KR20070049046A - 형상 인식 장치 및 덴트 평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스프링백 등에 의한 변형이 발생한 경우에도 피측정면의 형상 인식을 정확하게 행할 수 있는 형상 인식 장치를 제공한다. 피측정면의 3차원 계측 데이터를 기초로 형상 인식을 행하는 형상 인식 장치(50)가 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 단면의 길이 방향에 따른 복수의 제1 데이터 군에 대하여, 일정한 곡률을 가진 제1 근사 곡선을 각각 적용하는 근사 곡선 적용 수단(43)과, 복수의 제1 근사 곡선의 곡률을 도출하는 곡률 도출 수단(44)과, 곡률 도출 수단(44)에 의하여 도출된 복수 곡률의, 단면의 길이 방향에 따른 변화 데이터를 기초로 곡률이 단면의 길이 방향에 따라 일정한 균일 범위를 결정하는 균일 범위 결정 수단(45)과, 2차원 단면 데이터 중, 균일 범위 결정수단(45)이 결정한 균일 범위 내에 존재하는 제2 데이터 군에 관하여, 일정한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출하는 근사 곡선 도출 수단(46)을 가진 형상 인식 장치이다.

Description

형상 인식 장치 및 덴트 평가 장치{APPARATUS FOR SHAPE RECOGNITION AND DENT INSPECTION}

도 1은 비접촉 3차원 계측 시스템, 형상 인식장치 및 덴트 평가 장치의 기능 블럭도.

도 2는 데이터 변환 수단에 의한 데이터 변환을 설명하는 도면.

도 3은 노이즈 제거 수단에 의한 노이즈 제거를 설명하는 도면.

도 4는 근사 곡선 적용수단의 기능을 설명하는 그래프.

도 5는 곡률 도출 수단이 도출한 계측 데이터의 2차원 단면 데이터의 각 점에 대하여 적용된 제1 근사 곡선의 곡률 그래프.

도 6은 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 특정의 균일 범위 내에 존재하는 복수 데이터 점(제2 데이터 군)을 표시한 그래프.

도 7은 피측정면에 있어서의 덴트 데이터의 표시 화면예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 덴트 평가 장치 43 : 근사 곡선 적용 수단

44 : 곡률 도출 수단 45 : 균일 범위 결정 수단

46 : 근사 곡선 도출 수단 47 : 덴트 데이터 추출 수단

50 : 형상 인식 장치

본 발명은, 피측정면(被測定面)의 3차원 계측 데이터를 기초로 그 피측정면의 형상 인식을 행하는 형상 인식 장치 및 인식된 피측정면의 형상을 이용하여 덴트를 평가하는 덴트 평가 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

강판(鋼板)을 이용하여 제작된 차량의 차체 표면에는, 강판의 판두께, 조성(組成) 등에 따라 설계대로 제작된 것과는 다른 형상(즉, 덴트(dent))이 발생하는 경우가 있다. 그리고 그 덴트가 허용할 수 있는 정도인가의 여부의 판정은, 숙련된 인간의 감성에 의한 관능 평가에 의해 행해지고 있다. 단, 긴 세월을 거쳐 다양한 덴트를 본 경험 있는 숙련자가 아닌 한, 덴트의 정도 평가를 일정한 기준 하에서 정확하게 내릴 수 없다. 그 때문에 차량 표면 등 피측정면의 덴트에서 어떤 특징을 기계적으로 추출하여, 덴트 정도의 관능 평가를 정량적(定量的)으로 행하는 것을 목적으로 한 덴트 평가 장치가 제안되어 있다.

특허 문헌 1에 기재된 덴트 평가 장치는, 피측정면의 계측 데이터와, CAD 장치에 미리 기억되어 있는 피측정면의 CAD 데이터를 비교하여, 피측정면 상의 각 점에서 차이 데이터를 작성한다. 그리고 이 차이 데이터를 기초로 피측정면의 덴트를 평가한다. 즉, 특허 문헌 1에 기재한 덴트 평가 장치는, 차이 데이터에 포함된 정보가 피측정면의 덴트 정보만 있다는 생각에 기초하여 처리된다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2003-21511호 공보

강판을 이용하여 실제로 제작된 차량 표면에는, 상기 덴트 등과 별도로 스프링백 등 다소 변형이 발생할 경우가 있다. 그럴 경우, 피측정면의 실제 계측 데이터는 CAD 데이터와 일치하지 않게 된다. 그리고 상기 차이 데이터에는, 덴트를 나타내는 정보와 스프링백을 나타내는 정보도 포함된다. 그러나 스프링백을 표시한 정보는, 피측정면의 본래의 형상을 표현하는 정보이며 덴트는 아니다. 즉, 상술한 특허문헌 1에 기재된 덴트 평가 장치는 피측정면의 본래 형상과 그 형상에 발생한 덴트를 별개의 것으로 인식할 수 없다.

