17(c)に示すような、1画素の幅を有した線
図形I3 のデータからなる線画像Q3 を得る。線図形I
3 は1画素の幅を有した画素の列であるから、線図形I
3 の各画素は対象物1の屈曲部の形状を反映した点列に
なる。そこで、線図形I3 の各画素の位置座標を画面の
横方向について左から順に並べることによって点列の位
置データとする。ここに、線図形I3 の全画素を点列と
しているが、分解能を下げてもよい場合には、画面の横
方向に複数画素進むごとに1画素の位置座標を求めた
り、複数画素ごとに代表値を位置座標とするなどしても
よい。このようにして線図形I3 に基づいて図17
(d)のような点列Sを得ることができるのである。点
列Sの位置データは記憶部14に格納される。このよう
にして得た点列Sに含まれる各点は、画面の横方向にお
いて左から順に順序性を有することになる。
The grayscale image Q 1 (FIG. 17A) captured by the imaging device 3 is input to the binarization processing section 11. The binarization processing unit 11, the density of each pixel is compared with the appropriate threshold to obtain a binary image Q 2 as shown in FIG. 17 (b) by the density of each pixel is binarized. Next, the noise component of the binary image Q 2 is removed by the noise removing unit 12. Here, the binary image Q
Since the line figure I 2 obtained in 2 generally has a width of a plurality of pixels, the skeleton extraction unit 13 extracts a skeleton as the center line of the line figure I 2 in the binary image Q 2 , as shown in FIG. 17 (c), to obtain a line image Q 3 consisting of data line figure I 3 having a width of 1 pixel. Line figure I
3 is a column of pixels having a width of one pixel,
Each pixel of 3 is a dot sequence reflecting the shape of the bent portion of the object 1. Therefore, the position data of the point sequence by aligning the position coordinates of each pixel of a line figure I 3 from the left on the horizontal direction of the screen in order. Here, although all pixels in line figure I 3 is set to point sequence, if may be lowered resolution or obtain the position coordinates of one pixel every proceeds plurality of pixels in the horizontal direction of the screen, for each of the plurality of pixels The representative value may be used as the position coordinates. Thus, based on the line figure I 3 , FIG.
It is possible to obtain a point sequence S as shown in FIG. The position data of the point sequence S is stored in the storage unit 14. The points included in the point sequence S obtained in this manner have an order from the left in the horizontal direction of the screen.

【0020】次に、折れ線処理部20において点列Sの
並びが折れ線近似される。折れ線処理部20は、以下の
手順で点列Sを評価する。ここでは、点列Sが図2のよ
うに左から順に並ぶ点Pj (j=0,1,……,n)に
より構成されているものとする。まず、各点Pj につい
て、屈曲度演算部21において屈曲度Cvj を求める。
屈曲度Cvj は次のように定義する。まず、図3(図2
の破線で囲んだ部分の拡大図である)に示すように、各
点Pj の近傍において並び順の前後にd個(図3ではd
=5)ずれた位置の点Pj-d ,Pj+d を求め、屈曲度C
j を求める点Pj と各点Pj-d ,Pj+d とを結ぶ2本
の線分〈Pj j-d 〉,〈Pj j+d 〉のなす角度θj
を求める。この角度θj は[0,π]の範囲の値をとる
から、角度θj の余弦cos θj は、[−1,0]の範囲
で単調減少する。そこで、屈曲度Cvj =cos θj と定
義すれば、屈曲度Cvj の値が大きくなるほど点Pj
近傍における屈曲の程度が大きいという対応関係が得ら
れる。
Next, the polygonal line processing unit 20 approximates the arrangement of the point sequence S with a polygonal line. The polygonal line processing unit 20 evaluates the point sequence S in the following procedure. Here, it is assumed that the point sequence S is composed of points P j (j = 0, 1,..., N) arranged in order from the left as shown in FIG. First, for each point P j , the degree of curvature Cv j is obtained in the degree of curvature calculation unit 21.
The degree of bending Cv j is defined as follows. First, FIG.
As shown in an enlarged view of a portion surrounded by a broken line) of, d the d items (Figure 3 before and after the arrangement order in the vicinity of each point P j
= 5) The points P jd and P j + d at the shifted positions are obtained, and the degree of bending C
Angle θ j formed by two line segments <P j P jd > and <P j P j + d > connecting point P j for obtaining v j and points P jd and P j + d
Ask for. Since the angle θ j takes a value in the range of [0, π], the cosine cos θ j of the angle θ j monotonically decreases in the range of [−1, 0]. Therefore, if the degree of flexion Cv j is defined as cos θ j , a corresponding relationship is obtained in which the greater the value of the degree of flexure Cv j , the greater the degree of flexion near the point P j .

