JPH04218708A - 撮像手段を用いた対象物の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対象物の形状寸法データ
を利用して、対象物の長さ等を計測する撮像手段を用い
た対象物の検査方法に関する。

【０００２】

【従来技術】内視鏡を用いることにより、対象物（被写
体）の寸法を測定する装置として、特開昭５９−７０９
０３号に開示された従来例がある。

【０００３】この従来例では、測長するために必要とな
る基準長さを対象物に投射するためにレーザビームの発
生手段が必要になると共に、内視鏡側にこのレーザビー
ムを導光するライトガイド及び投射するレンズを設けな
ければ測長できない。

【０００４】この従来例では、内視鏡の構造が複雑にな
り、先端部が太径になってしまうので、細い挿入孔等に
は挿入できなくなる欠点が生じる。

【０００５】また、この従来例では、レーザビームが投
射される部分が、レーザビームと垂直な平面でないと精
度良く測長できないという測定条件に大きな制約があり
、実用的でない。

【０００６】このため、本発明者は特願平１−２８３４
９７号の関連技術例において、電子内視鏡とか小型ＴＶ
カメラ等の撮像手段を用い、予め形状寸法が既知である
対象物を撮像して、画像を得、一方この対象物の形状寸
法データを用いてコンピュータグラフィック作画手段に
よって、対象物の透視図を描き、この透視図を描くため
のパラメータを種々変化させて、これを対象物の画像に
一致させることによって、対象物の検査部位の長さ等を
測定する方法を提案した。

【０００７】上記関連技術例では、対象物の透視図を対
象物の画像に重ね合わせる等して両画像を一致させるプ
ロセスが必要となるが、この重ね合わせるプロセスは、
図２３、図２４に示すように、３次元座標系上で、対象
物の図形の位置ｘ，ｙ，ｚ及び向きθｘ　，θｙ　，θ
ｚ　の６つのパラメータを変化させることにより実行す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記関連技術例では、
オペレータがキーボードを操作することにより、これら
のパラメータを変化させて、対象物の画像と対応図形画
像と像を重ねるようにしているが、この操作は非常に煩
雑であり、極めて熟練したオペレータが行ってもなかな
か重ね合わせることができなかった。

【０００９】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、煩雑な操作を必要としないで、対象物の画像と
該対象物に対応した画像と像を一致させて、対象物にお
ける測定部位の長さ、面積等を計測することのできる撮
像手段を用いた対象物の検査方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では形状寸法が既知である対象物を検査する方法
であって、対象物を撮像手段で撮像し、モニタ画面上に
対象物の画像を表示する第１のプロセスと、前記形状寸
法のデータを用いて、前記対象物に対応する図形を構成
し、該図形上の複数の特定部位に対応する前記対象物の
画像中の位置を指定する第２のプロセスと、前記第２の
プロセスで指定された画像中の各位置のデータを用いる
ことにより、前記図形が前記対象物の画像と実質的に一
致した見え方をするように前記図形の姿勢を可変する第
３のプロセスと、前記対象物の検査したい部分を成す複
数の点の画像上における位置を指定して、これらの位置
のデータから前記図形上における対応する複数の点の位
置を決定する第４のプロセスとを備えている。

【００１１】

【作用】前記プロセスにより、前記第４のプロセスで指
定された複数の点に対応する前記図形上での各位置デー
タを用いて、前記複数の点によって規定される線分の長
さとか領域の面積等の被測定量を計測する検査方法を用
いることにより、前記図形の姿勢が対象物の画像と実質
上一致した見え方となるように前記図形の姿勢を自動的
に合わせられるので、複雑な操作をすることなくクラッ
ク等の線分の長さ等を求める。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図１ないし図１５は本発明の第１実施例に
係り、図１は第１実施例の方法に使用する内視鏡装置の
構成図、図２はジェットエンジンを示す概略斜視図、図
３はジェットエンジン内の検査対象物としてのブレード
を示す斜視図、図４は形状寸法データで構成したブレー
ドの模擬図形を示す概略図、図５及び図６はブレードを
表示するモニタ画面で特定の位置を指定している様子を
示す説明図、図７は図５及び図６による位置の指定によ
って２つの直線が決定されることを示す説明図、図８は
２つの直線上における距離が既知であることから一方の
位置に対して他方の位置が決定されることを示す説明図
、図９及び図１０はさらに他の位置を指定する様子を示
す説明図、図１１は、図９及び図１０の位置の指定によ
って決定される２つの直線等を示す説明図、第１２図は
、物体上の２点の指定後に、２点を通る直線の回りの回
転位置（回転角）の自由度が存在することを示す説明図
、図１３はブレードを表示するモニタ画面上で２点を指
定することにより、それらの線分の長さが計算されて表
示されることを示す説明図、図１４は図１３の２点の指
定により、ブレードの模擬図形上での２点が決定される
ことを示す説明図、図１５はフローチャートである。

