KR100987687B1 - 왜곡 평가 장치 및 왜곡 평가 방법 - Google Patents

왜곡 평가 장치 및 왜곡 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가할 수 있는 왜곡 평가 장치를 제공한다. 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 장치(40)로서, 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 수단(41)과, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 수단(43)과, 곡률 데이터 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 수단(42)을 포함한다.

Description

왜곡 평가 장치 및 왜곡 평가 방법{DISTORTION EVALUATING APPARATUS AND DISTORTION EVALUATING METHOD}
본 발명은, 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여, 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 장치 및 왜곡 평가 방법에 관한 것이다.
강판을 사용하여 제작된 차량의 도어 패널 등의 보디 표면에는, 강판의 판 두께 및 조성 등에 따라, 설계대로 제작된 것과는 상이한 형상(즉, 왜곡)이 발생하는 경우가 있다. 그리고, 그 왜곡이 허용할 수 있는 정도의 것인지의 여부에 대한 판정은, 숙련된 사람의 감성에 의한 관능 평가(sensory evaluation)에 의존하여 행해지고 있다. 그러나, 오랜 기간 동안, 다양한 왜곡을 보아온 경험이 있는 숙련자가 아니면, 왜곡 정도의 평가를 일정한 기준하에서 정확하게 행할 수 없다. 그러므로, 보디 표면 등의 피 측정면의 왜곡으로부터 어떤 특징을 기계적으로 추출하여, 왜곡 정도의 관능 평가를 정량적으로 행하는 것을 목적으로 한 왜곡 평가 장치가 제안되어 있다.
특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는, 피 측정면의 요철(凹凸)을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하고, 왜곡을 나타내는 특징으로서 그 2차 미분값 데이터의 최대값과 최소값의 차분값 등을 추출한다. 그리고, 예측 식 에 그 차분값을 대입하여 왜곡의 평가값을 예측하는 방법을 채용하고 있다. 상세하게는, 계측된 피 측정면의 단면 형상선과 설계 데이터 그 자체의 값 등의 이상 곡선의 차분을 연산하여, 피 측정면에 생긴 대소(大小) 모든 왜곡을 포함하는 면 왜곡 형상선을 얻고 있다. 그리고, 도출된 대소 모든 왜곡을 포함하는 면 왜곡 형상선을 2차 미분하고, 그 2차 미분값의 최대값과 최소값의 차분값을 왜곡 평가에 사용하고 있다. 이 2차원 계측 데이터(면 왜곡 형상선)의 2차 미분값은 피 측정면의 단면의 곡률 데이터에 해당하고, 2차 미분값의 절대값이 커질수록, 큰 왜곡이 발생하고 있는 것으로 판정할 수 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특허 제3015615호 공보
특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는, 예를 들면, 왜곡 정도를 평가하기 위한 특징으로서 2차원 계측 데이터(면 왜곡 형상선)의 2차 미분값의 최대값과 최소값의 차분값을 사용하고 있다. 이것은, 피 측정면에 존재하는 대소 모든 왜곡을 포함하는 데이터를 피 측정면의 왜곡 평가에 사용하고 있는 것을 의미하고 있다. 사람에 의한 관능 평가에서는, 왜곡이 존재하고 있어도, 그것이 눈에 띄지 않으면 허용되는 경우가 있지만, 2차원 계측 데이터의 2차 미분값을 데이터 처리하지 않고 그대로 사용하는 종래의 수법으로는, 사람에 의한 관능 평가로는 허용되는 작은 왜곡까지도 문제시하고 있다.
또한, 2차 미분값의 절대값이 크면, 큰 왜곡이 발생하고 있다는 왜곡 평가가 내려져야 하지만, 특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는 그와 같은 왜곡 평가가 행해지지 않는 경우가 있다. 예를 들면, 양의 방향으로 절대값이 큰 피크(최대값)를 가지고, 음의 방향으로 절대값이 작은 피크(최소값)를 가지는 파형, 양의 방향과 음의 방향으로 절대값이 균등한 피크(최대값 및 최소값)를 가지는 파형, 양의 방향으로 절대값이 작은 피크(최대값)를 가지고, 음의 방향으로 절대값이 큰 피크(최소값)를 가지는 파형 등이 있지만, 특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는, 2차 미분값의 최대값과 최소값의 차분값이 같으면, 전술한 3종류의 파형 모두에 대한 왜곡 평가의 결과는 같다.
따라서, 종래의 왜곡 평가 장치에 의한 왜곡의 평가 결과는, 목적으로 하는 사람에 의한 관능 평가 결과와는 상이하게 되며, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가하고 있다고 할 수 없다.
또한, 강판의 스프링 백에 의해, 피 측정면의 베이스 라인이 되는 원래의 형상이 변형되어, 그 단면 형상선이 설계 데이터와 상이하게 될 수도 있다. 이 경우에는, 왜곡이 아닌 피 측정면의 원래의 형상까지도 왜곡으로 간주한다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는, 단면 형상선과 이상 곡선의 차분을 연산하여, 피 측정면에 발생한 왜곡만을 포함하는 면 왜곡 형상선을 얻고자 하지만, 그 차분값에는, 왜곡뿐만 아니라 피 측정면의 원래의 형상까지도 포함되게 된다. 또한, 왜곡이 발생하고 있지 않아도, 스프링 백에 의한 피 측정면의 원래의 형상이 왜곡으로 판정될 가능성도 있다.
