(57)【要約】      （修正有）【課題】曲面部材計測システム及び方法を提供する。【解決手段】十字状レーザービーム計測器２０８の移動を制御する移動制御部２０６と、境界計測移動方向を決定する境界追跡制御部２０２と、移動制御部２０６により制御されるガントリの位置情報及び十字状レーザービーム計測器２０８から出力される計測値を用いて曲面部材の境界面に対する３次元計測データを算出する境界計測データ生成部２０４と、曲面部材内で内部計測のための両軸の経路を生成する内部経路生成部２１０と、内部計測移動方向を決定する内部高さ追跡制御部２１２と、移動制御部２０６により制御されるガントリの位置情報及び十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて曲面部材の内部に対する３次元計測データを算出する内部計測データ生成部２１４と、境界計測データと内部計測データを用いて曲面部材の３次元形状データを生成する３次元曲面生成部とを含む。【選択図】図２
2010060556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字状レーザービーム計測器が装着され、前記十字状レーザービーム計測器をＸ、Ｙ、及びＺ軸方向に移動させるガントリを備えた曲面部材計測システムであって、
前記ガントリの移動により、前記十字状レーザービーム計測器のＸ、Ｙ、及びＺ軸方向への移動を制御する移動制御部と、
前記曲面部材の頂点情報及び前記曲面部材の境界計測結果に基づいて境界計測移動方向を決定する境界追跡制御部と、
前記境界追跡制御部により決定された前記境界計測移動方向に基づいて前記移動制御部により制御される前記ガントリの位置情報及び前記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて前記曲面部材の境界面に対する３次元計測データを算出する境界計測データ生成部と、
前記曲面部材の境界計測データに基づいて前記曲面部材内で内部計測のための両軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の経路を生成する内部経路生成部と、
前記内部計測経路及び内部計測結果に基づいて内部計測移動方向を決定する内部高さ追跡制御部と、
前記内部高さ追跡制御部により決定された前記移動方向に基づいて前記移動制御部により制御される前記ガントリの位置情報及び前記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて前記曲面部材の内部に対する３次元計測データを算出する内部計測データ生成部と、
前記境界計測データと内部計測データを用いて前記曲面部材の３次元形状データを生成する３次元曲面生成部と、
を含む曲面部材計測システム。
【請求項２】
前記境界追跡制御部は、前記曲面部材の頂点情報を用いて最初移動方向を決定し、以後には前記境界計測データ生成部で算出される境界計測結果から境界点を抽出して前記十字状レーザービーム計測器のレーザービーム交差点が前記部材境界面に照射されるようにし、前記十字状レーザービーム計測器と前記曲面部材との間の距離が所定値になるように移動方向を調整することを特徴とする請求項１に記載の曲面部材計測システム。
【請求項３】
前記内部高さ追跡制御部は、前記内部計測経路に沿って前記ガントリの移動により得られた内部計測結果から前記十字状レーザービーム計測器の高さ値を算出し、前記十字状レーザービーム計測器と前記曲面部材との間の距離が所定値になるように移動方向を調整することを特徴とする請求項１に記載の曲面部材計測システム。
【請求項４】
十字状レーザービーム計測器が装着され、前記十字状レーザービーム計測器をＸ、Ｙ、及びＺ軸方向に移動させるガントリを備えた曲面部材計測システムを用いた曲面部材の計測方法であって、
前記曲面部材の頂点を計測するステップと、
前記曲面部材の頂点及び前記曲面部材の境界計測結果に基づいて境界計測移動方向を決定するステップと、
前記境界計測移動方向に従って前記ガントリの移動による前記ガントリの位置情報及び前記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて前記曲面部材の境界面に対する３次元計測データを算出するステップと、
前記３次元境界計測データを用いて内部計測経路を生成するステップと、
前記内部計測経路及び計測結果の高さ値に基づいて内部計測移動方向を決定するステップと、
前記内部計測移動方向に基づいて前記十字状レーザービーム計測器を移動させながら計測を行って３次元内部計測データを生成するステップと、
前記３次元境界計測データと前記３次元内部計測データを用いて前記曲面部材の３次元形状曲面を生成するステップと、
を含む曲面部材の計測方法。
【請求項５】
前記内部計測経路を生成するステップは、前記境界計測データに基づいて前記曲面部材エッジの屈曲程度を考慮して屈曲が激しい場合には領域を再帰的に分割して部材の全域を均等に調和できる前記内部計測経路を部材の内部に生成することを特徴とする請求項４に記載の十字状レーザービームを用いた曲面部材の計測方法。