위와 같이, 종래의 덴트 평가 장치는 피측정면의 부정확한 형상 인식을 기초로 피측정면의 덴트 평가를 행하기 때문에, 정확한 덴트 평가를 하고 있다고 할 수 없다.

본 발명은, 상기 과제를 감안한 것으로서, 그 목적은 스프링백 등에 의한 변형이 발생해도 피측정면의 형상 인식을 정확하게 할 수 있는 형상 인식 장치를 제공하고, 또한 형상 인식 결과를 기초로 정확한 덴트 평가를 행할 수 있는 덴트 평가 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관한 형상 인식 장치의 특징 구성은, 피측정면의 3차원 계측 데이터를 기초로 형상 인식을 행하는 형상 인식 장치로서, 전술한 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 상기 단면의 길이 방향에 따른 복수 제1 데이터 군에 대하여, 일정한 곡률을 가진 제1 근 사 곡선을 각각 적용하는 근사 곡선 적용 수단과, 복수의 상기 제1 근사 곡선 곡률을 도출하는 곡률 도출 수단과, 상기 곡률 도출 수단에 의하여 도출된 복수의 곡률의, 상기 단면의 길이 방향에 따른 변화 데이터를 기초로, 곡률이 상기 단면의 길이 방향에 따라 균일한 균일 범위를 결정하는 균일 범위 결정 수단과, 상기 2차원 단면 데이터 중, 상기 균일 범위 결정 수단이 결정한 상기 균일 범위 내에 존재하는 제2 데이터 군에 관하여, 일정한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출하는 근사 곡선 도출 수단이라는 점이다.

상기 특징 구성에 따르면, 근사 곡선 적용 수단이, 전술한 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 상기 단면의 길이 방향에 따른 복수의 제1 데이터 군에 대하여 균일한 곡률을 가진 제1 근사 곡선을 각각 적용하여, 복수의 상기 제1 근사 곡선의 곡률을 도출함으로써, 즉, 단면의 길이 방향에 따른 각 위치에 있어서의 국소적인 곡률을 도출함으로써, 단면의 길이 방향에 따른 곡률 변화의 경향을 알 수 있다.

또한, 균일 범위 결정 수단이, 상기 곡률 도출 수단에 의하여 도출된 복수 곡률의, 상기 단면의 길이 방향에 따른 변화 데이터를 기초로, 곡률이 상기 단면의 길이 방향에 따라 일정한 균일 범위를 결정하고, 근사 곡선 도출 수단이, 상기 2차원 단면 데이터 중, 상기 균일 범위 결정 수단이 결정한 상기 균일 범위 내에 존재하는 제2 데이터 군에 관하여, 균일한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출하도록 구성되어 있다. 즉, 단면의 길이 방향에 따라 곡률이 일정한 균일 범위를 결정할 수 있다. 다시 말하면 피측정면의 단면형상에서 거의 균일한 곡률값을 갖는 균일 범위 를 결정할 수 있고, 균일 범위에 존재하는 제2 데이터 군을 추출할 수 있다. 그러므로 제2 데이터 군에 관하여 도출된 제2 근사 곡선은, 피측정면의 단면 형상에서 덴트를 제거한 부분에 상당한다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 형상 인식 장치를 이용함으로써, 스프링백 등에 의한 변형 유무에 상관없이 단면형상에서 곡률이 거의 균일한 곡률인 피측정면 부분의 2차원 단면 데이터를 추출할 수 있다. 그 결과, 덴트를 포함하지 않은 피측정면의 본래의 형상을 알 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관한 덴트 평가 장치의 특정 구성은, 상기 균일 범위 내에 존재하는 상기 제2 데이터 군을 상기 제2 근사 곡선과 비교하여, 상기 제2 근사 곡선에서의 일탈량(逸脫量)이 설정 허용 차 이상인 데이터를 덴트 데이터로서 추출하는 덴트 데이터 추출 수단을 가진 점이다.