또한, 특허 문헌 1에 기재된 왜곡 평가 장치에서는, 2차 미분값을 감시하여 그 최대값과 최소값의 차분값을 도출하는 연산을 행하고 있으므로, 항상 일정 이상의 연산 부하가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은, 전술한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가할 수 있는 왜곡 평가 장치 및 왜곡 평가 방법을 제공하는 점에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 왜곡 평가 장치의 특징적 구성은, 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 장치로서, 상기 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 수단과, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 수단과, 상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 수단을 포함하는 점에 있다.
상기 단면의 곡률 데이터는, 단면의 2차원 계측 데이터를 미분하여 단면의 각 점에서의 기울기 데이터를 얻고, 또한 그 단면의 각 점에서의 기울기 데이터를 미분하여 얻은 단면의 기울기의 변화를 나타내는 데이터이다. 예를 들면, 단면이 1개의 원과 같은 일정한 곡률의 형상인 경우, 단면의 기울기는 일정량씩 변화하므로, 단면의 각 점에서의 기울기의 변화량 데이터는 일정하게 된다. 반면에, 단면이, 예를 들면, 정현파와 같은 복수개의 곡률을 가지는 원을 조합한 형상인 경우, 단면의 각 점에서의 기울기의 변화량은 일정하게 되지 않는다. 이상과 같이, 2차 미분 수단은, 피 측정면의 요철을 나타내는 특정한 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분함으로써, 단면의 곡률 데이터를 도출하게 된다.
전술한 특징적 구성에 의하면, 2차 미분 수단은, 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 단면의 곡률 데이터를 도출한다. 허용 범위 설정 수단은, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정한다. 왜곡 데이터 추출 수단은, 상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출한다. 즉, 본 특징적 구성의 왜곡 평가 장치는, 설정 허용 범위 내에 있는 절대값이 작은 곡률 데이터를 왜곡으로 간주하지 않는 데이터 처리를 행하고 있다. 이 데이터 처리는, 사람에 의한 관능 평가에서 작은 왜곡이 허용되는 점과 같다.
또한, 허용 범위 설정 수단이 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 설정 허용 범위를 설정하므로, 곡률 데이터 중 어느 것을 왜곡 데이터로서 추출할지를 자유롭게 설정할 수 있다. 즉, 강판의 스프링 백에 의해 피 측정면의 원래의 형상이 변형되더라도, 원래의 형상에 해당하는 상기 기준값을 그 형상에 맞추어서 증가 또는 감소시켜서, 피 측정면의 원래의 형상을 나타내는 단면의 2차 미분값과 동등한 값으로 설정해 두면, 스프링 백에 의한 피 측정면의 원래의 형상이 왜곡으로 간주되지 않을 수 있다.
거기에 더하여, 왜곡 데이터 추출 수단은, 상기 왜곡 데이터를 추출할 때 상기 곡률 데이터와 상기 설정 허용 범위를 비교하기만 하면 되므로, 큰 연산 부하가 왜곡 평가 장치에서 발생하지도 않는다.
이상과 같이, 본 특징적 구성의 왜곡 평가 장치에서 왜곡의 평가 결과의 근원이 되는 상기 왜곡 데이터는, 사람에 의한 왜곡의 관능 평가 결과의 근원이 되는 정보와 유사하므로, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 왜곡 평가 장치의 다른 특징적 구성은, 상기 허용 범위 설정 수단은, 상기 피 측정면의 특성에 따라 상기 기준값, 상기 상한값 및 상기 하한값 중 적어도 어느 하나를 변경하는 점에 있다.
피 측정면이 평탄하면 단면의 2차 미분값은 0(단면의 곡률 데이터는 0)이지만, 피 측정면의 단면 형상이 원래 커브일 경우에는, 전술한 곡률 데이터도 그 단면 형상과 동일하게 변화되고, 원래의 단면 형상을 나타내는 단면의 곡률 데이터가, 상기 설정 허용 범위를 초과할 수도 있다. 그 때는, 왜곡이 발생하고 있지 않더라도, 피 측정면 자체의 원래의 형상을 나타내는 단면의 곡률 데이터가 왜곡 데이터로 간주될 가능성도 있다.
그래서, 전술한 특징적 구성에, 허용 범위 설정 수단이, 피 측정면의 원래의 단면 형상 등의 특성에 따라, 상기 기준값, 상한값 및 하한값 중 적어도 어느 하나를 변경하므로, 피 측정면에 생긴 왜곡이 선택적으로 왜곡 데이터로서 추출되게 된다. 그 결과, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 왜곡 평가 장치의 또 다른 특징적 구성은, 상기 2차 미분 수단은, 복수개의 단면마다의 상기 곡률 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고, 상기 왜곡 데이터 추출 수단은, 상기 단면마다의 상기 왜곡 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 추출하고, 3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여 상기 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 왜곡 정도 평가 수단을 포함하는 점에 있다.
전술한 특징적 구성에 의하면, 왜곡 정도 평가 수단이, 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하므로, 피 측정면의 3차원 형상에 포함되는 왜곡 정도를 정량적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 왜곡 평가 장치의 또 다른 특징적 구성은, 3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 수단과, 상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 체적을 도출하는 왜곡 체적 도출 수단을 포함하고, 상기 왜곡 정도 평가 수단은, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 점에 있다.
전술한 특징적 구성에 의하면, 왜곡 길이 도출 수단은, 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출한다. 왜곡 체적 도출 수단은, 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여 특정한 왜곡 영역의 체적을 도출한다. 왜곡 정도 평가 수단은, 특정한 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가한다. 따라서, 피 측정면의 3차원 형상에 포함되는 특징(왜곡 영역의 길이 및 체적)을 사용하여 왜곡 정도를 정량적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 왜곡 평가 장치의 또 다른 특징적 구성은, 3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 수단과, 상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이에 수직인 폭을 그 길이 방향을 따라 적산(積算)하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 면적을 도출하는 왜곡 면적 도출 수단을 포함하고, 상기 왜곡 정도 평가 수단은, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 점에 있다.
