JP7204359B2 - 映像検査機器を使用して特徴の寸法を測定するためのグラフィックオーバーレイ - Google Patents

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Description

本明細書で開示される主題は、映像検査機器を使用して特徴の寸法を測定するためのグラフィックオーバーレイに関する。
映像内視鏡またはボアスコープなどの映像検査機器（または光学機器）は、例えば損傷、磨耗、腐食、または不適切な取り付けの結果として生じ得る、対象上の異常（例えば、穴または窪み）を特定および分析する目的で対象の表面を検査するために使用され得る。映像検査機器は、異常を示す、観視対象の表面の２次元画像をキャプチャして表示し、表面上の異常の寸法を算出するために使用され得る。表面のこの２次元画像は、表面上の複数の点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を提供する、表面の３次元データを生成するために使用され得る。
しかしながら、一部の例では、ユーザが、測定を行うために２次元画像上の所望の位置に正確にカーソルを配置することが困難な場合がある。例えば、深さ測定では、２次元画像または３次元点群図（ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｖｉｅｗ）を見るだけで、窪みまたは穴の最深点を視覚的に算出し、カーソルを配置することは困難となり得る。同様に、例えばスロットまたは溶接部の長さ測定を行う際に、点の間に形成された直線がスロットまたは溶接部の正確な幅を提供するために壁の各々に垂直（例えば、斜めではない）である場合、スロットまたは溶接部の両側の点を視覚的に算出し、カーソルを配置することは困難となり得る。同様に、ユーザが、丸いタービンブレード縁の縁に正確にカーソルを配置することが困難な場合がある。
米国特許出願公開第２０１５／０３１７８１６号明細書
映像検査機器を使用して特徴の寸法を測定するためのグラフィックオーバーレイが開示される。一部の開示されている実施形態の実施において実現され得る利点は、対象の特徴の正確な測定を行うことができることである。
一実施形態では、特徴を測定するための方法が開示される。本方法は、観視対象の画像をモニタ上に表示するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、ポインティングデバイスを使用して画像上に１つ以上の測定カーソルを配置するステップと、中央処理装置を使用して少なくとも１つの測定カーソルの位置に対応する測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して縁平面を算出するステップであって、縁平面は、測定点を通過するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と縁平面との間の距離を算出するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と縁平面との間の距離を所定の距離閾値と比較するステップと、所定の距離閾値を下回る縁平面までの距離を有する観視対象の表面上の複数の点に関連付けられた画像内の画素上に縁平面のグラフィックオーバーレイを表示するステップとを含む。
別の実施形態では、本方法は、観視対象の画像をモニタ上に表示するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、ポインティングデバイスを使用して画像上に第１の測定カーソルおよび第２の測定カーソルを配置するステップと、中央処理装置を使用して第１の測定カーソルの位置に対応する第１の測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して第２の測定カーソルの位置に対応する第２の測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して第１の測定点と第２の測定点との間の３次元直線を算出するステップと、中央処理装置を使用して第１の縁平面を算出するステップであって、第１の縁平面は、３次元直線に垂直であり、第１の測定点を通過するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と第１の縁平面との間の距離を算出するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と第１の縁平面との間の距離を所定の距離閾値と比較するステップと、所定の距離閾値を下回る第１の縁平面までの距離を有する観視対象の表面上の複数の点に関連付けられた画像内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイを表示するステップとを含む。
さらに別の実施形態では、本方法は、観視対象の画像をモニタ上に表示するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、ポインティングデバイスを使用して画像上に第１の測定カーソル、第２の測定カーソル、および第３の測定カーソルを配置するステップと、中央処理装置を使用して第１の測定カーソルの位置に対応する第１の測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して第２の測定カーソルの位置に対応する第２の測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して第３の測定カーソルの位置に対応する第３の測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して第１の測定点と第２の測定点との間の３次元基準直線を算出するステップと、中央処理装置を使用して第３の測定点と３次元基準直線との間の３次元長さ直線を算出するステップと、中央処理装置を使用して第１の縁平面を算出するステップであって、第１の縁平面は、３次元直線に垂直であり、第１の測定点および第２の測定点を通過するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と第１の縁平面との間の距離を算出するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と第１の縁平面との間の距離を所定の距離閾値と比較するステップと、所定の距離閾値を下回る第１の縁平面までの距離を有する観視対象の表面上の複数の点に関連付けられた画像内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイを表示するステップとを含む。
さらに別の実施形態では、本方法は、観視対象の画像をモニタ上に表示するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、ポインティングデバイスを使用して観視対象の表面上の複数の点から１つ以上の基準面点を選択するステップと、中央処理装置を使用して基準面を算出するステップであって、基準面は、基準面点の１つ以上に基づいて算出されるステップと、ポインティングデバイスを使用して画像上に測定カーソルを配置するステップと、中央処理装置を使用して測定カーソルの位置に対応する測定点を算出するステップと、中央処理装置を使用して深さ平面を算出するステップであって、深さ平面は、基準面に平行であり、測定点を通過するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と深さ平面との間の距離を算出するステップと、中央処理装置を使用して観視対象の表面上の複数の点と深さ平面との間の距離を所定の距離閾値と比較するステップと、所定の距離閾値を下回る深さ平面までの距離を有する観視対象の表面上の複数の点に関連付けられた画像内の画素上に深さ平面のグラフィックオーバーレイを表示するステップとを含む。
上記の実施形態は、単なる例示である。他の実施形態は、開示されている主題の範囲内にある。
本発明の特徴が理解され得るように、本発明の詳細な説明は、特定の実施形態であって、これらの一部が添付図面に示されている特定の実施形態を参照してなされ得る。しかしながら、図面は、本発明の特定の実施形態しか示しておらず、したがって、その範囲の限定として考えられるべきではないことに留意されたい。なぜなら、開示されている主題の範囲は、他の実施形態も包含するからである。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、概して、本発明の特定の実施形態の特徴を示すことに重きが置かれている。図面では、様々な図を通して同じ部分を示すために同じ番号が使用されている。
例示的な映像検査機器のブロック図である。 例示的な実施形態において、異常を有する観視対象の対象表面の、映像検査機器によって取得された例示的な画像である。 例示的な実施形態において、図２の画像に示されている観視対象における表面の異常の最深点を自動的に特定するための例示的な方法のフロー図である。 映像検査機器によって算出された例示的な基準面を示す。 映像検査機器によって算出された例示的な関心領域を示す。 映像検査機器によって算出された別の例示的な関心領域を示す。 例示的な実施形態における、図１の画像に示されている観視対象の対象表面の例示的なプロファイルのグラフ表示である。 例示的な実施形態における、異常を有する観視対象の表面の、映像検査機器によって取得された別の画像である。 例示的な実施形態において、図８の画像に示されている観視対象の表面を検査するために３次元データを表示するための方法のフロー図である。 点群図での複数の表面点のサブセットの表示である。 別の例示的な実施形態において、観視対象の３次元形状を描画する画像と同時に観視対象の２次元画像を表示するための例示的な方法のフロー図である。 観視対象の２次元画像およびステレオ画像の表示である。 測定カーソルを伴う、観視対象の２次元画像と、測定標識を伴う、深さプロファイル画像の形式の観視対象の３次元形状のレンダリング画像との表示である。 測定カーソルを伴う、観視対象の２次元画像と、測定標識を伴う、点群図の形式の観視対象の３次元形状のレンダリング画像との表示である。 別の例示的な実施形態において、角が欠損したタービンブレードの、映像検査機器によって取得された別の例示的な画像である。 別の例示的な実施形態において、図１５Ａに示されているように角が欠損したタービンブレードの３次元点群図の表示である。 別の例示的な実施形態において、角が欠損したタービンブレードの、映像検査機器によって取得された別の例示的な画像である。 画像画素とセンサ画素と基準面座標と対象表面座標との関係を示す。 別の例示的な実施形態において、角が欠損したタービンブレードの、映像検査機器によって取得された別の例示的な画像である。 測定平面および基準プロファイルの２次元図／３次元図を並べて示す。 測定平面などの定められた基準面を視覚化するためにグラフィックオーバーレイ（またはマスク）を用いて画像にマーキングするための技術を示す。 測定平面などの定められた基準面を視覚化するためにグラフィックオーバーレイ（またはマスク）を用いて画像にマーキングするための技術を示す。 映像検査機器のプローブの先端部の向きの視覚的表示を提供するための視野線を伴う、対象の点群図を示す。 例示的な実施形態において対象の３次元点群図と並べて２次元画像を示す。 例示的な実施形態において対象の点群図と並べて別の２次元画像を示す。 映像検査機器の縁視角と基準面との間の幾何学的関係を示す。 測定カーソルが最深点から遠くに配置された、穴または窪みを有する観視対象の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイ（またはマスク）を示す穴または窪みの３次元点群図を表示する並列画像である。 深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す、図２３Ａに示されている穴または窪みを有する観視対象の２次元画像の拡大図である。 測定カーソルが図２３Ａよりも最深点の近くに配置された、穴または窪みを有する観視対象の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す穴または窪みの３次元点群図を表示する並列画像である。 深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す、図２４Ａに示されている穴または窪みを有する観視対象の２次元画像の拡大図である。 測定カーソルが最深点に配置された、穴または窪みを有する観視対象の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す穴または窪みの３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルが最深点から遠くに配置された、穴または窪みを有する観視対象の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す穴または窪みの３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルが最深点に配置された、穴または窪みを有する観視対象の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示す穴または窪みの３次元点群図を表示する並列画像である。 タービンブレードの先端部とシュラウドとの間の領域の２次元画像および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示すその３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルが互いに斜めに配置された、スロットの２次元画像および縁平面のグラフィックオーバーレイを示すスロットの３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルが互いに直接配置された、スロットの２次元画像および縁平面のグラフィックオーバーレイを示すスロットの３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルがタービンブレードの縁に配置されていない、タービンブレードの縁の２次元画像および縁平面のグラフィックオーバーレイを示すタービンブレードの縁の３次元点群図を表示する並列画像である。 測定カーソルがタービンブレードの縁に配置された、タービンブレードの縁の２次元画像および縁平面のグラフィックオーバーレイを示すタービンブレードの縁の３次元点群図を表示する並列画像である。 例示的な実施形態における特徴を測定するための方法の例示的なフローチャートを示す。
開示されている主題の実施形態は、映像検査機器を使用して対象上または対象の近くの特徴の寸法を測定するためのグラフィックオーバーレイに関する。例えば、映像検査機器を使用して対象上の異常の寸法（例えば、タービンブレード内の亀裂）を特定し測定する検査者は、対象の画像の画素上に測定カーソルを配置し、異常を修復するためにメンテナンスが必要かどうかを判断するために異常の寸法を測定する。正確な測定を容易にするために、半透明のグラフィックオーバーレイを測定カーソルの位置に関連付けられた対象の画像の画素上に配置することができる。半透明のグラフィックオーバーレイは、測定カーソルが正しい位置に配置されて異常の正確な測定が行われるかどうかにかかわらず、対象の異常の測定を行うときにユーザに視覚的表示を与える。例えば、測定カーソルが正しい位置に配置されていない場合、半透明のグラフィックオーバーレイは、異常の寸法の正確な測定値を取得するためにカーソルを再配置しなければならないことをユーザに明確に表示する。他の実施形態は、開示されている主題の範囲内にある。
図１は、例示的な映像検査機器１００のブロック図である。図１に示す映像検査機器１００は例示であり、本発明の範囲は、特定の映像検査機器１００または映像検査機器１００内の構成要素の特定の構成に限定されないことが理解されよう。
映像検査機器１００は、挿入チューブ１１０と、挿入チューブ１１０の遠位端に配置されたヘッドアセンブリ１２０とを備える細長いプローブ１０２を含み得る。挿入チューブ１１０は、可撓性の管状部であって、その中をヘッドアセンブリ１２０とプローブ電子回路１４０との間のすべての相互配線が通る可撓性の管状部であり得る。ヘッドアセンブリ１２０は、観視対象２０２からの光をイメージャ１２４に導いて集光するためのプローブ光学系１２２を含み得る。プローブ光学系１２２は、例えば単レンズ（ｌｅｎｓ ｓｉｎｇｌｅｔ）、または複数の構成要素を有するレンズを備え得る。イメージャ１２４は、観視対象２０２の画像を取得するための固体ＣＣＤまたはＣＭＯＳ画像センサであり得る。
着脱可能な先端部またはアダプタ１３０は、ヘッドアセンブリ１２０の遠位端に配置され得る。着脱可能な先端部１３０は、観視対象２０２からの光をイメージャ１２４に導いて集光するためにプローブ光学系１２２と協働する先端部観視光学系１３２（例えば、レンズ、窓、またはアパーチャ）を含み得る。着脱可能な先端部１３０はまた、映像検査機器１００の光源がプローブ１０２から観視対象２０２に光を送るために先端部１３０または光透過素子（図示せず）から光を発する場合、照明ＬＥＤ（図示せず）を含み得る。先端部１３０はまた、カメラ視野および光出力を側方に向ける導波路（例えば、プリズム）を含むことによって側方観視能力を提供し得る。先端部１３０はまた、観視表面の３次元データの測定で用いる立体光学系または構造化光投光素子（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ－ｌｉｇｈｔ ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を設けてもよい。先端部１３０に含まれ得る素子はまた、プローブ１０２自体に含まれ得る。
イメージャ１２４は、複数の行および列に形成された複数の画素を含むことができ、イメージャ１２４の各画素に入射する光を表すアナログ電圧の形で画像信号を生成し得る。画像信号は、信号のバッファリングおよび調整用の電子回路を提供するイメージャハイブリッド１２６を介して、イメージャハイブリッド１２６とイメージャインタフェース電子回路１４２との間の、制御信号および映像信号用の配線を提供するイメージャハーネス１１２に伝送され得る。イメージャインタフェース電子回路１４２は、電源と、イメージャクロック信号を生成するためのタイミングジェネレータと、イメージャ映像出力信号をデジタル化するためのアナログフロントエンドと、デジタル化されたイメージャ映像データを処理してより有用な映像フォーマットにするためのデジタル信号プロセッサとを含み得る。
イメージャインタフェース電子回路１４２は、映像検査機器１００を動作させるための機能の集合を提供するプローブ電子回路１４０の一部である。プローブ電子回路１４０はまた、プローブ１０２および／または先端部１３０用の較正データを記憶する較正メモリ１４４を含み得る。ゲインおよび露出の設定を決定して設定するためにイメージャインタフェース電子回路１４２と通信し、較正メモリ１４４への／からの較正データの記憶および読み出しを行い、観視対象２０２に供給される光を制御し、映像検査機器１００の中央処理装置（ＣＰＵ）１５０と通信するためのマイクロコントローラ１４６もまた、プローブ電子回路１４０に含まれ得る。
さらに、マイクロコントローラ１４６との通信に加えて、イメージャインタフェース電子回路１４２は、１つ以上の映像プロセッサ１６０とも通信し得る。映像プロセッサ１６０は、イメージャインタフェース電子回路１４２から映像信号を受信し、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２を含む様々なモニタ１７０、１７２に信号を出力し得る。一体型ディスプレイ１７０は、様々な画像またはデータ（例えば、観視対象２０２の画像、メニュー、カーソル、測定結果）を検査者に表示するための、映像検査機器１００に組み込まれたＬＣＤ画面であり得る。外部モニタ１７２は、様々な画像またはデータを表示するために映像検査機器１００に接続される映像モニタまたはコンピュータ用モニタ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｍｏｎｉｔｏｒ）であり得る。
映像プロセッサ１６０は、コマンド、ステータス情報、ストリーミング映像、静止映像画像、およびグラフィックオーバーレイをＣＰＵ１５０に／から送信／受信することができ、また、画像キャプチャ、画像強調、グラフィックオーバーレイのマージ、歪み補正、フレーム平均化、スケーリング、デジタルズーム、オーバーレイ、マージ、フリッピング、動き検出、ならびに映像フォーマットの変換および圧縮などの機能を提供するＦＰＧＡ、ＤＳＰ、または他の処理要素からなっていてもよい。
ＣＰＵ１５０は、画像、映像、および音声の記憶および呼び出し機能、システム制御、ならびに測定処理を含む他の機能のホストを提供することに加えて、ジョイスティック１８０、ボタン１８２、キーパッド１８４、および／またはマイクロフォン１８６を介して入力を受信することによってユーザインタフェースを管理するために使用され得る。ジョイスティック１８０は、メニュー選択、カーソル移動、スライダ調整、およびプローブ１０２の関節制御（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）などの操作を実行するためにユーザによって操作され得るものであり、押しボタン機能を含み得る。ボタン１８２および／またはキーパッド１８４もまた、メニュー選択およびＣＰＵ１５０へのユーザコマンド（例えば、静止画像のフリーズ（ｆｒｅｅｚｉｎｇ）または保存）の送信に使用され得る。マイクロフォン１８６は、静止画像をフリーズまたは保存する音声命令を送信するために検査者によって使用され得る。
映像プロセッサ１６０はまた、処理中のデータのフレームバッファリングおよび一時保持のために映像プロセッサ１６０によって使用される映像メモリ１６２と通信し得る。ＣＰＵ１５０はまた、ＣＰＵ１５０によって実行されるプログラムを記憶するためのＣＰＵプログラムメモリ１５２と通信し得る。さらに、ＣＰＵ１５０は、揮発性メモリ１５４（例えば、ＲＡＭ）および不揮発性メモリ１５６（例えば、フラッシュメモリデバイス、ハードドライブ、ＤＶＤ、またはＥＰＲＯＭメモリデバイス）と通信し得る。不揮発性メモリ１５６は、ストリーミング映像および静止画像用の主記憶装置である。
ＣＰＵ１５０はまた、周辺機器およびネットワーク（ＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ、イーサネット（登録商標）、音声Ｉ／Ｏ、および無線トランシーバなど）に対して様々なインタフェースを提供するコンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８と通信し得る。このコンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８は、静止画像、ストリーミング映像、または音声の保存、呼び出し、送信、および／または受信を行うために使用され得る。例えば、ＵＳＢ「サムドライブ」またはコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカードが、コンピュータＩ／Ｏインタフェース１５８に差し込まれ得る。さらに、映像検査機器１００は、画像フレームデータまたはストリーミング映像データを外部のコンピュータまたはサーバに送信するように構成され得る。映像検査機器１００は、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込むことができ、複数のローカルコンピュータおよびリモートコンピュータ（これらのコンピュータのそれぞれも同様にＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込んでいる）を含む広域ネットワークに組み込まれ得る。ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスイートを組み込むことにより、映像検査機器１００は、ＴＣＰおよびＵＤＰを含むいくつかのトランスポート層プロトコルと、ＨＴＴＰおよびＦＴＰを含むいくつかの異なる層プロトコルとを組み込む。
図１では、特定の構成要素が単一の構成要素（例えば、ＣＰＵ１５０）として示されているが、複数の別個の構成要素を使用して、ＣＰＵ１５０の機能を実行し得ることが理解されよう。
図２は、本発明の例示的な実施形態において、異常２０４を有する観視対象２０２の対象表面２１０の、映像検査機器１００によって取得された例示的な画像２００である。この例では、異常２０４は、材料が損傷または磨耗によって異常２０４において観視対象２０２の対象表面２１０から除去された窪みとして示されている。この例示的な実施形態に示されている異常２０４は単なる例であり、本発明の方法は他の種類の凹凸（例えば、亀裂、腐食孔、コーティング損失、表面堆積など）に適用されることが理解されよう。画像２００が取得され、異常２０４が確認されたら、画像２００は、異常２０４の寸法（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、ポイントツーライン（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｌｉｎｅ）、プロファイルスライスなど）を算出するために使用され得る。一実施形態では、使用される画像２００は、異常２０４を含む、観視対象２０２の対象表面２１０の２次元画像２００であり得る。