【請求項６】
前記境界計測データを生成するステップは、前記境界計測の際、前記十字状レーザービーム計測器から出力される高さ値を用いて前記十字状レーザービーム計測器と前記曲面部材との間の距離が所定値になるように、前記十字状レーザービーム計測器の高さを調節することを特徴とする請求項４に記載の曲面部材の計測方法。
【請求項７】
前記内部計測データを生成するステップは、前記十字状レーザービーム計測器から出力される高さ値を用いて前記十字状レーザービーム計測器と前記曲面部材との間の距離が所定値になるように、前記十字状レーザービーム計測器の高さを調節することを特徴とする請求項４に記載の曲面部材の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は曲面部材計測に関するもので、より詳細には、十字状レーザービームを用いた曲面部材計測システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、船舶の外部パネルは推進抵抗を低減して水中を効率良く航海するために、複雑な非可展曲面形状をもつ厚さ１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の曲板部材で構成されている。この曲面の外部パネルを形成するためには、一般に線形加熱といわれる加工法を用いてガスバーナーなどで鋼板の表面を局部的に加熱し、その際に発生される塑性変形による鋼板の面外角変形や面内収縮変形を利用して所望する形状に加工している。
【０００３】
また、このように加工された船舶の曲板部材などの工作物に対しては、所望する形態に正確に加工されたか否かを計測する必要があり、このような船舶用の曲板部材の計測のためには、巻尺、手工具、木型などを用いて作業者が計測を行っている。
【０００４】
このような曲板部材の計測は、加工完了評価、加熱線生成及び加工完了後の切断線マーキング作業などに利用される。
【０００５】
しかし、作業者の手作業で行われる計測技術により、大型の曲板部材を手作業で計測すると、計測時間が長くかかり、また、計測データの正確度が低いなど、多くの問題があった。特に、船舶の船首尾に用いられる曲板部材は、その形状が非常に多様であって、部位ごとに予め製作された木型を用いて加工及び計測するが、この木型がほとんど木で製作され、所望する曲面形状部材を正確に加工するためには、一つの曲板部材が完成されるまで数回繰り返し使用されることになる。そのため、周辺温度や作業者の管理ミスなどの様々な周辺要因により塑性変形が起って形状誤差が生じるなど、正確な加工や計測が困難であった。
【０００６】
一方、このような手作業計測技術の問題点を解決するために、被計測部材に対して非接触方式で形状を計測する非接触計測装置が提案された。
【０００７】
非接触計測方法としては、曲面にレーザーを垂直に照射し、反射されるレーザーの到達時間に基づいて高さを測定するレーザー距離センサ（ＬＤＳ：Laser Distance Sensor）を用いた計測方式と、レーザーを一軸として照射してこれをカメラで撮像し、撮像された画像を分析して３次元の高さ値を測定するレーザービジョンシステムを用いた計測方式と、曲面に変位センサを物理的に接触させ、曲面に沿って移動しながら高さ値を測定する方式などがある。
【０００８】
図１は、従来技術による非接触計測方式のうち、レーザービジョンシステムを用いて曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【０００９】
被計測部材の四角形状またはこれと類似形状の曲板部材１０の形状を計測する際に、曲板部材１０のエッジ（edge）面を計測するためには、先ず、曲板部材１０の一側方向にレーザー発生器２０による線状のレーザービーム２１を照射した状態で、カメラ（図示せず）を用いて曲板部材１０に照射されたレーザービーム画像を撮像し、レーザー発生器２０を機械的に回転させて曲板部材１０の他側方向にレーザー発生器２０による線状のレーザービーム２１を照射した状態で、カメラ（図示せず）を用いて曲板部材１０に照射されたレーザービーム画像を撮像する。ここで、レーザー発生器２０を回転させるとは、レーザー発生器２０及びカメラがモジュール化されたレーザービジョンモジュールを機械的に回転させることを意味する。
【００１０】
このようにカメラにより得られた画像から所定の計測点データを抽出し、計測点データはモデリング（modeling）により曲面に表現されて、曲板部材１０の３次元形状計測データの生成の際にレーザービジョンモジュールの回転情報と共に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国特許登録第１０−０２９２６１０号公報
【特許文献２】特開１９９７−１５９４１８号公報
【特許文献３】特開２０００−０４６５２９号公報
