JP3149656B2

JP3149656B2 - ワークの特徴点抽出装置

Info

Publication number: JP3149656B2
Application number: JP32291893A
Authority: JP
Inventors: 知康山崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH07174529A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの特徴点抽出装
置に係り、特に、特徴点を算出するための演算範囲の設
定を統計処理されたマトリックスを利用して行う方式と
したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車体を構成するパネル部品などの成形品
（ワーク）の品質を検査するため、例えば、パネル部品
の断面形状を計測して特徴点を抽出することが行われて
いる。抽出された特徴点のずれによって、パネル部品の
品質状態を判定することができる。特徴点の抽出は、通
常、１種類のパネル部品に対し、その特徴を表現するよ
うな複数の測定ポイントをあらかじめ設定しておき、そ
れぞれの測定ポイントについて断面の計測を行って特徴
点を求めている。

【０００３】断面の計測結果から特徴点を求める方法と
しては、従来、次に示すようなものがある。この従来の
方法を図１０を用いて説明する。まず、計測結果として
得られる点列（各点はｘ−ｙ座標値を持つ）の始点（計
測開始点）と終点（計測終了点）とを直線で結び、こ
の直線から最も遠い点Ｃ1 を求める。それから、この
点Ｃ1 を通り直線と平行な直線を求め、この直線
上の点Ｃ1 から直線に垂線を下ろして交点Ｃ2 を求め
る。それから、点Ｃ1 とＣ2 間の距離を求めてこれを１
００とする。それから、直線と平行にかつ所定の距離
を置いて４本の直線〜を引き（ただし、左右の領域
で同じ直線を共有すれば２本または３本でもよい）、点
列との交点Ｄ1 〜Ｄ4 をそれぞれ求める。その際、直線
との距離は点Ｃ1 Ｃ2 間の距離（１００）を基準とし
て所定の割合（％）で入力される。それから、点Ｄ1 と
Ｄ2 、および点Ｄ3 とＤ4 でそれぞれ規定される区間を
演算サンプル範囲とし、この演算サンプル範囲内に存在
する点列を最小２乗法により直線近似して直線とを
求める。それから、直線との交点Ｉ（これを仮想点
という）を求め、この仮想点Ｉを特徴点としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の特徴点抽出方法にあっては、取得された点列
に対する演算サンプル範囲の設定を、オペレータが数値
（割合（％））で規定する方式であるため、所望の演算
サンプル範囲を導出するための最適な数値を設定するの
に手間がかかり、また、オペレータの習熟性などにより
設定結果に個人差が出てくるほかに、一旦最適な数値を
設定したとしても、ノイズ等により計測開始位置や計測
終了位置がずれた場合には、得られる演算サンプル範囲
にばらつきが生じ、所望の演算サンプル範囲を安定的に
得られないおそれがあり、ひいては特徴点を精度良く抽
出できないおそれがある。さらに、断面計測センサの教
示位置に変更があったり、あるいは、点列が得にくくな
るようなセンサゲイン（感度）の変更があった場合には
前記数値の調整、変更を必要とし、また、断面形状に変
更があった場合には演算ロジックそれ自体の変更を必要
とし、これらの変更に対して工数の増加がもたらされる
という問題がある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ワークの特徴点を簡単かつ
安定的に精度良く抽出でき、かつ、各種の変更にも容易
に対応しうるワークの特徴点抽出装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークの断面形状を計測し、計測結果に基
づいて、断面形状の特徴を示している特徴点を抽出する
ワークの特徴点抽出装置であって、計測された断面形状
をマトリックス形式を用いて記述してなる断面形状マト
リックスを作成する断面形状マトリックス作成手段と、
前記特徴点の算出に用いられる演算範囲をマトリックス
形式を用いて記述してなる第１特性マトリックスを作成
する第１特性マトリックス作成手段と、前記特性マトリ
ックス作成手段によって順次作成された複数の第１特性
マトリックスを統計処理することによって平均化された
第２特性マトリックスを作成する第２特性マトリックス
作成手段と、作成された断面形状マトリックスと第２特
性マトリックスとに基づいて特徴点を算出する算出手段
と、を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成した本発明にあっては、断面計
測手段によりワークの断面形状が計測されると、断面形
状マトリックス作成手段は、得られた断面の点列データ
をマトリックス形式に変換し、断面形状をマトリックス
形式を用いて記述してなる断面形状マトリックスを作成
する。学習段階において、第１特性マトリックス作成手
段は、取得された点列データごとに入力された演算範囲
（断面形状の特徴を示す特徴点を算出するのに用いられ
る範囲）をマトリックス形式に変換して第１特性マトリ
ックスを作成する。また、第２特性マトリックス作成手
段は、今までに作成された第１特性マトリックスを統計
処理して第２特性マトリックスを作成する。これによ
り、統計処理によって作成される第２特性マトリックス
は、ワークの断面形状の計測結果である点列データ（入
力）と演算範囲（出力）とを確率的に結びつける中間項
として、経験（取得された点列データと入力された演算
範囲）を経るたびに学習されることになる。一方、実行
段階においては、算出手段は、断面形状をマトリックス
形式を用いて記述してなる断面形状マトリックスと統計
処理がされた第２マトリックスとに基づいて、演算範囲
を算出し、所定の演算処理を施して特徴点を算出する。
その際、十分に学習されている第２特性マトリックスを
用いることによって、断面形状を示す任意の点列データ
に対して、所定の演算範囲が自動的に安定的に求められ
ることになり、常に精度の良い特徴点抽出が可能とな
る。なお、ここで、第１特性マトリックスは、各測定ご
とに入力された演算範囲をマトリックス形式を用いて記
述してなる特性マトリックスである。一方、第２マトリ
ックスは、今までに作成されて蓄積されている第１特性
マトリックスを平均化するして得られた学習ずみの特性
マトリックスである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のワークの特徴点抽出装置の一実
施例の機能ブロック図、図２は点列データの格納形式の
一例を示す図、図３は特徴点抽出ロジックの説明に供す
る図、図４は点列データの位置合わせの説明に供する
図、図５は点列データのマトリックス化の説明に供する
図、図６は作成された特性マトリックスの一例を示す
図、図７は平均化された特性マトリックスの一例を示す
図、図８は学習段階の動作フローチャート、図９は実行
段階の動作フローチャートである。なお、本実施例で
は、ワークとしてパネル部品を例にとって以下説明す
る。