図３は、本発明の例示的な実施形態において、図２の画像２００に示されている観視対象２０２における対象表面２１０の異常２０４の最深点を自動的に特定するための例示的な方法３００のフロー図である。図３のフロー図に記載されているステップは、フロー図に示されている順序とは異なる順序で実行され得るものであり、特定の実施形態では、ステップのすべてが必要なわけではないことが理解されよう。
例示的な方法３００（図３）のステップ３１０では、図２に示されているように、ユーザは、映像検査機器１００（例えば、イメージャ１２４）を使用して、異常２０４を有する観視対象２０２の対象表面２１０の少なくとも１つの画像２００を取得して、それを映像モニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）に表示し得る。一実施形態では、画像２００は、映像検査機器の測定モードで表示され得る。
例示的な方法３００（図３）のステップ３２０では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、異常２０４の表面点を含む、観視対象２０２の対象表面２１０上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を算出し得る。一実施形態では、映像検査機器は、３次元座標を算出するために、画像２００から３次元データを生成し得る。いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、構造化光法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｌｉｇｈｔ ｍｅｔｈｏｄ）（位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、対象表面２１０の画像２００（図２）における表面点の３次元座標を提供するために使用され得る。
このような技術の大部分は、３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データを特に含む較正データの使用を含み、そうでなければ、光学的歪みによって、３次元座標の誤差が生じる。一部の技術では、３次元座標は、投影パターンなどを含んでもよい、近接時間（ｃｌｏｓｅ ｔｉｍｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）にキャプチャされた１つ以上の画像を使用して算出されてもよい。画像２００を使用して算出された３次元座標の参照はまた、近接時間にキャプチャされた対象表面２１０の１つまたは複数の画像２００を使用して算出された３次元座標を含んでもよく、記載した動作中にユーザに表示される画像２００は、実際には３次元座標の算出に使用されても使用されなくてもよいことを理解されたい。
例示的な方法３００（図３）のステップ３３０では、図４に示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面２５０を算出し得る。一部の実施形態では、基準面２５０は平坦であってもよく、他の実施形態では、基準面２５０は湾曲していてもよい。同様に、一実施形態では、基準面２５０は平面の形態であってもよく、他の実施形態では、基準面２５０は異なる形状（例えば、円筒状、球状など）の形態であってもよい。例えば、ユーザは、基準面を算出するために、映像検査機器１００のジョイスティック１８０（または他のポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチ画面））を使用して、異常２０４の近傍の、観視対象２０２の対象表面２１０上の１つ以上の基準面点を選択し得る。
一実施形態では、図４に示すように、合計で３つの基準面点２２１、２２２、２２３が、異常２０４の深さ測定を行うために異常２０４の近傍の、観視対象２０２の対象表面２１０上に選択され、３つの基準面点２２１、２２２、２２３が、異常２０４の近傍の対象表面２１０上に選択される。一実施形態では、観視対象２０２の対象表面２１０上の複数の基準面点２２１、２２２、２２３は、基準面カーソル２３１、２３２、２３３（または他のポインティングデバイス）を、対象表面２１０上の複数の基準面点２２１、２２２、２２３に対応する、画像２００の画素２４１、２４２、２４３に配置することによって選択され得る。例示的な深さ測定では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、複数の基準面点２２１、２２２、２２３のそれぞれの３次元座標を算出し得る。
異常２０４の近傍の対象表面２１０上に選択された３つの基準面点２２１、２２２、２２３のうちの１つ以上の近傍の３つ以上の表面点の３次元座標が、基準面２５０（例えば、平面）を算出するために使用され得る。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、３つの基準面点２２１、２２２、２２３の３次元座標のカーブフィッティングを実行して、以下の形式を有する、基準面２５０（例えば、平面）の式を算出し得る。
ｋ０ＲＳ＋ｋ１ＲＳ１・ｘｉＲＳ＋ｋ２ＲＳ・ｙｉＲＳ１＝ｚｉＲＳ（１）
ただし、（ｘｉＲＳ、ｙｉＲＳ、ｚｉＲＳ）は、定められた基準面２５０上の任意の３次元点の座標であり、ｋ０ＲＳ、ｋ１ＲＳ、およびｋ２ＲＳは、３次元座標のカーブフィッティングによって得られる係数である。
カーブフィッティングを実行するために、複数の基準面点（すなわち、ｋ係数の数と少なくとも同じ数の点）が使用されることに留意されたい。カーブフィッティング（例えば、最小二乗法）は、使用される点に最適なｋ係数を発見する。この結果、ｋ係数は、使用される３次元点に近い平面または他の基準面２５０を定める。しかしながら、ｋ係数の数よりも多くの点がカーブフィッティングで使用される場合、平面の式（１）に使用される点のｘ座標およびｙ座標を代入したとき、ｚの結果は、一般に、実際には存在し得るノイズおよび平面からの偏差に起因して点のｚ座標と正確には一致しない。このように、ｘｉＲＳ１およびｙｉＲＳ１は任意の値であってもよく、結果として得られるｚｉＲＳは、ｘｉＲＳ、ｙｉＲＳにおける、定められた平面のｚを示す。したがって、これらの式に示されている座標は、定められた表面上の正確な任意の点のものであってもよく、必ずしも、ｋ係数を算出するフィッティングで使用される点でなくてもよい。
他の実施形態では、１つまたは２つの基準面点しか選択されず、このため、ｋ０ＲＳ、ｋ１ＲＳ、およびｋ２ＲＳを算出するためには３つの点が必要であることから、これらの基準面点の３次元座標のみに基づくカーブフィッティングは使用することができない。この場合、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面点の近傍の対象表面２１０上の複数の点に対応する、画像の画素のそれぞれの近傍の複数の画素を特定して、近傍点の３次元座標を算出し、これにより、基準面２５０を算出するカーブフィッティングを可能にする。
例示的な基準面２５０は、基準面カーソル２３１、２３２、２３３によって選択された基準面点２２１、２２２、２２３に基づいて算出されるものとして説明してきたが、他の実施形態では、基準面２５０は、基準面形状２６０（例えば、円形、正方形、長方形、三角形など）を異常２０４の近傍に配置するためにポインティングデバイスを使用し、基準面２５０を算出するために形状２６０の基準面点２６１、２６２、２６３、２６４を使用することによって形成され得る。形状２６０の基準面点２６１、２６２、２６３、２６４は、ポインティングデバイスによって選択される点であってもよいし、異常２０４を囲むサイズにされ得る形状の外周上またはその近傍の他の点であってもよいことが理解されよう。
例示的な方法３００（図３）のステップ３４０では、図５に示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面２５０の基準面点に基づいて異常２０４の近傍に関心領域２７０を算出する。関心領域２７０は、異常２０４の複数の表面点を含む。一実施形態では、関心領域２７０は、基準面点２２１、２２２、２２３のうちの２つ以上に基づいて関心領域形状２７１（例えば、円）を形成することによって形成される。別の実施形態では、関心領域２７０は、基準面２５０に垂直な円柱を形成し、これに、基準面点２２１、２２２、２２３のうちの２つ以上を通過させるか、またはこれらの近傍を通過させることによって算出され得る。再び図４を参照すると、関心領域は、基準面形状２６０および基準面点２６１、２６２、２６３、２６４内に形成され得る。
図５の例示的な関心領域形状２７１は、基準面点２２１、２２２、２２３を通過することによって形成されているが、別の実施形態では、より小さい直径の基準面形状が、基準面点の近傍のみを通過することによって形成され得る。例えば、図６に示すように、関心領域２８０は、関心領域形状２８１（例えば、円）に２つの基準面点２２１、２２２の近傍を通過させることによって形成され、この場合、円２８１の直径は、２つの基準面点２２１、２２２間の距離よりも小さい。関心領域形状２７１、２８１および関心領域２７０、２８０は、画像２００上に表示されてもされなくてもよいことが理解されよう。
関心領域２７０、２８０が算出された後、例示的な方法３００（図３）のステップ３５０では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、関心領域内の複数の表面点のそれぞれから基準面２５０までの距離（すなわち、深さ）を算出する。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面２５０と、関心領域２７０、２８０内の複数の表面点のそれぞれとの間に延びる直線の距離を算出するが、この場合、この直線は、基準面２５０と直角に交差する。
例示的な方法３００（図３）のステップ３６０では、映像検査機器は、基準面２５０から最も遠い表面点を算出する（例えば、基準面２５０まで延びる最も長い直線を有する表面点を選択する）ことによって関心領域２７０、２８０内の最も深い表面点２２４の位置を算出する。本明細書で使用される場合、「最深点」または「最も深い表面点」は、基準面２５０から最も遠い、凹所の点または基準面２５０から最も遠い、凸所の点（すなわち、最も高い点）であり得ることが理解されよう。映像検査機器１００は、例えばカーソル２３４（図５）または他のグラフィック標識２８２（図６）を最も深い表面点２２４に表示することによって、画像上の関心領域２７０、２８０内の最も深い表面点２２４を特定し得る。さらに、図５および図６に示すように、映像検査機器１００は、画像２００上の関心領域２７０、２８０内の最も深い表面点２２４の深さ２９０（インチまたはミリメートル）（すなわち、最も深い表面点２２４から基準面２５０まで延びる垂直線の長さ）を表示し得る。カーソル２３４または他のグラフィック標識２８２（図６）を関心領域２７０、２８０内の最も深い表面点２２４に自動的に表示することによって、映像検査機器１００は、ユーザが、異常２０４内の最も深い表面点２２４を手動で特定する必要がないことから、深さ測定を実行するのに必要な時間を短縮し、深さ測定の精度を改善する。
カーソル２３４が関心領域２７０、２８０内の最も深い表面点２２４に表示されたら、ユーザは、深さ測定値を取得して保存するためにその点を選択し得る。ユーザはまた、関心領域２７０、２８０内の他の表面点の深さを算出するために関心領域２７０、２８０内でカーソル２３４を移動させ得る。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、カーソル２３４の移動を監視し、カーソル２３４の移動が停止した時点を検出し得る。カーソル２３４の移動が、所定の時間量（例えば、１秒）の間停止したとき、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、カーソル２３４の近傍（例えば、カーソル２３４を中心とする所定の円）の最も深い表面点を算出し、その位置にカーソル２３４を自動的に移動させ得る。
図７は、図１の画像２００に示されている観視対象２０２の対象表面２１０の例示的なプロファイル３７０のグラフ表示である。この例示的なプロファイル３７０では、２つの基準面点２２１、２２２間およびそれぞれの基準面カーソル２３１、２３２間に延びる基準面２５０が示されている。関心領域内の最も深い表面点２２４の位置および深さ２９０もまた、グラフ表示に示されている。別の実施形態では、さらに点群図が、最も深い表面点２２４を示すために使用されてもよい。
図８は、本発明の例示的な実施形態において、異常５０４を有する観視対象５０２の対象表面５１０の、映像検査機器１００によって取得された別の画像５００である。同様に、この例でも、異常５０４は、材料が損傷または磨耗によって異常５０４において観視対象５０２の対象表面５１０から除去された窪みとして示されている。この例示的な実施形態に示されている異常５０４は単なる例であり、本発明の方法は他の種類の凹凸（例えば、亀裂、腐食孔、コーティング損失、表面堆積など）に適用されることが理解されよう。画像５００が取得され、異常５０４が確認されたら、画像５００は、異常５０４の寸法（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、ポイントツーライン、プロファイルスライスなど）を算出するために使用され得る。一実施形態では、使用される画像５００は、異常５０４を含む、観視対象５０２の対象表面５１０の２次元画像５００であり得る。
図９は、本発明の例示的な実施形態において、図８の画像５００に示されている観視対象５０２の対象表面５１０を検査するために３次元データを表示するための方法６００のフロー図である。図９のフロー図に記載されているステップは、フロー図に示されている順序とは異なる順序で実行され得るものであり、特定の実施形態では、ステップのすべてが必要なわけではないことが理解されよう。
ステップ６１０では、図８に示すように、オペレータは、異常５０４を有する、観視対象５０２の対象表面５１０の画像５００を取得して、これを映像モニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）に表示するために映像検査機器１００を使用し得る。一実施形態では、画像５００は、映像検査機器の測定モードで表示され得る。
ステップ６２０では、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、異常５０４を含む、観視対象５０２の対象表面５１０上の複数の表面点の、第１の座標系における３次元座標（ｘｉＳ１、ｙｉＳ１、ｚｉＳ１）を算出し得る。一実施形態では、映像検査機器は、３次元座標を算出するために、画像５００から３次元データを生成し得る。上述したように、いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、構造化光法（位相シフト、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、対象表面５１０の画像５００上の点の３次元座標を提供するために使用され得る。
ステップ６３０では、図８に示すように、オペレータは、映像検査機器１００のジョイスティック１８０（または他のポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチ画面））を使用して、特定の種類の測定を行うために、異常５０４の近傍の、観視対象５０２の対象表面５１０上の複数の測定点を選択し得る。選択される測定点の数は、行われる測定の種類に依存する。特定の測定（例えば、長さ、プロファイル）は、２つの測定点の選択を必要とし得る一方で、他の測定（例えば、ポイントツーライン、面積、マルチセグメント（ｍｕｌｔｉ－ｓｅｇｍｅｎｔ））は、３つ以上の測定点の選択を必要とし得る。一実施形態では、図８に示すように、合計で４つの測定点５２１、５２２、５２３、５２４が、異常５０４の深さ測定を行うために異常５０４の近傍の、観視対象５０２の対象表面５１０上に選択され、測定点のうちの３つ５２１、５２２、５２３は、異常５０４の近傍の対象表面５１０上に選択され、第４の測定点５２４は異常５０４の最深点になるように選択される。一実施形態では、観視対象５０２の対象表面５１０上の複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４は、カーソル５３１、５３２、５３３、５３４（または他のポインティングデバイス）を、対象表面５１０上の複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４に対応する、画像５００の画素５４１、５４２、５４３、５４４に配置することによって選択され得る。例示的な深さ測定では、映像検査機器１００は、複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４のそれぞれの、第１の座標系における３次元座標を算出し得る。本発明の方法は、４つの測定点の選択を伴う深さ測定または測定に限定されるものではなく、それどころか、上述したものを含む、異なる数の点を伴う様々な種類の測定に適用されることが理解されよう。
ステップ６４０では、図８に示すように、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、基準面５５０を算出し得る。図８に示されている異常５０４の例示的な深さ測定では、異常５０４の近傍の対象表面５１０上に選択された３つの測定点５２１、５２２、５２３のうちの１つ以上の近傍の３つ以上の表面点の３次元座標が、基準面５５０（例えば、平面）を算出するために使用され得る。一実施形態では、映像検査機器１００は、３つの測定点５２１、５２２、５２３の、第１の座標系における３次元座標（ｘｉＭ１、ｙｉＭ１、ｚｉＭ１）のカーブフィッティングを実行して、以下の形式を有する、基準面５５０（例えば、平面）の式を算出し得る。
ｋ０ＲＳ１＋ｋ１ＲＳ１・ｘｉＲＳ１＋ｋ２ＲＳ１・ｙｉＲＳ１＝ｚｉＲＳ１（２）
ただし、（ｘｉＲＳ１、ｙｉＲＳ１、ｚｉＲＳ１）は、定められた基準面５５０上の、第１の座標系における任意の３次元点の座標であり、ｋ０ＲＳ１、ｋ１ＲＳ１、およびｋ２ＲＳ１は、第１の座標系における３次元座標のカーブフィッティングによって得られる係数である。
カーブフィッティングを実行するために、複数の測定点（すなわち、ｋ係数の数と少なくとも同じ数の点）が使用されることに留意されたい。カーブフィッティング（例えば、最小二乗法）は、使用される点に最適なｋ係数を発見する。この結果、ｋ係数は、使用される３次元点に近い平面または他の基準面５５０を定める。しかしながら、ｋ係数の数よりも多くの点がカーブフィッティングで使用される場合、平面の式（２）に使用される点のｘ座標およびｙ座標を代入したとき、ｚの結果は、一般に、実際には存在し得るノイズおよび平面からの偏差に起因して点のｚ座標と正確には一致しない。このように、ｘｉＲＳ１およびｙｉＲＳ１は任意の値であってもよく、結果として得られるｚｉＲＳ１は、ｘｉＲＳ１、ｙｉＲＳ１における、定められた平面のｚを示す。したがって、これらの式に示されている座標は、定められた表面上の正確な任意の点のものであってもよく、必ずしも、ｋ係数を算出するフィッティングで使用される点でなくてもよい。
別の実施形態では、特定の測定（例えば、長さ、プロファイル）のために２つの測定点しか選択されず、このため、ｋ０ＲＳ１、ｋ１ＲＳ１、およびｋ２ＲＳ１を算出するためには３つの点が必要であることから、これらの２つの測定点の３次元座標のみに基づくカーブフィッティングは使用することができない。この場合、映像検査機器１００は、測定点のそれぞれの近傍の対象表面５１０上の複数の点に対応する、画像の画素のそれぞれの近傍の複数の画素を特定して、これらの点の３次元座標を算出し、これにより、基準面５５０を算出するカーブフィッティングを可能にする。
一実施形態では、図８に示すように、映像検査機器１００は、基準面５５０の、異常５０４および測定点５２１、５２２、５２３、５２４の周りにフレーム５６２（例えば、長方形）を形成する複数のフレーム点５６０の、第１の座標系における３次元座標（ｘｉＦ１、ｙｉＦ１、ｚｉＦ１）を算出することができ、それは、基準面５５０の位置を表示するために後で使用され得る。
基準面５５０が算出されたら、図８に示されている例示的な実施形態において、映像検査機器１００は、異常５０４の最深点に位置するように選択された第４の測定点５２４と基準面５５０との間の距離を算出することによって異常５０４の測定（例えば、深さの）を行い得る。この深さ測定の精度は、観視対象５０２の対象表面５１０上の複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４を選択する際の精度によって決定される。前述したように多くの場合、２次元画像から画像５００内の異常５０４の輪郭を判断することは困難であり、複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４の位置を確実に決定するにはあまりに小さかったり、不十分であったりし得る。したがって、多くの場合、オペレータは、これらの測定点５２１、５２２、５２３、５２４の位置の精度を評価するために異常５０４の領域のさらなる詳細を望む。このため、一部の映像検査機器１００は、画像５００の全体の点群図を提供し得るが、この図は、前述したように異常５０４の必要なレベルの詳細を提供しない場合がある。画像５００の全体の３次元データの点群図によって提供されるものに比べて有意義な、測定点５２１、５２２、５２３、５２４の周りの領域の対象表面５１０の図を提供するために、本発明の方法は、関心領域内の３次元データのサブセットを生成する。
ステップ６５０では、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、第１の座標系とは異なる第２の座標系を確立し得る。一実施形態では、第２の座標系は、基準面５５０および複数の測定点５２１、５２２、５２３、および５２４に基づき得る。映像検査機器１００は、対象表面５１０上の複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４のうちの２つ以上に対応する、基準面５５０上の点の３次元座標の平均位置５２５の近傍に位置するように第２の座標系の原点（ｘＯ２、ｙＯ２、ｚＯ２）＝（０、０、０）を割り当て得る（例えば、測定点５２１、５２２、５２３、および５２４を基準面５５０に投影し、基準面５５０上の平均位置５２５を算出することによって）。場合によっては、測定点５２１、５２２、５２３に対応する、基準面５５０上の点の３次元座標は同じであり得る。しかしながら、一部の状況では、ノイズおよび／または対象表面５１０の小さな変化に起因して、測定点５２１、５２２、５２３は、基準面５５０上に正確には位置せず、したがって、異なる座標を有する。
対象表面５１０上の、測定点５２１、５２２、５２３、５２４に対応する、基準面５５０上の点を算出するとき、直線の方向の概念を適用することが好適であり、これは、ｘ、ｙ、およびｚ平面における直線の相対的な傾きを教え、垂直線または平行線を確立するために使用され得る。２つの３次元座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）および（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を通過する所与の直線について、直線方向（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）は、以下のように定義され得る。
ｄｘ＝ｘ２－ｘ１（３）
ｄｙ＝ｙ２－ｙ１（４）
ｄｚ＝ｚ２－ｚ１（５）
直線上の点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）および直線の方向（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）が与えられたと仮定すると、直線は、以下によって定義され得る。
Figure 0007204359000001
 したがって、ｘ、ｙ、またはｚ座標のいずれか１つが与えられれば、残りの２つが計算され得る。平行線は、同じまたは線形にスケーリングされた直線方向を有する。方向（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）および（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）を有する２つの直線は、
ｄｘ１・ｄｘ２＋ｄｙ１・ｄｙ２＋ｄｚ１・ｄｚ２＝０（７）
ならば、互いに垂直である。
式（２）を使用して定義された基準平面に垂直なすべての直線の方向は、以下によって与えられる。
ｄｘＲＳＮ＝－ｋ１ＲＳ（８）
ｄｙＲＳＮ＝－ｋ２ＲＳ（９）
ｄｚＲＳＮ＝１（１０）
式（６）および式（８）～式（１０）に基づいて、基準面５５０に垂直であり、かつ表面点（ｘＳ、ｙＳ、ｚＳ）を通る直線は、以下のように定義され得る。
Figure 0007204359000002
