JP6702710B2 - Inspection method of inspection object using geometric shape of automatically generated 3D scan data - Google Patents
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Description
本発明は、CADデータを利用して製作された検査対象物が正確に製作されたかを判断するための検査対象物の検査方法に関するもので、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection method of an inspection object for determining whether an inspection object produced using CAD data has been accurately produced, and a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data. The present invention relates to a method for inspecting an inspection object using.
一般的に、CAD/ CAM / CAEを活用するデジタル生産システムの運用にあたって、設計データであるCADデータを利用して物品を製作した後、製作された物品をスキャンして得られた3次元スキャンデータとCADデータとを比較して、製作された物品が設計どおりに正確に製作されたかを確認する作業を行う。 Generally, when operating a digital production system that utilizes CAD/CAM/CAE, three-dimensional scan data obtained by scanning the manufactured article after manufacturing the article using CAD data that is design data. And CAD data are compared to confirm that the manufactured goods are manufactured exactly as designed.
このような設計データとCADデータとを比較して製作された物品を検査する方法が、例えば特許第10-0637727号に開示されている。 A method for inspecting an article manufactured by comparing such design data with CAD data is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 10-0637727.
前記先行文献に開示された検査方法を含んで、従来のCADデータとスキャンデータの検査方法は、概ね次のように進行される。 A conventional inspection method for CAD data and scan data, including the inspection method disclosed in the above-mentioned prior art, generally proceeds as follows.
まず、検査システムにCADデータを入力する。そして、3次元スキャナを利用して検査対象物品を測定し、この測定されたスキャンデータを検査システムに入力する。続いて、CADデータから検査に必要な幾何形状を生成する。そして、スキャンデータにCADデータで定義した幾何形成と対応する幾何形状を生成する。続いて、CADデータとスキャンデータの座標を合わせる。そして、前述した幾何形状で検査要素を生成し、これを比較して検査報告書を作成する。 First, input CAD data to the inspection system. Then, the article to be inspected is measured using the three-dimensional scanner, and the measured scan data is input to the inspection system. Then, the geometrical shape required for the inspection is generated from the CAD data. Then, a geometric shape corresponding to the geometric formation defined by the CAD data is generated in the scan data. Then, the coordinates of the CAD data and the scan data are matched. Then, an inspection element is generated with the above-mentioned geometrical shape, and the inspection elements are compared to create an inspection report.
前述した従来の検査方法で、スキャンデータにCADデータで定義した幾何形状と対応する幾何形状を生成する過程は、根本的に検査結果に影響を与えることになる。具体的には、スキャンデータに幾何形状を生成するためには、作業者がスキャンデータから必要な部分を手動で選択した後、選択された部分のデータを利用して幾何形状を生成した。 In the conventional inspection method described above, the process of generating a geometric shape corresponding to the geometric shape defined by the CAD data in the scan data fundamentally affects the inspection result. Specifically, in order to generate a geometric shape in scan data, an operator manually selects a necessary portion from the scan data and then uses the data of the selected portion to generate the geometric shape.
ところが、前述した従来の検査方法は、スキャンデータに幾何形状を生成する過程が作業者によって手動で行われるため、検査対象物の同じ部分に該当する幾何形状を生成するにおいて、作業者によって選択する領域が異なるので、生成された幾何形状の結果が異なる可能性があり、最終的な検査結果が異なる可能性があるという問題があった。 However, in the above-described conventional inspection method, the process of generating the geometric shape in the scan data is manually performed by the operator, and therefore the operator selects the geometric shape corresponding to the same portion of the inspection object. Since the regions are different, the result of the generated geometric shape may be different, and the final inspection result may be different.
本発明は、上記した問題を解決するために発明されたものであって、設計データであるCADデータと対応するスキャンデータをユーザーが任意に選択する必要がなく、自動的な生成により検査対象物の最終検査結果が変わらないようにする、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法を提供することを目的とする。 The present invention was invented to solve the above-mentioned problem, and the user does not need to arbitrarily select scan data corresponding to CAD data that is design data, and the inspection object is automatically generated. An object of the present invention is to provide a method for inspecting an object to be inspected, which uses the geometrical shape of automatically generated three-dimensional scan data so as not to change the final inspection result.