【００１４】図１に示すように第１実施例に係る内視鏡
装置１は電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に照明光を
供給する光源装置３と、電子内視鏡２の撮像手段に対す
る信号処理を行う映像信号処理装置４と、この映像信号
処理装置４で生成された標準的な映像信号をモニタ５に
表示したり、ブレード６等の対象物の模擬図形等を表示
したり等してブレード６等の対象物のクラック８等の検
査対象部分の長さか面積等の被測定量の測定を行う測定
装置９とから構成される。

【００１５】上記電子内視鏡２は、細長の挿入部１１を
有し、この挿入部１１の後端側に太幅の操作部１２が形
成されている。

【００１６】上記挿入部１１内にはライトガイド１３が
挿通され、このライトガイド１３の末端を光源装置３に
接続することにより、ランプ１４の照明光を電装し、先
端部１５側の端面から照明レンズ１６を介して被写体に
向けて出射する。

【００１７】照明された被写体は、先端部１５に配設し
た対象レンズ１８によって、その焦点面に配設したＣＣ
Ｄ１９に結像する。このＣＣＤ１９の撮像面にはモザイ
クカラーフィルタが取付けてあり、各画素毎に色分離す
る。

【００１８】上記ＣＣＤ１９で光電変換された信号は、
信号線２０を介して、映像信号処理装置４に入力され、
映像信号処理された後、測定装置９の画像メモリ２１に
入力され、一時記憶される。この画像メモリ２１から読
出された映像信号は、合成装置２２を介してモニタ５に
出力でき、対象物（この場合ブレード６）の画像６Ａを
モニタ画像に表示することができる。

【００１９】この測定装置９は、対象物におけるクラッ
ク８等の大きさ（長さ）等を測定するための測定プログ
ラムを実行するＣＰＵ２４と、対象物の形状寸法を規定
するデータが記録されたフロッピィディスクから、これ
らのデータを読込み、ＣＰＵ２４に出力するフロッピィ
ディスク装置２５と、このデータをコピーして使用した
り、測定装置９の実行用プログラム等を記録する等に用
いられる磁気ディスク装置２６と、データの入力用等に
用いられるキーボード２７と、ＣＰＵ２４の制御のもと
で対象物６の模擬図形とかカーソルを発生する図形発生
装置２８とから構成される。

【００２０】上記合成装置２２は、画像メモリ２１から
出力される映像信号（被写体画像又は画像信号とも記す
。）と、ＣＰＵ２４の制御のもとで図形発生装置２８か
ら出力される対象物模擬図形（信号）との一方をモニタ
５に出力したり、画像及び図形を重畳してモニタ５に出
力したりすることもできる。　　尚、キーボード２７を
操作して、モニタ画面上でカーソルを移動した場合にお
ける各カーソルの位置は、ＣＰＵ２４で把握されるよう
になっている。

【００２１】この装置１を用いての対象物の測定方法に
ついて、例えば図２に示す航空機のジェットエンジン３
１内を検査する場合について説明する。

【００２２】このジェットエンジン３１内部には、ター
ビン及びコンプレッサ等があり、それらにはロータ３２
が多数配置されている。ロータ３２は、図３に示すブレ
ード６が放射状に多数取付けられたもので、中心を回転
軸として回転する。