 一実施形態では、対象表面５１０上の点（ｘｉＳ１、ｙｉＳ１、ｚｉＳ１）に対応する、基準面５５０上の点の座標（ｘｉＲＳ１、ｙｉＲＳ１、ｚｉＲＳ１）（例えば、測定点５２１、５２２、５２３、５２４に対応する、基準面５５０上の点の、第１の座標系における３次元座標）は、式（８）～式（１０）で与えられる方向を有し、かつ（ｘｉＳ１、ｙｉＳ１、ｚｉＳ１）を通過する、基準面５５０に垂直な直線を定め、この直線と基準面５５０との交点の座標を算出することによって算出され得る。したがって、式（２）および式（１１）から、
Figure 0007204359000003
 ｘｉＲＳ１＝ｋ１ＲＳ１・（ｚｉＳ１－ｚｉＲＳ１）＋ｘｉＳ１（１３）
ｙｉＲＳ１＝ｋ２ＲＳ・（ｚｉＳ１－ｚｉＲＳ１）＋ｙｉＳ１（１４）
である。
一実施形態では、これらのステップ（式（３）～式（１４））は、測定点５２１、５２２、５２３、５２４に対応する、基準面５５０上の点の３次元座標を算出するために使用され得る。この結果、基準面５５０上の測定点のこれらの投影点の平均位置５２５（ｘＭ１ａｖｇ、ｙＭ１ａｖｇ、ｚＭ１ａｖｇ）が算出され得る。この結果、第２の座標系の原点（ｘＯ２、ｙＯ２、ｚＯ２）＝（０、０、０）が、平均位置５２５（ｘＭ１ａｖｇ、ｙＭ１ａｖｇ、ｚＭ１ａｖｇ）の近傍に割り当てられて配置され得る。
異常５０４の領域内の平均位置５２５の近傍に第２の座標系の原点が配置され、ｚ値が、各表面点から基準面５５０までの垂直距離であることにより、異常５０４の領域を中心に点群図を回転させることができるようになり、深さマップカラースケールで基準面５５０からの表面点の高さまたは深さを示すことが可能となる。
この第２の座標系を利用するために、ステップ６６０では、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、様々な点（例えば、複数の表面点、複数の測定点５２１、５２２、５２３、５２４、フレーム点５６０を含む基準面５５０上の点など）に関して算出された、第１の座標系における３次元座標（ｘｉ１、ｙｉ１、ｚｉ１）を第２の座標系における３次元座標（ｘｉ２、ｙｉ２、ｚｉ２）に変換する。
一実施形態では、座標変換行列（［Ｔ］）が、以下に従って座標を変換するために使用され得る。
（［ｘｉ１ ｙｉ１ ｚｉ１］－［ｘＭ１ａｖｇ ｙＭ１ａｖｇ ｚＭ１ａｖｇ］）＊［Ｔ］＝［ｘｉ２ ｙｉ２ ｚｉ２］（１５）
ただし、［Ｔ］は、変換行列である。
非行列形式では、第２の座標系における３次元座標は、以下によって算出され得る。
ｘｉ２＝（ｘｉ１－ｘＭ１ａｖｇ）＊Ｔ００＋（ｙｉ１－ｙＭ１ａｖｇ）＊Ｔ１０＋（ｚｉ１－ｚＭ１ａｖｇ）＊Ｔ２０（１６）
ｙｉ２＝（ｘｉ１－ｘＭ１ａｖｇ）＊Ｔ０１＋（ｙｉ１－ｙＭ１ａｖｇ）＊Ｔ１１＋（ｚｉ１－ｚＭ１ａｖｇ）＊Ｔ２１（１７）
ｚｉ２＝（ｘｉ１－ｘＭ１ａｖｇ）＊Ｔ０２＋（ｙｉ１－ｙＭ１ａｖｇ）＊Ｔ１２＋（ｚｉ１－ｚＭ１ａｖｇ）＊Ｔ２２（１８）
ただし、変換行列値は、第１の座標系における新しいｘ、ｙ、およびｚ軸の直線方向値である。
ステップ６７０では、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、観視対象５０２の対象表面５１０上の関心領域内にある複数の表面点のサブセットを算出する。一実施形態では、関心領域は、点群図に使用される３次元データの量を最小にするように複数の選択された測定点５２１、５２２、５２３、５２４を囲む、観視対象５０２の対象表面５１０上の限定領域であり得る。サブセットを算出するステップ６７０は、変換ステップ６６０の前または後に行われ得ることが理解されよう。例えば、ステップ６７０におけるサブセットの算出が変換ステップ６６０の後に行われる場合、映像検査機器１００は、関心領域外にある点を含むすべての表面点の座標を、これらの点のうちのどれが関心領域内にあるかを算出する前に変換してもよい。あるいは、ステップ６７０におけるサブセットの算出が変換ステップ６６０の前に行われる場合、映像検査機器１００は、関心領域内にある表面点の座標を変換するだけでよい。
一実施形態では、関心領域は、測定点５２１、５２２、５２３、５２４に対応する、基準面５５０上の各点と、基準面５５０上のこれらの点の平均位置５２５（変換後に行われる場合は第２の座標系の原点（ｘＯ２、ｙＯ２、ｚＯ２）＝（０、０、０）または変換前に行われる場合は第１の座標系における（ｘＭ１ａｖｇ、ｙＭ１ａｖｇ、ｚＭ１ａｖｇ））との間の最大距離（ｄＭＡＸ）を算出することによって定められ得る。一実施形態では、関心領域は、基準面５５０上の、測定点５２１、５２２、５２３、５２４の平均位置５２５から特定の閾値距離（ｄＲＯＩ）（例えば、これは、最大距離よりも小さい（ｄＲＯＩ＝ｄＭＡＸ）または最大距離よりもわずかに大きい（例えば、２０％大きい）（ｄＲＯＩ＝１．２＊ｄＭＡＸ））内にある、基準面５５０上の対応する（すなわち、基準面に投影されたときの）点を有するすべての表面点を含み得る。例えば、第２の座標系における平均位置５２５が、（ｘＯ２、ｙＯ２、ｚＯ２）＝（０、０、０）にある場合、その位置から、表面点に対応する、基準面５５０上の点（ｘｉＲＳ２、ｙｉＲＳ２、ｚｉＲＳ２）までの距離（ｄ）は、以下によって与えられる。
Figure 0007204359000004
 同様に、第１の座標系における平均位置５２５が、（ｘＭ１ａｖｇ、ｙＭ１ａｖｇ、ｚＭ１ａｖｇ）にある場合、その位置から、表面点に対応する、基準面５５０上の点（ｘｉＲＳ１、ｙｉＲＳ１、ｚｉＲＳ１）までの距離（ｄ）は、以下によって与えられる。
Figure 0007204359000005
 表面点が、関心領域閾値距離（ｄＲＯＩ）未満の距離値（ｄｉＲＳ１またはｄｉＲＳ２）を有し、したがって、関心領域内にある場合、映像検査機器１００は、その表面点の３次元座標およびその表面点の深さに対応する画素の色を点群図ファイルに書き込み得る。この例示的な実施形態では、関心領域は、円柱の半径内にある表面点を含む円柱の形態である。関心領域を算出するための他の形状および方法が使用され得ることが理解されよう。
関心領域はまた、第１の座標系で映像検査機器１００によって算出された、観視対象５０２の対象表面５１０上の異常５０４の深さに基づいて定められ得る。例えば、異常５０４の深さが０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）と測定された場合、関心領域は、測定点５２１、５２２、５２３、５２４のうちの１つ以上から基準面５５０までの距離に基づいて、基準面５５０から特定の範囲（±０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ））内の距離（またはｚ寸法）を有する点のみを含むものとして定められ得る。表面点が、関心領域内に深さ値を有する場合、映像検査機器１００は、その表面点の３次元座標およびその表面点の深さに対応する画素の色を点群図ファイルに書き込み得る。表面点が、関心領域外の深さ値を有する場合、映像検査機器１００は、その表面点を点群図ファイルに含まなくてもよい。
ステップ６８０では、図１０に示すように、映像検査機器１００のモニタ１７０、１７２は、第２の座標系の３次元座標で複数の表面点のサブセットの、図の中心に原点７２５を有するレンダリング３次元図（例えば、点群図）７００を表示し得る。一実施形態（図示せず）では、点群図７００の表示は、第２の座標系における各表面点と基準面７５０との間の距離を示すカラーマップを含み得る（例えば、特定の深さの第１の点は、その深さに対応する赤の色調で示され、異なる深さの第２の点は、その深さに対応する緑の色調で示される）。表示された点群図７００は、複数の測定点７２１、７２２、７２３、７２４の位置も含み得る。オペレータが点群図７００を見るのを補助するために、映像検査機器１００はまた、第２の座標系の３次元座標における、複数の測定点７２１、７２２、７２３のうちの２つ以上の間の直線に沿って３次元直線点７７１、７７２、７７３を算出し、これらの直線点７７１、７７２、７７３を点群図７００に表示し得る。点群図７００は、異常５０４の最深点に意図的に配置された測定点７２４から基準面７５０までの深さ直線７７４も含み得る。一実施形態では、映像検査機器１００は、深さ直線７７４が公差仕様または他の閾値を超えているかどうかを判定し、そのような発生の視覚的または聴覚的表示または警報を提供し得る。
表示された点群図７００は、基準面７５０の位置を示すために、第２の座標系で基準面７５０上にフレーム７６２を形成する複数のフレーム点７６０も含み得る。別の実施形態では、表示された点群図７００は、基準面７５０からの垂直距離を示すスケールも含み得る。
図１０に示すように、点群図７００のデータを関心領域内の点に限定し、関心領域の中心（例えば、原点）の点７２５を中心として図を回転させることによって、オペレータは、より容易に異常５０４を分析し、深さ測定および測定点７２１、７２２、７２３、７２４の配置が正確であるかどうかを判断し得る。一実施形態では、オペレータは、補正が必要な場合、点群図７００内の測定点７２１、７２２、７２３、７２４の１つ以上の位置を変更し得る。あるいは、補正が必要な場合、オペレータは、図８の２次元画像５００に戻り、測定点５２１、５２２、５２３、５２４の１つ以上を再選択し、プロセスを繰り返し得る。
別の実施形態では、映像検査機器１００のモニタ１７０、１７２は、座標の変換を一度も行うことなく、第１の座標系の３次元座標で複数の表面点のサブセットのレンダリング３次元図７００を表示し得る。本実施形態において、元の座標に基づく点群図７００も同様に、カラーマップ、複数の測定点の位置、３次元直線点、深さ直線、フレーム、またはスケールの表示を含む、オペレータを補助する上記した様々な特徴を含み得る。
図１１は、別の例示的な実施形態において、観視対象の３次元形状を描画する画像と同時に観視対象の２次元画像を表示するための例示的な方法８００のフロー図である。図１１のフロー図に記載されているステップは、フロー図に示されている順序とは異なる順序で実行され得るものであり、特定の実施形態では、ステップのすべてが必要なわけではないことが理解されよう。
例示的な方法（図１１）のステップ８１０では、図１２に示すように、映像検査機器１００（例えば、図１のイメージャ１２４）は、異常９１２を有する、観視対象９１０の対象表面９１１の少なくとも１つの２次元画像９０３を取得し、これをディスプレイ９００（例えば、一体型ディスプレイ１７０、外部モニタ１７２、またはユーザインタフェースのタッチ画面）の第１の側９０１に表示する。一実施形態では、２次元画像９０３は、映像検査機器１００の測定モードで表示される。
例示的な方法８００（図１１）のステップ８２０では、図１２に示すように、映像検査機器１００（例えば、図１のＣＰＵ１５０）は、観視対象９１０の対象表面９１１上の複数の表面点９１３、９１４の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を算出する。一実施形態では、映像検査機器は、３次元座標を算出するために、２次元画像９０３から３次元データを生成する。図１２は、ディスプレイ９００の第１の側９０１の、観視対象９１０の２次元の第１のステレオ画像９０３と、ディスプレイ９００の第２の側９０２の、観視対象９１０の対応する２次元の第２のステレオ画像９０４とのディスプレイ９００である。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、対応する２次元の第２のステレオ画像９０４上の一致する表面点９１５、９１６を発見し、次に、２次元の第１のステレオ画像９０３上の複数の表面点９１３、９１４（または画素領域（例えば４×４の領域）と、対応する２次元の第２のステレオ画像９０４上の一致する表面点９１５、９１６との間の画素距離視差（ｐｉｘｅｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）に基づいて３次元座標を算出することによって、２次元の第１のステレオ画像９０３上の複数の表面点９１３、９１４の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を算出するためにステレオ技術を用いる。図１２～図１４に示すように、ステレオ画像９０３、９０４に関する２次元画像の、本明細書における参照は、第１（左）のステレオ画像９０３および第２（右）のステレオ画像９０４の両方または一方を含み得ることが理解されよう。
いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、構造化光法（位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、対象表面９１１の２次元画像９０３（図１２）における表面点９１３、９１４の３次元座標を提供するために使用され得る。このような技術の大部分は、３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データを特に含む較正データの使用を含み、そうでなければ、光学的歪みによって、３次元座標の誤差が生じる。一部の技術では、３次元座標は、投影パターンなどを含んでもよい、近接時間にキャプチャされた１つ以上の２次元画像を使用して算出されてもよい。２次元画像９０３を使用して算出された３次元座標の参照はまた、近接時間にキャプチャされた対象表面９１１の１つまたは複数の２次元画像を使用して算出された３次元座標を含んでもよく、記載した動作中にオペレータに表示される２次元画像９０３は、実際には３次元座標の算出に使用されても使用されなくてもよいことを理解されたい。
例示的な方法８００（図１１）のステップ８３０では、図１３および図１４に示すように、測定カーソル９３１、９３２を伴う、観視対象９１０の２次元画像９０３の少なくとも一部が、ディスプレイ９００の第１の側９０１に表示され、観視対象９１０の対象表面９１１の少なくとも一部の３次元形状のレンダリング画像９０５が、ディスプレイ９００の第２の側９０２に表示される。図１２と比較して、ディスプレイ９００内の第２（右）のステレオ画像９０４が、レンダリング画像９０５に置き換わっている。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル９３１、９３２の配置および表示の前に、観視対象９１０の対象表面９１１上の複数の表面点９１３、９１４の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ））を算出するプロセスを開始する（そして、一実施形態ではこれを完了する）。図１３および図１４に示されている例示的な実施形態は、ディスプレイ９００の第２の側９０２に表示された、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状の単一のレンダリング画像９０５を示しているが、１つより多いレンダリング画像９０５が、２次元画像９０３と同時にまたは２次元画像９０３なしに表示され得ることが理解されよう。
図１３に示す例示的な実施形態では、レンダリング画像９０５は、異常９１２を含む、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状を示す深さプロファイル画像９０６である。図１４に示す別の例示的な実施形態では、レンダリング画像９０５は、異常９１２を含む、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状を示す点群図９０７である。図１４に示す例示的な点群図９０７では、観視対象９１０の対象表面９１１上の表面点９１３、９１４の３次元座標のサブセットのみが、測定カーソル９３１、９３２の位置に基づく関心領域に表示されている。別の実施形態では、点群図９０７は、観視対象９１０の対象表面９１１上の表面点９１３、９１４の計算された３次元座標のすべてを表示する。一実施形態では、例えば、ディスプレイがユーザインタフェースタッチ画面である場合、ユーザは、タッチ画面を使用して点群図９０７を回転させ得る。
一実施形態では、図１４に示すように、点群図９０７は、観視対象９１０の対象表面９１１の表面点と、基準面９６０（例えば、複数の測定カーソル９３１、９３２のうちの１つ以上の近傍の３次元座標を使用して算出された基準平面）との間の距離を示すように色付けされてもよい。例えば、特定の深さの第１の点は、その深さに対応する赤の色調で示され、異なる深さの第２の点は、その深さに対応する緑色の色調で示される。色深さスケール９０８は、点群図９０７に示されている色と基準面９６０からのそれぞれの距離との関係を示すために設けられる。一実施形態では、点群図９０７は、点群図９０７内の隣接点の間の移行をグラフィカルに滑らかにするように平らにされてもよい。
観視対象９１０の対象表面９１１上の複数の表面点９１３、９１４の３次元座標が算出されたら、ユーザは、２次元画像９０３の測定を行い得る。
一実施形態では、映像検査機器１００は、２次元画像９０３およびレンダリング画像９０５の分割図を画像として保存する。映像検査機器１００はまた、３次元データの再計算および保存されたファイルからの再測定を可能にするために、図１２に示されているような第１（左）のステレオ画像９０３および第２（右）のステレオ画像９０４の元の完全なステレオ画像（例えば、グレースケールのみの）および較正データをメタデータとして保存し得る。あるいは、映像検査機器１００は、計算された３次元座標および／または視差データ（ｄｉｓｐａｒｉｔｙ ｄａｔａ）をメタデータとして保存し得るが、これは、呼び出し時の処理時間を短縮するものの、ファイルサイズが大きくなる。
例示的な方法８００（図１１）のステップ８４０では、図１３および図１４に示すように、測定カーソル９３１、９３２が（ポインティングデバイスを使用して）２次元画像９０３上に配置されて表示され、これにより、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、異常９１２の寸法（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、ポイントツーライン、プロファイルスライスなど）を算出することができるようになる。２次元画像がステレオ画像でない別の実施形態でも、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）が、異常９１２の寸法（例えば、高さまたは深さ、長さ、幅、面積、体積、ポイントツーライン、プロファイルスライスなど）を算出することができるようにするために、測定カーソル９３１、９３２（図１３および図１４に示されているような）は２次元画像９０３上に配置され得る。さらに別の実施形態では、２次元画像９０３上に配置する代わりに、測定カーソルは、（ポインティングデバイスを使用して）ディスプレイ９００の第２の側９０２の、観視対象９１０の対象表面９１１の少なくとも一部の３次元形状のレンダリング画像９０５上に配置され得る。
例示的なディスプレイ９００では、第１の測定カーソル９３１は、観視対象９１０の対象表面９１１上の第１の測定点９２１に配置され、第２の測定カーソル９３２は、観視対象９１０の対象表面９１１上の第２の測定点９２２に配置される。観視対象９１０の対象表面９１１上の測定点９２１、９２２の３次元座標が知られるため、対象表面９１１の幾何学的測定（例えば、深さまたは長さの測定）をユーザは実行することができ、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、図１３および図１４に示されているように測定寸法９５０を算出し得る。図１３および図１４に示されている例では、測定線９３３が、２次元画像９０３上に表示されている。
観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状のレンダリング画像９０５は、幾何学的測定を行うために２次元画像９０３上に測定カーソル９３１、９３２を配置することを補助するためにディスプレイ９００の第２の側９０２に表示される。ステレオまたは非ステレオ２次元画像を伴う従来のシステムでは、これらの測定カーソル９３１、９３２（図１３および図１４に示されているような）は、２次元画像９０３によって提供される図のみに基づいて配置されるが、このことは、測定カーソル９３１、９３２の正確な配置および正確な測定を可能としない場合がある。
例示的な方法８００（図１１）のステップ８５０では、図１３および図１４に示すように、２次元画像９０３上に配置された測定カーソル９３１、９３２に対応する測定標識９４１、９４２が、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状のレンダリング画像９０５上に表示される。例えば、第１の測定標識９４１は、第１の測定カーソル９３１と同じ、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元座標でレンダリング画像９０５上に示され、第２の測定標識９４２は、第２の測定カーソル９３２と同じ、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元座標でレンダリング画像９０５上に示される。図１４に示されている例示的な点群図９０７では、２次元画像９０３の測定線９３３（例えば、深さ測定線）に対応する測定線標識９４３が表示されている。観視対象９１０の対象表面９１１の２次元画像９０３と同時に表示される、観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状のレンダリング画像９０５は、ユーザが、より正確な幾何学的測定を行うためにより正確に測定カーソル９３１、９３２を配置することを可能にする。さらに別の実施形態では、測定カーソルが（ポインティングデバイスを使用して）レンダリング画像９０５上に配置される場合、測定カーソルに対応する測定標識は、２次元画像９０３上に表示される。
一実施形態では、ユーザが２次元画像９０３内の測定カーソル９３１、９３２の位置を変更すると、ユーザが新しい測定を実質的にリアルタイムで想像することができるように、映像検査機器１００（例えばＣＰＵ１５０）は、測定カーソル９３１、９３２に対応する測定標識９４１、９４２の位置および観視対象９１０の対象表面９１１の３次元形状のレンダリング画像９０５（例えば、図１４の点群図９０７の関心領域または深さの色）を自動的に更新する。別の実施形態では、測定カーソル９３１、９３２が２次元画像９０３内に配置された後、測定標識９４１、９４２が、レンダリング画像９０５内に再配置され得る。
さらに別の実施形態では、測定カーソルが（ポインティングデバイスを使用して）レンダリング画像９０５上に配置され、測定カーソルに対応する測定標識が、２次元画像９０３上に表示される場合、ユーザがレンダリング画像９０５内の測定カーソルの位置を変更すると、ユーザが新しい測定を実質的にリアルタイムで想像することができるように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソルに対応する測定標識の位置を自動的に更新し、２次元画像も変更される。別の実施形態では、測定カーソルがレンダリング画像９０５上に配置された後、測定標識が、２次元画像９０３内に再配置され得る。
例示的な方法８００（図１１）のステップ８６０では、図１３および図１４に示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル９３１、９３２の位置に基づいて、ユーザが求める、特定の幾何学的測定（例えば、深さまたは長さの測定）の測定寸法９５０を算出し、この測定寸法９５０をディスプレイ９００上に表示する。別の実施形態では、測定寸法は、ディスプレイ９００上のレンダリング画像９０５に表示され得る。
図１２～図１４に示すように、ソフトキー９０９は、画像の取得および測定の実行の際にユーザに様々な機能（例えば、図の表示、取り消し、測定の追加、次の測定、オプション、削除、注釈、画像の取得、リセット、ズーム、フル画像／測定画像、深さマップのオン／オフなど）を提供するためにディスプレイ９００に設けられ得る。一実施形態では、ユーザが２次元画像９０３またはレンダリング画像９０５のいずれかを有効にすると、表示される特定のソフトキー９０９が、アクティブな画像に基づいて変更され得る。
図１５Ａは、別の例示的な実施形態において、角（ポリゴン１０５０によって示されている）が欠損したタービンブレード１０１０およびシュラウド１０１５の、映像検査機器１００によって取得された別の例示的な画像１００１である。一実施形態では、使用される画像１００１は、観視対象（タービンブレード１０１０）の表面１０１３の２次元画像１００１であり得る。さらなる例では、２次元画像は、ステレオ画像であり得る。図１５Ａに示すように、ユーザは、映像検査機器１００（例えば、イメージャ１２４）を使用して、タービンブレード１０１０の表面１０１３の少なくとも１つの画像１００１を取得し、それを映像モニタ（例えば、一体型ディスプレイ１７０または外部モニタ１７２）に表示し得る。一実施形態では、画像１００１は、映像検査機器１００の測定モードで表示され得る。