【０００９】図１に示す特徴点抽出装置は、パネル部品
１０の断面形状を計測する断面計測手段としての断面計
測センサ１１を有し、この断面計測センサ１１は、各部
分のデータの受け渡しを管理する入出力インタフェース
１２に接続されている。また、この入出力インタフェー
ス１２には、その内部側に、座標変換処理部１３と、こ
れに接続されたファイル１４と、断面形状をマトリック
ス形式を用いて記述する断面マトリックス作成手段とし
てのマトリックス変換処理部１５と、これに接続された
ファイル１６と、サンプル範囲設定部１７と、第１特性
マトリックス作成手段としての特性マトリックス作成部
１８と、これに接続されたファイル１９と、第２特性マ
トリックス作成手段としての統計処理部２０と、これに
接続されたファイル２１と、算出手段としての機能する
サンプル範囲演算部２２および仮想点演算部２３とがそ
れぞれ接続されており、一方、外部側には、キーボード
などの入力装置２４と、ディスプレイ２５と、プリンタ
２６とがそれぞれ接続されている。

【００１０】断面計測センサ１１は、例えば、図示しな
いが、パネル面に向かってレーザ光（またはレーザスリ
ット光）を照射するレーザ光源と、反射光を取り込むＣ
ＣＤカメラと、走査ミラーと、この走査ミラーを駆動す
るモータとで構成され、パネル面に照射するレーザ光を
ミラーで走査して連続的に三角測量を行ってパネルの断
面形状を求めるようになっている。この断面計測センサ
１１で取得される断面の点列データは、センサ座標系に
おけるものである。