상기 특징 구성에 따르면, 덴트를 포함하지 않은 피측정면의 본래의 형상을 나타내는 제2 근사 곡선과 제2 데이터 군을 비교함으로서, 제2 데이터 군에 포함되는 피측정면의 본래의 형상과는 다른 형상을 추출하여, 그것을 덴트 데이터로 할 수 있다. 그러므로 덴트의 정확한 평가가 가능하게 된다.

본 발명에 관한 덴트 평가 장치의 다른 특징 구성은, 상기 덴트 데이터 추출 수단은, 상기 2차원 단면 데이터 중, 상기 제1 근사 곡선의 곡률이 설정 곡률 이상인 상기 제1 데이터 군에 대응하는 데이터에 대해서는 상기 덴트 데이터를 추출하지 않도록 구성되어 있는 점이다.

상기 특징 구성에 따르면, 곡률이 설정 곡률 이상인 부분, 즉 피측정면의 형 상이 당초보다 급격하게 변화하는 부분에서는, 예를 들어 덴트가 발생했다고 해도 눈에 띄지 않기 때문에, 덴트 평가에 있어서 무시해도 상관없는 부분이다. 그 결과, 불필요한 덴트 평가를 하는 일이 없도록 하드웨어 자원을 유용하게 활용할 수 있다.

도 1은, 피측정면의 형상을 3차원으로 계측하는 비접촉 3차원 계측 시스템이며, 본 발명에 관한 형상 인식 장치(50) 및 덴트 평가 장치(40)의 기능을 나타낸 것이다. 이 비접촉 3차원 계측 시스템은, 강판을 금형으로 프레스 가공하여 제작된 도어 패널 또는 차체 등의 형상을 비접촉으로 3차원 계측하는 것이다. 이 시스템은, 우선 측정 헤드 이동수단으로서의 로봇 핸드(10)와, 로봇 핸드(10)에 의한 예를 들어 차체 표면 추종 주사(追從走査) 하에서 위상(位相)을 시프트하면서 피 검사면 상에 투영된 격자 무늬 패턴의 촬상화상(撮像畵像)을 줄무늬 해석하여 촬상화상의 화소별로 3차원 좌표값을 구하여, 화소별로 3차원 거리 데이터를 할당된 측정화상(정확하게는 화상을 구성하는 화소 값이 3차원 거리 데이터이며, 일반적인 화상과는 다르나, 여기서는 이해를 돕기 위해 측정화상이라고 부른다)을 출력하는 비접촉 3차원 측정수단(20)이 있다. 그리고 이 비접촉 3차원 측정 수단(20)에서 순차적으로 보내지는 도어 패널 표면의 일부 측정 화상을 처리하여 도어 패널 표면 전체의 3차원 계측 데이터를 생성하는 3차원 계측 컨트롤 유닛(30)이 있다. 또한, 형상 인식 장치(50) 및 덴트 평가 장치(40)는, 컴퓨터 등의 연산처리 장치와 소정의 프로그램을 조합하여 실현 가능하다.

로봇 핸드(10) 자체는 널리 알려진 것으로, 끝 부분에 3차원 위치 이동 가능한 툴 장착부(11a)가 있는 아암 기구(11)와, 아암 기구(11)의 작동을 제어하는 로봇 핸드 컨트롤러(12)가 있다.

비접촉 3차원 측정 수단(20)은, 격자 패턴을 피측정면에 투영하는 프로젝터로서 기능하는 줄무늬 투영부(21a)와 피측정면에 투영되어 변형된 격자무늬상을 촬영하는 카메라부(21b)로 구성되는 측정 헤드(21)와, 줄무늬 투영부(21a)와 카메라부(21b)를 제어하는 제어부(22)와, 카메라부(21b)에서 송신된 촬상화면의 화상을 분석하여 상술한 측정화상을 생성, 출력하는 3차원 거리 데이터 측정부(23)로 되어 있다. 이와 같은 비접촉 3차원 측정 수단(20)은, 격자 패턴 투영에 위상(位相) 시프트를 조합함으로서 고정밀한 측정을 할 수 있으나, 측정 원리와 구성은 널리 알려진 것으로, 예를 들어 일본국 특개2004-317495호 공보 또는 일본국 특개2002-257528호 공보에 설명되어 있다. 측정 헤드(21)는 로봇핸드(10)의 툴 장착부(11a)에 장착되어 있으므로, 임의의 3차원 위치로 이동하여 3차원 측정을 할 수 있다.