전술한 특징적 구성에 의하면, 왜곡 길이 도출 수단은, 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출한다. 왜곡 면적 도출 수단은, 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 특정한 왜곡 영역의 길이에 수직인 폭을 그 길이 방향을 따라 적산하여, 특정한 왜곡 영역의 면적을 도출한다. 왜곡 정도 평가 수단은, 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가한다. 따라서, 피 측정면의 3차원 형상에 포함되는 특징(왜곡 영역의 길이 및 면적)을 사용하여 왜곡 정도를 정량적으로 평가할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 왜곡 평가 방법의 특징적 구성은, 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 방법으로서, 상기 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 단계와, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 단계와, 상기 설정 허용 범위를 참조하여, 상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 단계를 포함하는 점에 있다.
전술한 특징적 구성에 의하면, 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여 단면의 곡률 데이터를 도출하고, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하고, 상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출한다. 즉, 본 특징적 구성의 왜곡 평가 방법은, 설정 허용 범위 내에 있는 절대값이 작은 곡률 데이터를 왜곡으로 간주하지 않는 데이터 처리를 행하고 있다. 이 데이터 처리는, 사람에 의한 관능 평가에서 작은 왜곡이 허용되는 점과 같다.
또한, 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 설정 허용 범위를 설정하므로, 곡률 데이터 중 어느 것을 왜곡 데이터로서 추출하는지를 자유롭게 설정할 수 있다. 즉, 강판의 스프링 백에 의해 피 측정면의 원래의 형상이 변형되더라도, 원래의 형상에 해당하는 상기 기준값을 그 형상에 맞추어서 증가 또는 감소시켜서, 피 측정면의 원래의 형상을 나타내는 단면의 2차 미분값과 동등한 값으로 설정하여, 스프링 백에 의한 피 측정면의 원래의 형상이 왜곡으로 간주되지 않도록 할 수 있다.
거기에 더하여, 상기 왜곡 데이터를 추출할 때 상기 곡률 데이터와 상기 설정 허용 범위를 비교하기만 하면 되므로, 큰 연산 부하가 발생하지도 않게 된다.
이상과 같이, 본 특징적 구성의 왜곡 평가 방법에서 왜곡의 평가 결과의 근원이 되는 상기 왜곡 데이터는, 사람에 의한 왜곡의 관능 평가 결과의 근원이 되는 정보와 유사하므로, 피 측정면에서의 왜곡을 정량적으로 평가할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 비접촉 3차원 계측 시스템 및 왜곡 평가 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 측정 헤드에서 취득된 촬영 화상과 그 촬영 화상으로부터 얻어지는 측정 화상에 대한 설명도이다
도 3은 단면의 왜곡 데이터를, 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 그린 도면이다.
도 4의 (a)는 도 3의 단면 A-A'에서의 형상선과 그 2차원 계측 데이터를 2차 미분한 데이터의 그래프이며, (b)는 도 3의 단면 B-B'에서의 형상선과 그 2차원 계측 데이터를 2차 미분한 데이터의 그래프이다.
도 5는 복수개의 단면마다의 곡률 데이터와 설정 허용 범위의 상한값을 모식적으로 그린 그래프이다.
도 6은 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합에 의한 왜곡 평가용 데이터와 평가 기준 데이터의 비교 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 비접촉 3차원 계측 시스템 및 왜곡 평가 장치의 기능 블록도이다.
도 8은 복수개의 단면마다의 곡률 데이터와 설정 허용 범위의 상한값을 모식 적으로 그린 그래프이다.
도 9는 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합에 의한 왜곡 평가용 데이터를 평가하기 위한 평가 기준 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 10은 허용 설정 범위를 변경한 상태를 설명하는 그래프이다.
[부호의 설명]
40: 왜곡 평가 장치
41: 2차 미분 수단
42: 왜곡 데이터 추출 수단
43: 허용 범위 설정 수단
44: 왜곡 길이 도출 수단
45: 왜곡 체적 도출 수단
46: 왜곡 정도 평가 수단
47: 왜곡 면적 도출 수단
<제1 실시예>
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비접촉 3차원 계측 시스템 및 왜곡 평가 장치(40)의 기능 블록도이다. 이 비접촉 3차원 계측 시스템은, 강판을 금형으로 프레스 가공하여 제작된 도어 패널의 형상을 비접촉으로 3차원 계측하는 것이다. 그리고, 비접촉 3차원 계측 시스템은, 측정 헤드 이동 수단으로서의 로봇 핸드(10)와, 로봇 핸드(10)에 의한 도어 패널 추종 주사하에서 위상 시프트하면서 피 검사면 상에 투영되는 격자 패턴의 촬상 화상을 프린지 해석(fringe analysis)하여 촬상 화상의 화소마다 3차원 좌표값을 구하고, 화소마다 3차원 거리 데이터가 할당된 측정 화상(정확하게는 화상을 구성하는 화소의 값이 3차원 거리 데이터이며, 일반적인 화상과는 상이하지만, 여기서는 이해하기 쉽게 측정 화상으로 부르기로 함)을 출력하는 비접촉 3차원 측정 수단(20)과, 이 비접촉 3차원 측정 수단(20)으로부터 차례로 보내져 오는 도어 패널의 일부의 측정 화상을 처리하여 도어 패널 전체의 3차원 계측 데이터를 생성하는 3차원 계측 컨트롤 유닛(30)을 포함하고 있다. 또한, 왜곡 평가 장치(40)는, 컴퓨터 등의 연산 처리 장치와 소정의 프로그램의 조합에 의해 실현할 수 있다.