【0021】屈曲度Cvj を求めるに際しては、〈Pj
j-d 〉,〈Pj j+d 〉をそれぞれベクトル→D
j ,→Dnj とみなして(以下、→を先頭に付与した
記号はベクトルを示すものとする。ただし、図では記号
の上に→を付与してベクトルを表している)、ベクトル
→Dpj ,→Dnj の関係を用いる。すなわち、点Pj
(xj,j )の原点からの位置ベクトルを→Pvj とす
れば、画面の横方向の単位ベクトル→uと縦方向の単位
ベクトル→vとを用いて、位置ベクトル→Pvj を次の
ように表すことができる。
When calculating the degree of flexion Cv j , <P j
P jd > and <P j P j + d > are each a vector → D
Assuming that p j , → Dn j (hereinafter, the symbol preceded by → indicates a vector. However, in the figure, → is added to the symbol to represent the vector), the vector → Dp j , → Dn j is used. That is, the point P j
Assuming that the position vector from the origin of (x j, y j ) is → Pv j , the position vector → Pv j is calculated as follows using the horizontal unit vector of the screen → u and the vertical unit vector → v. Can be expressed as

【0022】→Pvj =xj (→u)+yj (→v) したがって、ベクトル→Dpj ,→Dnj は次のように
なる。 →Dpj =→Pj-d −→Pvj =(xj-d −xj )(→u)+(yj-d −yj )(→v) →Dnj =→Pj+d −→Pvj =(xj+d −xj )(→u)+(yj+d −yj )(→v) また、各ベクトルの絶対値と内積とを用いれば、両ベク
トル→Dpj ,→Dnjがなす角度θj の余弦cos θj
は、次式のようになる。
→ Pv j = x j (→ u) + y j (→ v) Therefore, the vectors → Dp j , → Dn j are as follows. → Dp j = → P jd − → Pv j = (x jd −x j ) (→ u) + (y jd −y j ) (→ v) → Dn j = → P j + d − → Pv j = ( x j + d −x j ) (→ u) + (y j + d −y j ) (→ v) Further, by using the absolute value and inner product of each vector, both vectors → Dp j , → Dn j cosine cos θ j of the angle θ j
Is as follows:

【0023】 cos θj =(→Dpj ・→Dnj )/(|→Dpj |・|→Dnj |) 結局、各点Pj ,Pj-d ,Pj+d の座標に基づいて、余
弦cos θj を求めることができ、このようにして求めた
余弦cos θj を屈曲度Cvj として用いることができる
のである。各点Pj について屈曲度Cvj が求まると、
屈曲点抽出部23では、各点Pjの屈曲度Cvj を評価
し、屈曲点かどうかを判定する。屈曲点抽出部23で
は、図4に示すように、点Pj の前後にs個(図ではs
=2としている)ずつの点を含む近傍範囲[Pj-s ,P
j+s ]を設定する。この近傍範囲[Pj-s ,Pj+s ]に
含まれる点Pj-s ,…,Pj ,…,Pj+s の中で屈曲度
Cvj-s ,…,Cvj,…,Cvj+s が極大になる点が
あれば、その点を屈曲点Bpk (k=1,2,……)
とする。ここで、点列Sの始点P0 と終点Pn とは屈曲
点とみなすことにする。また、近傍範囲[Pj-s ,P
j+s ]の大きさを設定するsの値は、点列Sにおける屈
曲点の間隔に基づいて適宜選択される。
Cos θ j = (→ Dp j. → Dn j ) / (│ → Dp j │ ・ │ → D n j │ After all, based on the coordinates of each point P j , P jd , P j + d , The cosine cos θ j can be obtained, and the cosine cos θ j thus obtained can be used as the degree of curvature Cv j . When the degree of curvature Cv j is obtained for each point P j ,
The bending point extraction unit 23 evaluates the degree of bending Cv j of each point P j and determines whether the point P j is a bending point. In bending point extraction unit 23, as shown in FIG. 4, s is the s (Fig before and after the point P j
= 2), the neighborhood range [P js , P
j + s ]. The neighborhood range [P js, P j + s ] P js points included in, ..., P j, ..., tortuosity Cv js in P j + s, ..., Cv j, ..., is Cv j + s If there is a maximum point, the point is defined as a bending point Bpk (k = 1, 2,...)
And Here, the starting point P 0 and the ending point P n of the point sequence S are regarded as bending points. In addition, the neighborhood range [P js , P
The value of s for setting the magnitude of [ j + s ] is appropriately selected based on the interval between the bending points in the point sequence S.