映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、観視対象１０１０の対象表面１０１３上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ、ｙ、ｚ）を算出し得る。一実施形態では、映像検査機器は、３次元座標を算出するために、画像１００１から３次元データを生成し得る。観視対象１０１０の対象表面１０１３上の表面点の３次元座標は、表示された２次元画像１００１の画素と関連付けることができる。いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、構造化光法（位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、対象表面１０１３の画像１００１（図１５Ａ）における表面点の３次元座標を提供するために使用され得る。一実施形態では、映像検査機器１００は、構造化光パターンを伴わない拡散検査光源を使用して２次元画像１００１を取得し、３次元表面座標は、対象に投影された構造化光パターンによってキャプチャされた１つ以上の画像を使用して計算される。そのような場合、構造化光パターンは、拡散検査光源を無効にして投影され得る。
同様に、このような技術の大部分は、３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データを特に含む較正データの使用を含み、そうでなければ、光学的歪みによって、３次元座標の誤差が生じる。一部の技術では、３次元座標は、投影パターンなどを含んでもよい、近接時間（ｃｌｏｓｅ ｔｉｍｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）にキャプチャされた１つ以上の画像を使用して算出されてもよい。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、較正データを使用して、対象表面点の座標を計算し得る。一例では、較正データは、使用される映像検査機器１００に特有のものであってもよく、また、実際の寸法および距離を算出するために必要なセンサおよび光学系の情報を含んでもよい。別の例では、較正データは、センサの各画素と観視対象上の特定の点とを相関させるための光線方程式を含んでもよい。
画像１００１を使用して算出された３次元座標の参照はまた、近接時間にキャプチャされた対象表面１０１３の１つまたは複数の画像１００１を使用して算出された３次元座標を含んでもよく、記載した動作中にユーザに表示される画像１００１は、実際には３次元座標の算出に使用されても使用されなくてもよいことを理解されたい。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、単一の画像と比較して、細部が強化された、またはノイズが低減された合成画像を生成するために、複数のキャプチャ画像を一緒に平均化してもよい。
図１５Ａに示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、３次元基準面１０２０（例えば、画像を横切って延びる破線によって示された測定平面）を算出し得る。一部の実施形態では、基準面１０２０は平坦であってもよく、他の実施形態では、基準面１０２０は湾曲していてもよい。同様に、一実施形態では、基準面１０２０は平面の形態であってもよく、他の実施形態では、基準面１０２０は異なる形状（例えば、円筒状、球状など）の形態であってもよい。例えば、ユーザは、映像検査機器１００のジョイスティック１８０（または他のポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチ画面））を使用して、観視対象１０１０（タービンブレード）の対象表面１０１３の画像１００１上の１つ以上の基準面点１０２１、１０２２、１０２３を選択し得る。
一実施形態では、図１５Ａに示すように、合計で３つの基準面点１０２１、１０２２、１０２３が、観視対象１０１０の対象表面１０１３の画像１００１上に選択される。一実施形態では、観視対象１０１０の対象表面１０１３上の複数の基準面点１０２１、１０２２、１０２３は、基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３（または他のポインティングデバイス）を、対象表面１０１３上の複数の基準面点１０２１、１０２２、１０２３に対応する、画像１００１の基準面画素１０４１、１０４２、１０４３に配置することによって選択され得る。映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、複数の基準面点１０２１、１０２２、１０２３のそれぞれの３次元座標を算出し得る。
図１５Ａに示すように、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、基準面１０２０を算出し得る。図１５Ａに示す例示的な面積測定では、３つの基準面点１０２１、１０２２、１０２３の３次元座標、または３つの基準面点１０２１、１０２２、１０２３のうちの１つ以上の近傍の３つ以上の表面点の３次元座標が、基準面１０２０（例えば、平面）を算出するために使用され得る。上述したように、一実施形態では、映像検査機器１００は、３つの基準面点１０２１、１０２２、１０２３の３次元座標のカーブフィッティングを実行して、基準面１０２０（例えば、あらゆる方向に無限に延びる平面）の式を算出し得る。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３の近傍の画素に関連付けられた表面点の３次元座標のカーブフィッティングを実行して、上記の式（１）に記載したような、基準面１０２０（例えば、平面）の式を算出し得る。別の実施形態では、カーブフィッティングは、基準面１０２０のための基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３のうちの１つだけの近傍の画素に関連付けられた表面点の３次元座標のみを使用し得る。別の実施形態では、単一の選択された基準面点の３次元座標が、基準面をｚ＝１０ｍｍ（ｚ軸はボアスコープの視野の中心光軸に沿ったものである）の平面にするために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）によって使用され得る。別の例では、単一のカーソルが、例えば、カーソル位置に関連付けられた３次元表面座標を通り、かつ観視光学システムの面に直交する、または観視光学システムの主軸に平行な平面を確立することによって、基準面を定めるために使用され得る。さらなる例では、４つ以上の選択された座標が、基準面として、球状、円筒状、または他の面形状などの様々な湾曲基準面を確立し得る。さらなる例では、球、円筒などの曲面に適合するために多数のカーソルが使用され得る。別の実施形態では、画素の領域、すなわち円形カーソル内の領域を選択するために１つ以上のカーソルを使用することができ、基準面は、選択された領域または複数の領域に関連付けられた３次元表面座標に平面または他の面を適合させることによって算出され得る。
図１５Ａに示すように、タービンブレード１０１０は、角（ポリゴン１０５０によって示されている）が欠損している。本開示は、対象から欠損したまたは離間した部分を有し得る特徴を含む、対象上または対象の近くの特徴を測定するための方法および機器を提供する。例えば、タービンブレード１０１０は、ブレード１０１０の先端または角が破損しているかどうかを判定するために検査され得る。そのような場合、測定すべき関連する特徴（例えば、欠損した角の寸法）は、タービンブレード１０１０自体の表面１０１３上にはなく、その代わりにタービンブレード１０１０の表面１０１３を越えた空間に延びている。したがって、タービンブレード１０１０の表面１０１３上の点の３次元座標のみを使用する測定は、所望の情報（欠損した領域、欠損した縁の長さなど）を提供しない。以下に説明するように、基準面１０２０が確立されたら、ユーザは、それらに関連するタービンブレード１０１０の表面１０１３上に表面点を有さない、観視対象１０１０の表面上にない領域であっても画像１００１上に測定カーソル１０３４、１０３５、１０３６、１０３７を配置することによって、長さ、ポイントツーライン、面積、または多数の長さの測定などの、幾何学的寸法の測定を実行し得る。
一実施形態では、図１５Ａに示すように、合計で４つの測定カーソル１０３４、１０３５、１０３６、１０３７が、画像１００１の測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７上に配置される。以下に説明するように、較正によって、画像１００１の各２次元測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７に関連付けられた３次元軌跡が、基準面１０２０上の、測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７に関連付けられた投影基準面点１０２４、１０２５、１０２６、１０２７を算出するために、画像１００１の各測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７からの軌跡線が、どこに配置され（例えば、補間が使用される小数画素位置であり得る）、３次元空間内で基準面１０２０とどこで交差するのかを計算するために知られ、使用される。図１５Ａに見られるように、基準面１０２０上の投影基準面点１０２４、１０２５、１０２６、１０２７が分かったら、ユーザは、基準面１０２０上の投影基準面点１０２４、１０２５、１０２６、１０２７の３次元座標に基づいて長さ、ポイントツーライン、面積、多数の長さの測定などの測定を実行し得る。例えば、図１５Ａに示すように、ユーザは、第１の辺１０５１（ブレードの第１の縁１０１１の欠損部分の長さを提供する）、第２の辺１０５２（ブレードの第２の縁１０１２の欠損部分の長さを提供する）、および第３の辺１０５３を有するポリゴン１０５０を形成する面積の測定を実行し得る。
図１５Ｂは、別の例示的な実施形態において、図１５Ａに示されているように、角（ポリゴン１０５０によって示されている）が欠損したタービンブレード１０１０およびシュラウド１０１５の３次元点群図１００２の表示である。タービンブレード１０１０の３次元表面点、基準面１０２０、および投影基準面点１０２４、１０２５、１０２６、１０２７を示す３次元点群図１００２は、ユーザが、測定が適切に行われるようにするために測定をよりよく視覚化することを可能にする。図１５Ｂに示すように、点群図１００２は、個々の点、メッシュ、または連続面として示され得る、観視対象１０１０上の計算された３次元表面座標を含み得る。測定カーソル１０３４、１０３５、１０３６、１０３７に関連付けられた３次元座標は、ドットまたは球などとして示されてもよく、特徴（欠損した角）の輪郭を描く相互接続線（辺１０５１、１０５２、１０５３、１０５４を有するポリゴン１０５０）が含まれてもよい。また、基準面１０２０およびその位置が、矩形または正方形などの追加の特徴によって表されてもよい。したがって、３次元点群図１００２は、ユーザが、測定が適切に行われるようにするために、３次元空間で測定を視覚化することを可能にする。このような判断を、２次元画像１００１のみを使用して行うことは非常に困難であり得る。一実施形態では、３次元点群図１００２は、２次元画像１００１と同時に表示され、３次元点群図１００２は、測定カーソルが２次元画像１００１内で再配置されると自動的にが更新される。別の実施形態では、ユーザは、２次元画像１００１または３次元点群図１００２のいずれかを個別に見ることを選択し得る。
図１５Ｃは、別の例示的な実施形態において、角が欠損したタービンブレード１０１０の、映像検査機器１００によって取得された別の例示的な画像１００３である。場合によっては、測定を行うために、投影基準面点（観視対象から離れた点）の３次元座標および観視対象上の表面点の３次元座標の両方を使用することが有用であり得る。図１５Ｃを参照すると、面積測定（ポリゴン１０７０）が、基準面１０２０を使用して実行され得る。図示された実施形態では、４つの測定カーソル１０７１、１０７２、１０７３、１０７４を選択することができ、２つの測定カーソル１０７１、１０７２は、観視対象１０１０の表面１０１３上に配置され、２つの測定カーソル１０７３、１０７４は、観視対象１０１０の表面１０１３から離して配置される。観視対象１０１０の表面１０１３上に配置された２つの測定カーソル１０７１、１０７２は、観視対象１０１０の表面１０１３上の表面点の３次元座標および基準面１０２０上の投影基準面点の３次元座標に関連付けられた画素上に配置される。観視対象１０１０の表面１０１３から離して配置された２つの測定カーソル１０７３、１０７４は、基準面１０２０上の投影基準面点の３次元座標には関連付けられているが、観視対象１０１０の表面１０１３上の表面点の３次元座標には関連付けられていない画素上に配置される。測定は、２つの測定カーソル１０７１、１０７２に関連付けられた、観視対象１０１０の表面１０１３に位置する表面点の三次元座標と、観視対象１０１０の表面１０１３から離して配置された２つの測定カーソル１０７３、１０７４に関連付けられた、基準面１０２０上の投影基準面点の３次元座標とを利用し得る。あるいは、測定は、４つの測定カーソル１０７１、１０７２、１０７３、１０７４のすべてに関連付けられた、基準面１０２０上の投影基準面点の３次元座標を利用してもよい。別の実施形態では、映像検査機器１００は、ユーザが、観視対象１０１０の表面１０１３上に配置された２つの測定カーソル１０７１、１０７２に関して、観視対象１０１０の表面１０１３上の表面点の３次元座標または基準面１０２０上の投影基準面点の３次元座標のどちらを使用するのか選択することを可能にする。一例では、タービンブレード１０１０とシュラウド１０１５との間の隙間を測定するとき、シュラウド１０１５に関して平面を（関連する３次元座標を有する画素上の３つのカーソルを使用して）確立することができ、ブレード１０１０に関して測定面を確立することができ、別のカーソルを使用してブレード１０１０の縁の投影点を設定し、平面から点までの垂直距離を計算する。
図１６は、本明細書に述べられている態様に従って、画像画素とセンサ画素と基準面座標と対象表面座標との関係を示す。例えば、以下に説明するように、ディスプレイ１１０１上の画素は、センサ１１０２上の画素に関連し得るものであり、これは、光線方程式によって、対象１１００の表面上の点Ｃに関連し得る。図示の実施形態では、ユーザは、対象１１００の表面上の少なくとも１つの点Ａを選択することによって基準面１１３０を確立し得る。例えば、基準面１１３０は、点Ａで対象１１００と交差する平面であり得る。
一例では、ユーザは、基準面１１３０を使用して対象１１００の特徴の測定を実行することを望む場合がある。そのような場合、ユーザは、ディスプレイ１１０１上に示された２次元画像上にカーソルを配置することによって、ディスプレイ１１０１上の特徴の第１の画素（画素ＰＤ）を選択し得る。そのような場合、ディスプレイ１１０１上の画素ＰＤは、例えば、以下で説明する、表示された画像画素からキャプチャ画像画素への変換式を使用して、センサ１１０２上の画素ＰＳにマッピングされ得る。さらに、センサ１１０２上の画素ＰＳは、基準面１１３０上の投影３次元基準面座標Ｂにマッピングされ得る。図示した例では、センサ１１０２上の画素ＰＳはまた、キャプチャ画像を使用して計算された特徴自体の３次元座標である、対象１１００上の３次元表面座標Ｃに関連付けられ得る。このように、画素Ｐｓは、関連する３次元表面座標および投影３次元基準面座標の両方を有し得るものであり、これらのいずれも、測定結果を計算するためにを使用され得る。一例では、３次元表面座標Ｃは、３次元データノイズの影響を受け、したがって、対象１１００の表面を正確に表さない。この場合、投影３次元基準面座標Ｂを使用して計算された測定結果は、座標Ｃを使用して計算されたものよりも正確であり得る。別の例では、座標Ｃは、対象１１００の表面を正確に表し得るものであり、ユーザは、測定結果の計算に使用するために、座標Ｂではなく座標Ｃを使用することを選択し得る。
特定の実施態様では、測定システムは、６４０×４８０の電荷結合素子（ＣＣＤ）などの、特定のキャプチャ解像度を有するセンサを含んでもよい。さらに、測定システムは、１０２４×７６８画素などの異なる表示解像度を有するユーザインタフェースを有してもよい。そのような場合、ユーザがユーザインタフェース画面上のカーソル位置を選択したときに、選択された画面画素は、センサ画素にマッピングされ得る。ピンホールカメラモデルを参照すると、例えば、表示解像度が１０２４×７６８であり、キャプチャ解像度が６４０×４８０である場合、キャプチャ列（ｃｏｌ）および行は、次のように計算され得る。
キャプチャ列＝表示列＊６４０／１０２４＝表示列＊０．６２５
キャプチャ行＝表示行＊４８０／７６８＝表示行＊０．６２５
例えば、｛列、行｝＝｛１５．３３、１００．６７｝の表示カーソルは、キャプチャ｛列、行｝＝｛９．５８１、６２．９１９｝に相当する。そのような場合、相当画素のための光線方程式を補間するために、キャプチャ画素（９、６２）、（１０、６２）、（９、６３）、（１０、６３）間に双線形補間が使用され得る。
一例では、光線方程式は、以下である。
ｘｒ、ｃ（ｚ）＝ａｒ、ｃ＊ｚおよびｙｒ、ｃ（ｚ）＝ｂｒ、ｃ＊ｚであり、ａｒ、ｃおよびｂｒ、ｃは、画素に依存する。
そのような場合、補間係数は、次のように計算され得る。
ｋｃ１＝列－（ｉｎｔ）列＝９．５８１－９＝０．５８１
ｋｃ０＝１－ｋｃ１＝０．４１９
ｋｒ１＝行－（ｉｎｔ）行＝６２．９１９－６２＝０．９１９
ｋｒ０＝１－ｋｒ１＝０．０８１
ａ９．５８１、６２．９１９＝ｋｃ０＊ｋｒ０＊ａ９、６２＋ｋｃ１＊ｋｒ０＊ａ１０、６２＋ｋｃ０＊ｋｒ１＊ａ９、６３＋ｋｃ１＊ｋｒ１＊ａ１０、６３
ｂ９．５８１、６２．９１９＝ｋｃ０＊ｋｒ０＊ｂ９、６２＋ｋｃ１＊ｋｒ０＊ｂ１０、６２＋ｋｃ０＊ｋｒ１＊ｂ９、６３＋ｋｃ１＊ｋｒ１＊ｂ１０、６３
同様の双線形補間手法を使用して、表示またはキャプチャされた画像画素座標に関連付けられたｘ、ｙ、ｚ表面座標を算出し得る。
１つの特定の例では、光線方程式を使用して、次のように２次元画像画素と基準面座標との間でマッピングを行い得る。
平面の式は、以下のように表現され得る。
ｚ＝ｚ０＋ｃ＊ｘ＋ｄ＊ｙ
光線の式は、以下のように表現され得る。
ｘ＝ａ＊ｚ；ｙ＝ｂ＊ｚ
そのような場合、交点は、次のように解かれ得る。
ｚｉ＝ｚ０＋ｃ＊ａ＊ｚｉ＋ｄ＊ｂ＊ｚｉ
ｚｉ＊（１－ｃ＊ａ－ｄ＊ｂ）＝ｚ０
ｚｉ＝ｚ０／（１－ｃ＊ａ－ｄ＊ｂ）
例えば、ｚｉを光線方程式に代入してｘｉ、ｙｉを得ることができる。このように、所与の２次元表示またはキャプチャ画像画素座標に関して、関連する投影３次元基準面座標ｘｉ、ｙｉ、ｚｉが計算され得る。所与の測定に関して、１つ以上の測定カーソルの２次元画像画素座標に関連付けられた１つ以上の投影３次元基準面座標が計算される。次に、１つ以上の投影３次元基準面座標が、観視対象の特徴の幾何学的寸法を計算するために使用される。
上記の点から、本発明の実施形態は、映像検査システムを使用して対象の表面上または表面の近くの特徴の寸法を測定することを可能にする。技術的効果は、３次元データがないまたは３次元データの精度が低い場合に対象の特徴の正確な測定を可能にすることである。
図１５Ａおよび図１５Ｃに示すように、角が欠損したタービンブレード１０１０に関して映像検査機器１００によって行われる一般的な測定は、欠損した角の面積、ブレード１０１０の第１の縁１０１１の欠損部分の長さ１０５１、およびブレード１０１０の第２の縁１０１２の欠損部分の長さ１０５２である。しかしながら、基準平面１０２０における測定を行うために、ユーザは、使用される欠損部分の先端部または角があった位置に測定カーソル１０３７が正確に配置されているかを視覚的に判断しなければならないが、それを外挿することは困難であり得る。さらに、ユーザが、欠損した角の面積および２つの長さ１０５１、１０５２を知ることを望む場合、ユーザは、基準面を確立するためにカーソルを配置し、次に面積測定および２つのポイントツーライン測定を行う必要があり、したがって、いくつかのカーソル配置を必要とする。さらに、ポイントツーライン測定は、多くの場合に該当しない直角の角を呈する欠損した縁の部分の長さ１０５１、１０５２を提供する。
図１７は、別の例示的な実施形態において、角が欠損したタービンブレード１０１０の、映像検査機器１００によって取得された別の例示的な画像１００４である。以下に説明するように、映像検査機器１００は、欠損した角の面積測定が実行されているときを検出することができ、欠損した角の面積および欠損した縁の部分の長さ１０５１、１０５２を自動的に取得するために測定を単純化する。上で説明したように、一実施形態では、図１５Ａおよび図１７に示すように、合計で３つの基準面点１０２１、１０２２、１０２３は、基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３（または他のポインティングデバイス）を、対象表面１０１３上の複数の基準面点１０２１、１０２２、１０２３に対応する、画像１００１の基準面画素１０４１、１０４２、１０４３に配置することによって、観視対象１０１０の対象表面１０１３の画像１００４上で選択され得る。次に、映像検査機器１００のＣＰＵ１５０は、上記したように基準面１０２０を算出し得る。次に、ユーザは、面積測定を実行する選択肢を選択し得る。
一実施形態では、図１５Ａおよび図１７に示すように、合計で４つの測定カーソル１０３４、１０３５、１０３６、１０３７が、画像１００１の測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７上に配置される。次に、映像検査機器１００は、基準面１０２０上の測定カーソル画素１０４４、１０４５、１０４６、１０４７に関連付けられた投影基準面点１０２４、１０２５、１０２６、１０２７を算出し得る。
一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）が基準面１０２０（例えば、測定平面）を算出し、ユーザが図１５Ａおよび図１７に示すように面積測定を行っていると判定した場合、次に、映像検査機器１００は、ユーザが欠損した角の測定を行っているかどうかを判定し得る。例えば、一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル１０３４、１０３５、１０３６、１０３７の各々と３つの基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３のすべてとの間の総距離を算出して、基準面カーソル１０３１、１０３２、１０３３からの距離が最も大きい測定カーソル１０３７を特定し得る。次に、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、領域ポリゴン１０５０内のその測定カーソル１０３７に向かう２つの線１０５１、１０５２間の角度（α）を算出し得る。角度（α）が４５度～１３５度の範囲内にある場合、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、ユーザが欠損した角の測定を行っていると判定し、面積、角度（α）、およびブレード縁１０１１、１０１２の欠損した縁の部分の長さ１０５１（Ａ）、１０５２（Ｂ）を自動的に算出して、例えばテキストボックス１０８３に表示する。さらに、ユーザが、使用される欠損部分の先端部または角があった位置に測定カーソル１０３７を配置するのを補助するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル１０３７からタービンブレードの第１の縁１０１１に沿って延びる第１の縁延長線１０８１と、測定カーソル１０３７からタービンブレードの第２の縁１０１２に沿って延びる第２の縁延長線１０８２とを算出して表示し、ユーザがこれらの縁延長線１０８１、１０８２とタービンブレード縁１０１１、１０１２とを位置合わせして、測定カーソル１０３７を適切に配置するように視覚的補助を提供する。図１７に示すように、第１の縁延長線１０８１および第２の縁延長線１０８２は、３次元空間では直線であるが、２次元画像１００４では曲線として表示される。
上記の点から、本発明の実施形態は、映像検査システムを使用してタービンブレードの欠損した角の寸法を測定することを可能にする。技術的効果は、測定を迅速化する最小数のカーソル配置を使用して欠損した角の面積および長さの正確な測定を可能にすることである。
本明細書に記載の基準面は、観視対象に関する様々な測定（例えば、深さ、深さプロファイル、または領域深さプロファイルの測定）を使用して検査を行う際に重要な寸法を測定するために使用されるため、基準面が、物理的な対象表面に位置合わせされ、これを正確に表すことが重要である。基準面点として選択された３次元表面座標のノイズは、実際の表面に対して基準面を傾け、その後の測定の精度を悪化させる可能性がある。後述するように、また図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、ユーザが基準面と対象表面との一致を判断するのを助けるために、半透明のグラフィックオーバーレイ１２４０、１２８０などの視覚的表示を、３次元基準面から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する関連表面点を有する、２次元画像内の画素上に配置することができる。例えば、基準面の近傍の対象の画素は、グラフィックオーバーレイを提供するために、緑などの対照的な色で強調（オーバーレイ）されてもよい。別の例では、映像検査機器１００は、３次元点群図で、ユーザが基準面と対象表面との一致を判断するのを同様に助け得る、どの表面点が３次元基準面から所定の距離よりも小さい３次元座標を有するかの表示を表示する。基準面の近傍の、対象の表面点は、容易な計算を可能にするために、デカルト距離またはｚ値の距離などの単純な測定基準によって定められてもよい。図１９Ａおよび図１９Ｂは、測定平面などの定められた基準面を視覚化するためにグラフィックオーバーレイを用いて画像にマーキングするための技術を示す。
