JP7257924B2 - X線計測装置の校正方法 - Google Patents
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Description
Rj=[rj1 rj2 rj3] (2)
PPj=A[rj1 rj2 rj3 Tj] (3)
Xm=-inv(Rj)*Tj (4)
Xl=Dis(1~M)+Xb (5)
Rk=[rk1 rk2 rk3] (6)
Hk=A[rk1 rk2 Tk] (7)
Xs=-inv(Rk)*Tk (8)
ImDis_ij=P*(Disi+Xlj) (9)
CImDis_ij=P*(Disi+Xlj) (10)
EV=Σ(ImDis_ij―CImDis_ij)^2 (11)
102…校正治具
104…板状部材
106…球
108…本体部
110…X線遮蔽カバー
112…ベース
114…線源支持台
116…X線源
118…X線
120…回転テーブル
122…テーブル支持台
124…X線画像検出器
124A…検出面
126…検出器支持台
128…ホストコンピュータ
130…モーションコントローラ
A…内部パラメータ行列
Ax…回転軸
Cc…X線源からのX線画像検出器への垂線の足の位置
CImDis(1~M)_Sphr_(1~N)、ImDis(1~M)_Sphr_(1~N)、ImPosk_Sphr_(1~N)、CImDis_ij、ImDis_ij、…球の投影像の重心位置
Cp…回転中心位置
D…球の直径
Disi…i番目のテーブル位置
Fb、Fs…軌跡
FCD…X線源と回転中心位置との距離
f…X線源とX線画像検出器との距離
Hk…射影変換行列
i、j、k、M、N、Q…数
P…射影行列
Posk…k番目の回転位置
PPj…個別射影行列
Rj…j番目の回転行列
Rk…k番目の回転行列
X…球の相対位置
Xa…球の絶対位置
Xb…球の移動位置
Xl…球の補正後移動位置
Xm…X線源の移動位置
Xs…X線源の絶対位置
α…所定角度
Claims (13)
- X線を用いて被測定物を三次元形状計測するX線計測装置の校正方法であって、
前記X線計測装置は、前記X線を発生させるX線源と、前記被測定物を回転可能に載置する回転テーブルと、該被測定物を透過した該X線を検出するX線画像検出器と、を備え、
該X線画像検出器への投影像によって特定可能な形状の基準物体を特定の相対位置間隔でN箇所(N≧4)に配置可能な校正治具を、前記回転テーブルに載置する載置工程と、
前記基準物体の特定の相対位置間隔を変化させずにN箇所に配置された該基準物体の平行移動を複数回行い、該平行移動の前後に前記X線を前記校正治具に照射し前記X線画像検出器の出力から、N箇所にある該基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置を特定する前段特徴位置算出工程と、
前記平行移動の前後の位置と対応するN箇所にある該基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置とから、該基準物体の前記X線画像検出器の検出面への射影変換を行う個別変換行列をN箇所にある該基準物体それぞれに対して算出する個別行列算出工程と、
前記個別変換行列に基づきN箇所にある前記基準物体それぞれの移動位置を算出する個別位置算出工程と、
前記平行移動の前後の位置それぞれに、N箇所にある該基準物体それぞれの移動位置を付加し、N箇所にある該基準物体の相対位置を算出する座標同一工程と、
前記X線を前記校正治具に照射し前記X線画像検出器の出力から、N箇所にある該基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置を特定する後段特徴位置算出工程と、
N箇所にある該基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置と前記相対位置から、該基準物体の前記X線画像検出器の検出面への射影変換を行う第1変換行列を算出する変換行列算出工程と、
前記回転テーブルを所定角度で2回以上回転させ、前記後段特徴位置算出工程から前記変換行列算出工程までを繰り返す回転検出工程と、
前記第1変換行列に基づき該所定角度の回転毎の前記基準物体の絶対位置を算出する位置算出工程と、
前記回転テーブルの回転で生じる該基準物体の絶対位置の変化から、前記回転テーブルの回転中心位置を算出する中心位置算出工程と、
を含むことを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1において、
前記個別行列算出工程で、N箇所に配置された前記基準物体の代わりに前記X線源と前記X線画像検出器とが平行移動したと想定し、前記個別変換行列に基づきN箇所毎に該X線源の移動位置を算出して、該X線源の移動位置に基づきN箇所にある前記基準物体それぞれの移動位置を算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1または2において、
前記座標同一工程で、前記平行移動の前後の位置それぞれに、N箇所にある前記基準物体それぞれの移動位置を付加した結果を補正後移動位置とし、N箇所にある該基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置と該補正後移動位置から、該基準物体の前記X線画像検出器の検出面への射影変換を行う第2変換行列を算出することで、N箇所にある該基準物体の相対位置を算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項3において、
前記座標同一工程で、算出された前記補正後移動位置及び前記第2変換行列を、変数とした該補正後移動位置及び該第2変換行列の初期値とし、該補正後移動位置と該第2変換行列との関係に基づいて算出されたN箇所にある前記基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置と、実際に検出されたN箇所にある前記基準物体それぞれの投影像の特徴点の位置との位置誤差を評価することで、前記補正後移動位置と前記第2変換行列とを算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記回転テーブルを特定の角度で複数回回転させ、前記前段特徴位置算出工程から前記座標同一工程までを繰り返し、
繰り返しで得られる複数回の前記相対位置の平均を算出する、あるいは次に繰り返される際の前記平行移動の前後の位置を直前で算出された該相対位置と対応させることを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記校正治具において前記基準物体の全てが1つの平面上にのみ載置されている場合には、前記第1変換行列は射影変換行列とされ、該基準物体が三次元的に載置されている場合には、該第1変換行列は射影行列とされることを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記中心位置算出工程で、更に、前記回転テーブルの回転軸を算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記位置算出工程で、前記回転テーブルの代わりに前記X線源と前記X線画像検出器とが回転したと想定し、前記第1変換行列に基づき前記所定角度の回転毎の該X線源の絶対位置を算出して、該X線源の絶対位置を座標変換することで、前記基準物体の絶対位置を算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項8において、
前記回転テーブルを前記所定角度で3回以上回転させ、前記X線源の絶対位置を算出する際に、該X線源と前記X線画像検出器との距離と、該X線源からの該X線画像検出器への垂線の足の位置とを変数化し、前記第1変換行列に基づき算出される該X線源の絶対位置を真円にフィッティングした仮真円の軌跡上の位置と該X線源の絶対位置との距離誤差を評価することで、該X線源と該X線画像検出器との距離と、該X線源からの該X線画像検出器への垂線の足の位置とを算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記中心位置算出工程で、前記基準物体の絶対位置の変化から、真円でフィッティングされた軌跡の中心位置を算出し、該中心位置を前記回転テーブルの回転中心位置とすることを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項10において、
更に、前記回転テーブルの回転軸を算出する際には、前記軌跡の水平面からの傾斜角度を算出し、該傾斜角度と前記回転中心位置とから該回転軸を算出することを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記基準物体は、球とされていることを特徴とするX線計測装置の校正方法。 - 請求項1乃至12のいずれかにおいて、
前記基準物体の投影像の特徴点の位置は、該投影像の重心位置とされていることを特徴とするX線計測装置の校正方法。
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