上記した目的を達成するために、本発明は、コンピューティングデバイスにユーザーコマンドを入力し、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用して検査対象物を検査する方法であって、a)検査対象物の設計データであるCADデータを入力する段階と、b)3次元スキャナを利用して検査対象物の形状を示す3次元スキャンデータを取得し、取得した3次元スキャンデータを入力する段階と、c)前記CADデータに検査に必要な幾何形状を生成する段階と、d)前記スキャンデータに前記CADデータに生成された幾何形状と対応する幾何形状を自動的に生成する段階と、e)CADデータとスキャンデータを同じ座標に整列する段階と、f)前記CADデータとスキャンデータに生成された幾何形状を利用して検査要素を生成し、CADデータの検査要素とスキャンデータの検査要素とを比較する段階と、g)前記検査要素の比較結果に基づいて、検査対象物が設計データに合うように設計されたかを判断して、結果報告書を生成する段階とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for inspecting an inspection object by inputting a user command into a computing device and utilizing a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data. , A) inputting CAD data that is the design data of the inspection object, and b) acquiring 3D scan data showing the shape of the inspection object using a 3D scanner, and acquiring the acquired 3D scan data. Inputting, c) generating in the CAD data a geometric shape required for inspection, and d) automatically generating in the scan data a geometric shape corresponding to the geometric shape generated in the CAD data. And e) a step of aligning the CAD data and the scan data at the same coordinates, and f) generating an inspection element using the geometric shape generated in the CAD data and the scan data, and inspecting the CAD data and the scan data. And the step of: g) determining whether the inspection object is designed to match the design data based on the comparison result of the inspection elements, and generating a result report. It is characterized by
好ましくは、前記d段階は、i)CADデータのそれぞれの面に該当するスキャンデータを抽出してCADデータとスキャンデータを1:1でマッチングさせ、データフィルタリングを行う段階と、ii)CADデータとスキャンデータが1:1でマッチングされた状態で、適合したスキャンデータを得るために、追加のデータフィルタリングを行う段階とを含むことを特徴とする。 Preferably, the step d) includes i) extracting scan data corresponding to each surface of the CAD data, matching the CAD data with the scan data at a ratio of 1:1 and performing data filtering, and ii) the CAD data. Performing additional data filtering to obtain matched scan data, with the scan data being matched 1:1.
ここで、前記i)段階は、CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階と、CADデータとスキャンデータのエッジ要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階とを含むことを特徴とする。 Here, in the step i), the step in which the deviation of the vertical elements of the CAD data and the scan data is more than the set value is filtered, and the deviation of the edge element of the CAD data and the scan data is more than the set value. Filtering things.
好ましくは、前記フィルタリング段階は、サイズおよび密度に関する定められた基準に基づいて、CADデータとの差が発生するスキャンデータをフィルタリングすることを特徴とする。 Preferably, the filtering step filters the scan data having a difference from the CAD data based on a predetermined criterion regarding size and density.
また、前記ii)段階は、設定された厚さ領域に該当するCADデータのみを結果として使用する段階と、CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素を再び比較して、その偏差が設定値以上であるものを再度フィルタリングする段階と、フィルタリングが完了したスキャンデータから異常点を探し出す段階とを含むことを特徴とする。 Further, in the step ii), the step of using only the CAD data corresponding to the set thickness region as a result is compared again with the vertical element of the CAD data and the scan data, and the deviation is equal to or more than the set value. It is characterized in that it includes a step of filtering again what is the above and a step of searching for an abnormal point from the scan data for which the filtering is completed.
ここで、前記ii)段階は、CADデータの境界部分に該当するスキャンデータを排除する段階をさらに含むことを特徴とする。 Here, the step ii) further includes a step of excluding scan data corresponding to a boundary portion of the CAD data.
好ましくは、前記異常点を探し出す段階は、数学的な統計を利用する方法、百分率でサンプリングする方法、またはすべての点が設定距離に近づくようにする方法を用いることを特徴とする。 Preferably, the step of finding the abnormal point is characterized by using a method using mathematical statistics, a method of sampling by percentage, or a method of making all points approach a set distance.