図１９Ａは、対象表面１２１０への位置合わせが不十分な基準面１２２０を示す。異常１２０４を含む観視対象１２０２の表面１２１０の画像１２０１に示すように、基準面１２２０は、画像１２０１上への基準面カーソル１２３１、１２３２、１２３３の配置に基づいて確立される。半透明のグラフィックオーバーレイ１２４０が、３次元基準面１２２０から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する関連表面点を有する、２次元画像１２０１内の画素上にオーバーレイされている。図１９Ａに示すように、基準面１２２０のごく一部のみが、グラフィックオーバーレイ１２４０によって覆われており、基準面１２２０が傾いているか、さもなければ対象表面１２１０に十分に位置合わせされていないことが示されている。したがって、この基準面１２２０を用いて異常１２０４に関して行われる測定は不正確である可能性が高い。グラフィックオーバーレイ１２４０があることで、ユーザは、グラフィックオーバーレイ１２４０によって、よりよい範囲を有するよりよく一致する基準面１２２０を見つけるために基準カーソル位置を変更するように促される。
図１９Ｂは、基準面１２６０がグラフィックオーバーレイ１２８０でほぼ完全に覆われている十分に位置合わせされた基準面１２６０を示す。異常１２４４を含む観視対象１２４２の表面１２５０の画像１２４１に示すように、基準面１２６０は、画像１２４１上への基準面カーソル１２７１、１２７２、１２７３の配置に基づいて確立される。半透明のグラフィックオーバーレイ１２８０が、３次元基準面１２６０から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する関連表面点を有する、２次元画像１２４１内の画素上にオーバーレイされている。図１９Ａに示すように、基準面１２６０全体が、グラフィックオーバーレイ１２８０によって覆われており、基準面１２６０が対象表面１２５０に適切に位置合わせされていることが示されている。したがって、この基準面１２６０を用いて異常１２４４に関して行われる測定は正確である可能性が高い。グラフィックオーバーレイ１２８０の存在は、カーソル位置を変更する必要がないことをユーザに知らせる。
一例では、グラフィックオーバーレイは、カーソルがユーザによって移動されたときにリアルタイムで更新されてもよい。他の例では、例えば、深さプロファイルおよび領域深さプロファイルの測定などの測定種類では、グラフィックオーバーレイは、カーソルが移動されたときに一時的に示されてもよく、またカーソル移動が停止されてから数秒後に消去されてもよい。深さ測定では、グラフィックオーバーレイは、基準面カーソルがアクティブなときは常に表示されてもよく、また４番目のカーソルまたは結果がアクティブな場合は隠されてもよい。別の例では、グラフィックオーバーレイは、基準面がアクティブなときは常に表示されてもよい。
グラフィックオーバーレイを２次元画像内の画素に配置するかどうかを決定するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、その画素が、３次元基準面から所定の距離よりも小さい（または３次元基準面から所定の距離内の）３次元座標を有する表面点に関連付けられているかどうかを判定する。一部の実施形態では、表面点と基準面との間の距離は、垂直距離として算出され得るが、他の実施形態では、距離は、非垂直距離であり得る。
一実施形態では、画素は、その関連する表面点が表面点のｚ値の＋／－１％の、基準面に対する距離内にある場合、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面上のすべての点について変換されたｚ値がｚ＝０となるように座標変換を実行し得る。次に、所与の表面点について、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、表面点の実際の（変換されていない）ｚ値と変換されたｚ値とを比較し得る。変換されたｚ値（基準面からの垂直距離を提供する）の絶対値が実際のｚ値の１％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
座標変換を必要としない別の実施形態では、画素ごとに、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面への垂直投影を算出し、表面点から基準面までの距離を垂直方向に算出し得る。この垂直距離が実際のｚ値の１％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。例えば、距離が０．０８ｍｍであり、表面点のｚ値が１０．０ｍｍである場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
垂直距離を必要としない別の実施形態では、画素ごとに、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、表面点の実際のｚ座標およびこの表面点から投影された、基準面上の対応する投影点のｚ座標を算出し得るが、この場合、このような投影は、必ずしも垂直方向ではない。基準面上のｚ値と対応する表面点のｚ値との差が、いずれかのｚ値の１％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
上記の点から、本発明の実施形態は、基準面が物理的な対象表面に適切に位置合わせされているかどうか、またこれを正確に表しているかどうかを判断することを可能にする。技術的効果は、基準面を伴うより正確な測定を提供することである。
一部の例では、ユーザが、２次元画像または点群図を見たときに外観検査機器のプローブの先端部が被検査対象に向けられていることを理解することは困難であり得る。例えば、ユーザにとって視点をどのように調整するかを理解することは困難であり得る。図２０は、対象１３１０に対する、映像検査機器１００のプローブの先端部の向きの視覚的表示を提供するように視野原点１３３０（０、０、０）から延びる視野線１３３１、１３３２、１３３３、１３３４を表示する、対象１３１０の全画像点群図１３００を示す。図２０に示すように、基準面１３２０およびその位置が、矩形または正方形などの追加の特徴によって表されてもよい。一実施形態では、ユーザは、所望に応じて視野線１３３１、１３３２、１３３３、１３３４をオンまたはオフにし得る。
本明細書に記載の基準面を伴う一部の用途では、基準面上に位置していない少なくとも１つの表面点を含み得る、基準面からの距離がかなり大きい場合もある特徴に関わる、基準面における測定を行うことが望ましい場合がある。基準面が基準平面である場合、このような測定は、平面外の表面点に対する平面内測定として説明され得る。
図２１は、上面１４１１および下面１４１２を有する対象１４１０の点群図１４０２と並べて２次元画像１４０１を示す。図２１に示すように、基準面１４２０は、画像１４０１上への基準面カーソル１４３１、１４３２、１４３３の配置に基づいて確立される。上で説明したように、較正によって、基準面カーソル１４３１、１４３２、１４３３の各々に関連付けられた各画素に関連付けられた３次元軌跡は、基準面１４２０上の投影基準面点１４２４、１４２５、１４２６を算出するために、軌跡線が３次元空間内で基準面１４２０とどこで交差するのかを計算するために知られ、使用される。一実施形態では、ユーザは、上面１４１１と下面１４１２との間の第１の縁１４１３から、基準面１４２０上にない、下面１４１２上の関心点１４５０までの、基準面１４２０上の距離を測定することを望む場合がある。この測定は、例えば、第１の測定カーソル１４３４（基準面点１４２４）と第２の測定カーソル１４３５（第２の基準点１４２５）との間の第１の測定線１４４１（基準線）、および第１の測定線１４４１（基準線）と、下面１４１２上の関心点の位置に対応する、基準面上の点に配置された第３の測定カーソル１４３６（基準面点１４２６）との間の第２の測定線１４４２によるポイントツーライン測定を使用して行われ得る。
図２１の画像１４０１および点群図１４０２に見られるように、視角および対象１４１０の形状に基づいて、第３の測定カーソル１４３６（および対応する基準面点１４２６）は、関心点１４５０から視覚的にオフセットされている（すなわち、視覚的に真上にないか、または視覚的に並んでいない）ため、下面１４１２上の関心点１４５０に対応する、基準面１４２０上の第３の測定カーソル１４３６（および対応する基準面点１４２６）の正確な位置を見つけることは難しい可能性がある。ユーザを補助するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、点群図１４０２上に案内線（例えば、案内線１４６０）を提供して、第３の測定カーソル１４３６を配置する際にユーザを補助し得る。
一実施形態では、基準面１４２０（例えば、測定平面）に関して測定が実行されているとき、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面１４２０に対して垂直であり、かつ測定カーソル１４３６から投影された投影基準面点１４２６を通過する直線の近傍（例えば０．１ｍｍ以内）の、対象表面（例えば、下面１４１２）上の点を特定する。このような表面点が発見されたら、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル１４３６（または対応する基準面点１４２６）に対応する、基準面１４２０上の３次元座標から垂直方向に延びる案内線１４６０を点群図１４０２に提供する。一実施形態では、球が、表面点（例えば、図２１の点群図１４０２に示すような関心点１４５０）に配置される。この案内線１４６０は、ユーザが、正確な測定を行うために、２次元画像１４０１の基準面１４２０上で第３の測定カーソル１４３６を、関心点１４５０に対応する位置に配置するのを助ける。したがって、ユーザは、第３の測定カーソル１４３６に関連付けられた案内線１４６０が関心点１４５０で下面１４１２に接触するまで第３の測定カーソル１４３６を２次元画像１４０１内で移動させ得る。一実施形態では、案内線１４６０は、任意選択で隠され得るし示され得る。
映像検査機器１００による一部の検査では、ユーザは、測定カーソルを対象の縁に配置する必要がある。例えば、図２２Ａは、例示的な実施形態において対象（タービンブレード１５１０）の点群図１５０２と並べて別の２次元画像１５０１を示す。図２２Ａに示すように、タービンブレード１５１０の縁１５１２は、例えばタービンエンジンを通過した石または他の異物によって生じた可能性がある窪み１５１３を有する。ユーザが窪み１５１３の寸法を測定することを望む可能性がある一実施形態では、ユーザは、タービンブレード１５１０の縁１５１２に第１の測定カーソル１５４１および第２の測定カーソル１５４２を配置することができ、また窪み１５１３の縁に第３の測定カーソル１５４３を配置することができる。３つの測定カーソル１５４１、１５４２、１５４３は、第１の測定カーソル１５４１と第２の測定カーソル１５４２との間の第１の測定線１５５１（基準線）および第１の測定線１５５１（基準線）と第３の測定カーソル１５４３との間の第２の測定線１５５２を使用する、窪み１５１３の深さのポイントツーライン測定を行うために使用され得る。第２の測定線１５５２の長さは、窪み１５１３の深さを提供する。
多くの場合、タービンブレード１５１０の縁１５１２上の点の３次元座標は、利用可能でないか、またはそれほど正確ではない。したがって、上記した欠損した角の測定の場合と同様に、窪み１５１３のポイントツーライン測定が、基準面（例えば、測定平面）で行われ得る。基準面１５２０は、画像１５０１上への基準面カーソル１５３１、１５３２、１５３３の配置に基づいて、３次元座標が利用可能でかつ高精度であるタービンブレード１５１０の表面１５１１に確立される。基準面１５２０が確立されたら、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように測定カーソル１５４１、１５４２、１５４３に関連付けられた、基準面１５２０上の投影基準面点１５２１、１５２２、１５２３の３次元座標を使用して、基準面１５２０に対して窪み１５１３のポイントツーライン測定が行われ得る。
この測定の精度は、タービンブレード１５１０の実際の縁１５１２上への第１の測定カーソル１５４１および第２の測定カーソル１５４２の、ユーザによる配置の精度に依存する。例えば、測定は、測定カーソル１５４１、１５４２に関連付けられた、基準面１５２０上の投影基準面点１５２１、１５２２がタービンブレード１５１０の実際の縁１５１２の幾何学的位置を正確に反映するようにユーザが第１の測定カーソル１５４１および第２の測定カーソル１５４２をタービンブレード１５１０の実際の縁１５１２上に配置する精度に依存する。多くの場合、タービンブレード１５１０の縁１５１２は、丸みを帯びているか、または湾曲しており、タービンブレード１５１０の実際の縁１５１２は、図２２Ａに示すようにタービンブレード１５１０の表面１５１１から離れて湾曲しており、基準面１５２０上にはない。
図２２Ｂは、映像検査機器１００の縁視角（θ）と基準面１５２０との間の幾何学的関係を示す。図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、視野（視野線１５６１、１５６２、１５６３、１５６４によって示されている）の原点１５６０（座標（０、０、０））からの縁視角線１５７０（または以下で説明する縁観視平面１５７２）と、基準面１５２０またはタービンブレード１５１０の表面１５１１との間の縁視角（θ）によっては、ユーザは、第１の測定カーソル１５４１をタービンブレード１５１０の縁１５１２上に配置しようとするときにタービンブレード１５１０の実際の縁１５１２を見ることができないことに気づかないことがある。例えば、図２２Ｂに示すように、縁視角（θ）に基づいて、ユーザは、タービンブレード１５１０の実際の縁１５１２上に配置することを意図した第１の測定カーソル１５４１を、縁１５１２ではない、タービンブレード１５１０上の点に不正確に配置する。図２２Ｂに示すように、不正確なカーソル配置のせいで、測定カーソル１５４１、１５４３に関連付けられた、基準面１５２０上の投影基準面点１５２１、１５２３間の距離（Ｂ）（すなわち、窪み１５１３の測定深さ）は、第１の測定カーソル１５４１が実際の縁１５１２上に配置されていた場合に生成されたであろう、正確な投影基準面点１５７１に基づいて測定されたであろう、窪み１５１３の実際の深さ（Ａ）よりも小さい。この間違いは、縁視角線１５７０（または以下で説明される縁観視平面１５７２）と基準面１５２０またはタービンブレード１５１０の表面１５１１との間の縁視角（θ）が９０度に近かったら（あるいは縁視角線１５７０（または以下で説明される縁観視平面１５７２）と、基準面１５２０またはタービンブレード１５１０の表面１５１１に垂直な平面１５８０との間の縁視角（φ）が０度に近かったら）回避することが可能であったであろう。
一実施形態では、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、映像検査機器１００は、測定カーソルが縁上に配置されている位置に対する視点が望ましくない（例えば、垂直からは程遠い）ときにユーザに視覚的または聴覚的な警告を与える警告システムを用い得る。第１の測定線１５５１（基準線）を形成するために対象１５１０の縁１５１２に沿って配置される２つ以上の測定カーソル１５４１、１５４２に関わり、対象１５１０の縁１５１２に関わるポイントツーライン測定または他の測定（面積、長さ、深さなど）に関わる一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル１５４１、１５４２が縁（例えば、タービンブレード１５１０の縁１５１２）の近くに配置されているかどうかを判定するためにエッジ検出を使用する。１つ以上の測定カーソル１５４１、１５４２が縁１５１２に沿って配置されたら、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、視野の原点１５６０の３次元座標（０、０、０）およびタービンブレード１５１０の縁１５１２に沿って配置された測定カーソル１５４１、１５４２に関連付けられた３次元座標に基づいて縁観視平面１５７２を算出し得る。一実施形態では、図２２Ｂに示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、次に、縁観視平面１５７２と基準面１５２０との間の縁視角（θ）を算出する。これは、理想的には、縁上へのカーソル配置に関する最良の縁視角に関しては９０度（垂直）である。別の実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、縁観視平面１５７２と、タービンブレード１５１０の縁１５１２に沿って配置された測定カーソル１５４１、１５４２に関連付けられた３次元座標を含む、基準面１５２０に垂直な平面１５８０との間の縁視角（φ）を算出する。これは、理想的には、縁上へのカーソル配置に関する最良の縁視角に関しては０度（平行）である。計算された縁視角（θまたはφ）が許容可能な角度範囲外であるか、または閾値を超える（または閾値を下回る）場合（例えば、θが６０度未満の場合またはφが３０度を上回る場合）、映像検査機器１００は、ユーザに警告メッセージ１５０３（例えば、「精度を向上させるために、縁の近くのカーソルに対してより垂直な視野でキャプチャして下さい」）を表示し得る。測定値および縁視角を示すテキストボックス１５０４の境界は、ユーザに警告するために警告色（オレンジ色）で色付けされ、点滅し得る。さらに、縁観視平面１５７２上にあり、第１の測定線１５５１（基準線）に垂直な縁視角線１５７０は、点群図１５０２において警告色（例えば、オレンジ色）で示すこともできる。図２２Ａに示すように、点群図１５０２は、視野線１５６１、１５６２、１５６３、１５６４と、基準面１５２０の表示とを含み、ユーザがより正確なカーソル配置のために縁視角を改善するために映像検査機器のプローブの先端部を再配置するのを補助する。
図２２Ａおよび図２２Ｂに示す例示的なポイントツーライン測定では、第１の測定カーソル１５４１および第２の測定カーソル１５４２がタービンブレード１５１０の縁１５１２上に配置されることに加えて、さらに第３の測定カーソル１５４３が、窪み１５１３の縁に沿って配置される。同様に、図１７Ａおよび図１７Ｃでは、最初の２つの測定カーソルからオフセットされた、測定に関わる第３のカーソルまたは第４のカーソルがさらに、対象の別の縁上に配置されてもよい。一実施形態では、第１の測定線１５５１（基準線）を形成する最初の２つの測定カーソル１５４１、１５４２に基づいて縁観視平面１５７２を算出することに加えて、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、第３の測定カーソル１５４３が縁の近くにあるかどうか、またその縁が第１の測定線１５５１（基準線）に平行または垂直であるかどうかを判定することもできる。映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、視野の原点１５６０の３次元座標（０、０、０）および第３の測定カーソル１５４３に関連付けられた３次元座標および検出された縁の方向に応じて第１の測定線１５５１（基準線）に平行または垂直な方向に第３の測定カーソル１５４３からオフセットされた追加点に基づいて点観視平面を算出することができる。一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、次に、点観視平面と基準面１５２０との間の点視角を算出する。これは、理想的には、縁上へのカーソル配置に関する最良の視角に関しては９０度（垂直）である。別の実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、点観視平面と、第３の測定カーソル１５４３および第３の測定カーソル１５４３からオフセットされた追加点に関連付けられた３次元座標を含む、基準面１５２０に垂直な平面との間の点視角を算出する。これは、理想的には、縁上へのカーソル配置に関する最良の視角に関しては０度（平行）である。
次に、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、縁視角と点視角との間の選択された視角を算出し、次に、選択された視角は、警告を出す必要があるかどうかを判定するために使用される。例えば、（ｉ）測定カーソル１５４１、１５４２、１５４３のいずれも縁の近くにないか、または（ｉｉ）第１の測定カーソル１５４１または第２の測定カーソル１５４２の少なくとも一方が縁の近くにあり、第３の測定カーソル１５４３が縁の近くにある場合、選択される視角は、縁視角および点視角のうちの大きい方である。第１の測定カーソル１５４１または第２の測定カーソル１５４２の少なくとも一方が縁の近くにあるが、第３の測定カーソル１５４３がない場合、選択される視角は、縁視角である。第１の測定カーソル１５４１または第２の測定カーソル１５４２のいずれも縁の近くにないが、第３の測定カーソル１５４３が縁の近くにある場合、選択される視角は、点視角である。選択された視角（θまたはφ）が許容可能な角度範囲外であるか、または閾値を超える（または閾値を下回る）場合、映像検査機器１００は、ユーザに警告メッセージ１５０３（例えば、「精度を向上させるために、縁の近くのカーソルに対してより垂直な視野でキャプチャして下さい」）を表示し得る。測定値および縁視角を示すテキストボックス１５０４の境界は、ユーザに警告するために警告色（オレンジ色）で色付けされ、点滅し得る。
上記の点から、本発明の実施形態は、視角が不正確なカーソル配置をもたらす可能性がある場合、ユーザに警告する。技術的効果は、カーソル配置を伴うより正確な測定を提供することである。
いくつかの状況では、ユーザは、湾曲した縁プロファイルを有するブレードを有し得るタービン上またはタービンの近くでの測定を実行することを望む場合がある。例えば、縁に沿って損傷が生じた場合、ユーザは、損傷が縁からどれだけ離れて広がっているかを測定する必要があり得る。さらに、ユーザは、研削工具を使用して、損傷の周りの縁から材料を除去する場合もある。そのような場合、ユーザは、不具合の原因となり得る応力集中を生じさせないプロファイルの達成を保証するために、元の湾曲した縁からの損傷および研削の深さの両方を測定する必要があり得る。ブレード縁の湾曲を考慮しないポイントツーライン測定は、所望の情報を提供し得ない。
本明細書に提示されている技術を使用して実現され得る利点は、基準プロファイルの使用を含み、ポイントツーライン測定を越え、タービンのブレード縁などの対象の湾曲を考慮することができ得る。一実施形態では、３次元基準プロファイルは、破損していないブレードの縁に沿った点を使用して形成され、次に、損傷したブレードまたは修理されるブレードの画像で測定するときに呼び出される。これにより、湾曲した元の表面からの測定が可能になる。そのような場合、基準プロファイルの形成および呼び出しのどちらを行う場合にも、３次元空間内で基準プロファイルをブレードの面に適合させるために、基準面が使用される。
プロファイルが、損傷したブレードまたは平滑化（研削）したブレードに対して使用するために呼び出されるとき、基準プロファイルは、３次元空間内でブレードの残りの変化していない縁に位置合わせして配置され得る。これを行い得るいくつかの方法がある。１つの例は、基準面カーソルに関連付けられた３次元座標を使用して、基準プロファイルが形成される元の画像およびそれが呼び出される第２の画像の代替座標系を確立し、次に、この代替座標系を使用して、３次元空間内でプロファイルを形成し、次にこれを再構成することである。したがって、両方の画像でブレードの同じ位置に基準面カーソルを配置することによって、呼び出される基準プロファイルは、観視位置または視角の変化に関係なく、基準プロファイルが形成された第１の画像内のブレードと同じ、３次元空間内の位置および向きに配置される。
あるいは、呼び出される基準プロファイルは、３次元図に直接配置されてもよい。呼び出される基準プロファイルの位置は、３次元空間内の呼び出される基準プロファイルの最大距離内を通過する画素線（ｐｉｘｅｌ ｒａｙ）を有する２次元画素を特定することによって、２次元画像内に示すこともできる。別の実施形態では、基準プロファイルを形成する３次元座標は、ブレードのＣＡＤモデルまたは物理的な例を使用して算出されてもよく、それらは、次に、インポートされ、ブレードに位置合わせして配置され得る。別の実施形態では、システムは、複数の基準プロファイルを記憶することができ、ユーザは、使用のために１つ以上を呼び出すことができる。別の実施形態では、システムは、呼び出された基準プロファイルを使用して幾何学的寸法を計算し得る。例えば、呼び出された基準プロファイルとユーザが指定した３次元表面座標または投影３次元基準面座標との間の最短距離が計算されてもよい。
図１８は、測定平面（３つの接続されたカーソル）およびその他の７つのカーソルによって形成された基準プロファイルの２次元図／３次元図を並べて示す。基準プロファイルは、点群に示されているように小数のカーソルだけで湾曲した縁のプロファイルによりよく追従するように適合する３次元の３次スプラインを使用する。この場合、基準プロファイルは、３次元表面座標を使用して形成されるが、投影３次元測定面座標を使用して形成することもできる。カーソル位置の３次元表面座標は、基準プロファイルを表すために保存され得る。