【0024】ところで、点Pj の近傍範囲[Pj-s ,P
j+s ]で屈曲度が極大になっても、屈曲度が小さい場合
にはほとんど屈曲していないのであるから、このような
点は屈曲点Bpk から除外しておくほうが望ましい。そ
こで、閾値処理部22では屈曲度に関する閾値Tcを設
定し、屈曲度が閾値Tcを超える場合についてのみ屈曲
点抽出部23で屈曲点が極大となるかどうかを判断す
る。ここにおいて、屈曲度Cvj を求める際に設定する
ベクトル→Dpj ,→Dnj の最大長さについての期待
値Dmax と、点列Sを近似する折れ線から点Pj までの
距離の許容値ε(従来例で示した)とを用いれば、 sin θj <ε/Dmax であるから、閾値Tcの値として次のような値を採用す
ることが可能である。
By the way, the range [P js , P j
even if the j + s] with the degree of curvature is maximum, because if the bending degree is small is the hardly bent, such point it is desirable to have excluded from the bending point Bp k. Therefore, the threshold value processing unit 22 sets a threshold value Tc relating to the degree of bending, and only when the degree of bending exceeds the threshold value Tc, the bending point extracting unit 23 determines whether or not the bending point is maximized. Here, an expected value D max for the maximum length of the vector → Dp j , → Dn j set when the degree of curvature Cv j is obtained, and an allowable value of the distance from the polygonal line approximating the point sequence S to the point P j If ε (shown in the conventional example) is used, since sin θ j <ε / D max , the following value can be adopted as the value of the threshold Tc.

【0025】Tc={1−(ε/Dmax )}1/2 このような閾値Tcを用いて屈曲度Cvj を評価すれ
ば、直線とみなしてよい部分と、屈曲部とみなせる部分
とを分離することができ、不要な屈曲点が発生する頻度
を低減することができるのである。このようにして、屈
曲点抽出部23において求めた屈曲点Bpk を線分Se
m (m=1,2,……,k−1)によって順に結べば点
列Sを折れ線近似することができるのである。
Tc = {1− (ε / D max )} 1/2 By evaluating the degree of flexion Cv j using such a threshold value Tc, a portion that can be regarded as a straight line and a portion that can be regarded as a bent portion are obtained. It can be separated and the frequency of occurrence of unnecessary bending points can be reduced. In this way, the bending point Bp k obtained at the bent point extracting unit 23 segments Se
The point sequence S can be approximated by a broken line if they are connected in order by m (m = 1, 2,..., k−1).

【0026】結局、本実施例では、図1に示すように、
点列Sの各点Pj について屈曲度Cvj を求め(S
1)、次に屈曲度Cvj が極大値となる点Pj を屈曲点
Bpk とするのである(S2)。図1においてステップ
S3の処理は後述する実施例2ないし実施例4に対応す
る処理である。 (実施例2)上述した実施例では、屈曲度Cvj が極大
となる点を求めるために設定する近傍範囲[Pj-s ,P
j+s ]を大きく設定したり、屈曲度Cvj を評価するた
めの閾値Tcを大きく設定したりすると、抽出すべき屈
曲点Bpk を抽出できない場合があるから、近傍範囲
[Pj-s ,Pj+s ]や閾値Tcは小さく設定することが
必要である。しかしながら、近傍範囲[Pj-s
j+s ]や閾値Tcを小さく設定すると、不必要に多く
の屈曲点Bpk が抽出されるという問題が生じることに
なる。そこで、屈曲点Bpk を求めた後に不要な屈曲点
をさらに除去する処理を施すのが望ましい。
After all, in this embodiment, as shown in FIG.
The bending degree Cv j is obtained for each point P j of the point sequence S (S
1), it is then tortuosity Cv j point is the maximum value P j taken as the bending point Bp k (S2). In FIG. 1, the process in step S3 is a process corresponding to the second to fourth embodiments described later. (Example 2) In the embodiment described above, the vicinity range [P js to set in order to determine the point at which the degree of curvature Cv j is maximum, P
j + s] or set large, or when you set large the threshold value Tc for evaluating the degree of curvature Cv j, because there may not be extracted inflection point Bp k to be extracted, the neighborhood area [P js, P j + s ] and the threshold value Tc need to be set small. However, the neighborhood range [P js ,
Setting small P j + s] and the threshold value Tc, so that the problem of unnecessarily many bending points Bp k are extracted results. Therefore, it is desirable performs processing to further remove unwanted bending point after obtaining the inflection point Bp k.