本発明によれば、設計データであるCADデータと対応するスキャンデータをユーザーが任意に選択する必要なく、自動的に生成することで検査対象物の最終検査結果が同一になるので、全体の検査プロセスの反復性を保障することができる。 According to the present invention, the final inspection result of the inspection object becomes the same by automatically generating the scan data corresponding to the CAD data, which is the design data, without the user having to arbitrarily select it. The repeatability of the process can be guaranteed.
以下、添付された図面を参照して、本発明に係る自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法の好ましい実施例を詳細に説明する。参考までに、以下で本発明を説明するにあたり、本発明の構成要素を指す用語は、それぞれの構成要素の機能を考慮して命名されたものなので、本発明の技術的構成要素を限定する意味で理解されてはならないのである。 Hereinafter, a preferred embodiment of an inspection method of an inspection object using a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, in describing the present invention below, the terms that refer to the constituent elements of the present invention are named in consideration of the functions of the respective constituent elements, and are therefore meant to limit the technical constituent elements of the present invention. Should not be understood by.
図1は、本発明の実施例を示すのに適した代表的な環境を示す図であり、本発明に係る自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法を行うための検査システムの構成を概略的に示したブロック図である。 FIG. 1 is a diagram showing a typical environment suitable for showing an embodiment of the present invention. Inspection of an inspection object using the geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data according to the present invention. It is the block diagram which showed the structure of the inspection system for performing a method roughly.
コンピューティングデバイス1は、本発明に係る検査方法を行うためのプロセッサを含む。コンピューティングデバイス1は、このようなプロセッサをサポートできるワークステーション(workstation)、サーバ(server)、ラップトップ(laptop)、メインフレーム(mainframe)、PDA、一緒に動作する装置のクラスタ(cluster)、仮想デバイス(virtual device)、または他のコンピューティングデバイスである。 The computing device 1 includes a processor for performing the inspection method according to the present invention. The computing device 1 is a workstation, a server, a laptop, a mainframe, a PDA, a cluster of devices working together, a virtual machine that can support such a processor. A virtual device, or other computing device.
3次元スキャナ2は、スキャンされた3次元対象物、すなわち検査対象物の形状を表す高解像度点(high resolution point)を収集して検査対象物の物理的な形状情報を取得する。3次元スキャナ2を介して収集された3次元スキャンデータは、原始データであって、点群、三角メッシュ、正方形メッシュ、四面体メッシュ、または六面体メッシュである。 The three-dimensional scanner 2 collects the scanned three-dimensional object, that is, high resolution points representing the shape of the inspection object, and acquires physical shape information of the inspection object. The three-dimensional scan data collected by the three-dimensional scanner 2 is primitive data and is a point cloud, a triangular mesh, a square mesh, a tetrahedral mesh, or a hexahedral mesh.
ユーザーインターフェース3は、ユーザー4にとって設計データであるCADデータをコンピューティングデバイスに入力することができるようにし、ユーザーインターフェース3のユーザー入力により、本発明に係る検査方法を行うプロセスが実行される。また、ユーザーインターフェース3は、データをフィルタリングするためのいくつかのツール(tool)を選択し、パラメータを入力および設定するためのオプションを含む。 The user interface 3 enables the user 4 to input CAD data, which is design data, into the computing device, and the user input of the user interface 3 executes the process of performing the inspection method according to the present invention. The user interface 3 also includes options for selecting some tools for filtering the data and entering and setting parameters.
図2は、本発明に係る自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法の一連の段階を示すフローチャートであり、図3a乃至3fは、図2の一連の段階に対応する処理過程を図式化した図である。 FIG. 2 is a flowchart showing a series of steps of an inspection method of an inspection object using a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data according to the present invention, and FIGS. It is the figure which schematized the processing process corresponding to the stage of.
本発明に係る自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用して検査対象物を検査する方法は、ユーザーがユーザーインターフェース3を利用してコンピューティングデバイス1にユーザーコマンドを入力すると、3次元スキャンデータの幾何形状が自動的に生成され、検査対象物が設計データの許容公差以内に適切に製作されたかを判断する方法である。 A method of inspecting an inspection object using a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data according to the present invention is as follows, when a user inputs a user command to the computing device 1 using the user interface 3. This is a method of automatically generating the geometrical shape of the three-dimensional scan data and determining whether the inspection object is properly manufactured within the tolerance of the design data.