【特許文献４】特開２００２−０９８５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の曲板部材の形状を計測する方法は、曲面の多くの部分を撮像するためのカメラが曲面から遠く離れて位置したので、撮像した曲面の解像度が落ち、測定データの正確度が低いという問題点がある。
【００１３】
また、従来のレーザービジョンシステムは、計測の際に１軸（Ｘ軸）へ移動するため、部材の境界面がＹ軸に平行するように置かれた場合は、レーザーが部材境界面と平行に照射されて境界面を正確に計測できないという問題点があった。特に、後工程のために正確な境界面の抽出が要求される改善部材の場合には、境界面を正確に計測できないことから、後工程で大きい問題点となることがあった。
【００１４】
こうした従来の問題点を鑑み、本発明は、十字状レーザービーム計測器を用いて曲面部材と十字状レーザービーム計測器との間の高さ追跡を行い、曲面部材の境界部の計測データ及び境界部内部の計測データを測定することにより、曲面部材に対する計測正確度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、十字状レーザービーム計測器が装着され、上記十字状レーザービーム計測器をＸ、Ｙ、及びＺ軸方向に移動させるガントリを備えた曲面部材計測システムであって、上記ガントリの移動により、上記十字状レーザービーム計測器のＸ、Ｙ、及びＺ軸方向への移動を制御する移動制御部と、上記曲面部材の頂点情報及び上記曲面部材の境界計測結果に基づいて境界計測移動方向を決定する境界追跡制御部と、上記境界追跡制御部により決定された上記境界計測移動方向に基づいて上記移動制御部により制御される上記ガントリの位置情報及び上記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて上記曲面部材の境界面に対する３次元計測データを算出する境界計測データ生成部と、上記曲面部材の境界計測データに基づいて上記曲面部材内で内部計測のための両軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の経路を生成する内部経路生成部と、上記内部計測経路及び内部計測結果に基づいて内部計測移動方向を決定する内部高さ追跡制御部と、上記内部高さ追跡制御部により決定された上記移動方向に基づいて上記移動制御部により制御される上記ガントリの位置情報及び上記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて上記曲面部材の内部に対する３次元計測データを算出する内部計測データ生成部と、上記境界計測データと内部計測データを用いて上記曲面部材の３次元形状データを生成する３次元曲面生成部と、を含む曲面部材計測システムが提供される。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、十字状レーザービーム計測器が装着され、上記十字状レーザービーム計測器をＸ、Ｙ、及びＺ軸方向に移動させるガントリを備えた曲面部材計測システムを用いた曲面部材の計測方法であって、上記曲面部材の頂点を計測するステップと、上記曲面部材の頂点及び上記曲面部材の境界計測結果に基づいて境界計測移動方向を決定するステップと、上記境界計測移動方向に従って上記ガントリの移動による上記ガントリの位置情報及び上記十字状レーザービーム計測器から出力される計測値を用いて上記曲面部材の境界面に対する３次元計測データを算出するステップと、上記３次元境界計測データを用いて内部計測経路を生成するステップと、上記内部計測経路及び計測結果の高さ値に基づいて内部計測移動方向を決定するステップと、上記内部計測移動方向に基づいて上記十字ビーム計測器を移動させながら計測を行って３次元内部計測データを生成するステップと、上記３次元境界計測データと上記３次元内部計測データを用いて上記曲面部材の３次元形状曲面を生成するステップと、を含む曲面部材の計測方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によれば、十字状レーザービーム計測器を用いて曲面部材の形状を計測することにより、曲面部材の計測正確度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による非接触計測装置を用いて曲面部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図２】本発明の好ましい実施例による曲面部材計測のための制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による曲面部材計測システムを示す図面である。
【図４】本発明に用いられる十字状レーザービーム計測器を示す斜視図である。
【図５】本発明の好ましい実施例による曲面部材の計測過程を示すフローチャートである。