【0027】本実施例では、屈曲点抽出部23において
屈曲点Bpk を求めた後、不要点除去部24において、
線分の長さに基づいて不要な屈曲点を除去する。まず、
図6(a)のように(以下では、屈曲点Bpk の関係の
みを説明するから、点列Sに含まれる点Pj のうち屈曲
点Bpk を除く他の点は図から省略する)、実施例1の
ようにして求めた線分Sem について長さSlm を求
め、この長さSlm について下限値Slthを設定する。
ここに、図5に示すように、Slm <Slthとなる線分
Sem があれば(S30)、線分Sem の両端の屈曲点
Bpm ,Bpm+1の一方を除去する(S31)。下限値
Slthは、点列Sを近似する折れ線から点Pj までの距
離の許容値ε(前述した)程度に設定する。
[0027] In the present embodiment, after obtaining the bending point Bp k at the bent point extraction unit 23, the unnecessary point removing unit 24,
Unnecessary bending points are removed based on the length of the line segment. First,
As shown in FIG. 6 (a) (hereinafter, omitted from describing only relationship bending point Bp k, from FIG other points except the bending point Bp k among the points P j contained in the point sequence S) , to seek length Sl m line segments Se m determined as in example 1, to set the lower limit Sl th this length Sl m.
Here, as shown in FIG. 5, if there is a line segment Se m as the Sl m <Sl th (S30) , the bending point Bp m at both ends of the line segment Se m, to remove one of the Bp m + 1 ( S31). Lower limit Sl th is permissible value of the distance from the polygonal line approximating the point sequence S to the point P j epsilon (described above) is set to about.

【0028】どちらの屈曲点Bpm ,Bpm+1 を除去す
るかは、次のようにして決定する。すなわち、図6
(b)(同図(a)において破線で囲んだ部分の拡大図
である)のように、各屈曲点Bpm ,Bpm+1 を挟む各
2本の線分Sem-1 ,Sem 、Sem ,Sem+1 につい
て、それぞれが挟む角度ψm-1 ,ψm (図ではm=4と
している)を求め、角度ψm-1 ,ψm が大きいほうの屈
曲点Bpm ,Bpm+1 を除去する。たとえば、ψm-1
ψm であれば屈曲点Bpm を除去する。このようにして
図6(a)に示されている屈曲点Bpk (k=0,1,
……,9)から不要な屈曲点Bp2 を除去した結果を図
7に示す。ここで、屈曲点Bp2 が除去された結果、屈
曲点Bp3 が新たに屈曲点Bp2 になり、以下、屈曲点
の順位が繰り上がることになる。他の点については実施
例1と同様である。なお、本実施例では線分の一端側の
屈曲点を除去しているが、その線分の両端の屈曲点を除
去するようにしてもよい。
[0028] Both of the bending point Bp m, or to remove Bp m + 1 is determined as follows. That is, FIG.
(B) as in (Fig. (An enlarged view of a portion surrounded by a broken line in a)), the bending point Bp m, segment Se m-1 of the two sandwiching Bp m + 1, Se m , Se m , and Se m + 1 , the angles ψ m-1 and ψ m (m = 4 in the figure) sandwiching them are obtained, and the bending points Bp m , where the angles ψ m-1 and ψ m are larger, are obtained. Remove Bpm + 1 . For example, ψ m-1 >
If [psi m removes bending point Bp m. In this way Bp bending point is shown in FIG. 6 (a) k (k = 0,1,
FIG. 7 shows the result of removing unnecessary bending points Bp 2 from..., 9). Here, as a result of bending point Bp 2 is removed, it becomes bent point Bp 3 newly bending point Bp 2, below, so that the order of the bending point is increased repeatedly. Other points are the same as in the first embodiment. In this embodiment, the inflection points at one end of the line segment are removed, but the inflection points at both ends of the line segment may be removed.

