JPH052171B2

JPH052171B2 -

Info

Publication number: JPH052171B2
Application number: JP61066167A
Authority: JP
Inventors: Jiro Takashita
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1993-01-11
Also published as: JPS62222115A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は真円度図形解析装置に関する。

〔従来の技術〕

真円度についてJIS規格では、最小領域法によ
り求めるように決められている。即ち、真円度図
形を２つの同心円ではさみ同心円の半径差を最も
小さくした時の値を真円度としている。

従来真円度図形から真円度を解析する方法とし
て、１目盛りが２mm程度の単位の目盛りが表示さ
れている目盛り板（テンプレート）を人手によつ
て徐々に動かして２点以上外接、２点以上内接す
る位置を探し求め両者の差をもつて真円度を読み
取つていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の人手によつて真円度を求める方
法では集中力を要し、時間がかかる割には読み取
りに勘違いがあつたり、得られた値に個人差が生
じたり、又、0.1mm以下の読み取りは不可能であ
つた。コンピユータを利用して処理する方法では
装置が高価になるという問題点があつた。

本発明は上記事情に鑑み提案されたもので、そ
の目的はパーソナルコンピユータ程度の機種で個
人差もなく実用的には充分な時間（速度）内に、
人間が判定する以上の、そして実用的には充分の
精度である桁数の数値を演算処理して求めること
の可能な真円度図形解析装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明において、上記の問題点を解決するため
の手段は、デイジタイザ又は真円度測定器から２
次元平面内の交差しない閉じた曲線上の点の位置
座標データである真円度図形データが入力される
とともに、この真円度図形データの一周を所定角
度毎に等分し、この等分した図形データの各点の
位置を入力時の中心位置を基準とした位置座標デ
ータに処理する入力部と、この所定角度毎の位置
座標データより真円度図形の重心位置を演算し、
重心中心位置を決定する重心決定部と、真円度デ
ータを算出するための仮中心位置を、前記重心中
心位置を始点として、順次、異なる中心位置に移
動させるため、前記入力時中心位置と前記重心中
心位置との距離に応じて、移動単位を設定する移
動単位設定部と、前記仮中心位置の周りに前記移
動単位に区切つた複数の枡目を作成し、この枡目
上の各点を仮中心の移動位置に割り当てて移動位
置を決定する仮中心位置決定部と、前記重心中心
位置または仮中心位置から前記所定角度毎の位置
座標データの各点までの距離を演算し、最大値と
最小値とから真円度データを算出するとともに、
仮中心位置を前記仮中心位置決定部で決定された
前記枡目上の点に移動させ、移動後に算出した真
円度データと移動前に算出した真円度データとを
比較する移動比較処理を行い、移動後の真円度デ
ータが小さいときには移動後の中心位置を新たな
仮中心位置として前記移動比較処理を続行し、移
動後の真円度データが大きいときには前記移動単
位を順次減少させて前記移動比較処理を繰り返
し、前記移動単位が予め設定された最小移動単位
以下になつたとき、前記仮中心を最終中心位置と
決定する真円度決定手段部と、前記所定角度毎に
等分した点に付与された番号と、前記各中心位置
およびこの各中心位置を基準とした点毎の半径値
または座標値が記憶される記憶部と、前記各中心
位置を基準とした半径値または座標値である真円
度図形データまたは真円度データを出力する出力
部と、前記各部を統轄制御する制御部とからなる
ことを特徴とする真円度図形解析装置とするもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明を、実施例と図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、本発明を実施した真円度図形解析装
置の構成を示す。

第１図において、真円度図形解析装置は制御部
（パーソナルコンピユータ）１と、真円度図形デ
ータを提供するデイジタイザ２と、入力手段とし
てのキーボード３と、各種情報を映し出すCRT
デイスプレイ４と、各種図を描かせるプリンタ又
はXYプロツタ５と、データを保存するフロツピ
ーデイスク６とから構成される。

第２図は、もう１つの構成例を示すものであ
る。第１図と異なるのは、真円度図形データを真
円度測定器２′からアナログ−デイジタル変換器
２a′を介して直接パーソナルコンピユータ１に入
力し演算処理しようとするもので、入力部分が異
なるだけで演算処理部は同じ考えである。