로봇 핸드(10) 자체는 공지된 것이며, 선단에 3차원으로 위치 이동 가능한 툴 장착부(11a)를 가지는 암 기구(11)와, 이 암 기구(11)의 움직임을 제어하는 로봇 핸드 컨트롤러(12)로 이루어진다.
비접촉 3차원 측정 수단(20)은, 격자 패턴을 피 측정면에 투영하는 프로젝터로서 기능하는 프린지 투영부(21a)와 피 측정면에 투영되어 변형된 격자 상을 촬영하는 카메라부(21b)로 이루어지는 측정 헤드(21)와, 프린지 투영부(21a)와 카메라부(21b) 등을 제어하는 제어부(22)와, 카메라부(21b)로부터 보내져 온 촬상 화면의 화상을 분석하여 전술한 측정 화상을 생성 출력하는 3차원 거리 데이터 측정부(23)를 포함하고 있다. 이와 같은 비접촉 3차원 측정 수단(20)은, 격자 패턴 투영에 위상 시프트를 조합함으로써 보다 정밀도가 높은 측정을 할 수 있지만, 그 측정 원리나 구조는 공지된 것이며, 예를 들면, 일본국 특개 2004-317495호 공보나 일본국 특개 2002-257528호 공보에 설명되어 있다. 측정 헤드(21)는 로봇 핸드(10)의 툴 장착부(11a)에 장착되어 있으므로, 임의의 3차원 위치로 이동하여 3차원 측정을 행할 수 있다.
여기서, 카메라부(21b)에서 취득된 촬영 화상과 그 촬영 화상에 대응하는 측정 화상에 대하여 도 2를 사용하여 설명한다. 촬영 화상은, 프린지 투영부(21a)에 의해 피 측정면에 투영된 격자 패턴이 피 측정면에 곡면 내지는 형상 변화에 의해 변형된 변형 격자 패턴을, 이 촬영 화상을 구성하는 각 화소의 화소값인 농도의 변화로 나타내고 있다. 이 촬영 화상에서의 피 측정면의 형상 변화에 의해 변화하는 변형 격자 패턴을 화상 분석함으로써, 각 화소(반드시 촬영 화상의 화소와 1 대 1의 관계가 아니어도 됨)의 3차원 좌표값, 즉 3차원 거리 데이터가 산정된다. 이와 같이, 각 화소의 화소값으로서 농도 대신, 3차원 거리 데이터가 할당된 것을 여기서는 측정 화상으로 부르고 있고, 예를 들면, 측정 화상의 특정 화소 Pn은 (Xn, Yn, Zn)의 3차원 좌표값(3차원 거리 데이터)인 화소값을 갖게 된다.
전술한 바와 같이 하여 생성된 3차원 계측 데이터는, 3차원 계측 컨트롤 유닛(30)으로부터 왜곡 평가 장치(40)에 전달된다. 이하에서, 왜곡 평가 장치(40)의 구성과, 왜곡 평가 장치(40)를 사용하여 행해지는 왜곡 평가 방법에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 왜곡 평가 장치(40)는, 3차원 계측 데이터 중, 피 측정면의 요철을 나타내는 특정한 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 수단(41)과, 기준값으로부터의 상한값 및 하 한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 수단(43)과, 상기 곡률 데이터 중 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 수단(42)을 포함한다. 또한, 2차 미분 수단(41)은, 복수개의 단면마다의 곡률 데이터를 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고 있다.
전술한 바와 같이, 2차 미분 수단(41)은 단면의 곡률 데이터를 도출하는 것이다. 구체적으로 설명하면, 단면의 2차원 계측 데이터를 미분하면 단면의 각 점에서의 기울기 데이터가 얻어지고, 또한 단면의 각 점에서의 기울기 데이터를 미분하면 기울기의 변화량 데이터가 얻어진다. 예를 들면, 단면이 하나의 원과 같은 일정한 곡률의 형상인 경우, 단면의 기울기는 일정량씩 변화하므로, 단면의 각 점에서의 기울기의 변화량 데이터는 일정하게 된다. 반면에, 단면이, 예를 들면, 정현파와 같은 복수개의 곡률을 가지는 원을 조합한 형상인 경우, 단면의 각 점에서의 기울기의 변화량은 일정하게 되지 않는다. 이상과 같이, 2차 미분 수단(41)은, 피 측정면의 요철을 나타내는 특정한 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분함으로써, 단면의 곡률 데이터를 도출하고 있다고 할 수 있다.