【0029】(実施例3)本実施例では、図9(同図
(b)は同図(a)において一点鎖線で囲んだ部分の拡
大図である)のように屈曲点Bpm+1 を挟む線分S
m ,Sem+1 が挟む角度ψm (図ではm=3としてい
る)について上限値ψthを設定する。図8に示すよう
に、不要点除去部24では、ψm >ψthとなる屈曲点B
m+1 があれば(S32)、その屈曲点Bpm+1 を除去
するのである(S33)。ここにおいて、上限値ψ
thは、点列Sを折れ線近似したときに得られる線分の長
さの期待値や各線分から点Pj までの距離の許容値εな
どに基づいて決定する。したがって、各点列Sを折れ線
近似したときに得られる線分の長さがあらかじめ予測で
きる場合には本実施例の方法は有効である。このように
して図9(a)に示されている屈曲点Bpk (k=0,
1,……,8)から不要な屈曲点Bp4 を除去した結果
を図10に示す。他の点については実施例1と同様であ
る。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 9 (FIG. 9B is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 9A), the bending point Bpm + 1 is Line segment S
e m, (in the figure is set to m = 3) angle [psi m sandwiching the Se m + 1 to set the upper limit value [psi th for. As shown in FIG. 8, in the unnecessary point removing unit 24, the bending point B where ψ m > ψ th is satisfied.
If there is p m + 1 (S32), the bending point Bp m + 1 is removed (S33). Here, the upper limit ψ
th is determined based on a point sequence S in such allowable value of the distance from the expected value of the length of a line obtained when the polygonal line approximation or each line segment to the point P j epsilon. Therefore, the method of this embodiment is effective when the length of a line segment obtained when each point sequence S is approximated by a broken line can be predicted in advance. In this way, the bending point Bp k (k = 0,
FIG. 10 shows the result of removing unnecessary bending points Bp 4 from 1,..., 8). Other points are the same as in the first embodiment.

【0030】(実施例4)実施例2や実施例3の方法を
採用すれば、屈曲点Bpk を求めた後に、不要な屈曲点
を除去することができるから、屈曲点Bpk を求める処
理を簡単なものにすることができるという利点がある。
ただし、不要な屈曲点Bpk を除去する際に、必要な屈
曲点まで除去しないようにするには、長さの下限値Sl
thは比較的小さく設定するのが望ましく、また角度の上
限値ψthは比較的大きく設定するのが望ましい。その結
果、不要な屈曲点が残ってしまう場合がある。
[0030] By employing the method of (Example 4) Example 2 and Example 3, after obtaining the bending point Bp k, since it is possible to remove unwanted bending point, determine the bending point Bp k treatment There is an advantage that can be simplified.
However, when removing the unnecessary bending point Bp k, To prevent removal to the bending points required, the length of the lower limit value Sl
th is relatively small it is desirable to set, and the upper limit value [psi th angle is desirably set to a relatively large. As a result, unnecessary bending points may remain.

【0031】そこで、本実施例では、不要な屈曲点をさ
らに確実に除去する方法として、以下の方法を採用して
いる。すなわち、点列Sにおいて隣接する2個の屈曲点
の間に並ぶ部分点列はほぼ一直線上に並んでいると仮定
することができるから、隣接する3個の屈曲点B
k-1 ,Bpk ,Bpk+1 では線分〈Bpk-1
k+1 〉に対する距離が最大になる点は屈曲点Bpk
なる。この知見に基づいて、不要点除去部24では、図
11および図12(同図(b)は同図(a)における一
点鎖線で囲んだ部分の拡大図である)に示すように、屈
曲点Bpk について隣接する屈曲点Bpk-1 ,Bpk+1
を結ぶ線分〈Bpk-1 Bpk+1 〉との距離Ek を求め
(図では線分〈Bp5 Bp7 〉と屈曲点Bp6 との距離
6 を求めている)、この距離Ek が距離の許容値εを
超えるときには、屈曲点Bpk を不要点として除外する
のである。すなわち、図11に示すように、屈曲点Bp
k の個数について初期化し(S34)、上述した距離E
k を求める(S35)。距離Ek が距離の許容値εを超
えるときには(S36)、その屈曲点Bpk を除外する
(S37)。すべての屈曲点Bpk (kの最大値をNb
としている)について上記処理を行うことによって(S
38,S39)、不要な屈曲点Bpk を除去することが
できる。このようにして図12(a)に示されている屈
曲点Bpk (k=0,1,……,7)から不要な屈曲点
Bp6 を除去した結果を図13に示す。他の点について
は実施例1と同様である。
Therefore, in the present embodiment, the following method is employed as a method for removing unnecessary bending points more reliably. That is, since it can be assumed that the partial point sequence arranged between two adjacent bending points in the point sequence S is substantially aligned, the three adjacent bending points B
p k-1, Bp k, the line segment in Bp k + 1 <Bp k- 1 B
that distance to p k + 1> is maximized becomes bending point Bp k. Based on this finding, the unnecessary point removing unit 24, as shown in FIGS. 11 and 12 (FIG. 12B is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. bending point adjacent the bp k bp k-1, bp k + 1
The seek distance E k between the line segment <Bp k-1 Bp k + 1> connecting (seeking distance E 6 the bent point Bp 6 and segment <Bp 5 Bp 7> in the figure), the distance when E k exceeds the allowable value ε of the distance is to exclude bending point Bp k as required point. That is, as shown in FIG.
The number of k is initialized (S34), and the distance E
k is obtained (S35). When the distance E k exceeds the allowable value ε of the distance (S36), excludes the bending point Bp k (S37). Nb the maximum value of all the bending point Bp k (k
) By performing the above processing (S
38, S39), it is possible to remove unwanted bending point Bp k. Figure 12 bending point Bp k shown in (a) this way (k = 0,1, ......, 7 ) shown in FIG. 13 the result of removing the unnecessary bending point Bp 6 from. Other points are the same as in the first embodiment.