第３図は、本発明を実施した真円度図形解析装
置の構成を更に詳しく表わしたブロツク線図を示
す。

第３図において、真円度図形解析装置は制御部
（パーソナルコンピユータ）１と、カーソル中心
をCRTデイスプレイ４上の任意の位置に定めて
固定して、入力時中心とし、デイジタイザ２また
は真円度測定器２′からの真円度図形データを入
力し、この入力時中心点と図形上の点の座標とを
受け入れて処理する入力部７と、該入力部７で一
周をＮ等分した点の位置データに直したものを点
の番号とその点の座標値又は半径値を記憶する記
憶部８と、Ｎ個の点の重心位置を演算し入力時中
心との距離を算出する重心決定部９と、該重心決
定部９で求めた入力時中心との距離に応じて大・
中・小と３段階程度用意された移動単位を設定し
重心位置を仮の真円度中心とする移動単位設定部
１０と、仮の真円度中心から図形上の各点（記憶
部８のデータを使用）までの距離を演算し、その
内の最大のものとその点の番号、および最小のも
のとその点の番号を一時記憶し、最大距離から最
小距離を減算したものを仮の真円度として一時記
憶する真円度決定手段部たる半径長演算部１１
と、既に得られた情報から仮中心を通り移動単位
の枡目を考え、仮中心点から２移動単位離れた枡
目上の点Ａ〜Ｐ（第６図ｂ参照）の16点に割りあ
てて移動方向を決定し仮中心を定める仮中心決定
部１２と、各種情報を映し出すCRTデイスプレ
イ４および各種図を描かせるプリンタ又はXYブ
ロツク５に出力する出力部１３とで構成される。

次に上記の如く構成された本装置の動作を説明
する。

第４図はジエネラルフローチヤートを示す。

まず、スタートすると第段で新規データか否
かを聞いてくる。新規データであれば次に第段
で入力装置を選ぶ。前述した第１図の構成の場合
には第段に進み、第２図の構成の場合には第
段に進む。第段では、真円度図形をデイジタイ
ザの面に置きカーソルにより図形上の特徴点を作
業者がひろつて行くことで図形の座標値がデータ
としてとり出され、直ちに補間処理されて図形の
入力中心を中心として一周を512点又は1024点に
分割した各点のＸ，Ｙ座標として記憶される。第
段および第段により入力されたデータは第
段および第段で必要があればフロツピーデイス
クに保存することができる。フロツピーデイスク
に保存した時はフロツピーデイスクから、保存し
ない時は第段あるいは第第から直接第段に
進む。第段で新規データでない時は以前に第
段で保存してあつたデータを呼び出して第段で
フロツピーデイスクより入力し第段に進み、第
段で真円度処理を行なう。この第段が本発明
の核心部分であり後で詳述する。

第段で真円度処理を終了すると第段で終り
か否か聞いてくる。終りなら１つのデータの真円
度図形解析の終了であり、終りでなければ最初に
戻り別のデータによつて再度繰り返す。

以上が本発明の総合的な操作の流れであるが、
次に本発明の核心部分である第段の真円度処理
の内容を詳述する。

第５図は真円度処理の内容を表わすフローチヤ
ートを示し、第６図ａ，ｂは真円度処理過程での
移動方向の決定方法を示し、第５図中の第段の
説明図である。第７図は第６図ｂの一部拡大図を
示し、仮中心の周り８方向移動を表わす枡目を示
す。

第５図において、真円度を求めるにはまずスタ
ートして、第段で入力した真円度図形を512点
に分割したものの重心を仮中心とする。そしてし
第段でその点を内接、外接円の２つの同心円中
心とした場合の仮真円度を求める。その方法とし
ては、仮中心とした点から図形上の各点までの距
離を調べ最も大きい点までの距離Rmax.と、そ
の点の番号imax.および最も小さい点までの距離
Rmin.とその点の番号imin.を求める。そしてこ
のRmax.−Rmin.がその点における真円度を与え
るものである。