【００２３】上記ブレード６は、長い飛行時間による疲
労とか異物の衝突等が原因で、図３に示すようにクラッ
ク８が生じる場合がある。

【００２４】ある水準より短いクラックであれば、引続
き支障なく使用できるが、それよりも長いクラックの場
合、そのままエンジンを使用していると、ブレード６の
破損を招くことがあり、ひいてはエンジン全体に大きな
障害を及ぼす恐れがある。このような事態を未然に防ぐ
ために、航空機は一定の飛行時間を経過する毎に定期点
検が義務付けられており、特にこのブレードのクラック
検査は重要な検査である。そして、上記のようにクラッ
ク８の長さを測定し、検査水準に照らし合わせる必要が
ある。

【００２５】上記エンジン３１の検査孔を介して電子内
視鏡２の先端側を挿入することにより、図１に示すよう
にブレード６を視野内に入れて撮像することができる。

【００２６】検査対象物であるブレード６を撮像した画
像は、測定装置９内の画像メモリ２１に記憶され、その
後に書込みを禁止することによって、静止画にしたり、
または動画のまま合成装置２２を介してモニタ５に（図
１に示すように）表示される。

【００２７】一方、このブレード６の形状寸法を規定し
ているデータは、図示しないＣＡＤ装置等から提供され
、例えばフロッピィディスク装置２５によって、この測
定装置９に入力される。尚、フロッピィディスク装置２
５から磁気ディスク装置２６にコピーされて使用される
こともある。

【００２８】この形状寸法データにより、ＣＰＵ２４は
図形発生装置２８から例えば図４に示すようにｘｙｚ３
次元座標系上で、ブレード６の模擬図形を構成し、合成
装置２２を経てモニタ５に表示する。この場合、一旦画
像６Ａの表示から切換えて表示しても良いし、異なる色
の線画等を用いて、スーパインポーズ表示しても良いし
、子画面状に表示しても良い。

【００２９】この図形のｘｙｚ３次元座標系上での位置
と向きを可変し、ｚ軸上の視点Ｓからこの図形を見た時
に、図１のモニタ５に表示されている画像６Ａと実質的
に一致した見え方をするようにすることが、この実施例
（及び前述の先行例）での測定方法において必要となる
。

【００３０】この実施例では、オペレータは、図４に示
す図形における特定部位に対応する画像中の位置を指定
する。

【００３１】ここでは、先ず節点Ｎ１を用い、この節点
Ｎ１に対応する図１の画像６Ａ中での位置を、図５に示
すように、カーソルＫを移動して指定する。このカーソ
ルＫは、図１に示す図形発生装置２８によって、ビデオ
信号として発生され、合成装置２２によって、画像６Ａ
に合成してモニタ５上に表示される。モニタ画面上にお
けるカーソルＫの位置はキーボード２７を用いたオペレ
ータの操作にもとづき、ＣＰＵ２４によって制御される
。従って、ＣＰＵ２４はカーソルＫの位置を常時把握し
ている。

【００３２】次に同様にして、図４における画像中の節
点Ｎ２に対応する位置が、図１の画像６Ａ中で図６に示
すようにカーソルＫを用いて指定する。

【００３３】このようにして、画像６Ａを表示するモニ
タ画面上で節点Ｎ１，Ｎ２の位置を指定することは、ｘ
ｙｚ３次元座標系上では、第７図に示すように視点Ｓを
通る２本の直線ｇ１，ｇ２を決定することである。そし
て節点Ｎ１は直線ｇ１上のどこかに位置しており、同様
に節点Ｎ２は直線ｇ２上のどこかに位置している。

【００３４】一方、節点Ｎ１，Ｎ２は形状寸法が規定さ
れたブレード上の点であるから、これら２点間の空間距
離Ｎ１Ｎ２は決まっている。従って、直線ｇ１上のある
位置に節点Ｎ１があるとした場合、図８に示すように節
点Ｎ２の位置は、節点Ｎ１を中心として、距離Ｎ１Ｎ２
を半径とする球Ｓｐ　と、直線ｇ２との交点にあるはず
である。一般に球と直線との交点は最大で２点であるか
ら、図８において節点Ｎ１をこの図のような位置に仮定
した場合、節点Ｎ２は、この図に示すようにＮ２ａ，Ｎ
２ｂのうちのどちらかに存在するはずである。