【0032】上述した実施例2ないし実施例4は、屈曲
点Bpk を求めた後に不要点を除外する方法についての
各種実施例であって、これらの実施例の方法は単独、あ
るいは組み合わせて採用することができる。図に示した
例では、同じデータに対して実施例2、実施例3、実施
例4の方法を順に適用しており、図7、図10、図13
のように不要点が順に除外されて最終的に適正な折れ線
近似が行われていることがわかる。
The above Examples 2 to 4 is an various embodiments of how to exclude unwanted points after obtaining the bending point Bp k, the method of these examples alone or in combination employed can do. In the example shown in the figure, the methods of the second, third, and fourth embodiments are sequentially applied to the same data.
It can be seen that unnecessary points are sequentially removed as shown in FIG.

【0033】ところで、上述のようにして点列Sを折れ
線近似すれば、対象物1の形状について以下のように計
測することができる。ここでは、一対の板材M1 ,M2
を溶接して角継手を形成する際の両板材M1 ,M2 の位
置関係などを計測する例について説明する。ここに、折
れ線近似のデータとしては、実施例1により得た結果に
実施例2および実施例3の補正を順次施して得た結果を
用いるものとする。この結果に対して対象物1の形状を
重ね合わせると図15のようになる(すなわち、図10
の結果に対象物1の形状を重ね合わせたものである)。
また、板材M1,M2 の板厚tは既知であるものとす
る。
If the point sequence S is approximated by a polygonal line as described above, the shape of the object 1 can be measured as follows. Here, a pair of plate materials M 1 , M 2
An example of measuring the positional relationship and the like between the two plate materials M 1 and M 2 when forming a square joint by welding the two will be described. Here, as the data of the polygonal line approximation, a result obtained by sequentially applying the corrections of the second and third embodiments to the result obtained in the first embodiment is used. When the shape of the object 1 is superimposed on this result, the result is as shown in FIG.
Is obtained by superimposing the shape of the object 1 on the result of (1).
It is assumed that the plate thickness t of the plate materials M 1 and M 2 is known.

【0034】図14に示すように、求めた屈曲点Bpk
の中から対象物1を構成する各板材M1 ,M2 の角点F
1 ,F2 に対応するものを選択する(S11)。次に、
左側の角点F1 よりも左側のデータは左側の板材M1
上面に相当し、右側の角点F 2 よりも右側のデータは右
側の板材M2 の上面に相当すると考えられるから、これ
らのデータについて板材M1 ,M2 の上面を近似する線
分を設定する(S12)。さらに、右側の板材M2 の上
面の延長線と左側の角点F1 との距離Aを求め、この距
離Aから板厚tを減算すれば、両板材M1 ,M2 の間の
隙間gを求めたことになる(S13)。また、左側の板
材M1 の上面の延長線と右側の角点F2との距離Bを求
めると、この距離Bは角継手の段差に相当し(S1
4)、両板材M1 ,M2 の延長線の交点Cを求めると角
継手の位置を求めることになる(S15)。以上のよう
にして、角継手の溶接に必要な諸寸法を得ることができ
るのである。
As shown in FIG. 14, the determined bending point Bpk
Each plate material M constituting the object 1 from among1, MTwoCorner point F
1, FTwoIs selected (S11). next,
Left corner point F1The data on the left side is the plate material M on the left side.1of
Corresponds to top surface, right corner point F TwoData to the right of
Side plate material MTwoThis is considered to be equivalent to the upper surface of
About these data1, MTwoLine approximating the upper surface of
A minute is set (S12). Further, the right side plate material MTwoupon
Surface extension line and left corner point F1And the distance A
If the sheet thickness t is subtracted from the separation A, both sheet materials M1, MTwoBetween
This means that the gap g has been obtained (S13). Also, the left plate
Material M1Extension of the upper surface of the right corner point FTwoFind the distance B with
In other words, this distance B corresponds to the step of the square joint (S1
4), both plate materials M1, MTwoThe intersection C of the extension of
The position of the joint is determined (S15). As above
To obtain the dimensions required for welding square joints.
Because

