JP3490110B2 - 精度検定装置 - Google Patents

精度検定装置

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JP3490110B2
JP3490110B2 JP09880193A JP9880193A JP3490110B2 JP 3490110 B2 JP3490110 B2 JP 3490110B2 JP 09880193 A JP09880193 A JP 09880193A JP 9880193 A JP9880193 A JP 9880193A JP 3490110 B2 JP3490110 B2 JP 3490110B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、複写図の精度検定装
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に高精度の地図等を原図として透明
紙等へ複写し、この複写図を利用することがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような場合、複写
図も高精度を必要とするが、複写を行うと複写図が原図
とずれることが多い。このため、かかる複写図を利用す
る場合、複写図の原図に対する精度を知る必要がある。
【0004】本発明は、このような必要性に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、複写図の原図に
対する精度を人為差なく検定することのできる複写図の
精度検定装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理説
明図である。図1において1はライトテーブルであり、
すりガラス(図示せず)の下側から照明を行う。3はラ
イトテーブル1に貼られた原図、5は原図3上に貼られ
た複写図である。この複写図5は原図3を複写機で複写
したものである。7はコンピュータである。
【0006】オペレータはライトテーブル1に重ねて貼
り付けられた原図3と複写図5において、対応する点の
座標Xi 、Yi および変位xi 、yi を測定する(ステ
ップS1)。座標Xi 、Yi は物差し等で測定し、この
座標Xi 、Yi は原図3、あるいは複写図5の内の点の
一方の座標を用いる。変位xi 、yi は原図3と複写図
5の対応する点のずれであり、顕微鏡等で測定する。測
定されたデータをコンピュータ7に入力し、コンピュー
タ7は変位xi 、yi の標準誤差εを次式により求める
(ステップS2)。
【0007】
【数1】
【0008】次に、変位xi 、yi にアフィン変換を行
い、アフィン変換用パラメータを決定する(ステップS
3)。アフィン変換された変位xi ´、yi ´の標準誤
差ε´を次式により求める(ステップS4)。
【0009】
【数2】
【0010】そしてステップS2で求められた標準誤差
εとステップS4で求められた標準誤差ε´を比較す
る。
【0011】
【作用】本発明では、原図と複写図の対応する点の変位
(ずれ)を顕微鏡等で測定し、その変位に対してアフィ
ン変換を行い、アフィン変換を行う前後の変位の標準誤
差を算出することによって複写図の精度検定を行う。ま
た、複写図の伸縮および偏平等の誤差の要因を究明す
る。
【0012】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は、本発明の第1の実施例に係る複写
図の精度検定装置における精度検定方法を示すフローチ
ャートである。オペレータはライトテーブル1に原図3
と複写図5を重ねて貼り合わせる(ステップ201)。
そして原図3と複写図5において対応する点の座標
、Y、変位x、yを測定する(ステップ20
2)。尚、図2のステップ203からステップ206の
処理はコンピュータ7が行う。この処理はコンピュータ
7内のプログラムに基づきコンピュータ7内の制御部が
行う。
【0013】図3は原図3上の文字9aと複写図5上の
文字9bがずれている状態を示す。この場合、座標
i 、Yi として原図3上の文字9aの右隅の点の座標
を物差し等で測定する。なおこの座標Xi 、Yi として
複写図5上の文字9b上の点の座標を用いてもよい。変
位xi 、yi は文字9aと文字9bの対応する点のずれ
であり、目盛り付き顕微鏡等で測定する。
【0014】図4は、原図3上のしみ11aと複写図5
上のしみ11bがずれている状態を示す。このようなし
みを図3に示す文字と同様に取り扱って座標Xi
i 、変位xi 、yi を測定してもよい。
【0015】このように文字、あるいはしみ等を用いて
複数の点について座標Xi 、Yi 、変位xi 、yi を測
定する。
【0016】測定された変位xi 、yi に対し、原図3
と複写図5の貼り合わせ誤差を取り除くための補正を行
い、補正後の変位をxi ´、yi ´とする(ステップ2
03)。すなわち、変位xi 、yi に対して回転と平行
移動の影響係数を求め、変位xi 、yi に回転と平行移
動の補正を行い、補正後の変位をxi ´、yi ´とす
る。 この処理は次のようにアフィン変換を用いて行わ
れる。
【0017】xi ´=xi −BYi −C……(1) yi ´=yi +BXi −F……(2) とし、li ´2 =xi ´2 +yi ´2 が最小となるよう
にパラメータB、C、Fを求める。li ´2 が最小とな