映像検査機器を使用して、ブレード先端部からシュラウド間隙まで、穴または窪みの深さ、パイプの内径、溶接高さ、静翼ロック、隙間幅などの測定を含む、特定の表面点または表面間の深さまたは高さを算出する様々な測定を実行することができる。例えば、図２３Ａ～図２５は、穴または窪みの深さを測定することができる、使用される様々な２次元および３次元（点群）図を示す。このような深さ測定を行うことの課題の１つは、穴または窪みの最深点などの点に正確に測定カーソルを配置することとなり得る。以下に説明するように、また図２３Ａ～２５に示すように、ユーザが測定カーソル１６３４を最深点に配置するのを助けるために、半透明の深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０（例えば、明るい青色）のような視覚的表示を、基準面（例えば平面）１６２０に平行であり、測定カーソル１６３４の位置に対応する測定点１６２４を通過する深さ平面１６５２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた画素上に配置し得る。
図２３Ａは、測定カーソル１６３４が最深点から遠くに配置された、穴または窪み１６０５を有する観視対象１６０４の２次元画像１６０２および深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０を示す（例えば、明るい青色）穴または窪み１６０５の３次元点群図１６０３を表示する並列画像１６０１である。図２３Ｂは、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０を示す、図２３Ａに示されている穴または窪み１６０５を有する観視対象１６０４の２次元画像１６０２の拡大図である。
一実施形態では、図２３Ａに示すように、基準面１６２０を形成するために、合計で３つの基準面カーソル１６３１、１６３２、１６３３（または他のポインティングデバイス）が２次元画像１６０２または点群図１６０３上に配置される。図１９Ａおよび図１９Ｂに関して説明したように、ユーザが基準面１６２０と対象表面１６０４との一致を判断するのを助けるために、基準面オーバーレイ１６４０（例えば、緑色）を、３次元基準面１６２０から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する関連表面点を有する、２次元画像１６０２または点群図１６０３内の画素上に配置することができる。
図２３Ａおよび図２３Ｂに示す深さ測定では、異常の深さ１６７０を正確に測定するために、測定カーソル１６３４を穴または窪み１６０５の最深点に配置する必要がある。ユーザが正確に測定カーソル１６３４を配置するのを補助するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、基準面（例えば、平面）１６２０に平行であり、測定カーソル１６３４の位置に対応する測定表面点１６２４を通過する深さ平面１６５２を算出することができる。次いで、映像検査機器１００は、ユーザが測定カーソル１６３４を最深点に配置するのを助けるために、深さ平面１６５２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた２次元画像１６０２および点群図１６０３内の画素上に半透明の深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０（例えば、明るい青色）を配置し得る。
深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０を２次元画像内の画素上に配置するかどうかを決定するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、その画素が、深さ平面１６５２から所定の距離よりも小さい（または深さ平面１６５２から所定の距離内の）３次元座標を有する表面点に関連付けられているかどうかを判定し得る。一部の実施形態では、表面点と深さ平面１６５２との間の距離は、垂直距離として算出され得るが、他の実施形態では、距離は、非垂直距離であり得る。一実施形態では、深さ平面１６５２の近傍の対象の表面点は、容易な計算を可能にするために、固定垂直距離（例えば、±０．１ｍｍ）、可変垂直距離、またはｚ値の距離などの単純な測定基準によって定められてもよい。一実施形態では、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０は、深さ平面１６５２から表面点１６２４のｚ値の０．２％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。別の実施形態では、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０は、深さ平面１６５２から測定深さ１６７０の１％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。
一実施形態では、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、深さ平面１６５２上のすべての点について変換されたｚ値がｚ＝０となるように座標変換を実行し得る。次に、所与の表面点について、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、表面点の実際の（変換されていない）ｚ値と変換されたｚ値とを比較し得る。変換されたｚ値（基準面からの垂直距離を提供する）の絶対値が実際のｚ値の０．２％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
座標変換を必要としない別の実施形態では、画素ごとに、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、深さ平面１６５２への垂直投影を算出し、表面点から深さ平面１６５２までの距離を垂直方向に算出し得る。この垂直距離が実際のｚ値の０．２％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
垂直距離を必要としない別の実施形態では、画素ごとに、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、表面点の実際のｚ座標およびこの表面点から投影された、深さ平面１６５２上の対応する投影点のｚ座標を算出し得るが、この場合、このような投影は、必ずしも垂直方向ではない。深さ平面１６５２上のｚ値と対応する表面点のｚ値との差が、いずれかのｚ値の０．２％未満である場合、その表面点に関連付けられた画素は、グラフィックオーバーレイに含まれ得る。
図２３Ａ～２５に示すように、結果として得られた深さ測定値が負であり、測定点１６２４が基準面１６２０の下にあることを示す場合、深さ色勾配オーバーレイ１６６０を使用して、（基準面１６２０から最も遠い）最深点を示す第１の色１６６２（例えば、赤色）および（深さ平面１６５２に最も近い）最浅点を示す第２の色１６６１（例えば、濃い青色）で、測定カーソル１６３４および関連する測定点１６２４よりも深い領域を強調表示する。一実施形態では、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０の色は、近くの深さの勾配色と区別する必要がある（例えば、明るい青色のオーバーレイは、最浅点の勾配で使用される濃い青色のオーバーレイと区別する）。一実施形態では、深さ色勾配オーバーレイ１６６０は、異常の最深点までの深さ平面１６５２の下の表面点を強調表示する。色オーバーレイは、変更してもよく、ユーザによって、または他の手段によって予めプログラムされ、および／または選択されてもよい。
映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０に望ましくないまたは無関係な表面点を含むことを回避するために、測定点１６２４に接続され、例えば、基準面１６２０と深さ平面１６５２との間の中間にある平面よりも深い、深さ色勾配オーバーレイ１６６０のスケーリングに含まれるべき表面点を探索するためにフラッディング動作を行うことができる。このように、接続されていない負の領域は、深さ色勾配オーバーレイ１６６０のスケーリングの一部ではなく、深さ色勾配オーバーレイ１６６０を、他の表面上の遠方の点などを過度に含む代わりに関心領域にスケーリングされた状態に保つ。一実施形態では、フラッディング動作は、測定面カーソル１６３４および／または測定点１６２４に関連付けられた画素から開始し、その画素にどの画素が接続されているかを判定する。これらの画素が、基準面１６２０と深さ平面１６５２との間の中間にある平面よりも深い表面点に関連付けられている場合、それらはフラッディング動作の接続点として含まれる。次に、それらの画素に接続されている画素も同様に評価される。フラッディング動作が完了すると、深さ色勾配オーバーレイ１６６０は、フラッディング動作によって特定された最深点に基づいてスケーリングされ得る。
一例では、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０は、測定カーソル１６３４がユーザによって移動されるとリアルタイムで更新されてもよい。他の例では、例えば、深さプロファイルおよび領域深さプロファイルの測定などの測定種類では、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０は、測定カーソル１６３４がアクティブであるときに示されてもよく、測定結果がアクティブであるときにオフにすることができる。一実施形態では、最後の測定カーソル１６３４が配置され、測定結果が表示されてアクティブになると、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０が短時間表示され、カーソルがアクティブになるまで隠される。測定中の深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０および深さ色勾配オーバーレイ１６６０のリアルタイム表示により、ユーザは、所望の表面点（例えば、穴または窪み１６０５の最深点）上に測定カーソル１６３４をより正確に配置することができる。
例えば、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、測定カーソル１６３４が穴または窪み１６０５の最最深点から遠くに配置されるとき、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０および深さ色勾配オーバーレイ１６６０は、測定カーソル１６３４が最深点（例えば、深さ色勾配オーバーレイ１６６０の第１の色１６６２（例えば、赤色）で示される）に向かって移動されるべきであることを示す、測定点１６２４よりも深いいくつかの表面点があることを示す。これは、測定カーソル１６３４の深さ１６７０および関連する測定点１６２４が穴または窪み１６０５の最深点１６６２から遠くに配置される、図２３Ａの点群図１６０３にも示されている。
図２３Ａおよび図２３Ｂの深さ色勾配オーバーレイ１６６０の比較的大きな領域は、例えば、測定カーソル１６３４に関連付けられた測定点１６２４よりも深いいくつかの表面点があることをユーザに示す。図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、測定カーソル１６３４がより深い点（深さ色勾配オーバーレイ１６６０上の第１の色１６６２（例えば、赤色）で示される）に向かって移動すると、深さ色勾配オーバーレイ１６６０の領域が減少し、測定カーソル１６３４が最深点に近づいていることを示す。特に、図２４Ａおよび図２４Ｂの深さ色勾配オーバーレイ１６６０は、深さ色勾配オーバーレイ１６６０に表面点が少なうことを示し、測定点１６２４よりも深い表面点が少ないことをユーザに示す。深さ平面のグラフィックオーバーレイ１６５０および深さ色勾配オーバーレイ１６６０によって導かれると、図２５では、ユーザは、測定カーソル１６３４を穴または窪み１６０５の最深点に移動させ、測定カーソル１６３４（および関連する測定点１６２４）が、目に見える深さ色勾配オーバーレイ１６６０の欠如によって証明されるように、穴または窪み１６０５の最深点に正確に配置される。基準面１６２０からの測定カーソル１６３４に関連付けられた測定点１６２４の深さ１６７０は、図２５の点群図１６０３に示されている。
図２６および図２７は、穴または窪み１７０５の深さを測定するために使用される２次元および３次元（点群）図１７０２および１７０３上の深さ平面のグラフィックオーバーレイ１７５０および深さ色勾配オーバーレイ１７６０の使用の別の例を示す。図２６に示すように、測定カーソル１７３４が穴または窪み１７０５の最深点から遠くに配置されるとき、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１７５０および深さ色勾配オーバーレイ１７６０（浅い点１７６１から最深点１７６２に移行する）は、測定カーソル１７３４が最深点（例えば、深さ色勾配オーバーレイ１７６０の第１の色１７６２（例えば、赤色）で示される）に向かって移動されるべきであることを示す、測定点１７２４よりも深いいくつかの表面点があることを示す。これは、図２６の点群図１７０３にも示されており、測定カーソル１７３４の深さ１７７０および関連する測定点１７２４は、穴または窪み１７０５の最深点１７６２から遠くに配置される。
図２６の深さ色勾配オーバーレイ１７６０の比較的大きな領域は、測定カーソル１７３４に関連付けられた測定点１７２４よりも深いいくつかの表面点があることを示す。深さ平面のグラフィックオーバーレイ１７５０および深さ色勾配オーバーレイ１７６０によって導かれると、図２７では、測定カーソル１７３４を例えばユーザによって穴または窪み１７０５の最深点に移動させ、測定カーソル１７３４（および関連する測定点１７２４）が、目に見える深さ色勾配オーバーレイ１７６０の欠如によって証明されるように、穴または窪み１７０５の最深点に正確に配置される。基準面１７２０からの測定カーソル１７３４に関連付けられた測定点１７２４の深さ１７７０は、図２７の点群図１７０３に示されている。図２６および図２７に示すように、検査される穴または窪み１７０５は、最深点で深さ平面のグラフィックオーバーレイ１７５０に至る比較的平坦な底部を有し、最大深さにまたはその近くにいくつかの表面点があることを示す。
図２８は、タービンブレード１８０５の先端部とシュラウド１８０６との間の領域の２次元画像１８０２および深さ平面のグラフィックオーバーレイを示すその３次元点群図１８０３を表示する並列画像１８０１である。この深さ測定（または高さ測定）は、タービンの検査において先端部からシュラウドまでの距離またはクリアランス１８７０を提供することができる。図２３Ａ～図２５の例のように、基準面１８２０は、図２９に示す３つの基準面カーソルに基づいて算出される。図２９に示す先端からシュラウドの測定では、深さ（先端からブレードのクリアランス１８７０）を正確に測定するために、測定カーソル１８３４をタービンブレード１８０５の縁または先端部に配置する必要がある。図２９に示す例では、測定カーソル１８３４は、タービンブレード１８０５上に配置され、ユーザが測定カーソル１８３４をタービンブレード１８０５の縁または先端部上に配置するのを助けるために、深さ平面のグラフィックオーバーレイ１８５０（例えば、明るい青色）が、基準面（例えば平面）１８２０に平行であり、測定カーソル１８３４の位置に対応する測定点１８２４を通過する深さ平面１８５２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた画素上に配置され得る。図２９の深さ平面のグラフィックオーバーレイ１８５０は、タービンブレード１８０５の縁または先端部と位置合わせされて見えるので、ユーザは、測定カーソル１８３４が、タービンブレード１８０５の大部分を占める先端部のクリアランス１８７０を表す点に配置されていると確信することができる。この実施形態では、深さ測定値（先端部のクリアランス１８７０）が正であるため、色勾配はない。
映像検査機器を使用して、溶接部またはスロットの幅の測定を含む、表面点または表面間の長さを算出するための様々な測定を実行することができる。例えば、図２９Ａ～図２９Ｂは、スロットの幅を測定するために使用される様々な２次元および３次元（点群）図を示す。一部の例では、スロットの長さ測定を行う際に課題があることがあり、それは、点の間に形成された直線がスロットの正確な幅を提供するために壁の各々に垂直（例えば、斜めではない）である場合、スロットの両側の点を視覚的に算出し、カーソルを配置することは困難となり得る。以下に説明するように、また図２９Ａ～図２９Ｂに示すように、ユーザまたは他の配置手段が測定カーソル１９３１、１９３２をスロット１９０４の壁１９０５、１９０６上に配置するのを助けるために、第１の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０（例えば、明るい青色）および第２の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９６０のような視覚的表示を、それぞれ測定カーソル１９３１、１９３２の位置に対応する測定点１９２１、１９２２の間の３次元直線１９７０に垂直な第１の縁平面１９５２および第２の縁平面１９６２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた画素上に配置し得る。
図２９Ａは、測定カーソル１９３１、１９３２が第１の壁１９０５および第２の壁１９０６上で互いに斜めに配置された、第１の壁１９０５および第２の壁１９０６を有するスロット１９０４の２次元画像１９０２および第１の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０（例えば、明るい青色）および第２の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９６０を示すスロット１９０４の３次元点群図１９０３を表示する並列画像１９０１である。
一実施形態では、図２９Ａに示すように、第１の測定カーソル１９３１は、スロット１９０４の第１の壁１９０５上の第１の測定点１９２１上の２次元画像１９０２または点群図１９０３上に配置される。同様に、第２の測定カーソル１９３２は、スロット１９０４の第２の壁１９０６上の第２の測定点１９２２上の２次元画像１９０２または点群図１９０３上に配置される。図２９Ａに示す長さ測定では、測定カーソル１９３１、１９３２を互いに対向して配置して、スロット１９０４の幅を正確に測定することができる。一部の例では、測定カーソル１９３１は、互いに直接対向して配置される必要がある。ユーザが正確に測定カーソル１９３１、１９３２を配置するのを補助するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定点１９２１、１９２２の間の３次元直線１９７０を算出することができる。次に、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、３次元直線１９７０に垂直（法線）であり、第１の測定カーソル１９３１の位置に対応する第１の測定点１９２１を通過する第１の縁平面１９５２を算出することができる。続いて、映像検査機器１００は、ユーザが第１の測定カーソル１９３１をスロット１９０４の第１の壁１９０５上に配置するのを助けるために、第１の縁平面１９５２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた２次元画像１９０２および点群図１９０３内の画素上に第１の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０（例えば、明るい青色）を配置し得る。映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）はまた、３次元直線１９７０に垂直（法線）（および／または第１の縁平面１９５２に平行）であり、第２の測定カーソル１９３２の位置に対応する第２の測定点１９２２を通過する第２の縁平面１９６２を算出することができる。続いて、映像検査機器１００は、ユーザが第２の測定カーソル１９３２をスロット１９０４の第２の壁１９０６上に、および逆に、例えば第１の測定カーソル１９３１の直接反対側に配置するのを助けるために、第２の縁平面１９６２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた２次元画像１９０２および点群図１９０３内の画素上に第２の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９６０（例えば、明るい青色）を配置し得る。
縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０を２次元画像内の画素上に配置するかどうかを決定するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、その画素が、縁平面１９５２、１９６２から所定の距離よりも小さい（または縁平面１９５２、１９６２から所定の距離内の）３次元座標を有する表面点に関連付けられているかどうかを判定し得る。一部の実施形態では、表面点と縁平面１９５２、１９６２との間の距離は、垂直距離として算出され得るが、他の実施形態では、距離は、非垂直距離であり得る。一実施形態では、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０は、縁平面１９５２、１９６２から測定点１９２１、１９２２のｘ値の０．２％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。別の実施形態では、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０は、縁平面１９５２、１９６２から測定長さ１９７０の１％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。
一例では、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０は、測定カーソル１９３１、１９３２がユーザによって移動されるとリアルタイムで更新されてもよい。他の例では、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０は、測定カーソル１９３１、１９３２がアクティブであるときに示されてもよく、測定結果がアクティブであるときにオフにすることができる。一実施形態では、第２の測定カーソル１９３２が配置され、測定結果が表示されてアクティブになると、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０が短時間表示され、カーソルがアクティブになるまで隠される。測定中の縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０のリアルタイム表示により、ユーザは、所望の表面点（例えば、測定点１９２１、１９２２の間に形成された３次元直線１９７０が壁１９０５、１９０６のそれぞれに垂直（例えば、斜めではない）であり、スロット１９０４の正確な幅を提供することができるスロット１９０４の各側の点）上に測定カーソル１９３１、１９３２をより正確に配置することができる。
例えば、図２９Ａに示すように、測定カーソル１９３１、１９３２（および測定点１９２１、１９２２）の間の３次元直線１９７０が、スロット１９０４の壁１９０５、１９０６に垂直ではない（例えば、斜めである）場合、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０および縁平面１９５２、１９６２は、壁１９０５、１９０６と位置合わせされず、測定カーソル１９３１、１９３２の一方または両方が再配置される必要があり得ることをユーザに示す。そうでなければ、スロット１９０４の壁１９０５、１９０６に斜めである３次元直線１９７０の測定長さは、スロット１９０４の幅の不正確な測定値を提供する（すなわち、広すぎる）ことがある。
図２９Ｂに示すように、カーソル１９３１、１９３２（および測定点１９２１、１９２２の）の間の３次元直線１９７０が、スロット１９０４の壁１９０５、１９０６に垂直となる（例えば、斜めではない）ように第２の測定カーソル１９３２が移動される場合、縁平面のグラフィックオーバーレイ１９５０、１９６０および縁平面１９５２、１９６２は、壁１９０５、１９０６と位置合わせされ、スロット１９０４の測定幅が正確であることを示す。