도 3은, 후술하는 왜곡 데이터를 그 값의 크기에 따른 그레이 스케일(gray scale)로 그린 것이다. 즉, 2차 미분 수단(41)이 도출한 단면의 곡률 데이터를, 피 측정면의 서로 평행한 복수개의 단면에서 도출하여 3차원으로 그린 것이다. 본 실시예에서 피 측정면으로서 예시하는 것은, 도어 핸들의 장착부(2)이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 도어 핸들의 장착부(2)가 가로 방향으로 배치되어 있고, 장착 부(2)의 좌우 단부(端部)의 상하의 합계 4개소에 왜곡 영역 G1∼G4가 발생되어 있다. 도 4의 (a)는, 도어 핸들의 장착부(2)로부터 상(上) 방향(L축의 양의 방향)에 거리 a 만큼 이격된 위치에서의 단면 A-A'의 형상선(파선으로 나타냄)과, 그 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여 도출한 곡률 데이터(실선으로 나타냄)의 그래프이다. 또한, 도 4의 (b)는, 도어 핸들의 장착부(2)로부터 상 방향(L축의 양의 방향)에 거리 b 만큼 이격된 위치에서의 단면 B-B'의 형상선(파선으로 나타냄)과, 그 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여 도출한 곡률 데이터(실선으로 나타냄)의 그래프이다. 단, 도 4에서는, 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분한 값에 -1을 곱한 것을, 곡률(1/ρ) 데이터로 하고 있다. 또한, ρ는 단면의 형상을 이루는 원주의 반경이다. 이상과 같이, 본 실시예에서는 2차원 계측 데이터를 2차 미분한 값에 -1을 곱하므로, 단면이 위로 볼록한 형상이면, 그에 대응하는 부위의 단면의 곡률 데이터도 위로 볼록한 형상으로 나타나고, 단면이 아래로 볼록한 형상이면, 그에 대응하는 부위의 단면의 곡률 데이터도 아래로 볼록한 형상으로 나타난다.
또한, 도 4에는, 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 나타내고 있다. 이 설정 허용 범위는, 허용 범위 설정 수단(43)에 의해, 소정의 기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 설정된다. 설정 허용 범위는, 전술한 곡률 데이터 중, 상기 단면에 있어서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터를 추출하기 위한 것이다.
기준값은, 피 측정면의 원래의 단면 형상에 기초하여 설정할 수 있다. 즉, 왜곡이 발생하고 있지 않은 상태의 피 측정면의 단면을 2차 미분했을 때의 2차 미분값 데이터를 기준값으로 할 수 있다. 본 실시예에서는, 장착부(2)의 원래의 피 측정면의 곡률이 일정하므로 기준값은 일정값으로 설정하고 있다(특히, 피 측정면의 곡률이 0인 평탄면이면, 기준값 = O로 설정할 수 있다). 따라서, 피 측정면에 왜곡이 발생하고 있지 않으면, 단면의 곡률 데이터는 기준값과 동일하게 된다.
그러나, 피 측정면에 왜곡이 발생하면 단면의 곡률 데이터는 기준값으로부터 벗어난다. 구체적으로는, 피 측정면에 작은 곡률을 가지는 왜곡(단면의 각 점에서의 기울기가 완만하게 변화하는 왜곡)이 발생하면, 기준값으로부터의, 단면의 곡률 데이터의 일탈량은 작게 나타난다. 반면에, 피 측정면에 큰 곡률을 가지는 왜곡(단면의 각 점에서의 기울기가 급격하게 변화하는 왜곡)이 발생하면, 기준값으로부터의, 단면의 곡률 데이터의 일탈량은 크게 나타난다. 따라서, 곡률 데이터가 설정 허용 범위 내에 있는 부위는 왜곡이 아니고, 곡률 데이터가 설정 허용 범위를 초과하는 부위는 왜곡인 것으로 간주할 수 있다.
즉, 왜곡 데이터 추출 수단(42)은, 곡률 데이터 중, 상한값 이상인 데이터, 및 하한값 이하인 데이터를, 그 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출한다.
이와 같이, 곡률 데이터 중, 상한값 이상인 데이터, 및 하한값 이하인 데이터를, 그 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로 함으로써, 예를 들면, 너무 작은 왜곡(단면의 각 점에서의 기울기가 매우 완만하게 변화되고, 눈으로 보아서는 알 수 없는 왜곡) 등의 불필요한 왜곡 데이터가 추출되지 않게 된다.
그리고, 왜곡 정도 평가 수단(46)은, 피 측정면에 걸쳐서 도출된 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평 가한다.
이하에서, 왜곡 정도 평가 수단(46)이 실행하는, 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도의 평가에 대하여 설명한다.
도 3은, 왜곡 데이터 추출 수단(42)이 추출한 왜곡 데이터를, 그 값의 크기에 따른 그레이 스케일의 분포로 그린 것이며, 예를 들면, 왜곡 평가 장치(40)에 접속되는 표시 장치(도시하지 않음)에 표시시킬 수 있다. 즉, 도 3에는, 단면의 곡률 데이터 중 설정 허용 범위를 상회하는 만큼의 값, 및 하회하는 만큼의 값을 나타내고 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 도시한 바와 같이 합계 4개소의 왜곡 영역 G1∼G4가 장착부(2)의 주위에 나타나 있다. 또한, 본 실시예에서는, 각 단면에 수직인 방향(L축 방향)에 따른 왜곡 영역의 확대를, 왜곡 길이 L(도 3에 나타내는 왜곡 영역 G1의 왜곡 길이는 L1으로 나타냄)로 한다. 왜곡 길이 도출 수단(44)은, 왜곡 데이터 추출 수단(42)에 의해 추출된 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 전술한 바와 같은 특정한 왜곡 영역 G1∼G4의 각각의 길이를 자동적으로 도출한다.
도 5는, 복수개의 단면마다의 곡률 데이터와 설정 허용 범위의 상한값을 모식적으로 그린 그래프이다. 도 5에 나타낸 각 단면의 곡률 데이터 중, 상한값 이상의 데이터가 왜곡 데이터이다. 그리고, 각 단면에서의 상한값 이상의 영역을 단면적 S1으로 한다. 따라서, 이 단면적 S1이 연속적으로 존재하는 영역이 왜곡 영역 Ga, Gb가 된다.
그리고, 왜곡 체적 도출 수단(45)은, 각 단면에서의 단면적 S1을 왜곡 길이 L에 걸쳐서 적산함으로써, 각 왜곡 영역 Ga, Gb의 체적을 도출한다.