【００３５】即ち、節点Ｎ１，Ｎ２の画面上での位置が
指定されると、直線ｇ１，ｇ２が確定し、直線ｇ１上の
ある位置に節点Ｎ１を仮定すれば、節点Ｎ２の位置は、
直線ｇ２上の２つの確定した点のどちらかに存在するこ
とになる。

【００３６】次にオペレータは、図４のブレードの模擬
図形上の直線Ｌ１の位置を画像６Ａを表示するモニタ画
面上で指定する。これは、すでに節点Ｎ１の位置をこの
画面上で指定してあるので、図９に示すように、（図４
の）直線Ｌ１上にある節点Ｎ１とは異なる他の任意の点
Ｐ３をこの画面上で指定すれば良い。

【００３７】同様にして、直線Ｌ２の位置を指定するた
めに、オペレータは図１０に示すように、（図４の）直
線Ｌ２上にある節点Ｎ２と異なる位置の点Ｐ４を指定す
る。これらの点Ｐ３，Ｐ４を指定することは、図１１に
示すように、ｘｙｚ３次元座標系上で視点Ｓを通る直線
ｇ３，ｇ４を決定することである。

【００３８】これまでに、オペレータは図５，図６，図
９，図１０のように、４つの点Ｎ１，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４
を画像６Ａを表示するモニタ画面上で指定した。

【００３９】以後、ブレードを模擬する模擬図形の姿勢
を可変するプロセスは、ＣＰＵ２４が自動的に実行する
。

【００４０】図８において、直線ｇ１上のある位置に節
点Ｎ１を仮定すると、節点Ｎ２は、この図の交点Ｎ２ａ
又はＮ２ｂのどちらかの位置に決まる。今、節点Ｎ２は
、例えば交点Ｎ２ａの位置であると仮定する。節点Ｎ１
，Ｎ２の２点の位置が固定されると、ブレード６の姿勢
を決めるために残っている自由度は、第１２図に示すよ
うに、２点Ｎ１，Ｎ２を通る直線ｍを軸とした模擬図形
の回転（角）位置θだけである。

【００４１】そこで、回転位置θについても、ある値を
仮定する。これで、一応ブレード６の模擬図形の姿勢が
確定する。この確定した図形を図１１に示す。

【００４２】図１１において、直線ｇ３と直線Ｌ１との
最短空間距離をｄ１とする。もし、この距離ｄ１＝０で
あったら、直線ｇ３と直線Ｌ１が交わっていることであ
るが、一般にはｄ１＝０とはならず、直線ｇ３と直線Ｌ
１は交わっていない。

【００４３】同様に、直線ｇ４と直線Ｌ２との最短空間
距離をｄ２とする。

【００４４】この距離ｄ２も一般には０でない。

【００４５】そして、これらの距離ｄ１とｄ２との平方
和をＤ＝ｄ１２　＋ｄ２２　とする。

【００４６】もし、直線ｇ１上における図形上の節点Ｎ
１の位置が現実のブレード６におけるＮ１の位置と一致
しており、また図形上の節点Ｎ２の位置も現実のブレー
ド６におけるＮ２の位置と一致していて、さらに第１２
図の回転位置θも現実の回転位置と一致していたら、図
１１におけるブレードのｘｙｚ３次元座標系上のブレー
ド図形を視点Ｓから見た場合、モニタに表示されている
現実のブレードの画像６Ａと全く同じ形、且つ同じ位置
に見える。

【００４７】そして、直線ｇ３，ｇ４は各々直線Ｌ１，
Ｌ２と交わっている。

【００４８】従って、距離ｄ１，ｄ２が条件ｄ１＝０，
ｄ２＝０、つまり平方和ＤがＤ＝０となる。この状態に
対してブレード図形の姿勢が変化すると、平方和Ｄ＞０
の値になる。

【００４９】そこで、直線ｇ１上における節点Ｎ１の位
置を種々可変し、その各々について回転位置θも種々可
変して、それらの全てに対して平方和Ｄの値を求める。

【００５０】即ち、第１表に示すように節点Ｎ１の位置
と回転位置θの値を各々実用的なピッチで可変し（それ
ぞれＮ１ｊ　，θｉ　で示している。）、その全ての組
合わせに対して平和和Ｄ（Ｄｊｉで示してある。）値を
求める。そして、第１表の中で最小の平方和Ｄｊｉを与
える節点Ｎ１の位置と回転位置θの組合わせが、現実の
ブレードの姿勢に最も近いブレード図形の姿勢を意味し
ている。