次に、第段で移動単位を決定するがその方法
は、真円度図形を最初に入力した時の中心点と、
補間処理した各点の重心位置（この点を以後の処
理を始めるときの仮中心とする。）との間の距離
が大きい時には移動単位を0.32mmとし、小さい時
には0.08mmとし、中間の時には0.16mmとしてい
る。これは、この距離が大きい程真円度が最良と
なる中心点までの移動距離が大きい傾向があるの
で移動単位を大きく設定した方が有利となるから
である。なお、ここで移動単位を大きくすると後
述する第段から第段の繰り返し数が増え、移
動単位を小さくすると第段から第段の繰り返
し数が増えることになる。そして第段におい
て、移動単位を選ぶことによりあらゆる場合にお
ける解析時間をトータルとして短くすることが可
能となる。なおこの0.32mm，0.16mm，0.08mmの数
値は経験則に基づくものである。

次に、第段において仮中心の移動方向を決定
するが、その方法としては第段で求めたimin.
とimax.からRmax.−Rmin.がより小さくなる方
向を（つまり真円度が向上するであろう方向を）
予測して決定している。即ち、第６図ａにおいて
Poが現在の仮中心位であり、imin.はPoから最短
距離になる点の位置であり、imax.はPoから最大
距離になる点の位置である。矢印ＡはPoから
imin.の反対方向を指す。矢印Ｂはimax.方向を指
している。矢印Ｃは矢印ＡとＢを２等分する方向
を示しており、この方向が第段で求めるところ
の移動方向である。

そして、この第，段で求めた数値と方向に
従つて第段で仮中心を枡目の移動量だけ移動さ
せて第段でその点での真円度を求める。第段
では、前回求めた真円度と比較し真円度が向上し
ていれば第段にもどり、更に仮中心を移動させ
て真円度を比較することを次々と繰り返す。

何回か比較を繰り返すうちに、前回求めた真円
度よりかえつて悪くなる状態が生じた。その時に
は、第７図における如くPoの仮中心の周りに１
移動単位の枡目を想定し、その枡目上の点１〜８
の各点での真円度を順次調べる（第〜第段）。
１〜８の各点で真円度がより良い方向があれば
（第段）、その時点で第段に戻り処理を続け
る。第段〜第段で１〜８の８方向全部につい
て調べても真円度が良くなる方向がない場合があ
る。その場合には、その時の仮中心を中心とし一
辺の長さが移動単位の２倍である正方形の範囲内
に真の真円度中心があると考えられ次の処理形態
に移る。

即ち、第段において移動単位をそれまでの1/
２にして、第段から第段において第７図にお
ける如くPoの仮中心の周りに１移動単位の枡目
を想定、その枡目上の点１〜８の各点での真円度
を順次調べる。この場合、前回第段〜第段で
の調べ方と異なり必ず１〜８の８方向を調べるこ
とである。そして第段でPoの仮中心を含め合
計９ケースの真円度のうち最小の真円度を与える
点を仮中心とする。

次に第〓〓段において、移動単位を更に1/2にし
て、第段において、移動単位があらかじめ決め
られた最小単位の数値でなければ第段に戻り、
上述した動作をあらかじめ決められた最小単位の
数値に到達するまで繰り返すことになる。第段
から第段までの動作を１回行なう毎に移動単位
は1/2となるので、１例としては、0.04mm→0.02
mm→0.01mm→0.005mm→0.0025mmと言う様に５回の
繰り返しで移動単位は0.0025mmにまで小さくな
る。そして実用的にはこの時に得られる真円度で
充分な精度である。即ち、この場合の誤差はデー
タの量子化誤差を別にすれば、移動単位の最小を
2.5μｍとした時に最大２×2.5μｍ×√２≒7μｍ程
度である。拡大された図で10mm程度の真円度を判
定することが多いが、0.007／10＝７×10^-4は真
円度として一般に必要とされる精度（10^-2程度）
と比べて充分な精度であり、又処理に要する時間
もベーシツクプログラム（１部機械語）を16bit
パーソナルコンピユータで走らせ、手動入力を除
いた真円度演算に５〜16秒を要するがこれも実用
的には充分な時間（速度）である。