상기 내용대로 생성된 3차원 계측 데이터는, 3차원 계측 컨트롤 유닛(30)에서 형상 인식 장치(50)을 가진 덴트 평가 장치(40)로 인도된다. 이하에, 형상 인식 장치(50) 및 덴트 평가 장치(40)의 구성과, 형상 인식 장치(50)를 이용하여 실행하는 피측정면의 형상 인식 방법 및 덴트 평가 장치(40)를 이용하여 행하는 덴트 평가방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 형상 인식 장치(50)는, 근사 곡선 적용 수단(43)과, 곡률 도출 수단(44)과, 균일 범위 결정수단(45)과 근사 곡선 도출 수단(46)을 가진다. 또 한 형상 인식 장치(50)는, 3차원 계측 컨트롤 유닛에서 생성된 3차원 계측 데이터의 데이터 변환을 행하는 데이터 변환 수단(41)과, 그 데이터의 노이즈 제거를 하는 노이즈 제거 수단(42)을 가진다.

또한, 본 발명에 관한 덴트 평가 장치(40)는, 피측정면에 존재하는 덴트 데이터를 추출하는 덴트 데이터 추출수단(47)을 가지며, 입력된 데이터, 연산처리 중의 데이터, 연산 처리 후의 데이터 등 각종 취급 데이터를 표시가능한 표시수단(48)을 가진다.

상술한 데이터 변환 수단(41), 노이즈 제거 수단(42), 근사 곡선 적용수단 (43), 곡률도출 수단(44), 균일 범위 결정수단(45), 근사 곡선 도출 수단(46) 및 덴트 데이터 추출 수단(47)은, 형상 인식 장치(50) 및 덴트 평가 장치(40)를 구성하는 컴퓨터 등의 연산처리 장치에 의하여 실현된다.

도 2는, 데이터 변환 수단(41)에 의한 데이터 변환을 설명하는 도이다. 상기 데이터 변환 수단(41)은, 피측정면의 표면형상을 3차원으로 나타내는 점군(點群) 데이터인 3차원 계측데이터를, 후처리에 있어서 이용하기 쉬운 데이터로 만들기 위하여 데이터 변환하는 기능을 실현한다. 도 2에 있어서, 3차원 계측 데이터의 실제측정 데이터는 흰색 동그라미로 표시하고, 변환 후의 변환 데이터는 검은색 동그라미로 표시한다. 구체적으로는 데이터 변환 수단(41)은, 실제의 3차원 계측 데이터에서 X-Y 평면의 격자 점상의 데이터를 연산하여, 실제 3차원 계측 데이터를 구성하는 점군 데이터를 X-Y 평면의 격자 점 상의 점군 데이터로 변환한다.

도 3은, 노이즈 제거 수단(42)에 의한 노이즈 제거를 설명하는 도이다. 노이 즈 제거 수단(42)은, 노이즈 제거 대상인 특정점 Pv와, 그 특정점 Pv에 대하여 간격을 두고 인접한 점을 비교한다. 본 실시 형태에 있어서, 노이즈 제거 수단(42)는, 특이점(特異點）Pv를 중심으로 양쪽에 존재하는 점 P_{v +2}, P_{v -2} 와, 특이점 P_v 와의 Z값(피측정면의 높이 방향값)을 비교한다.

도 3의 그래프 A-1에 표시된 바와 같이, 노이즈 제거 수단(42)은, 특정점 Pv에서의 차이가 큰쪽의 점 P_{v -2}와의 차이값 D_v를 도출하여, 차이값 D_v를 허용 차 D_i와 비교한다. 그리고 도 3의 그래프 A-1에 나타난 바와 같이, D_v < D_i일 경우, 도 3의 그래프 B-1에 나타난 바와 같이 특이점 P_v를 인접하는 데이터의 근사선상에 보정하는 스무딩 처리를 행한다.