【００５１】

【表１】

【００５２】ＣＰＵ２４は、このようにして、第１表の
平方和Ｄｊｉを計算し、最小の平方和Ｄを与えるＮ１の
位置とθを求める。これによって、現実のブレード６の
姿勢に対して、ブレード模擬図形の姿勢を極めて良好に
、且つ自動的に一致させることができる。

【００５３】オペレータのすべき操作は、前述のように
、４つの点Ｎ１，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４を画面上で指定する
だけで良い。

【００５４】尚、前述のように１つの点Ｎ１の位置に対
して２つの点Ｎ２の位置があるので、実際には第１表の
２倍の数の平方和Ｄｊｉの値を求め、その中から最小値
を選択することになる。

【００５５】以上の各ステップは、図１５のフローチャ
ートに示されている。

【００５６】このようにして、一旦ブレード６の模擬図
形の姿勢を現実のブレードの姿勢に一致させることがで
きると、図１３におけるクラック８Ａの長さの測定等を
容易にできる。

【００５７】即ち、オペレータは図１３において、画像
６Ａ上のクラック８Ａの両端の点Ｐ５，Ｐ６の位置をカ
ーソルによって指定すれば良い。

【００５８】画面上で点Ｐ５，Ｐ６の位置が指定される
ということは、図１４で示すように、ｘｙｚ３次元座標
系上では、視点Ｓを通る直線ｇ５，ｇ６が決定されると
いうことである。直線ｇ５，ｇ６が決まると、これとブ
レード模擬図形との３次元空間上での交点をＣＰＵ２４
は計算により求める。

【００５９】図１４においては直線ｇ５は、ブレード模
擬図形を成す三角形の要素Ｅ１と交わっており、その交
点をＱ１とする。また、直線ｇ６は要素Ｅ２と交わって
おり、その交点をＱ２とする。

【００６０】交点Ｑ１，Ｑ２がブレード６上のクラック
８の両端に対応している。これらの交点Ｑ１，Ｑ２のｘ
ｙｚ座標は、もちろんＣＰＵ２４が計算によって、求め
られるので、クラック８の長さＱ１Ｑ２も計算される。 そして、図１３に示すように、モニタ画面の例えば隅に
表示される。

【００６１】この１実施例によれば、オペレータは、ブ
レード６を模擬する図形上の特定の位置に対応する位置
をブレード６の画像上で指定するのみで、後はＣＰＵ２
４等がこの画像と実質上一致する見え方となる姿勢の図
形を自動的に決定するようにしているので、オペレータ
は一致させるための煩雑な作業を行うことを必要とせず
、クラック等の長さを簡単に測定することができる。

【００６２】又、この１実施例によれば、検査対象部分
が平面でなくても、精度良く長さ等を求めることができ
るという利点もある。

【００６３】ところで、本発明者による前述した関連技
術例では、物体の形状寸法データを用いて描く透視図（
先行例ではコンピュータグラフィック画像と呼び、ＣＧ
画像と略記）をモニタに表示させることが必要であった
。これは、オペレータが、この透視図を物体の画像と見
比べながら、図形の姿勢を可変して、物体の画像に一致
させる作業を行っていたからである。

【００６４】しかし、この実施例では、オペレータがこ
のような作業をする必要がなく、ＣＰＵ２４によって自
動的に一致させているので、透視図をモニタに表示させ
る必要はない。ただし、接点Ｎｉ　等の特定部位をオペ
レータに知らせるようにするために、表示した方が良い
。 尚、前述した関連技術例に示すように、基準ピッチの目
盛を物体の画像に重ねて表示し、きずの長さ等を目測で
読み取りたい場合は、この先行例の場合と同様な表示を
させることもできる。