具体的には、本発明に係る検査方法は、次のような一連の段階を介して行われる。 Specifically, the inspection method according to the present invention is performed through the following series of steps.
まず、検査対象物の設計データであるCADデータをコンピューティングデバイス1に入力する(S100)。ユーザー4は、ユーザーインターフェース3を利用してCADデータをコンピューティングデバイス1に入力することができる。図3aは、入力されたCADデータによって表示された検査対象物5を示す。 First, the CAD data, which is the design data of the inspection object, is input to the computing device 1 (S100). The user 4 can use the user interface 3 to input CAD data into the computing device 1. FIG. 3a shows the inspection object 5 displayed by the inputted CAD data.
続いて、検査対象物5の3次元スキャンデータをコンピューティングデバイス1に入力する(S200)。ユーザー4は、3次元スキャナ2を利用して検査対象物5の形状を示す3次元スキャンデータを取得することができる。ここで、3次元スキャナ2は、コンピューティングデバイス1と通信して、取得した3次元スキャンデータは、コンピューティングデバイス1に提供される。図3bは、入力された3次元スキャンデータによって表示された検査対象物5を示す。 Then, the three-dimensional scan data of the inspection object 5 is input to the computing device 1 (S200). The user 4 can use the three-dimensional scanner 2 to acquire three-dimensional scan data indicating the shape of the inspection object 5. Here, the three-dimensional scanner 2 communicates with the computing device 1, and the acquired three-dimensional scan data is provided to the computing device 1. FIG. 3b shows the inspection object 5 displayed by the input three-dimensional scan data.
3次元スキャンデータの入力が完了したら、ユーザーは、ユーザーインターフェース3のオプションを利用してCADデータに検査に必要な幾何形状を生成する(S300)。この段階では、ユーザーは、ユーザーインターフェース3のオプションを利用して基準を設定し、この基準に沿った幾何形状を抽出する。図3cは、CADデータに検査に必要な幾何形状が生成される様子を図式化した図であり、ユーザーは、ユーザーインターフェース3のオプションを利用して基準面を設定し、1つの平面5aを抽出することができる。 When the input of the 3D scan data is completed, the user uses the option of the user interface 3 to generate the geometric shape required for the inspection in the CAD data (S300). At this stage, the user uses the options of the user interface 3 to set the criteria and to extract the geometric shapes according to the criteria. FIG. 3c is a diagram schematically showing how a geometric shape required for inspection is generated in CAD data. The user sets a reference plane by using the option of the user interface 3 and extracts one plane 5a. can do.
続いて、3次元スキャンデータに、CADデータに生成された幾何形状と対応する幾何形状を自動的に生成する(S400)。前述したように、CADデータの幾何形状が生成されると、コンピューティングデバイス1は、内蔵されたプロセスを実行して、CADデータに生成された幾何形状と対応する幾何形状を自動的に3次元スキャンデータに生成することができる。図3dは、3次元スキャンデータからCADデータの幾何形状と対応する幾何形状5bを生成した様子を図式化した図である。 Subsequently, a geometric shape corresponding to the geometric shape generated in the CAD data is automatically generated in the three-dimensional scan data (S400). As described above, when the geometric shape of the CAD data is generated, the computing device 1 executes a built-in process to automatically generate the geometric shape corresponding to the geometric shape generated in the CAD data in three dimensions. Can be generated into scan data. FIG. 3d is a diagrammatic representation of a state in which a geometric shape 5b corresponding to the geometric shape of CAD data is generated from three-dimensional scan data.
具体的には、S400の段階は、データをフィルタリングする二つの段階で行われる。まず、CADデータのそれぞれの面に対応するスキャンデータを抽出してCADデータとスキャンデータを1:1でマッチングさせた後、データをフィルタリングする(1次データフィルタリング段階)。続いて、CADデータとスキャンデータが1:1でマッチングされた状態で、適合したスキャンデータを取得するためにさらにデータをフィルタリングする(2次データフィルタリング段階)。 Specifically, the step of S400 is performed in two steps of filtering data. First, scan data corresponding to each side of CAD data is extracted, CAD data and scan data are matched 1:1 and then the data is filtered (primary data filtering step). Then, with the CAD data and the scan data matched 1:1, the data is further filtered to obtain the matched scan data (secondary data filtering step).