한편으로는, 도 3의 그래프 A-2에 나타난 바와 같이, 노이즈 제거 수단(42)은 특이점 P_v와 점 P_{v +2} 를 비교했을 때 D_v > D_i일 경우, 도 3의 그래프 B-2에서 나타난 바와 같이, 특이점 P_v에 대한 스무딩 처리를 하지 않는다. 위와 같이 각 데이터 점에 대한 노이즈 제거처리를 행함으로서 그래프 C에 나타낸 데이터 군을 얻을수 있다. 그리고 이후 처리에서는, 노이즈 제거가 된 데이터 군을 피측정면의 3차원 계측 데이터(또는 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터)로서 사용한다.

도 4는, 근사 곡선 적용수단(43)의 기능을 설명한 도면이다. 근사 곡선 적용수단(43)은, 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 단 면 길이 방향에 따른 복수의 제1 데이터 군에 대하여, 균일한 곡률을 가진 제1 근사 곡선을 각각 적용하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 도 4(a)에 표시된 바와 같이, 단면 길이 방향에 따른 2차원 계측 데이터 P1, P2, P3, .... 각각의 데이터 점에 대하여 제1 근사 곡선을 적용한다.

이후의 설명에서는, 피측정면의 특정 단면의 2차원 계측 데이터에 대한 처리를 설명한다. 피측정면을 구성하는 다른 단면의 2차원 단면 데이터에 대해서도 동일한 처리를 하게 된다.

우선, 도 4(a)에서 나타낸바와 같이, P_i 를 중심으로 한, 일정 간격의 양 단의 점을 P_si, P_ei 라고 하고, 그 3점으로부터 원을 그린다. 그 때 설정된 공차 내에 모든 점이 들어가면, P_i 의 곡률은 산출된 값이 된다. 만약 한 점이라도 공차 밖으로 벗어나면 si = si₊₁, ei=ei_{- 1} 로 공차 안에 들어갈 때까지 반복한다.

그래도 최적 서클(circle)을 발견하지 못하는 경우가 있다.

도 4(b)에서는 근사 곡선 적용수단(43)이 실행하는 데이터 점 P_i에 있어서의 제1 근사 곡선의 적용 수법에 관하여 설명한다. 도시한 바와 같이, 일정 피치 내에 형상 ((P_{i -5}, P_{i -3}) 구간) 또는 변곡점이 존재하면 형상 또는 변곡점이 존재하는 쪽(도 4 (b)에서는 P_si 측)을 고정하여 계산을 시작한다. 계산 방법은 상기와 같으며, (P_i-2, P_i, P_ei) -> (P_{i -2}, P_i, P_{ei -1}) -> (P_{i -2}, P_i, P_{ei -2}) -> ... -> (P_{i -2}, P_i, P_{i +2}) -> (P_i-1, P_i, P_{i +2}) -> (P_{i -1}, P_i, P_{i +1}) 순으로 서클 근사한다.

이로서 모든 점의 곡률을 도출할 수 있다.

상기 방식에서 서클을 근사하는 방법의 예를 나타내고 있으나, 그 방식이 항상 고정되어 있는 것은 아니다. 더 크고 정확한 서클을 근사하기 위하여 양쪽에서 점을 줄여나가는 방법으로 변경하거나, 결정된 서클의 근사구간 중, 중심으로 하는 점 P_i를 이동할 수도 있다.

도 4(c)에 예시된 것은 위와 같이 하여 작성된 제1 근사 곡선 R1, R4, R6의 예이다. 예를 들어 점 P4에 대한 제1 근사 곡선 R4는, P3, P4 및 P5를 제1 데이터군으로 삼고 있다. 이와 같이 각 제1 근사 곡선은 단면의 길이 방향에 따른 위치정보, 즉, 어느 점에 대하여 작성되었는지 나타내는 정보와 관련되어 다음 공정으로 이어진다.

도 5는, 곡률도출 수단(44)이 도출한, 2차원 단면 데이터의 각 점에 대하여 적용된 제1 근사 곡선의 곡률 데이터이다. 곡률 ρ 는 제1 근사 곡선의 반경 R의 절대값의 역수(逆數)이다. 또한, 2차원 단면 데이터가 위로 돌출된 형상일 경우에 제1 근사 곡선의 반경 부호를 정(正)이라고 하고, 2차원 단면 데이터가 아래로 돌출된 형상일 경우에 제1 근사 곡선의 반경 부호를 부(負)라고 정의한다. 예를 들면, 도 4(a)의 제1 근사 곡선 R1, R4 의 반경 부호는 정이고, 제1 근사 곡선 R6의 반경부호는 부이다.