【００６５】また、関連技術例に示すように、検査対象
部分の周囲の複数の点を指定することにより、検査対象
部分の面積を測定できることは明らかである。　　さら
に、関連技術例に示すように、ファイバスコープとテレ
ビカメラを用いて対象物の画像を撮像した場合も、本発
明に適用できる。

【００６６】さらにまた、関連技術例に示す小型テレビ
カメラで対象物の画像を撮像した場合も全く同様である
。

【００６７】図１６は、図１に示す測定装置９の変型例
を示している。

【００６８】この変形例では、カーソル発生装置４１に
より図５等に示すカーソルＫが形として作成され、合成
装置２２を介してモニタ５に表示されるようになってい
る。そして、キーボード２７のカーソル移動キーを走査
するか、図示しないマウスを操作することによって、カ
ーソル発生装置４１を介してモニタ５上のカーソルが指
示された方向、位置へ移動する。前記カーソル移動デー
タは、図形発生装置２８と計算装置４２とへも送られ、
これは共に現在カーソルがモニタ画面上のどの位置にあ
るかを掌握するするようになっている。

【００６９】ところで、図形上の特定部位に対応する画
像中の位置がカーソルを用いて指定されると、この指定
されたモニタ画面上の位置データを用いて、図形発生装
置２８は図形が画像と実質的に一致した見え方をするよ
うに図形の姿勢を可変し、最良の姿勢にする。

【００７０】その後、対象物の検査したい部分をなす複
数の点の画面上の位置が、再びキーボードとカーソルに
よって指定され、これら複数の点の画面上の位置データ
は、前記計算装置４２が掌握している。前記計算装置４
２は、前記位置データを使用して測定したい部分をなす
複数の点の３次元空間位置を算出する。これにより、測
定したい部分の実際の長さや面積が計算され、この計算
された結果は、合成装置を介してモニタ５へ送られ、図
１３に示すように表示される。尚、図１６においてキー
ボード２７とカーソル発生装置４１とにより位置決定装
置４３を構成している。

【００７１】図１７〜図２２は本発明対象物の検査方法
の第２実施例に係り、図１７はブレードを表示するモニ
タ画面で特定の位置を指定する様子を示す説明図、図１
８はさらに他の位置を指定する様子を示す説明図、図１
９は位置の指定によって決定される直線を示す説明図、
図２０は特定位置と直線のなす角度を与えることにより
３次元座標系内での特定の直線が決定される様子を示す
説明図、図２１は物体上の２点の指定後に、２点を通る
直線の回りの回転位置の自由度が存在することを示す説
明図、図２２はモニタ画面上の被写体画像と図２１で特
定された図形とを示す説明図である。

【００７２】図１７において、まず節点Ｎ１の画面上に
おける位置を、第１実施例の図５に示すのと同様にして
指定する。節点Ｎ２は図１７のように図面外にあるので
、位置を指定することはできない。

【００７３】次に、前記第１実施例の図９に示すのと同
様にして直線Ｌ１上の点Ｐ３の位置を指定する。そして
、図１８に示すように直線Ｌ２上の点Ｐ２を指定する。 以上が、画面上で位置を指定する作業の全てである。

【００７４】前記点Ｎ１，Ｐ３，Ｐ２が画面上で指定さ
れると、第１実施例で説明したのと同様、図１９のよう
な直線ｇ１，ｇ３，ｇ２が確定する。図１９においてＦ
はこの３次元図形全体をさすものとする。なお、内視鏡
の光学系はディストーションが大きいため、対象物の画
像はディストーションのある画像になっているのが普通
である。そこで、Ｎ１，Ｐ３，Ｐ２の画面上で指定され
た位置はディストーションのある画像に対応した位置な
ので、ここでディストーションを計算で取り除き、ディ
ストーションのない場合の位置に変換しておく。

【００７５】次に、ＣＰＵはｚ１及びθ１　という２つ
のパラメーターに適当な初期値を代入する。ｚ１は節点
Ｎ１のｚ座標で、ｇ１上の適当な場所にまずＮ１を仮定
するのである。θ１　は、図２０に示すように、直線Ｌ
１とｇ１とのなす角で、ＣＰＵはθ１　として適当な初
期値、例えば９０°をまず代入する。