【００１１】座標変換処理部１３は、断面計測センサ１
１からの点列データをセンサ座標系からｘ−ｙ座標系に
変換する機能を有している。この座標変換処理部１２の
処理結果はファイル１４に一時的に格納される。図２は
点列の格納形式の一例を示したものであって、１点ごと
の座標データ（ｘ−ｙ座標値）の形式で格納されてい
る。ここでは、点列データの個数をｎとし、ｋ番目の点
のｘ座標値とｙ座標値をそれぞれａxk、ａykで表わすも
のとする。また、取得された点列をｘ−ｙ座標平面上に
表現すると、例えば図３（Ａ）に示すようになる。以下
では、取得された点列のｋ番目の点を位置ベクトルＰk
(k=1,2,…,n)で表現することにする。したがって、取得
点列の各点は、ベクトルＰk ＝（ａxk，ａyk）(k=1,2,
…,n)で表わされることになる。

【００１２】また、本実施例では、後述する特性マトリ
ックスを導入するにあたって、取得点列の平行移動に対
応しうるよう、それぞれの取得点列に対して位置合わせ
を行うようにしている。その具体的方法としては、例え
ば、図４に示すように、位置合わせの基準となる点列Ｂ
k ＝（ｂxk，ｂyk）(k=1,2,…,n)をあらかじめ対象ワー
ク、対象部位ごとに設定登録しておき、取得点列Ｐk ＝
（ａxk，ａyk）の重心ＧＰと基準点列Ｂk ＝（ｂxk，ｂ
yk）の重心ＧＢとが一致するように取得点列Ｐk の各点
を補正する。すなわち、取得点列Ｐk ＝（ａxk，ａyk）
の重心ＧＰのｘ座標値(ＧＰ)x とｙ座標値(ＧＰ)y は、
それぞれ、下記の式１で求められ、

【００１３】

【数１】

【００１４】また、基準点列Ｂk ＝（ｂxk，ｂyk）の重
心ＧＢのｘ座標値(ＧＢ)x とｙ座標値(ＧＢ)y は、それ
ぞれ、下記の式２で求められるので、

【００１５】

【数２】

【００１６】取得点列Ｐk の各点を、下記の式３を用い
て補正する。

【００１７】

【数３】

【００１８】ここで、（ＧＢ−ＧＰ）は位置補正ベクト
ルを表わしている。取得点列Ｐk は、このような位置補
正を受けた後、後述する各種演算処理に提供されるが、
以下では、簡単化のため、位置補正された取得点列もベ
クトルＰk で表現することにする。

【００１９】マトリックス変換処理部１５は、ｘ−ｙ座
標系の点列データＰk (k=1,2,…,n)をマトリックス形式
の表現に変換する機能を有している。具体的には、例え
ば、図５に示すように、ｘ−ｙ座標平面を適当な間隔で
メッシュ化して、点列データＰk の存在する領域のメッ
シュを「１」、存在しない領域のメッシュを「０」とし
て、点列データＰk をマトリックス化する。このマトリ
ックス表現の点列データをマトリックスＰと表わすこと
にする。マトリックス化された取得点列Ｐは、ファイル
１６に一時的に格納される。

【００２０】サンプル範囲設定部１７は、入力装置２４
からのオペレータの手入力による指示データをもとにし
て演算サンプル範囲のｘ−ｙ座標値を設定する機能を有
している。演算サンプル範囲とは、前述したように、仮
想点を求める演算を実施する区間のことであって、区間
の両端の点（以下、区間点という）を定めることによっ
て演算サンプル範囲が設定される。図３（Ｂ）は区間点
の一例を示したものであって、ここでは、例えば、取得
点列Ｐk (k=1,2,…,n)上に４つの区間点Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ
3 、Ｅ4 を適当に指定してある。この場合、演算サンプ
ル範囲は、点Ｅ1 とＥ2 で規定される区間と、点Ｅ3 と
Ｅ4 で規定される区間との２つの区間からなっている。
このとき、オペレータによる演算サンプル範囲の入力、
すなわち、区間点Ｅ1 〜Ｅ4 の指定は、ディスプレイ２
５に表示された点列データＰk （図３（Ａ）参照）を見
ながらオペレータの判断によって適当になされる。