【図６ａ】本発明の好ましい実施例による計測過程で曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｂ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｃ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｄ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｅ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｆ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【図６ｇ】本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。さらに、本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図２は、本発明の好ましい実施例による曲面部材計測システムを制御する制御装置を示すブロック図であり、図３は、図２の曲面部材計測システムを示す図面である。
【００２１】
図２に示すように、曲面部材計測システムの制御装置は、先行計測部２００、境界追跡制御部２０２、境界計測データ生成部２０４、移動制御部２０６、十字状レーザービーム計測器２０８、内部経路生成部２１０、内部高さ追跡制御部２１２、内部計測データ生成部２１４、３次元曲面生成部２１６、及びガントリ２１８を含む。
【００２２】
先行計測部２００は、曲面部材の頂点情報を得るために曲面部材に対する先行計測を行う手段であって、その例として、図１に示すような従来のレーザービジョンモジュールまたはインドア（Indoor）ＧＰＳ計測装置などがあり、レーザービジョンモジュールまたはインドアＧＰＳ計測装置を用いて曲面部材に対する先行計測を行うことにより、先行計測データを生成して境界追跡制御部２０２に提供する。
【００２３】
境界追跡制御部２０２は、先行計測部２００から提供された先行計測データから抽出した頂点及び境界計測データ生成部２０４の計測結果に基づいて、リアルタイム境界追跡のための移動方向を決定して移動制御部２０６に提供する。
【００２４】
内部高さ追跡制御部２１２は、内部経路生成部２１０から提供された内部計測経路及び内部計測データ生成部２１４から提供された計測高さ値に基づいて、内部移動及び高さ追跡のための移動方向を決定して移動制御部２０６に提供する。
【００２５】
移動制御部２０６は、境界追跡制御部２０２及び内部高さ追跡制御部２１２から提供された移動方向へ十字状レーザービーム計測器２０８を移動させるが、具体的に、ガントリ２１８をＸＹＺ軸方向に移動させて、十字状レーザービーム計測器２０８を移動させる。
【００２６】
内部経路生成部２１０は、境界計測データ生成部２０４から提供された曲面部材の３次元境界データを用いて曲面部材の境界範囲内で部材内部を調和できる２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の内部計測移動経路を生成する。
【００２７】
図３に示すように、十字状レーザービーム計測器２０８はガントリ２１８上に設置され、ガントリ２１８のＸ軸及びＹ軸方向への移動によりＸ軸及びＹ軸方向に動き、上下への移動によりＺ軸方向に動く。このとき、十字状レーザービーム計測器２０８の移動は移動制御部２０６により制御される。曲面部材の境界面に対するデータを抽出する際には、十字状レーザービーム計測器２０８はガントリ２１８に装着され、曲面部材と一定高さを維持しながら曲面部材面を計測する。
【００２８】
曲面部材の境界面に対するデータを抽出する際には、十字状レーザービーム計測器２０８はガントリ２１８に装着され、曲面部材と一定高さを維持しながら曲面部材面を計測するが、ガントリ２１８上に設置された十字状レーザービーム計測器２０８をＸ軸方向に移動させたり、ガントリ２１８をＹ軸方向に移動させて十字状レーザービーム計測器２０８をＹ軸方向に移動させたり、十字状レーザービーム計測器２０８をＺ軸方向に移動させたりする。
【００２９】
本発明における境界計測データ生成部２０４は、十字状レーザービーム計測器２０８が設置されたガントリ２１８の位置情報に、十字状レーザービーム計測器２０８の計測結果を加えて曲面部材の３次元境界計測データを生成する。
【００３０】
一方、境界追跡制御部２０２は、先行計測部２００から提供された先行計測データから抽出した頂点及び十字状レーザービーム計測器２０８により計測された境界計測データに基づいて、計測器の移動方向を決定して移動制御部２０６に提供する。具体的に、境界追跡制御部２０２は、曲面部材の境界計測のために任意の頂点を開始点とし、隣接する頂点を目標点として制御し始め、計測結果から部材の境界に該当する点を抽出して計測器が部材境界面から一定の高さを維持しながら十字状レーザービームの交差点が部材の境界面に結ばれるようにする次の移動方向を決定し、この方向情報を移動制御部２０６に提供して十字状レーザービーム計測器２０８の位置を制御する。