1次データフィルタリング段階は、CADデータとスキャンデータの垂直方向の差が大きいものを選別する段階を含む。この段階は、CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素の偏差が設定値以上であるデータをフィルタリングする段階である。また、1次データフィルタリング段階は、CADデータのエッジに該当するスキャンデータを選別する段階をさらに含む。この段階は、CADデータの鋭いエッジ(sharp edge)に該当するスキャンデータを抽出し、抽出されたデータ(CADデータとスキャンデータのエッジ要素)の偏差が設定値以上であるデータをフィルタリングする段階である。 The primary data filtering step includes a step of selecting a CAD data and a scan data having a large vertical difference. This step is a step of filtering data in which the deviation between the vertical elements of the CAD data and the scan data is equal to or larger than the set value. Further, the primary data filtering step further includes a step of selecting scan data corresponding to an edge of CAD data. At this stage, the scan data corresponding to the sharp edge of the CAD data is extracted, and the data where the deviation of the extracted data (the edge elements of the CAD data and the scan data) is greater than or equal to the set value is there.
ここで、1次データフィルタリング段階の垂直方向の要素とエッジ要素のフィルタリングは、CADデータ全体のサイズと、スキャンデータ全体のサイズと、スキャンデータの密度に関する定められた基準に対して、CADデータとの差が発生するスキャンデータをフィルタリングするようにプログラムされている。 Here, the filtering of vertical elements and edge elements in the primary data filtering stage is performed by comparing the CAD data with the size of the entire CAD data, the size of the entire scan data, and the defined standard regarding the density of the scan data. The difference is programmed to filter the scan data.
2次フィルタリング段階は、次のような段階を実行してデータをフィルタリングする。 The secondary filtering stage performs the following stages to filter the data.
まず、CADデータに厚さ領域(thickness zone)を与え、この領域内に入ってきたデータのみを結果として使用する。つまり、予め設定された厚さ領域に該当するCADデータのみを結果として使用する。 First, a thickness zone is given to the CAD data, and only the data coming into this area is used as a result. That is, only the CAD data corresponding to the preset thickness region is used as a result.
続いて、CADデータの境界部分に該当するスキャンデータを排除させる。たとえば、図4aに示されたように、CADデータの上面から平面5aを生成するときに、一つの完全な平面ではなく、図4bに示すように境界6を有するCADデータ5eを使用することになる。しかし、スキャンデータは、この境界部分で他の要素と連結されてノイズが発生しやすい。このようなノイズの発生を避けるために、図4cに示されたように、境界部分7にフィルタリング処理をして、境界部分で一定距離のデータを使用しないことができる。このような段階は、ユーザーがスキャンデータの結果値に満足しなかった場合、ユーザーインターフェースのオプションを変更して実行することができる。図4dは、境界部分6に対するフィルタリング処理をせずにスキャンデータを抽出した場合を図式化した図である。 Then, the scan data corresponding to the boundary part of the CAD data is eliminated. For example, as shown in FIG. 4a, when generating a plane 5a from the top surface of CAD data, it is possible to use CAD data 5e having a boundary 6 as shown in FIG. 4b instead of one complete plane. Become. However, the scan data is likely to generate noise due to being connected to other elements at this boundary. In order to avoid such noise generation, as shown in FIG. 4c, the boundary portion 7 may be filtered so that data of a certain distance is not used in the boundary portion. Such a step may be performed by changing the option of the user interface when the user is not satisfied with the result value of the scan data. FIG. 4d is a schematic diagram showing a case where scan data is extracted without filtering the boundary portion 6.
その後、処理されたスキャンデータの垂直方向の要素とCADデータの垂直方向の要素をもう一度比較して、その偏差が設定値以上であるものを再度フィルタリングする。 After that, the vertical elements of the processed scan data and the vertical elements of the CAD data are compared again, and those whose deviation is equal to or greater than the set value are filtered again.