映像検査機器使用して、タービンブレードの縁の損傷の測定、および隙間、溝、または溶接部の幅／長さの測定を含む、点から線までの距離を算出するための様々な測定を実行することができる。例えば、図３０Ａ～図３０Ｂは、タービンブレードの縁に対する損傷を測定するために使用される様々な２次元および３次元（点群）図を示す。一部の例では、タービンブレードの縁の点から線の測定を行う際に発生するする課題は、損傷した部分の正確な測定値を提供するために、タービンブレードの実際の縁上の点を視覚的に判断し、カーソルをその場所に配置することが困難であり得ることである。以下に説明するように、また図３０Ａ～図３０Ｂに示すように、第１の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０（例えば、明るい青色）および第２の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０６０のような視覚的表示を、それぞれ第１の縁平面２０５２および第２の縁平面２０６２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた画素上に配置し得る。縁平面２０５２、２０６２は、ユーザが測定カーソル２０３４、２０３５をタービンブレード２００４の縁２００５および欠損部分２００６の縁上に配置するのを助けるために、第１の測定カーソル２０３４と第２の測定カーソル２０３５との間の第３の測定カーソル２０３６と３次元基準線２０７１との間の３次元長さ直線２０７０に垂直であり、測定カーソル２０３４、２０３５、２０３６の位置に対応する投影基準面点２０２４、２０２５、２０２６を通過することができる。
図３０Ａは、測定カーソル２０３４、２０３５がタービンブレード２００４の縁２００５に配置されていない、欠損部分２００６を有するタービンブレード２００４の縁２００５の２次元画像２００２および縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０を示すタービンブレード２００４の縁２００５の３次元点群図２００３を表示する並列画像２００１である。
一実施形態では、図３０Ａに示すように、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、図１５Ａおよび図１７に関して上述したように、基準面カーソル２０３１、２０３２、２０３３によって形成された３次元基準面２０２０（例えば、測定平面）を算出し得る。例えば、図３０Ａに示すように、次に合計で３つの測定カーソル２０３４、２０３５、２０３６は、画像２００１の測定カーソル画素２０４４、２０４５、２０４６上に配置され、ポイントツーライン測定を実行することができる。画像２００１の各２次元測定カーソル画素２０４４、２０４５、２０４６に関連付けられた３次元軌跡が、基準面２０２０上の、測定カーソル画素２０４４、２０４５、２０４６に関連付けられた投影基準面点２０２４、２０２５、２０２６を算出するために、画像２００１の各測定カーソル画素２０４４、２０４５、２０４６からの軌跡線が、どこに配置され（例えば、補間が使用される小数画素位置であり得る）、３次元空間内で基準面２０２０とどこで交差するのかを計算するために知られ、使用される。
ポイントツーライン測定を行うために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、測定カーソル２０３４、２０３５に対応する投影基準面点２０２４、２０２５の間の基準線２０７１を算出することができる。次いで、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、第３の測定カーソル２０３６に対応する投影基準面点２０２６と基準線２０７１との間の３次元長さ直線２０７０を算出することができる。映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、３次元長さ直線２０７０に垂直（法線）であり、測定カーソル２０３４、２０３５に対応する第１および第２の投影基準面点２０２４、２０２５を通過する第１の縁平面２０５２を算出することができる。続いて、映像検査機器１００は、対応する投影基準面点２０２４、２０２５がタービンブレード２００４の実際の縁２００５に対応するように、ユーザが測定カーソル２０３４、２０３５を配置するのを助けるために、第１の縁平面２０５２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた２次元画像２００２および点群図２００３内の画素上に第１の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０（例えば、明るい青色）を配置し得る。
映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）はまた、３次元長さ直線２０７０に垂直（法線）（および／または第１の縁平面２０５２に平行）であり、欠損部分２００６の縁に配置される第３の測定カーソル２０３６の位置に対応する第３の投影基準面点２０２６を通過する第２の縁平面２０６２を算出することができる。次いで、映像検査機器１００は、第２の縁平面２０６２から所定の距離よりも小さい３次元表面座標を有する表面点に関連付けられた２次元画像２００２および点群図２００３内の画素上に第２の半透明の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０６０（例えば、明るい青色）を配置し得る。
縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０を２次元画像内の画素上に配置するかどうかを決定するために、映像検査機器１００（例えば、ＣＰＵ１５０）は、その画素が、縁平面２０５２、２０６２から所定の距離よりも小さい（または縁平面２０５２、２０６２から所定の距離内の）３次元座標を有する表面点に関連付けられているかどうかを判定する。一部の実施形態では、表面点と縁平面２０５２、２０６２との間の距離は、垂直距離として算出され得るが、他の実施形態では、距離は、非垂直距離であり得る。一実施形態では、縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０は、縁平面２０５２、２０６２から表面点２０２１、２０２２のｘ値の０．２％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。別の実施形態では、縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０は、縁平面２０５２、２０６２から３次元長さ直線２０７０の１％未満の垂直距離を有する任意の表面点を含む。
一例では、縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０は、測定カーソル２０３４、２０３５、２０３６が、例えばユーザによって移動されるとリアルタイムで更新されてもよい。他の例では、縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０は、測定カーソル２０３４、２０３５、２０３６がアクティブであるときに示されてもよく、測定結果がアクティブであるときにオフにすることができる。一実施形態では、第３の測定カーソル２０３６が配置され、測定結果が表示されてアクティブになると、縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０が短時間表示され、カーソルがアクティブになるまで隠される。測定中の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０、２０６０のリアルタイム表示により、ユーザは、タービンブレード２００４の実際の縁２００５上および欠損部分２００６の縁上に測定カーソル２０３４、２０３５をより正確に配置することができる。
例えば、図２９Ａに示すように、測定カーソル２０３４、２０３５がタービンブレード２００４の実際の縁２００５上に配置されていない場合、第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０および第１の縁平面２０５２は、タービンブレード２００４の縁２００５と位置合わせされず、測定カーソル２０３４、２０３５の一方または両方が再配置される必要があることを示す。そうでなければ、３次元長さ直線２０７０の測定長さは、欠損部分２００６の長さの不正確な測定値を提供する。
図３０Ｂに示すように、測定カーソル２０３４、２０３５がタービンブレード２００４の実際の縁２００５上に配置される場合、第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ２０５０および第１の縁平面２０５２は、タービンブレード２００４の実際の縁２００５と位置合わせされ、欠損部分２００６の測定長さが正確であることをユーザに示す。
図３１は、例示的な実施形態における特徴を測定するための方法２１００の例示的なフローチャートを示す。ステップ２１０１では、観視対象の画像をモニタ上に表示することができる。ステップ２１０２では、中央処理装置は、観視対象の表面上の複数の点の３次元座標を算出することができる。ステップ２１０３では、ポインティングデバイスを使用して、１つまたは複数の測定カーソルを画像上に配置することができる。ステップ２１０４では、中央処理装置は、少なくとも１つの測定カーソルの位置に対応する測定点を算出することができる。ステップ２１０５では、中央処理装置は、縁平面を算出することができ、縁平面は、測定点を通過する。ステップ２１０６では、中央処理装置は、観視対象の表面上の複数の点と縁平面との間の距離を算出することができる。ステップ２１０７では、中央処理装置は、観視対象物の表面上の複数の点と縁平面との間の距離を所定の距離閾値と比較することができる。ステップ２１０８では、縁平面のグラフィックオーバーレイが、所定の距離閾値を下回る深さ平面までの距離を有する観視対象の表面上の複数の点に関連付けられた画像内の画素上に表示される。
上記をの点から、本発明の実施形態は、測定を行うときに測定カーソルが正確に配置されているかどうかを判断することを可能にする。技術的効果は、例えば対象上の異常のより正確な測定を提供することである。例えば、異常の寸法が公差仕様または他の閾値を超える場合、検査者は、修理が行われるまで、予防措置を取ることができる（すなわち、機械または装置を停止させる）。
当業者によって理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化されてもよい。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。なお、これらはすべて、本明細書では一般的に「サービス」、「回路」、「電気回路」、「モジュール」、および／または「システム」と呼ばれ得る。さらに、本発明の態様は、１つ以上のコンピュータ可読媒体であって、そこで具体化されるコンピュータ可読プログラムコードを有する１つ以上のコンピュータ可読媒体で具体化されるコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。
１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外線の、もしくは半導体のシステム、装置、もしくは機器、またはこれらの任意の適切な組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、以下、すなわち、１つ以上の配線を有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光記憶機器、磁気記憶機器、またはこれらの任意の適切な組み合わせを含む。本文書に関連して、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、もしくは機器によって、またはこれらと共に使用されるプログラムを含むまたは記憶することができる任意の有形媒体であってもよい。
コンピュータ可読媒体で具体化されたプログラムコードおよび／または実行可能命令は、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の適切な組み合わせを含むが、これらに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信されてもよい。
本発明の態様の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、またはＣ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の組み合わせで記述されてもよい。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ（機器）上で、単独のソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にはユーザのコンピュータ、部分的にはリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータもしくはサーバ上で実行されてもよい。最後の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、この接続は、（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに対して行われてもよい。
本発明の態様は、本明細書では、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して説明されている。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロックならびにフローチャート図および／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を製造するために汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給されてもよく、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行されるこれらの命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するための手段をもたらす。
特定の方法で機能するようにコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他の機器に指示し得るこれらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に記憶されてもよく、これにより、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施する命令を含む、コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、製品を製造する。
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能装置上で実行された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータ、他のプログラム可能装置、または他の機器で一連の動作ステップを実行させてコンピュータ実施プロセスを生じるためにコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他の機器にロードされてもよい。
特許請求の範囲が複数の要素に関して「少なくとも１つの」という語句を用いる場合、これは列挙された要素の少なくとも１つ以上を意味することを意図し、各要素の少なくとも１つに限定されない。例えば、「要素Ａ、要素Ｂ、および要素Ｃの少なくとも１つ」は、要素Ａ単独、要素Ｂ単独、もしくは要素Ｃ単独、またはそれらの任意の組み合わせを示すことが意図されている。「要素Ａ、要素Ｂ、および要素Ｃの少なくとも１つ」は、要素Ａの少なくとも１つ、要素Ｂの少なくとも１つ、および要素Ｃの少なくとも１つに限定することを意図していない。
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
［実施態様１］
特徴を測定するための方法であって、
観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）上に１つ以上の測定カーソル（９３１、９３２、１４３４、１４３５、１４３６、１５４１、１５４２、１５４３、１６３４、１９３１、１９３２、２０３４、２０３５、２０３６）を配置するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して少なくとも１つの測定カーソル（９３１、９３２、１４３４、１４３５、１４３６、１５４１、１５４２、１５４３、１６３４、１９３１、１９３２、２０３４、２０３５、２０３６）の前記位置に対応する測定点（９２１、９２２、１６２４、１９２１、１９２２）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して縁平面（１９５２、１９６２、２０５２、２０６２）を算出するステップであって、前記縁平面（１９５２、１９６２、２０５２、２０６２）は、前記測定点（９２１、９２２、１６２４、１９２１、１９２２）を通過するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記縁平面（１９５２、１９６２、２０５２、２０６２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記縁平面（１９５２、１９６２、２０５２、２０６２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記縁平面（１９５２、１９６２、２０５２、２０６２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９５０、１９６０、２０５０、２０６０）を表示するステップと
を含む、方法。
［実施態様２］
特徴を測定するための方法であって、
観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）上に第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）および第２の測定カーソル（９３２、１４３５、１５４２、１９３２、２０３５）を配置するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）の位置に対応する第１の測定点（９２１、１９２１）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第２の測定カーソル（９３２、１４３５、１５４２、１９３２、２０３５）の位置に対応する第２の測定点（９２２、１９２２）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定点（９２１、１９２１）と前記第２の測定点（９２２、１９２２）との間の３次元直線（１９７０、２０７０）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して第１の縁平面（１９５２、２０５２）を算出するステップであって、前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）は、前記３次元直線（１９７０、２０７０）に垂直であり、前記第１の測定点（９２１、１９２１）を通過するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９５０、２０５０）を表示するステップと
を含む、方法。
［実施態様３］
前記中央処理装置（１５０）を使用して第２の縁平面（１９６２、２０６２）を算出するステップであって、前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）は、前記３次元直線（１９７０、２０７０）に垂直であり、前記第２の測定点（９２２、１９２２）を通過するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９６０、２０６０）を表示するステップと
をさらに含む、実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、２次元画像である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様５］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点の３次元図である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様６］
前記第１の測定点（９２１、１９２１）が、前記第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）の前記位置に対応する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の点である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様７］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の前記距離が、垂直距離である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様８］
特徴を測定するための方法であって、
観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）上に第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）、第２の測定カーソル（９３２、１４３５、１５４２、１９３２、２０３５）、および第３の測定カーソル（１４３６、１５４３、２０３６）を配置するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）の位置に対応する第１の測定点（９２１、１９２１）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第２の測定カーソル（９３２、１４３５、１５４２、１９３２、２０３５）の位置に対応する第２の測定点（９２２、１９２２）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第３の測定カーソル（１４３６、１５４３、２０３６）の位置に対応する第３の測定点（２０２６）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定点（９２１、１９２１）と前記第２の測定点（９２２、１９２２）との間の３次元基準直線（２０７１）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第３の測定点（２０２６）と前記３次元基準直線（２０７１）との間の３次元長さ直線（１９７０、２０７０）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して第１の縁平面（１９５２、２０５２）を算出するステップであって、前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）は、前記３次元直線（１９７０、２０７０）に垂直であり、前記第１の測定点（９２１、１９２１）および前記第２の測定点（９２２、１９２２）を通過するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９５０、２０５０）を表示するステップと
を含む、方法。
［実施態様９］
前記中央処理装置（１５０）を使用して第２の縁平面（１９６２、２０６２）を算出するステップであって、前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）は、前記３次元長さ直線（１９７０、２０７０）に垂直であり、前記第３の測定点（２０２６）を通過するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記第２の縁平面（１９６２、２０６２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９６０、２０６０）を表示するステップと
をさらに含む、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、２次元画像である、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１１］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点の３次元図である、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１２］
ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点から１つ以上の基準面点（２２１、２２２、２２３、２６１、２６２、２６３、２６４、１０２１、１０２２、１０２３）を選択するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）を算出するステップであって、前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）は、前記基準面点（２２１、２２２、２２３、２６１、２６２、２６３、２６４、１０２１、１０２２、１０２３）の前記１つ以上に基づいて算出されるステップとをさらに含み、