【００３１】
本発明に用いられる十字状レーザービーム計測器２０８は、移動制御部２０６により移動し、該当位置における曲面部材に対する計測を行う手段であって、十字状レーザービーム計測器２０８をＸ、Ｙ、Ｚ軸上に移動させられるガントリ２１８上に設けられる。具体的に、十字状レーザービーム計測器２０８は、移動制御部２０６の制御により、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に移動しながら、該当位置における曲面部材に対する計測を行って３次元計測データを生成する。
【００３２】
このような十字状レーザービーム計測器２０８に対する説明は図４を参照して説明する。
【００３３】
本発明に適用される十字状レーザービーム計測器２０８は、図４に示すように、十字状レーザービーム３１１を被計測部材に照射するレーザー発生器３１０と、被計測部材に照射された十字状レーザービーム３１１によるレーザービーム画像３２１，３３１を撮像する一対のカメラ３２０，３３０と、レーザー発生器３１０と一対のカメラ３２０，３３０が一体に設けられている単一の固定体３４０と、を含む。レーザー発生器３１０は固定体３４０に一体に結合されたケース３５０の内部で、十字状レーザービーム３１１の交差軸を中心に回転可能に設けられる。一対のカメラ３２０，３３０は、それぞれの光軸が相互直交するように固定体３４０に設けられる。
【００３４】
このような十字状レーザービーム計測器２０８によれば、被測定部材の曲面部材に、レーザー発生器３１０から十字状レーザービーム３１１が照射される。ここで、レーザー発生器３１０から照射された十字状レーザービーム３１１を垂直ラインビームと水平ラインビームに分離して称する場合、一対のカメラ３２０，３３０のうちの一つのカメラは垂直ラインビームによるレーザービーム画像を得るための手段となり、他のカメラは水平ラインビームによるレーザービーム画像を得るための手段となる。また、このためには、垂直ラインビーム成分と水平ラインビーム成分のうち、いずれか一つの成分を選択的にフィルタリングしなければならない。
【００３５】
このようなフィルタリングのためには、カメラ３２０，３３０による画像獲得経路上にフィルタリング手段を備えるか、カメラ３２０，３３０により得られた画像データをフィルタリング処理する。
【００３６】
また、本発明では、一対のカメラ３２０，３３０が、互いの光軸が直交するように固定体３４０に設けられているため、一つのカメラにより、十字状レーザービーム３１１の垂直ラインビームが垂直画像成分として得られ、水平ラインビームが水平画像成分として得られると、他のカメラにより、十字状レーザービーム３１１の垂直ラインビームが水平画像成分として得られ、水平ラインビームが垂直画像成分として得られることになる。
【００３７】
したがって、一対のカメラ３２０，３３０により得られた画像データをフィルタリング処理する際に、一対のカメラ３２０，３３０を基準にして、共通に垂直画像成分をフィルタリングして除去すれば、曲面部材に対する３次元計測データのうちＺ軸座標値を得ることができる。
【００３８】
内部経路生成部２１０は境界計測データ生成部２０４から提供された境界計測データに基づいて内部計測経路を生成するが、前のステップで抽出した部材の境界データに基づいて計測経路が部材内部に生成されるようにし、このとき、部材エッジの屈曲情報を考慮して、屈曲が激しい場合には領域を再帰的に分割しながら部材の全域を均等に調和できる内部計測経路を生成する。内部経路は、Ｘ軸、Ｙ軸情報で構成され、内部高さ追跡制御部２１２に提供される。
【００３９】
内部高さ追跡制御部２１２は、内部経路生成部２１０から提供された計測経路データと十字状レーザービーム計測器２０８により計測された内部計測データに基づいて計測器の移動方向を決定し移動制御部２０６に提供する。具体的に、内部高さ追跡制御部２１２は曲面部材の内部計測のために、内部計測経路に基づいてＸ軸、Ｙ軸方向に計測器を移動させると共にレーザー撮像を行い、撮像された画像を分析して高さ値を計測した後、計測器が部材上面から一定の高さを維持するように計測器の次の移動方向を決定する。この方向情報を移動制御部２０６に提供して十字状レーザービーム計測器２０８の位置を制御する。
【００４０】
このように内部計測経路に基づいて、十字状レーザービーム計測器２０８の移動、レーザー撮像、及び十字状レーザービーム計測器２０８の高さ方向の調整を繰り返し行うことにより、内部計測経路に対応する高さ値及びガントリ２１８の位置情報が内部計測データ生成部２１４に提供され、内部計測データ生成部２１４はガントリの位置情報及び高さ値を用いて内部計測経路に対応する３次元内部計測データを算出する。
【００４１】
モデリング曲面生成部２１６は、３次元内部計測データと３次元境界計測データを用いて数学的モデリングを行い、被計測曲面部材に対する数学的曲面を生成する。このようにして、曲面部材に対するＣＡＤデータとの比較及び精度算出が可能となる。