이상과 같이, 왜곡 길이 도출 수단(44) 및 왜곡 체적 도출 수단(45)을 사용함으로써, 특정한 왜곡 영역의 길이 및 체적이 도출되게 된다. 그리고, 본 실시예의 왜곡 평가 장치(40)에서는, 왜곡 정도 평가 수단(46)이, 특정한 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 소정의 평가 기준 데이터와 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 특정한 왜곡의 정도를 평가하고 있다. 이 평가 기준 데이터는, 특정한 왜곡 영역에 대한 사람에 의한 관능 평가 결과와, 본 실시예에 따라서 도출되는 왜곡 영역의 길이 및 체적의 조합에 의한 왜곡 평가용 데이터를 비교함으로써, 경험적으로 도출될 수 있다.
도 6은, 왜곡 평가용 데이터와 평가 기준 데이터의 비교 결과를 나타내는 그래프이며, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)에 의해 10개의 왜곡 영역에 대하여 도출된 왜곡 평가용 데이터를 모아서 플롯팅(plotting)하고 있다. 또한, 이 비교 결과를 나타내는 그래프는, 왜곡 평가 장치(40)에 접속되는 표시 장치(도시하지 않음)에 표시시킬 수 있다. 단, 도 6에서 가로 축은 왜곡 길이이며, 세로 축은 왜곡 체적이다. 또한, 이들 10개의 왜곡 영역에 대하여 사람에 의한 관능 평가를 별도로 행하고, 그 관능 평가 결과 5점(좋음) ∼ 1점(나쁨)은, 플롯팅하는 마커의 종류를 상이하게 하여 표시하고 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)는, 왜곡 길이가 길어질수록, 또한 왜곡 체적이 커질수록, 왜곡 영역의 왜곡 정도의 평가를 낮게(나쁘게) 하도록 평가 기준 데이터를 설정하고 있다. 도 6에서, 사람에 의한 관능 평가 결과가 나빴던(1점∼2점) 3개의 왜곡 영역은, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)에 의 한 평가 결과에서도 마찬가지로 나쁜 평가가 내려지고 있다. 반면에, 사람에 의한 관능 평가 결과가 좋았던(3점∼5점) 7개의 왜곡 영역은, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)에 의한 평가 결과에서도 마찬가지로 양호한 평가가 내려지고 있다.
즉, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)에서, 왜곡 정도 평가 수단(46)이, 특정한 왜곡 영역의 길이(즉, 왜곡 영역의 퍼짐)와 체적(즉, 왜곡 영역의 강도)의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 소정의 평가 기준 데이터와 왜곡 평가용 데이터의 비교에 의한 왜곡 정도의 평가는, 사람의 관능 평가 결과와 정합성(整合性)이 있는 것으로 되어 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 왜곡 평가 장치(40)는, 설정 허용 범위 내에 있는 절대값이 작은 곡률 데이터를 왜곡으로는 간주하지 않는 데이터 처리를 행하고 있고, 이 데이터 처리는, 사람이 왜곡 정도의 관능 평가에서 작은 왜곡을 허용하고 있는 점과 실질적으로 같다. 즉, 본 실시예의 왜곡 평가 장치(40)에서 왜곡의 평가 결과의 근원이 되는 왜곡 데이터는, 사람에 의한 왜곡의 관능 평가 결과의 근원이 되는 정보와 유사하다.
따라서, 종래는 숙련된 사람의 감성에 의한 관능 평가에 의존하여 행해지고 있던 왜곡 정도의 평가 결과를, 본 실시예의 왜곡 평가 장치(40)에 의해 정량적으로 도출할 수 있다고 할 수 있다. 즉, 수정할 필요가 있는 왜곡을 일관성 있는 기준 하에서 용이하게 선정할 수 있으므로, 불필요한 왜곡 수정 및 왜곡 수정을 다하지 못하는 것을 없앨 수 있다. 또한, 왜곡 평가 장치(40)를 사용하여, 프레스 가공에 의해 제작된 보디 표면(예를 들면, 차량의 도어 패널 표면)에 생긴 왜곡을 일 정한 기준 하에서 적절하게 발견할 수 있으므로, 그 프레스 가공에 사용한 금형을, 이후, 왜곡을 발생시키지 않도록 적절하게 수정할 수 있게 된다. 즉, 프레스 가공에 사용하는 금형의 검사를 행하기 위해서도, 본 발명의 왜곡 평가 장치(40)를 이용할 수 있다.
또한, 경험이 적은 사람이 자신의 감성에 의해 관능 평가를 행할 때는, 왜곡 평가 장치(40)에 의해 정량적으로 도출된, 숙련된 사람의 감성에 의한 것과 마찬가지의 왜곡의 평가 결과를 참조할 수 있다. 즉, 경험이 적은 사람이 왜곡 정도의 평가 결과를 도출하기 위한 감성을 키우는 데에, 왜곡 평가 장치(40)에 의해 도출되는 정량적인 평가 결과를 참조할 수 있는 이점이 있다.
<제2 실시예>
제2 실시예의 왜곡 평가 장치(50)는, 왜곡 정도 평가 수단(46)이, 특정한 왜곡 영역의 길이와 왜곡 영역의 면적의 조합을 왜곡 평가 데이터로 하는 점에서, 제1 실시예와 상이하다. 이하에, 제2 실시예의 왜곡 평가 장치(50)에 대하여 설명하지만, 제1 실시예와 동일한 구성에 대하여는 설명을 생략한다.