前記第１の測定点（９２１、１９２１）が、前記第１の測定カーソル（９３１、１４３４、１５４１、１９３１、２０３４）の前記位置に対応する前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）上の点である、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１３］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２、２０５２）との間の前記距離が、垂直距離である、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１４］
特徴を測定するための方法であって、
観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の複数の点から１つ以上の基準面点（２２１、２２２、２２３、２６１、２６２、２６３、２６４、１０２１、１０２２、１０２３）を選択するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）を算出するステップであって、前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）は、前記基準面点（２２１、２２２、２２３、２６１、２６２、２６３、２６４、１０２１、１０２２、１０２３）の前記１つ以上に基づいて算出されるステップと、
前記ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）上に測定カーソル（９３１、９３２、１４３４、１４３５、１４３６、１５４１、１５４２、１５４３、１９３１、１９３２、２０３４、２０３５、２０３６）を配置するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記測定カーソル（９３１、９３２、１４３４、１４３５、１４３６、１５４１、１５４２、１５４３、１９３１、１９３２、２０３４、２０３５、２０３６）の位置に対応する測定点（９２１、９２２、１６２４、１９２１、１９２２）を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）を算出するステップであって、前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）は、前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）に平行であり、前記測定点（９２１、９２２、１６２４、１９２１、１９２２）を通過するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）との間の距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に深さ平面のグラフィックオーバーレイ（１６５０、１７５０、１８５０）を表示するステップと
を含む、方法。
［実施態様１５］
前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）よりも深い前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に深さ色勾配オーバーレイ（１６６０、１７６０）を表示するステップをさらに含み、前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の点の前記画素の色は、前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記点と前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）との間の前記距離に基づく、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）との間の距離を算出するステップと、
前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
前記所定の距離閾値を下回る前記基準面（２５０、５５０、７５０、９６０、１０２０、１１３０、１２２０、１２６０、１３２０、１４２０、１５２０、１６２０、１７２０、１８２０、２０２０）までの距離を有する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）内の画素上に基準面のグラフィックオーバーレイ（１６５０、１７５０、１８５０）を表示するステップと
をさらに含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１７］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、２次元画像である、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１８］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記画像（２００、５００、９０３、１２０１、１２４１）が、前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点の３次元図である、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１９］
前記測定点（９２１、９２２、１６２４、１９２１、１９２２）が、前記測定カーソル（９３１、９３２、１４３４、１４３５、１４３６、１５４１、１５４２、１５４３、１６３４、１９３１、１９３２、２０３４、２０３５、２０３６）の前記位置に対応する前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の前記表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の点である、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様２０］
前記観視対象（２０２、５０２、９１０、１２０２、１２４２）の表面（２１０、５１０、９１１、１２１０、１２５０）上の前記複数の点と前記深さ平面（１６５２、１７５２、１８５２）との間の前記距離が、垂直距離である、実施態様１４に記載の方法。
１００ 映像検査機器
１０２ プローブ
１１０ 挿入チューブ
１１２ イメージャハーネス
１２０ ヘッドアセンブリ
１２２ プローブ光学系
１２４ イメージャ
１２６ イメージャハイブリッド
１３０ 着脱可能な先端部、アダプタ
１３２ 先端部観視光学系
１４０ プローブ電子回路
１４２ イメージャインタフェース電子回路
１４４ 較正メモリ
１４６ マイクロコントローラ
１５０ ＣＰＵ
１５２ ＣＰＵプログラムメモリ
１５４ 揮発性メモリ
１５６ 不揮発性メモリ
１５８ コンピュータＩ／Ｏインタフェース
１６０ 映像プロセッサ
１６２ 映像メモリ
１７０ 一体型ディスプレイ
１７２ 外部モニタ
１８０ ジョイスティック
１８２ ボタン
１８４ キーパッド
１８６ マイクロフォン
２００ 画像
２０２ 観視対象
２０４ 異常
２１０ 表面
２２１ 基準面点
２２２ 基準面点
２２３ 基準面点
２２４ 最も深い表面点
２３１ 基準面カーソル
２３２ 基準面カーソル
２３３ 基準面カーソル
２３４ 最深点のカーソル
２４１ 画素
２４２ 画素
２４３ 画素
２５０ 基準面
２６０ 基準面形状
２６１ 基準面点
２６２ 基準面点
２６３ 基準面点
２６４ 基準面点
２７０ 関心領域
２７１ 関心領域の形状
２８０ 関心領域
２８１ 関心領域の形状、円
２８２ 最深点のグラフィックインジケータ
２９０ 深さ
３００ 方法
３１０ 表面の画像（ステップ）
３２０ 表面点の３次元（ステップ）
３３０ 基準面（ステップ）
３４０ 関心領域（ステップ）
３５０ 関心領域内の表面点の深さ（ステップ）
３６０ 最も深い表面点の位置および深さ（ステップ）
３７０ プロファイル
５００ 画像
５０２ 観視対象
５０４ 異常
５１０ 表面
５２１ 測定点
５２２ 測定点
５２３ 測定点
５２４ 測定点
５２５ 平均位置
５３１ カーソル
５３２ カーソル
５３３ カーソル
５３４ カーソル
５４１ 画素
５４２ 画素
５４３ 画素
５４４ 画素
５５０ 基準面
５６０ フレーム点
５６２ フレーム
６００ 方法
６１０ 表面の画像（ステップ）
６２０ 表面点の３次元（ステップ）
６３０ 測定点（ステップ）
６４０ 基準面（ステップ）
６５０ 平均点／原点（ステップ）
６６０ 変換（ステップ）
６７０ サブセット（ステップ）
６８０ 表示（ステップ）
７００ レンダリング３次元図、点群図
７２１ 測定点
７２２ 測定点
７２３ 測定点
７２４ 測定点
７２５ 原点
７５０ 基準面
７６０ フレーム点
７６２ フレーム
７７１ 直線点
７７２ 直線点
７７３ 直線点
７７４ 深さ直線
８００ 方法
８１０ 対象表面の２次元画像（ステップ）
８２０ 対象表面点の３次元座標（ステップ）
８３０ ２次元画像および３次元画像の表示（ステップ）
８４０ ２次元画像上の測定カーソル（ステップ）
８５０ ３次元画像上の測定標識（ステップ）
８６０ 測定寸法（ステップ）
９００ ディスプレイ
９０１ 第１の側（ディスプレイ）
９０２ 第２の側（ディスプレイ）
９０３ ２次元画像
９０４ 第２のステレオ画像
９０５ ３次元形状のレンダリング画像
９０６ 深さプロファイル画像
９０７ 点群図
９０８ 色深さスケール
９０９ ソフトキー
９１０ 観視対象
９１１ 表面
９１２ 異常
９１３ 第１の表面点
９１４ 第２の表面点
９１５ 第１の一致する表面点
９１６ 第２の一致する表面点
９２１ 第１の測定点
９２２ 第２の測定点
９３１ 第１の測定カーソル
９３２ 第２の測定カーソル
９３３ 測定線
９４１ 第１の測定標識
９４２ 第２の測定標識
９４３ 幾何学的測定標識
９５０ 測定寸法
９６０ 基準面
１００１ 画像
１００２ 点群画像
１００３ 画像
１００４ 画像
１０１０ タービンブレード、観視対象
１０１１ タービンブレードの第１の縁
１０１２ タービンブレードの第２の縁
１０１３ 対象表面
１０２０ 基準面
１０２１ 基準面点
１０２２ 基準面点
１０２３ 基準面点
１０２４ 投影基準面点
１０２５ 投影基準面点
１０２６ 投影基準面点
１０２７ 投影基準面点
１０３１ 基準面カーソル
１０３２ 基準面カーソル
１０３３ 基準面カーソル
１０３４ 測定カーソル
１０３５ 測定カーソル
１０３６ 測定カーソル
１０３７ 測定カーソル
１０４１ 基準面カーソル画素
１０４２ 基準面カーソル画素
１０４３ 基準面カーソル画素
１０４４ 測定カーソル画素
１０４５ 測定カーソル画素
１０４６ 測定カーソル画素
１０４７ 測定カーソル画素
１０５０ ポリゴン（欠損した角）
１０５１ 第１の辺
１０５２ 第２の辺
１０５３ 第３の辺
１０７０ ポリゴン
１０７１ 測定カーソル
１０７２ 測定カーソル
１０７３ 測定カーソル
１０７４ 測定カーソル
１０８１ 第１の縁延長線
１０８２ 第２の縁延長線
１０８３ テキストボックス
１１００ 対象
１１０１ ディスプレイ
１１０２ センサ
１１３０ 基準面
１２０１ 画像
１２０２ 観視対象
１２０４ 異常
１２１０ 表面
１２２０ 基準面
１２３１ 基準面カーソル
１２３２ 基準面カーソル
１２３３ 基準面カーソル
１２４０ オーバーレイ
１２４１ 画像
１２４２ 観視対象
１２４４ 異常
１２５０ 表面
１２６０ 基準面
１２７１ 基準面カーソル
１２７２ 基準面カーソル
１２７３ 基準面カーソル
１２８０ オーバーレイ
１３００ 点群図
１３１０ 対象
１３２０ 基準面
１３３０ 原点
１３３１ 視野線
１３３２ 視野線
１３３３ 視野線
１３３４ 視野線
１４０１ ２次元画像
１４０２ 点群図
１４１０ 対象
１４１１ 上面
１４１２ 下面
１４１３ 第１の縁
１４２０ 基準面
１４２４ 投影基準面点
１４２５ 投影基準面点、第２の基準点
１４２６ 投影基準面点
１４３１ 基準面カーソル
１４３２ 基準面カーソル
１４３３ 基準面カーソル
１４３４ 第１の測定カーソル
１４３５ 第２の測定カーソル
１４３６ 第３の測定カーソル
１４４１ 第１の測定線
１４４２ 第１の測定線
１４５０ 関心点（第２の縁）
１４６０ 案内線
１５０１ 画像
１５０２ 点群図
１５０３ 警告メッセージ
１５０４ テキストボックス
１５１０ 対象、タービンブレード
１５１１ 表面
１５１２ 縁
１５１３ 窪み
１５２０ 基準面
１５２１ 投影基準面点
１５２２ 投影基準面点
１５２２ 投影基準面点
１５３１ 基準面カーソル
１５３２ 基準面カーソル
１５３３ 基準面カーソル
１５４１ 第１の測定カーソル
１５４２ 第２の測定カーソル
１５４３ 第３の測定カーソル
１５５１ 第１の測定線
１５５２ 第２の測定線
１５６０ 原点
１５６１ 視野線
１５６２ 視野線
１５６３ 視野線
１５６４ 視野線
１５７０ 縁視角線
１５７１ 正確な投影基準面点
１５７２ 縁観視平面
１５８０ 垂直平面
１６０１ 画像
１６０２ ２次元画像
１６０３ 点群図
１６０４ 対象
１６０５ 穴または窪み
１６２０ 基準面
１６２４ 測定点
１６３１ 基準面カーソル
１６３２ 基準面カーソル
１６３３ 基準面カーソル
１６３４ 測定カーソル
１６４０ 基準面オーバーレイ
１６５０ 深さ平面のグラフィックオーバーレイ
１６５２ 深さ平面
１６６０ 深さ色勾配オーバーレイ
１６６１ 第２の色
１６６２ 最深点、第１の色
１６７０ 測定カーソルまでの深さ
１７０１ 画像
１７０２ ２次元画像
１７０３ 点群図
１７０５ 穴または窪み
１７２０ 基準面
１７２４ 測定点
１７３４ 測定カーソル
１７５０ 深さ平面のグラフィックオーバーレイ
１７５２ 深さ平面
１７６０ 深さ色勾配オーバーレイ
１７６１ 第２の色
１７６２ 最深点、第１の色
１７７０ 測定カーソルまでの深さ
１８０１ 画像
１８０２ ２次元画像
１８０３ 点群図
１８０５ タービンブレード、観視対象
１８０６ シュラウド
１８２０ 基準面
１８２４ 測定点
１８３４ 測定カーソル
１８５０ 深さ平面のグラフィックオーバーレイ
１８５２ 深さ平面
１８７０ 先端部からシュラウドまでの距離またはクリアランス
１９０１ 画像
１９０２ ２次元画像
１９０３ 点群図
１９０４ スロット
１９０５ 第１の壁のスロット
１９０６ 第２の壁のスロット
１９２１ 第１の測定点
１９２２ 第２の測定点
１９３１ 第１の測定カーソル
１９３２ 第２の測定カーソル
１９５０ 第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ
１９５２ 第１の縁平面
１９６０ 第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ
１９６２ 第２の縁平面
１９７０ ３次元直線（長さ）
２００１ 画像
２００２ ２次元画像
２００３ 点群図
２００４ タービンブレード、観視対象
２００５ タービンブレード縁
２００６ タービンブレード縁の欠損部分
２０２０ 基準面
２０２４ 第１の投影基準面点
２０２５ 第２の投影基準面点
２０２６ 第３の投影基準面点
２０３１ 基準面カーソル
２０３２ 基準面カーソル
２０３３ 基準面カーソル
２０３４ 第１の測定カーソル（直線）
２０３５ 第２の測定カーソル（直線）
２０３６ 第３の測定カーソル（点）
２０４４ 第１の測定カーソル画素
２０４５ 第２の測定カーソル画素
２０４６ 第３の測定カーソル画素
２０５０ 第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ
２０５２ 第１の縁平面
２０６０ 第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ
２０６２ 第２の縁平面
２０７０ ３次元直線（長さ）
２０７１ 基準線
２１００ 方法
２１０１ 表示ステップ
２１０２ ３次元の表面点
２１０３ 測定カーソル配置ステップ
２１０４ 測定点ステップ
２１０５ 縁平面
２１０６ 縁平面距離
２１０７ 縁平面距離比較
２１０８ 縁平面のグラフィックオーバーレイの表示

Claims (12)

  1. 特徴を測定するための方法であって、
    観視対象（１９０４）の画像（１９０１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
    中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（１９０４）の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
    ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（１９０１）上に第１の測定カーソル（１９３１）および第２の測定カーソル（１９３２）を配置するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定カーソル（１９３１）の位置に対応する第１の測定点（１９２１）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第２の測定カーソル（１９３２）の位置に対応する第２の測定点（１９２２）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定点（１９２１）と前記第２の測定点（１９２２）との間の３次元直線（１９７０）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して第１の縁平面（１９５２）を算出するステップであって、前記第１の縁平面（１９５２）は、前記３次元直線（１９７０）に垂直であり、前記第１の測定点（１９２１）を通過するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２）との間の距離を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
    前記所定の距離閾値を下回る前記第１の縁平面（１９５２）までの距離を有する前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（１９０１）内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９５０）を表示するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記中央処理装置（１５０）を使用して第２の縁平面（１９６２）を算出するステップであって、前記第２の縁平面（１９６２）は、前記３次元直線（１９７０）に垂直であり、前記第２の測定点（１９２２）を通過するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２）との間の距離を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点と前記第２の縁平面（１９６２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
    前記所定の距離閾値を下回る前記第２の縁平面（１９６２）までの距離を有する前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（１９０１）内の画素上に第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ（１９６０）を表示するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記観視対象（１９０４）の前記画像（１９０１）が、２次元画像（１９０２）である、請求項１に記載の方法。
  4. 前記観視対象（１９０４）の前記画像（１９０１）が、前記観視対象（１９０４）の前記表面上の前記複数の点の３次元図（１９０３）である、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１の測定点（１９２１）が、前記第１の測定カーソル（１９３１）の前記位置に対応する前記観視対象（１９０４）の前記表面上の点である、請求項１に記載の方法。
  6. 前記観視対象（１９０４）の表面上の前記複数の点と前記第１の縁平面（１９５２）との間の前記距離が、垂直距離である、請求項１に記載の方法。
  7. 特徴を測定するための方法であって、
    観視対象（２００４）の画像（２００１）をモニタ（１７０、１７２）上に表示するステップと、
    中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２００４）の表面上の複数の点の３次元座標を算出するステップと、
    ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記画像（２００１）上に第１の測定カーソル（２０３４）、第２の測定カーソル（２０３５）、および第３の測定カーソル（２０３６）を配置するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定カーソル（２０３４）の位置に対応する第１の測定点（２０２４）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第２の測定カーソル（２０３５）の位置に対応する第２の測定点（２０２５）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第３の測定カーソル（２０３６）の位置に対応する第３の測定点（２０２６）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第１の測定点（２０２４）と前記第２の測定点（２０２５）との間の３次元基準直線（２０７１）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記第３の測定点（２０２６）と前記３次元基準直線（２０７１）との間の３次元長さ直線（２０７０）を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して第１の縁平面（２０５２）を算出するステップであって、前記第１の縁平面（２０５２）は、前記３次元長さ直線（２０７０）に垂直であり、前記第１の測定点（２０２４）および前記第２の測定点（２０２５）を通過するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２００４）の表面上の複数の点と前記第１の縁平面（２０５２）との間の距離を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点と前記第１の縁平面（２０５２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
    前記所定の距離閾値を下回る前記第１の縁平面（２０５２）までの距離を有する前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００１）内の画素上に第１の縁平面のグラフィックオーバーレイ（２０５０）を表示するステップと、
    を含む、方法。
  8. 前記中央処理装置（１５０）を使用して第２の縁平面（２０６２）を算出するステップであって、前記第２の縁平面（２０６２）は、前記３次元長さ直線（２０７０）に垂直であり、前記第３の測定点（２０２６）を通過するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点と前記第２の縁平面（２０６２）との間の距離を算出するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点と前記第２の縁平面（２０６２）との間の前記距離を所定の距離閾値と比較するステップと、
    前記所定の距離閾値を下回る前記第２の縁平面（２０６２）までの距離を有する前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点に関連付けられた前記画像（２００１）内の画素上に第２の縁平面のグラフィックオーバーレイ（２０６０）を表示するステップと
    をさらに含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記観視対象（２００４）の前記画像（２００１）が、２次元画像（２００２）である、請求項７に記載の方法。
  10. 前記観視対象（２００４）の前記画像（２００１）が、前記観視対象（２００４）の前記表面上の前記複数の点の３次元図（２００３）である、請求項７に記載の方法。
  11. ポインティングデバイス（１８０）を使用して前記観視対象（２００４）の前記表面上の前記複数の点から１つ以上の基準面点（２０２４、２０２５、２０２６）を選択するステップと、
    前記中央処理装置（１５０）を使用して基準面（２０２０）を算出するステップであって、前記基準面（２０２０）は、前記基準面点（２０２４、２０２５、２０２６）の前記１つ以上に基づいて算出されるステップと
    をさらに含む、請求項７に記載の方法。
  12. 前記観視対象（２００４）の表面上の前記複数の点と前記第１の縁平面（２０６２）との間の前記距離が、垂直距離である、請求項７に記載の方法。
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