다음으로, 균일 범위 결정수단(45)은, 도 5에 예시한 곡률 도출 수단(44)에 의해 도출된 복수의 곡률의, 피측정면의 단면의 길이 방향에 따른 변화 데이터를 기초로, 곡률이 단면의 길이 방향에 따라 균일한 균일 범위를 결정한다. 도 5에서 는, 범위 A 및 범위 C 는 균일 범위이나, 범위 B는 균일 범위가 아니다. 도 5에 나타낸 바와 같이 범위 A 및 균일 범위 C에 있어서, 피측정면의 단면 방향에 따라 곡률이 일정하다는 것은, 그 범위에 대응하는 위치의 피측정면이 넓은 범위에 걸쳐 균일한 곡률을 가진 면임을 의미한다. 또한 상기 A, B, C의 곡률은 플러스이고, 이 영역은 튀어나온 곡면이다.

본 실시 형태에서는, 균일 범위 내에 존재하는 각각의 곡률 값에는, 피측정면의 단면방향에 따른 어느 위치에 대하여 적용된 제1 근사 곡선의 곡률 값인지에 관한 정보가 관련되어 있다. 그러므로 균일 범위 결정 수단(45)이 곡률 정보에 관해 균일 범위를 결정하는 것은, 간접적으로, 2차원 단면 데이터에 관하여 균일 범위를 결정하는 것이 된다.

그 후, 근사 곡선 도출 수단(46)은, 2차원 단면 데이터 중, 상기 균일 범위결정수단(45)이 결정한 상기 균일 범위 내에 존재한 데이터를 제2 데이터 군으로서 추출하여, 그 제2 데이터 군에 관해 일정한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출한다. 도 6은, 2차원 단면 데이터 중, 특정한 균일 범위 내에 존재하는 복수의 데이터 점 (제2 데이터 군)을 나타내는 그래프이다. 도시된 각 점은, 피측정면의 단면 방향에 따른 점이며, 각 점에는 상기 제1 근사 곡선의 곡률에 관한 정보가 관련되어 있다. 그러므로 근사 곡선 도출 수단(46)은, 제2 데이터 군에 존재하는 각 점의 곡률을 평균화함으로서, 제2 데이터 군에 관해 균일한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출할 수 있다. 또한 근사 곡선 도출수단(46)은, 제2 근사 곡선의 도출을 각 균일 범위에 대하여 행한다.

위와 같이, 도 6에 나타낸 제2 근사 곡선은, 피측정면의 특정 범위에 걸쳐 일정한 곡률을 가진 면의 단면형상을 표시하는 선이다. 즉, 본 발명의 형상 인식 장치(50)를 이용함으로서, 피측정면에 스프링백에 의한 변형 발생 여부에 상관없이, 실제로 계측된 피측정면의 2차원 단면 데이터만 이용하여, 덴트가 포함되지 않은 피측정면 자체의 형상을 인식할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 덴트 평가 장치(40)는, 형상 인식 장치(50)에 있어서 도출된 상기 제2 근사 곡선을 이용하여, 피측정면에 존재하는 덴트를 추출할 수 있다. 도 1에 나타낸바와 같이, 덴트 평가 장치(40)는, 상기 형상 인식 장치(50)에 있어서 도출된 균일 범위 내에 존재하는 제2 데이터 군을 제2 근사 곡선과 비교하여, 제2 근사 곡선에서의 일탈량이 설정 허용차 이상의 데이터를 덴트 데이터로서 추출하는 덴트 데이터 추출수단(47)을 가진다. 구체적으로는 도 6에 나타낸 바와 같이 덴트 데이터 추출수단(47)은, 제2 근사 곡선의 증가하는 쪽 및 감소하는 쪽 양쪽에 대하여 설정 허용차 d1, d2 를 설정하여, 제2 데이터 군을 구성하는 데이터 중, 제2 근사 곡선에서의 일탈량이 그 설정 허용차 이상인 데이터를 추출한다. 도 6에 표시한 예에서는 데이터 영역 Da에 존재하는 데이터의 일탈량은 설정 허용차 미만이나, 데이터 영역 Db 및 데이터 영역 Dc에 존재하는 데이터의 일탈량은 설정 허용차 이상이다. 따라서 덴트 데이터 추출수단(47)은, 피측정면의 2차원 단면 데이터 중, 데이터 영역 Db 및 데이터 영역 Dc에 존재하는 데이터를 덴트 데이터로서 추출한다. 또한 덴트 데이터 추출수단(47)은, 상기 근사 곡선 도출 수단(46)이 도출한 피측정면을 구성하는 모든 단면에 있어서의 각 제2 근사 곡선을 이용하여, 동 일한 방식으로 각 균일 범위에 있어서의 덴트 데이터를 같은 방법으로 행한다.