도 7은, 제2 실시예에 따른 비접촉 3차원 계측 시스템 및 왜곡 평가 장치(50)의 기능 블록도이다. 제2 실시예의 왜곡 평가 장치(50)는, 특정한 왜곡 영역의 영역 면적을 도출하는 왜곡 면적 도출 수단(47)을 포함하고, 왜곡 정도 평가 수단(46)은, 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가한다.
도 8은, 도 5와 마찬가지로, 복수개의 단면마다의 곡률 데이터와 설정 허용 범위의 상한값을 모식적으로 그린 그래프이다. 그리고, 상한값과 교차하는 부분의 길이, 즉 왜곡 영역의 폭 W가 있다. 따라서, 왜곡 면적 도출 수단(47)은, 왜곡 데이터 추출 수단(42)에 의해 추출된 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 특정한 왜곡 영역의 길이 방향(L축 방향)에 수직인 폭 W를 그 길이 L 방향을 따라 적산하여, 그 특정한 왜곡 영역의 면적 S2를 도출한다.
그리고, 왜곡 정도 평가 수단(46)은, 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 소정의 평가 기준 데이터와 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써 왜곡 정도를 평가한다. 도 9는, 왜곡 평가용 데이터와 평가 기준 데이터의 비교 결과를 나타내는 그래프이며, 본 발명의 왜곡 평가 장치(50)에 의해 10개의 왜곡 영역에 대하여 도출된 왜곡 평가용 데이터를 모아서 플롯팅하고 있다. 단, 도 9에서 가로 축은 왜곡 길이이며, 세로 축은 왜곡 면적이다. 또한, 이들 10개의 왜곡 영역에 대하여 사람에 의한 관능 평가를 별도로 행하고, 그 관능 평가 결과 5점(좋음)∼1점(나쁨)은, 플롯팅하는 마커의 종류를 상이하게 함으로써 표시하고 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 왜곡 평가 장치(50)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 왜곡 길이가 길어질수록, 또한 왜곡 면적이 커질수록, 왜곡 영역의 왜곡 정도의 평가를 낮게(나쁘게) 하도록 평가 기준 데이터를 설정하고 있다. 이 평가 기준 데이터는, 특정한 왜곡 영역에 대한 사람에 의한 관능 평가 결과와 본 실시예에 의해 도출되는 왜곡 영역의 길이 및 면적의 편성에 의한 왜곡 평가용 데이 터를 비교함으로써, 경험적으로 도출될 수 있다.
도 9에서, 사람에 의한 관능 평가 결과가 나쁜(1점∼2점) 3개의 왜곡 영역은, 본 발명의 왜곡 평가 장치(50)에 의한 평가 결과에서도 마찬가지로 나쁜 평가가 내려지고 있다. 반면에, 사람에 의한 관능 평가 결과가 좋은(3점∼5점) 7개의 왜곡 영역은, 본 발명의 왜곡 평가 장치(50)에 의한 평가 결과에서도 마찬가지로 양호한 평가가 내려지고 있다. 즉, 본 발명의 왜곡 평가 장치(50)에서, 왜곡 정도 평가 수단(46)이 행하는 왜곡 정도의 평가는, 사람의 관능 평가 결과와 정합성이 있는 것으로 되어 있다.
<다른 실시예>
<1>
전술한 실시예에서, 허용 범위 설정 수단(43)은, 기준값, 상한값 및 하한값을 적절하게 변경해도 된다. 예를 들면, 도 10의 (a)는, 도 4의 (a)에 나타낸 허용 설정 범위 중, 상한값을 변경했을 때의 허용 설정 범위의 설정예이다. 예를 들면, 피 측정면에 왜곡이 존재하고 있어도, 그것이 눈에 띄기 어려운 부위(예를 들면, 원래의 피 측정면의 단면 형상이 물결치고 있는 부위 등)에서는, 상한값 및 하한값을 크게 하여, 곡률 데이터가 크다 하더라도 왜곡 데이터로서 추출되지 않도록 할 수 있다. 반대로, 왜곡이 작다 하더라도 눈에 띄기 쉬운 부위(예를 들면, 원래의 피 측정면의 단면 형상이 평탄한 부위 등)에서는, 상한값 및 하한값을 작게 하여, 곡률 데이터가 작다 하더라도 왜곡 데이터로서 추출되도록 할 수 있다.
또한, 도 10의 (b)는, 도 4의 (b)에 나타낸 허용 설정 범위 중, 피 측정면의 특정한 부위의 기준값을 선택적으로 변경했을 때의 허용 설정 범위의 설정예이다. 구체적으로는 기준값을 부분적으로 감소시키고 있다. 이와 같이, 상한값 및 하한값뿐만 아니라, 기준값을 변경해도 된다. 예를 들면, 피 측정면의 원래의 단면 형상이 평탄하지 않고 커브져 있어서, 곡률 데이터가 0이 아닌 경우, 피 측정면의 원래의 단면 형상의 2차 미분값 데이터(곡률 데이터)를 기준값으로서 설정한다.
이상과 같이, 피 측정면의 설계된 원래의 단면 형상 등의 다양한 특성에 따라 기준값, 상한값 및 하한값을 적절하게 설정해도 된다.
<2>
전술한 실시예에서는, 도 6 및 도 9의 각각에 나타낸 바와 같이, 왜곡 평가용 데이터를 1개의 평가 기준 데이터와 비교하고, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 「좋음」 및 「나쁨」의 2단계로 평가하고 있었지만, 왜곡 평가용 데이터를 단계적으로 설정된 복수개의 평가 기준 데이터와 비교해도 된다. 그리고, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 더 단계적으로 평가해도 된다. 예를 들면, 2개의 평가 기준 데이터를 준비하는 경우에는, 도 6 및 도 9에 예시한 평가 기준 데이터의 곡선과 같은 형상의 다른 곡선을, 서로 만나지 않도록 배열하여 설정한다. 그렇게 함으로써, 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 「좋음」, 「보통」 및 「나쁨」의 3단계로 평가할 수 있다.