そして、このようにフィルタリングされたスキャンデータから異常点(outlier)を探し出すフィルタリングを実行する。ここで、データの異常点を探し出す段階は、数学的統計を利用して異常点をフィルタリングする方法(N* Sigma)と、単に百分率(%)でサンプリングして異常点をフィルタリングする方法(Ratio)と、すべての点が設定した距離に近づくようにする方法(Absolute Distance)のいずれかを利用することができる。このような方法は、ユーザーインターフェースのオプションを使用して、ユーザーが任意に選択可能である。そして、2次フィルタリング段階を介して選別されたスキャンデータを、その後のプロセスの最終結果物として使用する。 Then, filtering for finding out an abnormal point (outlier) from the scan data thus filtered is executed. Here, the step of searching for abnormal points in the data is to filter the abnormal points by using mathematical statistics (N*Sigma) or simply sample by percentage (%) to filter the abnormal points (Ratio). And, you can use any of the methods (Absolute Distance) to make all points close to the set distance. Such a method can be arbitrarily selected by the user using an option of the user interface. The scan data selected through the secondary filtering stage is then used as the final result of the subsequent process.
前述した2次フィルタリング段階が完了すると、コンピューティングデバイス1は、設定されたプロセスに沿ってCADデータとスキャンデータを基準座標に整列する段階(S500)を実行する。このとき、前述したS300とS400の段階で生成された幾何形状5a、5bを利用することができる。CADデータ5cとスキャンデータ5dを基準座標に整列した状態が、図3eに示されている。 When the above-described secondary filtering step is completed, the computing device 1 executes a step (S500) of aligning the CAD data and the scan data with the reference coordinates according to the set process. At this time, the geometric shapes 5a and 5b generated in the steps of S300 and S400 described above can be used. The state where the CAD data 5c and the scan data 5d are aligned with the reference coordinates is shown in FIG. 3e.
続いて、コンピューティングデバイス1は、CADデータとスキャンデータに生成された幾何形状を利用して検査要素を生成し、CADデータの検査要素とスキャンデータの検査要素を比較する段階(S600)を実行する。具体的には、S600の段階は、S400段階で生成された幾何形状を利用して、図3fに示すように、直線、距離、半径などの検査要素を生成し、設計データであるCADデータとスキャンデータの値を比較する段階である。 Subsequently, the computing device 1 generates an inspection element using the geometric shape generated in the CAD data and the scan data, and executes a step (S600) of comparing the inspection element of the CAD data and the inspection element of the scan data. To do. Specifically, in the step of S600, the geometric shape generated in the step of S400 is used to generate inspection elements such as a straight line, a distance and a radius as shown in FIG. This is the stage of comparing the values of the scan data.
最後に、コンピューティングデバイスは、前述したS600段階で実行された検査要素の比較結果に基づいて、検査対象物5が設計データに合うように設計されたかを判断し、この判断結果について結果報告書を生成する(S700)。 Finally, the computing device determines whether the inspection target 5 is designed to match the design data based on the comparison result of the inspection elements executed in step S600 described above, and reports the result of the determination. Is generated (S700).
このように、本発明に係る自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法は、設計データであるCADデータと対応するスキャンデータをユーザーが任意に選択する必要がなく、自動的に生成することで検査対象物の最終検査結果が同一になるようにするので、全体の検査プロセスの反復性を保障することができる。 As described above, in the inspection method of the inspection object using the geometrical shape of the automatically generated three-dimensional scan data according to the present invention, the user arbitrarily selects the scan data corresponding to the CAD data as the design data. Since it is not necessary and the final inspection result of the inspection object is made the same by automatically generating, the repeatability of the entire inspection process can be guaranteed.