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明では、点列に含まれる各点から前
後に所定個ずつ離れた2つの点を通る2直線の間の角度
の余弦を屈曲度として求めることによって点列の屈曲の
程度を評価し、かつ各点の近傍領域で屈曲度が極大にな
るときに屈曲部に対応する屈曲点であると判断するの
で、従来例の追跡法に比較すれば、屈曲点を正確に求め
ることができて対象物の形状を正確に反映した適正な屈
曲点を求めることができるという利点を有する。
According to the present invention, the degree of bending of a sequence of points is determined by determining, as the degree of bending, the cosine of the angle between two straight lines passing two points separated by a predetermined number of points before and after each point included in the sequence of points. Is evaluated, and when the degree of bending in the vicinity of each point is maximized, it is determined that the bending point corresponds to the bending portion. Therefore, there is an advantage that an appropriate bending point accurately reflecting the shape of the object can be obtained.

【0036】請求項2の方法では、屈曲度について閾値
を設定し、屈曲度が閾値よりも小さい場合には、屈曲点
として採用しないから、測定誤差などにより生じる微小
な変動を除去することができて測定誤差の影響による誤
検出を抑制することができるという利点がある。請求項
3ないし請求項5の方法では、屈曲点を求めた後に、不
要な屈曲点を除去するので、より適正な屈曲点を求める
ことができるという利点がある。
According to the second aspect of the present invention, a threshold value is set for the degree of bending, and if the degree of bending is smaller than the threshold value, it is not adopted as a bending point, so that a minute fluctuation caused by a measurement error or the like can be removed. Therefore, there is an advantage that erroneous detection due to the influence of the measurement error can be suppressed. According to the method of claims 3 to 5, unnecessary bending points are removed after the bending point is obtained, so that there is an advantage that a more appropriate bending point can be obtained.

【0037】とくに、元の点列に直線部分が多い場合、
請求項2のような閾値による誤差成分の除去を行うこと
によって、不要か否かを評価すべき屈曲点の個数が大幅
に削減されるから、請求項3ないし請求項5のように不
要な屈曲点を除去する処理を加えたとしても、従来の分
割・合成法に比較すれば計算量が少なくなるという利点
がある。
In particular, when the original point sequence has many straight lines,
By removing the error component based on the threshold value as in claim 2, the number of bending points to be evaluated as to whether or not it is unnecessary is greatly reduced, so that unnecessary bending as in claims 3 to 5 is achieved. Even if processing for removing points is added, there is an advantage that the amount of calculation is reduced as compared with the conventional division / synthesis method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例を示す動作説明図である。FIG. 1 is an operation explanatory diagram showing an embodiment.

【図2】実施例における点列の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a point sequence in the embodiment.

【図3】実施例における屈曲度の概念を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a concept of a degree of bending in the embodiment.

【図4】実施例における屈曲点の概念を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a concept of a bending point in the embodiment.

【図5】実施例2の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the second embodiment.

【図6】(a)は実施例2において処理される屈曲点の
例を示す図であり、(b)は同図(a)の要部拡大図で
ある。
6A is a diagram illustrating an example of a bending point processed in the second embodiment, and FIG. 6B is an enlarged view of a main part of FIG.

【図7】実施例2による処理結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a processing result according to the second embodiment.

【図8】実施例3の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図9】(a)は実施例3において処理される屈曲点の
例を示す図であり、(b)は同図(a)の要部拡大図で
ある。
9A is a diagram illustrating an example of a bending point processed in a third embodiment, and FIG. 9B is an enlarged view of a main part of FIG. 9A.

【図10】実施例3による処理結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a processing result according to the third embodiment.

【図11】実施例4の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the fourth embodiment.

【図12】(a)は実施例4において処理される屈曲点
の例を示す図であり、(b)は同図(a)の要部拡大図
である。
12A is a diagram illustrating an example of a bending point processed in a fourth embodiment, and FIG. 12B is an enlarged view of a main part of FIG.

【図13】実施例4による処理結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a processing result according to the fourth embodiment.

【図14】本発明により求めた屈曲点を用いて対象物の
形状を計測する手順の例を示す流れ図である。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a procedure for measuring a shape of an object using a bending point obtained according to the present invention.

【図15】本発明により求めた屈曲点を用いて対象物の
形状を計測する際の概念を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a concept when measuring the shape of an object using a bending point obtained by the present invention.