又、真円度処理の別の方法して簡略法を用いる
こともできる。第８図はこの簡略法のフローチヤ
ートを示し、第５図における第段以降の処理を
省略したものである。この場合、中心を移動する
単位を、第５図における第段〜第段の単位よ
りも比較的小さく（0.05程度以下）設定しておい
て真円度処理を行なう方法である。これでもマニ
ユアルでの判定法と同程度の精度で、しかも実用
上充分な速さで演算処理可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く本発明によれば、与えられ
た真円度図形の仮中心を順次チエツクし、更に移
動単位を小さくしながら仮中心を順次チエツク
し、真円度の向上を追い求めて行く逐次探査法を
採ることで真円度図形を解析している。

その結果、パーソナルコンピユータ程度の機種
で個人差もなく実用的には充分な時間（速度）内
に、人間が判定する以上の、そして実用的には充
分の精度である桁数の数値を演算処理して求める
ことの可能な真円度図形解析装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した真円度図形解析装置
の構成を示し、第２図はもう１つの構成図を示
し、第３図は本発明を実施した真円度図形解析装
置の構成を更に詳しく表わしたブロツク線図を示
し、第４図はジエネラルフローチヤートを示し、
第５図は真円度処理の内容を表わすフローチヤー
トを示し、第６図ａ，ｂは真円度処理過程での移
動方向の決定方法を示し、第７図は第６図ｂの一
部拡大図を示し、仮中心の周り８方向移動を表わ
す枡目を示し、第８図は簡略法のフローチヤート
を示す。１……パーソナルコンピユータ（制御部）、２
……デイジタイザ、２′……真円度測定器、２′ａ
……Ａ／Ｄ変換器、３……キーボード、４……
CRTデイスプレイ、５……プリンタ又はXYプロ
ツタ、６……フロツピーデイスク、７……入力
部、８……記憶部、９……重心決定部、１０……
移動単位設定部、１１……半径長演算部、１２…
…仮中心決定部、１３……出力部。

Claims

【特許請求の範囲】１デイジタイザ又は真円度測定器から２次元平
面内の交差しない閉じた曲線上の点の位置座標デ
ータである真円度図形データが入力されるととも
に、この真円度図形データの一周を所定角度毎に
等分し、この等分した図形データの各点の位置を
入力時の中心位置を基準とした位置座標データに
処理する入力部と、この所定角度毎の位置座標データより真円度図
形の重心位置を演算し、重心中心位置を決定する
重心決定部と、真円度データを算出するための仮中心位置を、
前記重心中心位置を始点として、順次、異なる中
心位置に移動させるため、前記入力時中心位置と
前記重心中心位置との距離に応じて、移動単位を
設定する移動単位設定部と、前記仮中心位置の周りに前記移動単位に区切つ
た複数の枡目を作成し、この枡目上の各点を仮中
心の移動位置に割り当てて移動位置を決定する仮
中心位置決定部と、前記重心中心位置または仮中心位置から前記所
定角度毎の位置座標データの各点までの距離を演
算し、最大値と最小値とから真円度データを算出
するとともに、仮中心位置を前記仮中心位置決定
部で決定された前記枡目上の点に移動させ、移動
後に算出した真円度データと移動前に算出した真
円度データとを比較する移動比較処理を行い、移
動後の真円度データが小さいときには移動後の中
心位置を新たな仮中心位置として前記移動比較処
理を続行し、移動後の真円度データが大きいとき
には前記移動単位を順次減少させて前記移動比較
処理を繰り返し、前記移動単位が予め設定された
最小移動単位以下になつたとき、前記仮中心を最
終中心位置と決定する真円度決定手段部と、前記所定角度毎に等分した点に付与された番号
と、前記各中心位置およびこの各中心位置を基準
とした点毎の半径値または座標値が記憶される記
憶部と、前記各中心位置を基準とした半径値または座標
値である真円度図形データまたは真円度データを
出力する出力部と、前記各部を統轄制御する制御部とからなること
を特徴とする真円度図形解析装置。