【００２１】特性マトリックス作成部１８は、サンプル
範囲設定部１７で設定されたｘ−ｙ座標系の演算サンプ
ル範囲をマトリックス形式の表現に変換する機能を有し
ている。マトリックス化の方法は、前述した取得点列Ｐ
k (k=1,2,…,n)のマトリックス化の場合と同様に、適当
な間隔でメッシュ化したｘ−ｙ座標平面において区間点
Ｅ1 〜Ｅ4 の存在する領域のメッシュを「１」、存在し
ない領域のメッシュを「０」として、演算サンプル範囲
をマトリックス化する。本実施例では、指定された区間
点Ｅ1 〜Ｅ4 のそれぞれについてマトリックス化を行う
こととし、こうして得られるマトリックス（以下、特性
マトリックスという）をそれぞれＭ1 、Ｍ2 、Ｍ3 、Ｍ
4 と表わすことにする。これら特性マトリックスＭ1 〜
Ｍ4 の一例を図６に示してある。特性マトリックスＭ1
〜Ｍ4 は、後述するように、マトリックス表現の取得点
列Ｐから演算により演算サンプル範囲（演算結果として
の区間点Ｄ1 〜Ｄ4 ）を求めるためのマトリックスであ
る。この特性マトリックス作成部１８で作成された特性
マトリックスＭ1 〜Ｍ4 の履歴は、ファイル１９に蓄積
される。

【００２２】統計処理部２０は、今までに蓄積された特
性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 を平均化処理する機能を有し
ている。これは、等しい断面形状を呈する点列において
は演算サンプル範囲はほぼ一致するが常に同一とは限ら
ないので、断面形状の計測を複数回実施してそれらを平
均化し、演算サンプル範囲の確率的表現を行うためであ
る。すなわち、断面計測の試行回数をｑ回とし、ｓ番目
の特性マトリックスをＭrs (r=1,2,3,4)とすれば、平均
化された特性マトリックスＭr は、下記の式４で求めら
れる。

【００２３】

【数４】

【００２４】図７には、平均化された特性マトリックス
Ｍ1 〜Ｍ4 の一例を示してある。統計処理部２０の処理
結果はファイル２１に保存され、試行回数が増えるたび
に順次最新のものに更新される。

【００２５】サンプル範囲演算部２２は、マトリックス
表現の取得点列Ｐと平均化された特性マトリックスＭ1
〜Ｍ4 とに基づいてｘ−ｙ座標系の演算サンプル範囲
（区間点Ｄ1 〜Ｄ4 ）を算出する機能を有している。そ
の算出ロジックは、例えば、次に示すとおりである。す
なわち、まず、マトリックス表現の取得点列Ｐと平均化
された特性マトリックスＭr (r=1,2,3,4) との対応成分
どうしを掛け算して、演算サンプル範囲の存在の確から
しいマトリックスＳr (r=1,2,3,4) を求める。つまり、
マトリックスＰ＝（ｐij）、特性マトリックスＭr ＝
（ｍrij)とすると、前記マトリックスＳr は、下記の式
５で求められる。

【００２６】

【数５】

【００２７】それから、各マトリックスＳr (r=1,2,3,
4) に対し、数値が最大の成分を「１」とし、それ以外
の成分を「０」とする演算（ｍａｘ）を実施して、マト
リックスＤr (r=1,2,3,4) を求める。つまり、下記の式
６によってマトリックスＤr を求める。

【００２８】

【数６】

【００２９】それから、各マトリックスＤr (r=1,2,3,
4) に対し、これをｘ−ｙ座標系の位置ベクトルＤr (r=
1,2,3,4) に変換する演算（Ｔ）を行って、演算サンプ
ル範囲を規定する区間点Ｄ1 〜Ｄ4 を求める。つまり、
区間点のベクトルＤr ＝（ｄxr，ｄyr）(r=1,2,3,4) と
すると、下記の式７が成立する。

【００３０】

【数７】

【００３１】仮想点演算部２３は、オペレータの入力に
よりサンプル範囲設定部１７で設定された演算サンプル
範囲（区間点Ｅ1 〜Ｅ4 ）、または、サンプル範囲演算
部２２で算出された演算サンプル範囲（区間点Ｄ1 〜Ｄ
4 ）に所定の演算処理を施して、特徴点としての仮想点
を算出する機能を有している。その算出ロジックは、例
えば、従来と同様に、演算サンプル範囲内に存在する取
得点列Ｐk を最小２乗法を用いて直線近似して２本の直
線Ｌ1 とＬ2 を求め、これらの交点を仮想点Ｉとする
（図３（Ｃ）参照）。