다만, 덴트 데이터 추출수단(47)은, 피측정면의 2차원 단면 데이터 중, 제1 근사 곡선 곡률이 튀어나오거나 들어온 부분 양쪽 다 도 5에 표시하는 설정곡률 ρTH 이상인 제1 데이터 군에 대응하는 데이터에 대해서는, 제1 근사 곡선의 곡률이 같을 경우라도, 상술한 덴트 데이터의 추출은 행하지 않는다. 이것은, 곡률이 설정범위 ρTH 이상인 부분, 즉, 피측정면의 형상이 당초보다 급격히 변화하는 부분에서는, 덴트가 발생했더라도 눈에 띄지 않기 때문에, 덴트 평가에 있어서 무시해도 상관없기 때문이다. 예를 들어, 도 4에 예시한 제1 근사 곡선 R4의 곡률이 설정 곡률 ρTH 이상이면, 점 P4에 관하여 제1 데이터 군을 구성하는 점 P3, P4, P5는 덴트 데이터가 아니라고 간주하고, 상술한 덴트 데이터의 추출 대상으로 삼지 않는다.

또한 도 5에 표시한 범위 B등, 균일 범위 이외의 부분에 존재하는 데이터에 대해서도 덴트 데이터의 추출을 행하지 않는다.

도 7은, 차량 차체 표면의 급유구 부근을 피측정면으로 삼고, 그 피측정면에 있어서 덴트 데이터 추출 수단(47)이 추출한 덴트 데이터를 표시수단(48)으로 표시했을 때의 표시화면 예이다. 다만 덴트 데이터는 그 값의 크기에 따른 그레이 스케일 분포도로 도시하였다. 도 7에서는 덴트가 급유구의 가장자리 네 모서리(영역 S3, S4, S5, S6) 부근에 집중적으로 나타나고 다른 부분에서는 거의 나타나지 않음을 알 수 있다.

위와 같이, 형상 인식 장치(50)가 인식한 덴트를 포함하지 않는 피측정면의 본래의 형상을 나타내는 제2 근사 곡선과, 그에 대응하는 제2 데이터 군을 비교함으로서, 제2 데이터 군에 포함되는 피측정면의 본래의 형상과는 다른 형상을 추출하여, 그것을 덴트 데이터로 할 수 있다. 특히, 도 7의 분포도에서는 제2 근사 곡선에서 일탈량이 설정 허용차 미만인 부분, 제1 근사 곡선의 곡률이 설정 곡률 ρTH 이상인 부분 및 도 5에 표시된 범위 B 등 균일 범위 이외의 부분은, 영역 S1, S2 처럼 평탄면으로 표시된다. 즉, 영역 S1, S2에 대응하는 피측정면의 형상이 실제로는 곡률을 가지고 있다고 하더라도, 그 곡률을 가진 부분은 덴트가 아니라고 인식된다. 그리고 도 7과 같이 덴트의 존재만 쉽게 인식할 수 있는 분포도를 얻을 수 있다.

[다른 실시형태 1]

상기 실시형태에서는 도 1의 기능 블록도에 있어서, 덴트 평가 장치(40)가 형상 인식 장치(50)를 포함하지 않도록 도시하였으나, 형상 인식 장치(50)와 덴트 평가 장치(40)를 별도의 개체로 구성하지 않아도 된다. 예를 들어, 형상 인식 장치(50)를 실현하는 컴퓨터 등의 연산 처리장치와, 덴트 평가 장치(40)를 실현하는 컴퓨터 등의 연산 처리 장치를 별개의 개체로서 구성해도 된다. 또한 형상 인식 장치(50) 및 덴트 평가 장치(40)의 각각 기능과 복수대(複數臺)의 연산처리장치에 의해서 실현되도록 구성할 수도 있다.