【００４２】
上記のような構成を有する曲面部材計測装置が動作する過程について、図５及び図６ａ〜図６ｆを参照して説明する。
【００４３】
図５は、本発明の好ましい実施例による曲面部材の計測過程を示すフローチャートであり、図６ａ〜図６ｆは本発明の好ましい実施例による計測過程における曲板部材の形状を計測する状況を示す図面である。
【００４４】
先ず、図５のステップＳ５００で、先行計測部２００は図６ａに示すような曲面部材の頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを計測する。
【００４５】
次に、ステップＳ５０２で、境界追跡制御部２０２は曲面部材の頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて境界計測の最初移動方向を決定する。具体的に、図６ｂに示すように、Ａ頂点からＢ頂点までを第１移動方向６００として設定し、Ｂ頂点からＣ頂点までを第２移動方向６０２として設定し、Ｃ頂点からＤ頂点までを第３移動方向６０４として設定し、Ｄ頂点からＡ頂点までを第４移動方向６０６として設定する。
【００４６】
その後、図６ｃに示すように、境界追跡制御部２０２は上述したように最初移動方向を決定し、以後には十字状レーザービーム計測器２０８を移動させながら計測した計測結果からイメージプロセシングにより境界点を算出し、十字状レーザービーム計測器２０８の両軸レーザービームの交差点が境界面に照射され、予め設定した一定の高さ値を維持するように次の移動方向を決定して移動制御部２０６に提供する。すなわち、最初移動方向に基づいてガントリ２１８を移動させながら境界計測を行い、具体的に、ステップＳ５０４で、最初移動方向に基づいた移動ガントリ２１８の位置情報及び十字状レーザービーム計測器２０８から計測された計測結果を用いて境界計測を行い、その後、ステップＳ５０６で、境界計測が完了したか否かを判断し、ステップＳ５０８で、ステップＳ５０６の判断結果、境界計測が完了されなかった場合の境界計測結果に基づいて次の移動方向を決定し、決定された次の移動方向を移動制御部２０６に提供した後、ステップＳ５０４に進行する。
【００４７】
ステップＳ５０６の判断結果、境界計測が完了された場合は、図６ｄに示すように、境界計測データ生成部２０４は、ステップＳ５０４により計測された境界計測データ、すなわち、決定された移動方向に基づいてガントリ２１８を移動させ、これによるガントリ２１８の位置情報と十字状レーザービーム計測器２０８から提供された計測結果を用いて部材境界面に対する３次元計測データを生成する。
【００４８】
その後、ステップＳ５１０で、内部経路生成部２１０は３次元境界計測データを用いて図６ｅのような曲面部材の内部計測経路Ｌを生成する。このとき、内部計測経路Ｌは部材境界の内部に生成され、境界の屈曲程度を判断して屈曲が激しい場合には領域を再帰的に分割しながら部材の全域を均等に調和できる内部計測経路Ｌを生成する。
【００４９】
十字状レーザービーム計測器２０８及びガントリ２１８は、ステップＳ５１０により設定された内部計測経路Ｌに基づいて移動制御部２０６により移動され、曲面部材の内部に対する計測を行い、ステップＳ５１２で、図６ｆに示すような内部計測経路Ｌによる３次元計測データを生成する。具体的に、内部計測経路Ｌに基づいてガントリ２１８はＸ軸及びＹ軸方向に移動する。これにより、十字状レーザービーム計測器２０８は撮像されたレーザー画像から高さ値を計測して内部高さ追跡制御部２１２に提供し、内部高さ追跡制御部２１２は計測器が部材上面から一定の高さを維持できるようにする移動方向を計算して移動制御部２０６に提供する。
【００５０】
内部計測データ生成部２１４は、ガントリ２１８の位置情報及び計測された高さ値に基づいて、内部計測経路Ｌに対応する３次元内部計測データを生成する。
【００５１】
モデリング曲面生成部２１６は、境界計測データと内部計測データをフィルタリングした後、曲面モデリングを行い、ステップＳ５１４で、図６ｇに示すように、曲面に表現される３次元形状データを生成する。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５３】
２００  先行計測部
２０２  境界追跡制御部
２０４  境界計測データ生成部
２０６  移動制御部
２０８  十字状レーザービーム計測器
２１０  内部経路生成部
２１２  内部高さ追跡制御部
２１４  内部計測データ生成部
２１６  モデリング曲面生成部
２１８  ガントリ
【図１】
2010060556.tif 000003
【図２】
2010060556.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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