以上で説明された本発明の実施例は、本発明の技術思想を例示的に示したものに過ぎず、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって解釈されるべきである。また、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正および変形が可能であるため、本発明と同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] コンピューティングデバイスにユーザーコマンドを入力し、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用して検査対象物を検査する方法であって、
a)検査対象物の設計データであるCADデータを入力する段階と、
b)3次元スキャナを利用して検査対象物の形状を示す3次元スキャンデータを取得し、取得した3次元スキャンデータを入力する段階と、
c)前記CADデータに検査に必要な幾何形状を生成する段階と、
d)前記スキャンデータに前記CADデータに生成された幾何形状と対応する幾何形状を自動的に生成する段階と、
e)CADデータとスキャンデータを同じ座標に整列する段階と、
f)前記CADデータとスキャンデータに生成された幾何形状を利用して検査要素を生成し、CADデータの検査要素とスキャンデータの検査要素とを比較する段階と、
g)前記検査要素の比較結果に基づいて、検査対象物が設計データに合うように設計されたかを判断して、結果報告書を生成する段階とを含むことを特徴とする、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[2] 前記d段階は、
i)CADデータのそれぞれの面に該当するスキャンデータを抽出してCADデータとスキャンデータを1:1でマッチングさせ、データフィルタリングを行う段階と、
ii)CADデータとスキャンデータが1:1でマッチングされた状態で、適合したスキャンデータを得るために、追加のデータフィルタリングを行う段階とを含むことを特徴とする[1]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[3] 前記i)段階は、
CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階と、
CADデータとスキャンデータのエッジ要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階とを含むことを特徴とする[2]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[4] 前記フィルタリング段階は、サイズおよび密度に関する定められた基準に基づいて、CADデータとの差が発生するスキャンデータをフィルタリングすることを特徴とする[3]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[5] 前記ii)段階は、
設定された厚さ領域に該当するCADデータのみを結果として使用する段階と、
CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素を再び比較して、その偏差が設定値以上であるものを再度フィルタリングする段階と、
フィルタリングが完了したスキャンデータから異常点を探し出す段階とを含むことを特徴とする[2]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[6] 前記ii)段階は、
CADデータの境界部分に該当するスキャンデータを排除する段階をさらに含むことを特徴とする[5]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
[7] 前記異常点を探し出す段階は、数学的な統計を利用する方法、百分率でサンプリングする方法、またはすべての点が設定距離に近づくようにする方法を用いることを特徴とする[5]または[6]に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。
The embodiments of the present invention described above merely exemplify the technical idea of the present invention, and the protection scope of the present invention should be construed according to the claims. Further, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. All the technical ideas should be construed to be included in the scope of right of the present invention.
The inventions described in the initial claims of the present application will be additionally described below.
[1] A method of inspecting an inspection object by inputting a user command to a computing device and using a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data,
a) inputting CAD data which is design data of the inspection object,
b) acquiring three-dimensional scan data indicating the shape of the inspection object using the three-dimensional scanner and inputting the acquired three-dimensional scan data,
c) generating in the CAD data the geometry required for inspection,
d) automatically generating in the scan data a geometrical shape corresponding to the geometrical shape generated in the CAD data;
e) aligning the CAD data and the scan data at the same coordinates,
f) generating an inspection element using the geometric shape generated in the CAD data and the scan data, and comparing the inspection element of the CAD data with the inspection element of the scan data.
g) generating a result report by determining whether the inspection object is designed to match the design data based on the comparison result of the inspection elements, and automatically generating the inspection result. Method for inspecting an inspection object using the geometrical shape of the obtained three-dimensional scan data.
[2] The step d is
i) a step of extracting scan data corresponding to each side of the CAD data, matching the CAD data with the scan data at a ratio of 1:1 and performing data filtering,
ii) In the state where the CAD data and the scan data are matched 1:1, a step of performing additional data filtering in order to obtain the suitable scan data is included. A method for inspecting an inspection object using the geometrical shape of the three-dimensional scan data generated in the above.
[3] In the step i),
Filtering the deviation of the vertical direction elements of the CAD data and the scan data from a set value or more;
Utilizing the geometrical shape of the automatically generated three-dimensional scan data according to [2], characterized in that the CAD data and the step of filtering the deviation of the edge element of the scan data are equal to or more than a set value. Inspection method of the inspection object.
[4] The automatically generated according to [3], wherein the filtering step filters the scan data having a difference from the CAD data based on a predetermined criterion regarding size and density. A method of inspecting an inspection object using a geometrical shape of three-dimensional scan data.