【００７６】このｘｙｚの３次元座標系において、すで
に述べたステップにより直線ｇ１，ｇ３，ｇ２は固定し
た位置にある。ここで接点Ｎ１のｚ座標ｚ１が与えられ
れば、Ｎ１はｇという直線の上の点であるから、Ｎ１の
ｙ，ｚ座標もおのずと決まり、節点Ｎ１の３次元位置が
決まる。

【００７７】直線Ｌ１は、節点Ｎ１を通り、直線ｇ１と
ｇ３を含む平面内にある。したがって、図２０に示すよ
うに、Ｌ１とｇ１のなす角θ１　が与えられれば、この
３次元座標系内での直線Ｌ１の位置は決まる。

【００７８】前記接点Ｎ１と直線Ｌ１の位置が決まると
、３次元図形Ｆのとりうる姿勢の自由は、図２１に示す
ように、節点Ｎ１を固定し、直線Ｌ１の周りに回転した
状態Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，……のみである。そして、図２
０のように図形Ｆの中の直線Ｌ２が、直線ｇ２と交わら
なければならない。したがって、図２１においては、図
形Ｆの姿勢としてとり得るのはＦ１とＦ３の２つである
。一般に、図２１のように回転させた図形と直線との交
点は、Ｐ２１とＰ２３のように２点である。

【００７９】以上のようにして、図形Ｆのとり得る姿勢
は、あるＺ１とθ１　を与えると、図２１のＦ１とＦ３
のような特定の２つの姿勢に限定される。

【００８０】これをモニタの画面上で見ると図２２のよ
うになる。実線は被写体画像、破線は図形Ｆを示す。両
者は、節点Ｎ１および直線Ｌ１を共有している。また、
直線Ｌ２上の点Ｐ２において交わっている。さらに、両
者とも、モニタ画面の外側に図示している部分はもちろ
ん見えていない。

【００８１】そして、図２１におけるＦ１またはＦ３の
一方のみを図２２には図形Ｆとして示している。図形Ｆ
の表示に際してＣＰＵは、対象物の画像と同じ条件にな
るよう、光学系のディストーションを加えて図形Ｆを描
く。

【００８２】ＣＰＵが適当に与えたＺ１とθ１　によっ
て、図２２の図形Ｆが表示された。続いて、オペレータ
ーはキーボードを操作して、パラメーターＺ１とθ１　
の各々を自由に増減させる。Ｚ１とθ１　を変えても、
上述の説明のとおり、図形Ｆにおける節点Ｎ１と直線Ｌ
１は被写体画像のそれらと共有した位置からずれること
ない。また、点Ｐ２において図形Ｆと被写体画像が交わ
ることも不変である。その条件を常にに満たしながら、
パラメーターＺ１とθ１　の変化とともに図形Ｆは姿勢
を変化させる。したがって、オペレーターは図２２のよ
うにモニタを見ながらＺ１とθ１　を加減し、図形Ｆが
被写体画像に重なるように調整することができる。

【００８３】ところで、前記第１実施例では図４に示す
２つの節点Ｎ１，Ｎ２と、２直線Ｌ１，Ｌ２の位置を画
面上で指定しなければならない。画像が第１実施例の図
５等のように撮像されている場合はこれは可能であるが
、内視鏡検査においては内視鏡を挿入できる場所が限ら
れていることも多く、常にこのような理想的な画像が得
られるとは限らない。例えばこの第２実施例の図１７に
示すように、一方の節点であるＮ２が画像中に入らない
状況でしか撮像できないこともある。

【００８４】したがって、第２実施例は、図１７に示す
ようなきびしい条件の画像しか得られない場合において
も、対象物の図形を対象物の画像に重ね合わせることが
でき、計測ができる方法である。

【００８５】このように第２実施例では、図１７に示す
ように、例えば節点Ｎ２が画面からはみ出していて見え
ないような条件のもとでも、図１９における点Ｎ１，Ｐ
２，Ｐ３の画面上の位置を指定し、Ｎ１のＺ座標Ｚ１と
図２０における角度θ１　の２つのパラメータを加減す
ることにより、図形を被写体画像上に重ね合わせること
ができる。そして、計測が可能となる。パラメータの調
整は、多くのパラメーターを可変しなければならない場
合に比べて極めて操作が容易である。また、第１実施例
のように節点Ｎ１，Ｎ２の両方が画面内になければなら
ないという条件が不要で、適用範囲がきわめて広い。