[다른 실시형태 2]

상기 실시 형태에서는 노이즈 제거 수단(42)이 도 3을 참조하여 설명한 수법을 이용하여 2차원 단면 데이터의 노이즈 제거를 하는 예에 대하여 설명했으나, 노 이즈 제거의 수법으로서 종래부터 존재하는 여러 가지 수법을 채용할 수도 있다.

본 발명에 관한 형상 인식 장치는, 곡률이 균일한 표면을 가진 물체이면, 무엇이든 형상을 인식하기 위하여 이용할 수 있다. 또한 본 발명에 관한 덴트 평가 장치는 자동차 등 차체 표면의 덴트를 정량적으로 평가할 때 이용할 수 있다. 그러므로 프레스 가공에 의해 제작된, 예를 들어 차량의 도어 패널 표면에 생긴 덴트 를 일정 기준 하에서 적절하게 발견할 수 있으므로, 프레스 가공에 이용한 금형을, 이후 덴트를 발생하지 않도록 적절하게 수정할 수 있게 된다. 또한 미량(0.1mm 정도)의 수정이 가해진 프레스 금형 데이터를 고정밀도로 표현하기 위하여 형상 인식 장치를 이용할 수 있다. 이처럼 본 발명의 덴트 평가 장치는, 프레스 가공에 사용하는 금형 검사 등에 대해서도 무척 유용하다.

또한 패널 형상의 설계, 금형 설계, 프레스 가공, 덴트 평가, 금형 수정 등 공정을 반복하여 기술 축적을 함으로서, 덴트가 잘 발생하지 않는 패널 형상의 설계 및 금형 설계를 할 때의 CAE(Computer-Aided Engineering)을 포함한 예측 기술을 향상시킬 수 있다.

또한 덴트 정도 평가 결과가 정량적으로 실시되는 것을 이용하여, 인간의 감성에 의한 덴트 정도의 관능평가가 적당한지 여부를 판정하기 위하여, 즉 경험이 적은 인간을 숙련자로 육성하는 기술 계승에도 이용할 수 있다.

Claims (3)

1. 피측정면의 3차원 계측 데이터를 기초로 형상 인식을 행하는 형상 인식 장치로서,

   상기 피측정면의 굴곡을 나타내는 계측 데이터의 2차원 단면 데이터 중, 상기 단면의 길이 방향에 따른 복수의 제1 데이터 군에 대하여, 균일한 곡률을 가진 제1 근사 곡선을 각각 적용하는 근사 곡선 적용 수단과,

   복수의 상기 제1 근사 곡선의 곡률을 도출하는 곡률 도출 수단과,

   상기 곡률 도출 수단에 의하여 도출된 복수 곡률의, 상기 단면의 길이 방향에 따른 변화 데이터를 기초로, 곡률이 상기 단면의 길이 방향에 따라 균일한 균일 범위를 결정하는 균일 범위 결정 수단과,

   상기 2차원 단면 데이터 중, 상기 균일 범위 결정 수단이 결정한 상기 균일 범위 내에 존재하는 제2 데이터 군에 관하여, 일정한 곡률을 가진 제2 근사 곡선을 도출하는 근사 곡선 도출 수단을 구비한, 형상 인식 장치.
2. 청구항 1에 기재된 형상 인식 장치에서 도출된, 상기 균일 범위 내에 존재하는 상기 제2 데이터 군을 상기 제2 근사 곡선과 비교하여, 상기 제2 근사 곡선에서의 일탈량이 설정 허용차 이상인 데이터를 덴트 데이터로서 추출하는 덴트 데이터 추출 수단을 구비한, 덴트 평가 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 덴트 데이터 추출 수단은, 상기 2차원 단면 데이터 중, 상기 제1 근사 곡선의 곡률이 설정 곡률 이상인 상기 제1 데이터 군에 대응하는 데이터에 대해서는 상기 덴트 데이터의 추출을 행하지 않도록 구성되어 있는, 덴트 평가 장치.

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