るためには、
【0018】
【数3】
【0019】これを整理すると
【0020】
【数4】
【0021】となる。この方程式を解いてパラメータ
B、C、Fを求める。求められたパラメータB、C、F
を用いて式(1)、(2)により変位xi ´、yi ´を
求める。
【0022】そして、変換後の変位xi ´、yi ´の標
準誤差εを
【0023】
【数5】
【0024】に従い算出する(ステップ204)。
【0025】次に、変位xi ´、yi ´にアフィン変換
を行い、アフィン変換用パラメータを決定し、アフィン
変換後の変位をxi ″、yi ″とする(ステップ20
5)。
【0026】この処理は次のようにアフィン変換を用い
て行われる。
【0027】xi ″=AXi +BYi +C……(3) yi ″=DYi +EXi +F……(4) とし、 εxi=xi ´−xi ″ =xi ´−(AXi +BYi +C) εyi=yi ´−yi ″ =yi ´−(DYi +EXi +F) とする。
【0028】εxi 2 およびεyi 2 がそれぞれ最小となる
には、
【0029】
【数6】
【0030】すなわち、
【0031】
【数7】
【0032】の連立方程式を解けばよい。この方程式を
解いてパラメータA、B、C、D、E、Fを求める。求
められたパラメータA、B、C、D、E、Fを用いて変
位xi ″、yi ″を求める。
【0033】そして、変換後の変位xi ″、yi ″の標
準誤差ε´を
【0034】
【数8】
【0035】に従い算出する(ステップ206)。
【0036】なお、ステップ205の代わりに、次のよ
うな変換を行うこともできる。
【0037】変位xi ´、yi ´に対して、伸縮と偏平
の影響係数を求め、変位xi ´、yi ´に伸縮と偏平の
補正を行い、補正後の変位をxi ″、yi ″とする。こ
の場合、 xi ″=xi ´−(AXi +EYi )……(5) yi ″=yi ´−(EXi +DYi )……(6) とし、εi ´2 =(xi 2 +yi 2 )が最小となる
ようにパラメータA、D、Eを求める。εi ´2 が最小
となるためには、
【0038】
【数9】
【0039】これを整理すると
【0040】
【数10】
【0041】となる。この方程式を解いてパラメータ
A、D、Eを求める。求められたパラメータA、D、E
を用いて式(5)、(6)により変位xi ″、yi ″を
求める。
【0042】図5は、座標Xi 、Yi 、変位xi ´、y
i ´、およびステップ205でアフィン変換された後の
変位xi ″、yi ″、および(xi 2 、yi 2
1/2 を示したものである。
【0043】図6は、5種類の複写の方法(複写図)に
対して、本実施例を行った結果を示す表である。この図
6では、X方向、Y方向の回転補正を行った場合と、伸
縮偏平補正を行った場合についての結果を示している。
【0044】図6から以下のような考察を行うことがで
きる。複写方法(4)を除き、X、Y方向に0.1mm/m 以
上の均一な伸縮がある。伸縮はX、Y方向によって異な
る。偏平の影響は小さく無視できる。伸縮補正を行うこ
とにより、X、Y方向の偏差値は十分小さくなる。従っ
て均一に伸縮していると考えられる。
【0045】また5種類の複写方法の内、複写方法
(4)が最も精度がよく、次に複写方法(3)がよいと
いう結果が得られた。
【0046】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。この第2の実施例では、原図3と複写図5を5mm
程度離してデジタイザに貼り付け、複写図の精度検定を
行うものである。
【0047】図7は、第2の実施例に用いられるハード
ウェアの構成を示す模式図である。7はコンピュータ、
13はディスプレイ、15はデジタイザ、17は指示
具、19はプロッタである。デジタイザ15上に原図3
と複写図5が5mm 程度離されて貼り付けられる。指示具
17はクリックすることにより、その点の座標を指示す
る。
【0048】図8は、この第2の実施例の処理を示すフ
ローチャートである。オペレータはデジタイザ15に原
図3と複写図5を対応する点が5mm 程度ずれるように重
ねて貼り合わせる(ステップ801)。
【0049】そして原図3と複写図5において対応する
座標(Xi 、Yi )、(Xj 、Yj)を入力する(ステ
ップ802)。
【0050】図9は、原図3上の文字21aと、複写図
5上の文字21bを示し、図10は原図3上のしみ23
aと複写図5上のしみ23bを示すものである。
【0051】たとえば、図9上の点C1の位置に指示具
17を移動させ、指示具17をクリックすることにより
座標(Xi 、Yi )を入力する。同様に、点C2の位置
に指示具17を移動させ、指示具17をクリックするこ
とにより座標(Xj 、Yj )を入力する。
【0052】あるいは、図10に示すしみ23aの点C
3、およびしみ23bの点C4を指示具17でクリック
して座標を入力する。
【0053】対応する点の座標(Xi 、Yi )、
(Xj 、Yj )を複数組の対応する点に関して入力す
る。
【0054】このような入力が終了すると、コンピュー
タ7は変位xi 、yi を次式に従って算出する(ステッ
プ803)。
【0055】xi =Xj −Xii =Yj −Yi 次に、変位xi 、yi に対し、原図3と複写図5の貼り
合わせ誤差を取り除くための補正を行い、補正後の変位
をxi ´、yi ´とする(ステップ804)。