【図16】実施例に用いる装置の概略構成図である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an apparatus used in an example.

【図17】図16に示した装置により点列を得る過程を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a process of obtaining a point sequence by the device shown in FIG. 16;

【図18】従来例での折れ線近似処理の概念を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing the concept of a polygonal line approximation process in a conventional example.

【図19】他の従来例での折れ線近似処理の概念を示す
図である。
FIG. 19 is a diagram showing the concept of a broken line approximation process in another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対象物 2 光源 3 撮像装置 11 2値化処理部 12 雑音除去部 13 スケルトン抽出部 14 記憶部 20 折れ線処理部 21 屈曲度演算部 22 屈曲度抽出部 23 閾値処理部 24 不要点除去部 REFERENCE SIGNS LIST 1 object 2 light source 3 imaging device 11 binarization processing unit 12 noise removal unit 13 skeleton extraction unit 14 storage unit 20 broken line processing unit 21 bending degree calculation unit 22 bending degree extraction unit 23 threshold processing unit 24 unnecessary point removal unit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01B 21/00 - 21/32 G06T 5/30 G06T 7/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01B 21/00-21/32 G06T 5/30 G06T 7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 屈曲部を有する対象物について屈曲部を
横断する切断面との交線上に並ぶ多数の測定点の位置を
2次元座標で表した既定順序の点列に基づいて、上記交
線上での対象物の形状を折れ線で近似する形状推定方法
において、点列を構成する各点について前後に所定個ず
つ離れた2つの点を通る2直線の間の角度の余弦を屈曲
度として求め、各点について設定した近傍範囲において
屈曲度が極大となる点を屈曲点とし、各屈曲点を順に結
ぶ線分で構成される折れ線を求めることを特徴とする形
状推定方法。
1. A method according to claim 1, wherein the position of a plurality of measurement points of an object having a bent portion on a line intersecting with a cutting plane traversing the bent portion is determined based on a point sequence in a predetermined order represented by two-dimensional coordinates. In the shape estimation method of approximating the shape of the object with a polygonal line, a cosine of an angle between two straight lines passing through two points separated by a predetermined number of points before and after each point forming a point sequence is obtained as a degree of bending, A shape estimating method characterized by determining a point where the degree of curvature is maximum in a vicinity range set for each point as a bending point, and obtaining a polygonal line composed of line segments connecting the bending points in order.
【請求項2】 点列に含まれる点のうち屈曲度が既定の
閾値を超える点のみについて、その点の近傍範囲におい
て屈曲度が極大となる点を屈曲点として求めることを特
徴とする請求項1記載の形状推定方法。
2. A method according to claim 1, wherein, among the points included in the point sequence, only a point where the degree of curvature exceeds a predetermined threshold value is determined as a point having a maximum degree of curvature in a range near the point. 1. The shape estimation method according to 1.
【請求項3】 屈曲点を結ぶ線分を求めた後に、隣接す
る屈曲点を結ぶ線分の長さが既定の下限値よりも短いと
きに、その線分の両端の屈曲点のうちの少なくとも一方
を不必要な屈曲点として除外することを特徴とする請求
項1記載の形状推定方法。
3. After obtaining a line segment connecting the inflection points, when the length of the line segment connecting the adjacent inflection points is shorter than a predetermined lower limit, at least one of the inflection points at both ends of the line segment 2. The shape estimating method according to claim 1, wherein one of them is excluded as an unnecessary bending point.
【請求項4】 屈曲点を結ぶ線分を求めた後に、屈曲点
を通る2本の線分の挟む角度が既定の上限値よりも大き
いときに、その屈曲点を不必要な屈曲点として除外する
ことを特徴とする請求項1記載の形状推定方法。
4. After calculating a line segment connecting the inflection points, when the angle between two line segments passing through the inflection point is larger than a predetermined upper limit, the inflection point is excluded as an unnecessary inflection point. The method according to claim 1, wherein:
【請求項5】 屈曲点を求めた後に、対象とする屈曲点
の前後両側に隣合う2個の屈曲点を結ぶ線分と対象とす
る屈曲点との距離を求め、この距離が既定の閾値よりも
小さいときに、対象とする屈曲点を不要な屈曲点として
除外することを特徴とする請求項1記載の形状推定方
法。
5. A distance between a line segment connecting two adjacent bending points on both front and rear sides of the target bending point and a target bending point after obtaining the bending point, and the distance is defined as a predetermined threshold value. 2. The shape estimating method according to claim 1, wherein the target bending point is excluded as an unnecessary bending point when smaller than the target bending point.
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