본 발명의 왜곡 평가 장치는, 자동차 등의 차량의 보디 표면의 왜곡을 정량적으로 평가할 때 이용할 수 있다. 따라서, 프레스 가공에 의해 제작된 보디 표 면(예를 들면, 차량의 도어 패널 표면)에 생긴 왜곡을 일정한 기준 하에서 적절하게 발견할 수 있으므로, 그 프레스 가공에 사용한 금형을, 이후, 왜곡을 발생시키지 않도록 적절하게 수정할 수 있게 된다. 즉, 프레스 가공에 사용하는 금형의 검사를 행하기 위해서도, 본 발명의 왜곡 평가 장치를 이용할 수 있다.
또한, 보디 형상의 설계, 금형의 설계, 프레스 가공, 왜곡 평가 및 금형 수정의 단계를 반복적으로 행하여 기술을 축적함으로써, 왜곡이 발생하기 어려운 보디 형상의 설계 및 금형의 설계를 행할 때의 CAE(computer-aided engineering)를 포함한 예측 기술을 향상시킬 수 있다.
또한, 왜곡 정도의 평가 결과가 정량적으로 행해지는 것을 이용하여, 사람의 감성에 의한 왜곡 정도의 관능 평가가 적절한지의 여부를 판정하기 위하여, 즉 경험이 적은 사람을 숙련자로 육성하는 기술 계승에 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 장치로서,
    상기 피 측정면의 요철(凹凸)을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 수단과,
    기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 수단 및
    상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 수단
    을 포함하고,
    상기 2차 미분 수단은, 복수개의 단면마다의 상기 곡률 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고,
    상기 왜곡 데이터 추출 수단은, 상기 단면마다의 상기 왜곡 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 추출하고,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여 상기 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 왜곡 정도 평가 수단과,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 수단 및,
    상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 체적을 도출하는 왜곡 체적 도출 수단을 더 포함하고,
    상기 왜곡 정도 평가 수단은, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는, 왜곡 평가 장치.
  2. 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 장치로서,
    상기 피 측정면의 요철(凹凸)을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 수단과,
    기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 수단 및
    상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 수단
    을 포함하고,
    상기 2차 미분 수단은, 복수개의 단면마다의 상기 곡률 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고,
    상기 왜곡 데이터 추출 수단은, 상기 단면마다의 상기 왜곡 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 추출하고,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여 상기 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 왜곡 정도 평가 수단과,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 수단 및,
    상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이에 수직인 폭을 그 길이 방향을 따라 적산(積算)하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 면적을 도출하는 왜곡 면적 도출 수단을 더 포함하고,
    상기 왜곡 정도 평가 수단은, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는, 왜곡 평가 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 허용 범위 설정 수단은, 상기 피 측정면의 특성에 따라 상기 기준값, 상기 상한값 및 상기 하한값 중 적어도 어느 하나를 변경하는, 왜곡 평가 장치.
  4. 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 방법으로서,
    상기 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 단계와,
    기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 단계 및
    상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 단계
    를 포함하고,
    상기 2차 미분 단계는, 복수개의 단면마다의 상기 곡률 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고,
    상기 왜곡 데이터 추출 단계는, 상기 단면마다의 상기 왜곡 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 추출하고,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여 상기 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 왜곡 정도 평가 단계와,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 단계 및,
    상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 체적을 도출하는 왜곡 체적 도출 단계를 더 포함하고,
    상기 왜곡 정도 평가 단계는, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 체적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는, 왜곡 평가 방법.
  5. 피 측정면의 3차원 계측 데이터에 기초하여 왜곡의 평가를 행하는 왜곡 평가 방법으로서,
    상기 피 측정면의 요철을 나타내는 단면의 2차원 계측 데이터를 2차 미분하여, 상기 단면의 곡률 데이터를 도출하는 2차 미분 단계와,
    기준값으로부터의 상한값 및 하한값의 범위에 의해 상기 곡률 데이터에 관한 설정 허용 범위를 설정하는 허용 범위 설정 단계 및
    상기 곡률 데이터 중 상기 설정 허용 범위를 초과하는 데이터를, 상기 단면에서의 왜곡을 나타내는 왜곡 데이터로서 추출하는 왜곡 데이터 추출 단계
    를 포함하고,
    상기 2차 미분 단계는, 복수개의 단면마다의 상기 곡률 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 도출하고,
    상기 왜곡 데이터 추출 단계는, 상기 단면마다의 상기 왜곡 데이터를 상기 피 측정면에 걸쳐서 3차원으로 추출하고,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여 상기 피 측정면에 존재하는 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는 왜곡 정도 평가 단계와,
    3차원의 상기 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이를 도출하는 왜곡 길이 도출 단계 및,
    상기 3차원의 왜곡 데이터에 기초하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이에 수직인 폭을 그 길이 방향을 따라 적산(積算)하여, 상기 특정한 왜곡 영역의 면적을 도출하는 왜곡 면적 도출 단계를 더 포함하고,
    상기 왜곡 정도 평가 단계는, 상기 특정한 왜곡 영역의 길이와 면적의 조합을 왜곡 평가용 데이터로 하고, 평가 기준 데이터와 상기 왜곡 평가용 데이터의 비교를 행함으로써, 상기 특정한 왜곡 영역의 왜곡 정도를 평가하는, 왜곡 평가 방법.
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