【0056】すなわち、変位xi 、yi に対して回転と
平行移動の影響係数を求め、変位xi 、yi に回転と平
行移動の補正を行い、補正後の変位をxi ´、yi ´と
する。 この処理は次のようにアフィン変換を用いて行
われる。
【0057】xi ´=xi −BYi −C yi ´=yi +BXi −F とし、li ´2 =xi ´2 +yi ´2 が最小となるよう
にパラメータB、C、Fを求める。li ´2 が最小とな
るためには、
【0058】
【数11】
【0059】これを整理すると
【0060】
【数12】
【0061】となる。この方程式を解いてパラメータ
B、C、Fを求める。求められたパラメータB、C、F
を用いて変位xi ´、yi ´を求める。
【0062】そして、変換後の変位xi ´、yi ´の標
準誤差εを
【0063】
【数13】
【0064】に従い算出する(ステップ805)。
【0065】次に、変位xi ´、yi ´にアフィン変換
を行い、アフィン変換用パラメータを決定し、アフィン
変換後の変位をxi ″、yi ″とする(ステップ80
6)。
【0066】この処理は次のようにアフィン変換を用い
て行われる。
【0067】xi ″=AXi +BYi +C yi ″=DYi +EXi +F とし、 εxi=xi ´−xi ″ =xi ´−(AXi +BYi +C) εyi=yi ´−yi ″ =yi ´−(DYi +EXi +F) とする。
【0068】εxi 2 およびεyi 2 がそれぞれ最小となる
には、
【0069】
【数14】
【0070】すなわち、
【0071】
【数15】
【0072】の連立方程式を解けばよい。この方程式を
解いてパラメータA、B、C、D、E、Fを求める。求
められたパラメータA、B、C、D、E、Fを用いて変
位xi ″、yi ″を求める。
【0073】そして、変換後の変位xi ″、yi ″の標
準誤差ε″を
【0074】
【数16】
【0075】に従い算出する(ステップ807)。尚、
ステップ803からステップ807の処理はコンピュー
タ7が行う。この処理はコンピュータ7内のプログラム
に基づきコンピュータ7内の制御部が行う。
【0076】一般に、顕微鏡では、0.05mmまでは、
読み取ることができるが、0.05mm以下の測定は不可
能である。しかしこの第2の実施例を用いれば、2点の
間隔が0.05mm以下であっても、ステップ802にお
いて、座標値を入力できるので、対処することができ
る。
【0077】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、複写図の原図に対する精度を人為差なく検定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 第1の実施例の処理を示すフローチャート
【図3】 原図3および複写図5上の文字9a、9bを
示す図
【図4】 原図3および複写図5上のしみ11a、11
bを示す図
【図5】 アフィン変換前後のデータを示す図
【図6】 複数の複写の方法に対して本実施例を行った
結果を示す図
【図7】 第2の実施例に係るハードウェアの構成を示
す図
【図8】 第2の実施例の処理を示すフローチャート
【図9】 原図3および複写図5上の文字21a、21
bを示す図
【図10】 原図3および複写図5上のしみ23a、2
3bを示す図
【符号の説明】
1……ライトテーブル 3……原図 5……複写図 7……コンピュータ 13……ディスプレイ 15……デジタイザ 19……プロッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 - 7/00 G06T 11/60 300 G09B 29/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータを用いて複写図の精度を検
    定する精度検定装置であって、 重ね合わされた原図と複写図において、前記原図の複数
    の点の座標、および前記原図の複数の点に対応する前記
    複写図の点の変位の測定値が入力されると、 前記コンピュータは、 入力された前記変位に対して貼り合わせ誤差を除去する
    ため、アフィン変換を行い第1の変位を算出する手段
    と、 前記第1の変位の標準誤差を算出する手段と、 前記補正された第1の変位に対して、伸縮と偏平の補正
    を行うため、アフィン変換を行い第2の変位を算出する
    手段と、 前記第2の変位の標準誤差を算出する手段として機能す
    ることを特徴とする精度検定装置。
  2. 【請求項2】 コンピュータを用いて複写図の精度を検
    定する精度検定装置であって、 対応する点がずれるようにデジタイザに重ね合わせて貼
    り付けられた原図と複写図の対応する複数の点の座標が
    入力されると、 前記コンピュータは、 入力された前記変位に対して貼り合わせ誤差を除去する
    ため、アフィン変換を行い第1の変位を算出する手段
    と、 前記第1の変位の標準誤差を算出する手段と、 前記補正された第1の変位に対して、伸縮と偏平の補正
    を行うため、アフィン変換を行い第2の変位を算出する
    手段と、 前記第2の変位の標準誤差を算出する手段として機能す
    ることを特徴とする精度検定装置。
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