【００３２】なお、本実施例では、各区間点Ｅ1 〜Ｅ4
ごとに対応する特性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 を求めてい
るが、これに限定されるわけではなく、例えば、４つの
区間点Ｅ1 〜Ｅ4 を同時にマトリックス化してもよい
し、また、左右の区間点（Ｅ1とＥ2 、Ｅ3 とＥ4 ）ご
とにマトリックス化してもよい。例えば、前者の場合に
得られる特性マトリックスＱについては、下記の式８が
成立する。

【００３３】

【数８】

【００３４】次に、このように構成された本装置の動作
を、図８と図９のフローチャートに従って説明する。な
お、前述したように、図８のフローチャートは、特性マ
トリックスＭ1 〜Ｍ4 の学習段階のフローチャートであ
り、また、図９のフローチャートは、学習された特性マ
トリックスＭ1 〜Ｍ4 を使用しての実行段階のフローチ
ャートである。

【００３５】学習段階においては、図８に示すように、
まず、断面計測センサ１１を駆動してパネル部品１０の
断面形状を計測し、断面計測センサ１１の計測結果（セ
ンサ座標系における点列データ）を入出力インタフェー
ス１２を介して座標変換処理部１３に入力する（Ｓ
１）。すると、座標変換処理部１３は、断面計測センサ
１１からの点列データをセンサ座標系からｘ−ｙ座標系
に変換し（Ｓ２）、得られたｘ−ｙ座標系の点列データ
Ｐk (k=1,2,…,n)について、前記の式１で重心ＧＰを求
めた後、前記の式３によって点列データＰk の各点を補
正する（図４参照）（Ｓ３）。これにより、任意の取得
点列Ｐk (k=1,2,…,n)について基準点列Ｂk(k=1,2,…,
n)との位置合わせがなされ、特性マトリックスＭ1 〜Ｍ
4 との比較が可能となる。こうしてｘ−ｙ座標系の位置
補正された取得点列Ｐk (k=1,2,…,n)（図３（Ａ）参
照）は、ファイル１４に一時的に格納される（図２参
照）。

【００３６】それから、マトリックス変換処理部１５
は、ファイル１４からｘ−ｙ座標系の位置補正された点
列データＰk (k=1,2,…,n)を読み出して、この点列デー
タＰk(k=1,2,…,n)をマトリックス表現Ｐに変換する
（図５参照）（Ｓ４）。この処理の結果として、例え
ば、下記の式９で示されるマトリックス化された点列デ
ータＰが得られるものとする。

【００３７】

【数９】

【００３８】ここでは、簡単化のため、マトリックス点
列Ｐにおいて左側の部分の成分のみを示している。ステ
ップ４で得られたマトリックス点列Ｐは、ファイル１６
に一時的に格納される。

【００３９】それから、サンプル範囲設定部１７は、入
力装置２４からのオペレータの手入力による指示データ
をもとにして演算サンプル範囲を規定する区間点Ｅ1 〜
Ｅ4を設定する（図３（Ｂ）参照）（Ｓ５）。前述した
ように、これら区間点Ｅ1 〜Ｅ4 の指定は、ディスプレ
イ２５に表示された点列データＰk （図３（Ａ）参照）
を見ながらオペレータの判断によって適当になされる。

【００４０】それから、仮想点演算部２３は、オペレー
タの手入力によりサンプル範囲設定部１７で設定された
演算サンプル範囲（点Ｅ1 とＥ2 間の区間、点Ｅ3 とＥ
4 間の区間）に前記した所定の演算処理を施して、特徴
点としての仮想点Ｉを算出し（図３（Ｃ）参照）（Ｓ
６）、その結果をディスプレイ２５やプリンタ２６に出
力する（Ｓ７）。