【００８６】［発明の効果］以上説明したように発明に
よれば、繁雑な操作を必要としないで、対象物の画像と
該対象物に対応させて作成した図形画像とを一致させて
、対象物における測定部位の長さ、面積等を計測するこ
とのできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図１５は本発明の第１実施例に係り
、図１は第１実施例の方法に使用する内視鏡装置の構成
図

【図２】ジェットエンジンを示す概略斜視図

【図３】ジ
ェットエンジン内の検査対象物としてのブレードを示す
斜視図

【図４】形状寸法データで構成したブレードの模擬図形
を示す概略図

【図５】ブレードを表示するモニタ画面で特定の位置を
指定している様子を示す説明図

【図６】ブレードを表示するモニタ画面で特定の位置を
指定している様子を示す説明図

【図７】図５及び図６による位置の指定によって２つの
直線が決定されることを示す説明図

【図８】２つの直線上における距離が既知であることか
ら一方の位置に対して他方の位置が決定されることを示
す説明図

【図９】さらに他の位置を指定する様子を示す説明図

【
図１０】さらに他の位置を指定する様子を示す説明図

【
図１１】図９及び図１０の位置の指定によって決定され
る２つの直線等を示す説明図

【図１２】物体上の２点の指定後に、２点を通る直線の
回りの回転位置（回転角）の自由度が存在することを示
す説明図

【図１３】ブレードを表示するモニタ画面上で２点を指
定することにより、それらの線分の長さが計算されて表
示されることを示す説明図

【図１４】図１３の２点の指定により、ブレードの模擬
図形上での２点が決定されることを示す説明図

【図１５
】フローチャート

【図１６】図１に示す測定装置９の変形例を示す説明図
。

【図１７】図１７〜図２２は本発明対象物の検査方法の
第２実施例に係り、図１７はブレードを表示するモニタ
画面で特定の位置を指定する様子を示す説明図

【図１８
】さらに他の位置を指定する様子を示す説明図

【図１９
】位置の指定によって決定される直線を示す説明図

【図２０】特定位置と直線のなす角度を与えることによ
り３次元座標系内での特定の直線が決定される様子を示
す説明図

【図２１】物体上の２点の指定後に、２点を通る直線の
周りの回転位置の自由度が存在することを示す説明図

【
図２２】モニタ画面上の被写体画像と図２１で特定され
た図形とを示す説明図

【図２３】図２３及び図２４は関連技術例の説明図で、
図２３はコンピュータグラフィック画像を表示する際の
位置パラメータの説明図

【図２４】コンピュータグラフィック画像を表示する際
の回転角パラメータの説明図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　形状寸法が既知である対象物を検査す
   る方法であって、対象物を撮像手段で撮像し、モニタ画
   面上に対象物の画像を表示する第１のプロセスと、前記
   形状寸法のデータを用いて、前記対象物に対応する図形
   を構成し、該図形上の複数の特定部位に対応する前記対
   象物の画像中の位置を指定する第２のプロセスと、前記
   第２のプロセスで指定された画像中の各位置のデータを
   用いることにより、前記図形が前記対象物の画像と実質
   的に一致した見え方をするように前記図形の姿勢を可変
   する第３のプロセスと、前記対象物の検査したい部分を
   成す複数の点の画像上における位置を指定して、これら
   の位置のデータから前記図形上における対応する複数の
   点の位置を決定する第４のプロセスと、により前記第４
   のプロセスで指定された複数の点に対応する前記図形上
   での各位置データを用いて、前記複数の点によって規定
   される被測定量を計測する撮像手段を用いた対象物の検
   査方法。
2. 【請求項２】　　前記第３のプロセスでは、前記第２の
   プロセスで指定された画像中の各位置のデータを用いる
   とともに、図形が対象物の画像と実質的に一致した見え
   方をするように一つないし複数のパラメータを調整する
   ことを特徴とする請求項第１項に記載の撮像手段を用い
   た対象物の検査方法。