[5] The step ii) includes
Using only CAD data corresponding to the set thickness region as a result,
Again comparing the vertical elements of the CAD data and the scan data and filtering again those whose deviation is greater than or equal to a set value;
The method of inspecting an inspection object using the geometrical shape of the automatically generated three-dimensional scan data according to [2], including a step of searching for abnormal points from the scan data that has been filtered.
[6] The step ii) includes
The method for inspecting an inspection object using the geometrical shape of the automatically generated three-dimensional scan data according to [5], further comprising a step of excluding scan data corresponding to a boundary portion of CAD data. .
[7] The step of finding the abnormal point is characterized by using a method using mathematical statistics, a method of sampling in percentage, or a method of making all points approach a set distance [5] or An inspection object inspection method using the geometrical shape of the automatically generated three-dimensional scan data according to [6].
Claims (4)
a)検査対象物の設計データであるCADデータを入力する段階と、
b)3次元スキャナを利用して検査対象物の形状を示す3次元スキャンデータを取得し、取得した3次元スキャンデータを入力する段階と、
c)前記CADデータに検査に必要な幾何形状を生成する段階と、
d)前記スキャンデータに前記CADデータに生成された幾何形状と対応する幾何形状を自動的に生成する段階と、
e)CADデータとスキャンデータを同じ座標に整列する段階と、
f)前記CADデータとスキャンデータに生成された幾何形状を利用して検査要素を生成し、CADデータの検査要素とスキャンデータの検査要素とを比較する段階と、
g)前記検査要素の比較結果に基づいて、検査対象物が設計データに合うように設計されたかを判断して、結果報告書を生成する段階とを含むことを特徴とし、
前記d段階は、
i)CADデータのそれぞれの面に該当するスキャンデータを抽出してCADデータとスキャンデータを1:1でマッチングさせ、データフィルタリングを行う段階と、
ii)CADデータとスキャンデータが1:1でマッチングされた状態で、適合したスキャンデータを得るために、追加のデータフィルタリングを行う段階とを含むことを特徴とし、
前記i)段階は、
CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階と、
CADデータとスキャンデータのエッジ要素の偏差が設定値以上であるものをフィルタリングする段階とを含むことを特徴とする、自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。 A method of inputting a user command to a computing device and inspecting an inspection object using a geometric shape of automatically generated three-dimensional scan data,
a) inputting CAD data which is design data of the inspection object,
b) acquiring three-dimensional scan data indicating the shape of the inspection object using the three-dimensional scanner and inputting the acquired three-dimensional scan data,
c) generating in the CAD data the geometry required for inspection,
d) automatically generating, in the scan data, a geometric shape corresponding to the geometric shape generated in the CAD data;
e) aligning the CAD data and the scan data at the same coordinates,
f) generating an inspection element using the geometric shape generated in the CAD data and the scan data, and comparing the inspection element of the CAD data with the inspection element of the scan data.
g) determining whether the inspection object is designed to fit the design data based on the comparison result of the inspection elements, and generating a result report .
The d step is
i) a step of extracting scan data corresponding to each side of the CAD data, matching the CAD data with the scan data at a ratio of 1:1 and performing data filtering,
ii) performing additional data filtering to obtain suitable scan data in a state where the CAD data and the scan data are matched in a 1:1 manner,
The step i) includes
Filtering the deviations of the vertical direction elements of the CAD data and the scan data that are greater than or equal to a set value;
A step of filtering CAD data and a deviation of an edge element of the scan data which is equal to or more than a set value, and an object to be inspected using a geometric shape of the automatically generated three-dimensional scan data. Inspection method.
設定された厚さ領域に該当するCADデータのみを結果として使用する段階と、
CADデータとスキャンデータの垂直方向の要素を再び比較して、その偏差が設定値以上であるものを再度フィルタリングする段階と、
フィルタリングが完了したスキャンデータから異常点を探し出す段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の自動的に生成された3次元スキャンデータの幾何形状を利用した検査対象物の検査方法。 The step ii) includes
Using only CAD data corresponding to the set thickness region as a result,
Again comparing the vertical elements of the CAD data and the scan data and filtering again those whose deviation is greater than or equal to a set value;
The method for inspecting an inspection object using the geometrical shape of automatically generated three-dimensional scan data according to claim 1 , further comprising the step of searching for abnormal points from the scan data that has been filtered.
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