【００４１】一方、ステップ６とステップ７に並行し
て、特性マトリックス作成部１８は、サンプル範囲設定
部１７で設定された４つの区間点Ｅ1 〜Ｅ4 をそれぞれ
マトリックス表現に変換して、特性マトリックスＭ1 〜
Ｍ4 を作成し（図６参照）、これをファイル１９に蓄積
する（Ｓ８）。それから、統計処理部２０は、今までに
蓄積された特性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 を前記の式４を
用いて平均化し、この結果をファイル２１に格納する
（Ｓ９）。この処理の結果として、例えば、下記の式１
０で示される平均化された特性マトリックスＭ1 とＭ2
が得られるものとする（ここでは、簡単化のため、左側
の演算サンプル範囲に対応する特性マトリックスＭ3 と
Ｍ4 は省略してある。以下同様）。

【００４２】

【数１０】

【００４３】それから、学習を終了するかどうかを判断
し（Ｓ１０）、学習を継続する場合には、ステップ１に
リターンして、次の試行を行う。こうして試行回数ｑを
重ねるたびに、ステップ９の処理結果としてファイル２
１に格納されている平均化された特性マトリックスＭ1
〜Ｍ4 は順次更新され、学習されていくことになる。こ
うした学習を繰り返すことにより、計測された断面形状
の点列データに対して最適な演算サンプル範囲を確率的
見地から安定的に導き出せるようになる。

【００４４】すなわち、実行段階においては、図９に示
すように、前記したステップ１〜ステップ４と同様、ま
ず、断面計測センサ１１を駆動してパネル部品１０の断
面形状を計測し、断面計測センサ１１の計測結果（セン
サ座標系における点列データ）を座標変換処理部１３が
入力すると（Ｓ１１）、座標変換処理部１３は、断面計
測センサ１１からの点列データをセンサ座標系からｘ−
ｙ座標系に変換し（Ｓ１２）、得られたｘ−ｙ座標系の
点列データＰk (k=1,2,…,n)の各点を前記の式３を用い
て補正し、結果をファイル１４に格納する（Ｓ１３）。
それから、マトリックス変換処理部１５は、ファイル１
４からｘ−ｙ座標系の位置補正された点列データＰk (k
=1,2,…,n)を読み出して、この点列データＰk (k=1,2,
…,n)をマトリックス表現Ｐに変換する（Ｓ１４）。

【００４５】それから、サンプル範囲演算部２２は、フ
ァイル２１から平均化され学習された特性マトリックス
Ｍ1 〜Ｍ4 を読み出して（Ｓ１５）、この読み出した平
均化された特性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 とステップ１４
でマトリックス化した点列データＰ（例えば前記の式
９）とに基づいて、ｘ−ｙ座標系の演算サンプル範囲を
規定する区間点Ｄ1 〜Ｄ4 を算出する（Ｓ１６）。具体
的には、前述したように、まず、前記の式５に従ってマ
トリックス表現の取得点列Ｐ（前記式９）と平均化され
た特性マトリックスＭr (r=1,2,3,4) （前記式１０）と
の対応成分どうしを掛け算して、演算サンプル範囲の存
在の確からしいマトリックスＳr (r=1,2,3,4) を求め
る。これにより、例えば、下記の式１１で示されるマト
リックスＳ1とＳ2 が得られる（マトリックスＳ3 とＳ4
は省略する）。

【００４６】

【数１１】

【００４７】それから、各マトリックスＳr (r=1,2,3,
4) に対し、前記の式６に示すｍａｘ演算を実施して、
マトリックスＤr (r=1,2,3,4) を求める。これにより、
例えば、下記の式１２で示されるマトリックスＤ1 とＤ
2 が得られる（マトリックスＤ3とＤ4 は省略する）。

【００４８】

【数１２】

【００４９】それから、各マトリックスＤr (r=1,2,3,
4) に対し、前記の式７に示すＴ演算を行って、演算サ
ンプル範囲を規定する区間点Ｄ1 〜Ｄ4 を求める。これ
により、例えば、下記の式１３で示される区間点のベク
トルＤ1 とＤ2 が得られる（ベクトルＤ3 とＤ4 は省略
する）。

【００５０】

【数１３】

【００５１】それから、仮想点演算部２３は、サンプル
範囲演算部２２で算出された演算サンプル範囲（点Ｄ1
とＤ2 の区間、点Ｄ3 とＤ4 間の区間）に前記した所定
の演算処理を施して、特徴点としての仮想点Ｉを算出す
る（Ｓ１７）。具体的には、前述したように、演算サン
プル範囲内に存在する取得点列Ｐk を最小２乗法を用い
て直線近似して２本の直線Ｌ1 とＬ2 を求め、これらの
交点を仮想点Ｉとする（図３（Ｃ）参照）。それから、
ステップ１７の結果をディスプレイ２５やプリンタ２６
に出力する（Ｓ１８）。

【００５２】このように、本実施例によれば、取得され
た点列に対する演算サンプル範囲の設定を、従来のよう
にオペレータが数値（割合（％））で規定する方式では
なく、特性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 を導入し、試行回数
を重ねるたびに特性マトリックスＭ1 〜Ｍ4 を平均化し
て学習させ、この学習された特性マトリックスＭ1 〜Ｍ
4 を用いてマトリックス表現の取得点列Ｐから演算サン
プル範囲（区間点Ｄ1〜Ｄ4 ）を求める方式としたの
で、計測された断面形状の点列データに対して最適な演
算サンプル範囲を確率的見地から安定的に導き出せるよ
うになり、特徴点としての仮想点Ｉを常に精度良く抽出
できるようになる。その際、学習段階におけるオペレー
タによる区間点Ｅ1 〜Ｅ4 の設定は、ある程度適当で良
いので、手間はかからず、また、後で特性マトリックス
Ｍ1 〜Ｍ4 は平均化されるので、オペレータの個人差が
出てくることはない。

【００５３】また、断面計測センサの教示位置や、点列
が得にくくなるようなセンサゲイン（感度）、または断
面形状に変更があった場合には、その都度区間点Ｅ1 〜
Ｅ4を設定し直すだけでよく、特性マトリックスはそれ
らの変化を加味して統計的・確率的に処理されたものと
なるので、そうした変化にも対応できるようになり、従
来のように特徴点抽出のロジックを変更する必要はなく
なる。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、特徴
点を算出するための演算範囲の設定を統計処理されたマ
トリックスを利用して行うようにしたので、ワークの特
徴点を簡単かつ安定的に精度良く抽出でき、かつ、各種
の変更にも容易に対応しうるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークの特徴点抽出装置の一実施例
の機能ブロック図

【図２】点列データの格納形式の一例を示す図

【図３】本実施例の特徴点抽出ロジックの説明に供す
る図

【図４】点列データの位置合わせの説明に供する図

【図５】点列データのマトリックス化の説明に供する
図

【図６】作成された特性マトリックスの一例を示す図

【図７】平均化された特性マトリックスの一例を示す
図

【図８】学習段階の動作フローチャート

【図９】実行段階の動作フローチャート

【図１０】従来の特徴点抽出方法の説明に供する図

【符号の説明】

１０…パネル部品１１…断面計測センサ（断面計測手段）１２…入出力インターフェース１３…座標変換処理部１４、１６、１９、２１…ファイル１５…マトリックス変換処理部（断面形状マトリックス
作成手段）１７…サンプル範囲設定部１８…特性マトリックス作成部（第１特性マトリックス
作成手段）２０…統計処理部（第２特性マトリックス作成手段）２２…サンプル範囲演算部（算出手段）２３…仮想点演算部（算出手段）２４…入力装置２５…ディスプレイ２６…プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 B23Q 17/20 G06T 1/00 300 G06T 1/00 400

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークの断面形状を計測し、計測結果に
基づいて、断面形状の特徴を示している特徴点を抽出す
るワークの特徴点抽出装置であって、計測された断面形状をマトリックス形式を用いて記述し
てなる断面形状マトリックスを作成する断面形状マトリ
ックス作成手段と、前記特徴点の算出に用いられる演算範囲をマトリックス
形式を用いて記述してなる第１特性マトリックスを作成
する第１特性マトリックス作成手段と、前記特性マトリックス作成手段によって順次作成された
複数の第１特性マトリックスを統計処理することによっ
て平均化された第２特性マトリックスを作成する第２特
性マトリックス作成手段と、作成された断面形状マトリックスと平均化された第２特
性マトリックスとに基づいて特徴点を算出する算出手段
と、を有することを特徴とするワークの特徴点抽出装置。