(57)【要約】【課題】形状に関する評価を手軽に行える形状評価装置、形状評価方法、及び形状評価プログラムを提供する。【解決手段】評価指標特定部５１０は、形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンとしての評価観点特定マークがマーキングされている評価対象物から、評価観点特定マークを読み取り、その評価観点特定マークが表す観点で評価対象物の形状を評価するための評価指標を特定する。評価指標算出部２２は、評価対象物の形状を測定することにより評価対象物の形状を表す形状データを生成する３次元スキャナ２００から形状データを取得し、その形状データを用いて、評価指標特定部５１０によって特定された評価指標の値を算出する。出力部５２０は、評価指標算出部２２によって算出された評価指標の値を、評価対象物の表面に光学的に投影することにより出力する。【選択図】図４
2019158438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンがマーキングされている評価対象物から前記評価観点特定パターンを読み取り、該評価観点特定パターンが表す観点で前記評価対象物の形状を評価するための評価指標を特定する評価指標特定手段と、
前記評価対象物の形状を測定することにより前記評価対象物の形状を表す形状データを生成する測定装置から前記形状データを取得し、該形状データを用いて、前記評価指標特定手段によって特定された前記評価指標の値を算出する評価指標算出手段と、
前記評価指標算出手段によって算出された前記評価指標の値、又は該評価指標の値から特定される前記評価対象物の形状の評価結果を出力する出力手段と、
を備える、形状評価装置。
【請求項２】
前記評価指標特定手段が、
複数種の前記評価指標の各々と、該評価指標を識別するパターンを表すテンプレートパターンデータとの予め定められた対応関係を用い、前記評価対象物に付された前記評価観点特定パターンが、いずれの前記テンプレートパターンデータが表す前記パターンに該当するかの照合を行うことにより、該当する前記パターンを表す前記テンプレートパターンデータに対応付けられている前記評価指標を特定し、
前記対応関係において各々前記テンプレートパターンデータと対応付けられている複数種の前記評価指標には、ＪＩＳＢ０６２１に規定される真直度、平面度、真円度、円筒度、平行度、直角度、同軸度、傾斜度、及び対称度から選択される少なくとも１つが含まれる、
請求項１に記載の形状評価装置。
【請求項３】
前記出力手段が、
前記評価指標算出手段によって算出された前記評価指標の値、又は該評価指標の値から特定される前記評価対象物の形状の評価結果を、前記評価対象物の表面に光学的に投影することにより出力する投影装置、
を有する、請求項１又は２に記載の形状評価装置。
【請求項４】
前記形状評価装置が、
前記評価対象物の、前記測定装置によって測定されている表面に、前記評価指標を算出する際の基準となる基準部位であることを表す基準部位指定パターンがマーキングされているか否かを判定する基準部位有無判定手段、
をさらに備え、
前記評価指標算出手段が、
前記評価指標を算出する過程で、前記形状データのうち、前記基準部位有無判定手段によって前記基準部位指定パターンがマーキングされていると判定された前記表面の形状を表す基準部位データを用いて、仮想基準面又は仮想基準線を特定する演算を行う、
請求項１から３のいずれか１項に記載の形状評価装置。
【請求項５】
評価対象物の形状を評価すべき部位に、前記評価対象物の形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンを予めマーキングするマーキング工程と、
前記評価観点特定パターンがマーキングされた前記評価対象物から前記評価観点特定パターンを読み取り、該評価観点特定パターンが表す観点で前記評価対象物の形状を評価するための評価指標を特定する評価指標特定工程と、
前記評価対象物の、少なくとも前記評価観点特定パターンがマーキングされた部位の形状を測定することにより前記評価対象物の形状を表す形状データを生成し、該形状データを用いて、前記評価指標を算出する評価指標算出工程と、
を含む、形状評価方法。
【請求項６】
コンピュータに、
形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンがマーキングされている評価対象物の前記評価観点特定パターンを撮像する撮像装置から、該評価観点特定パターンを撮像することで得られた画像データを取得する画像データ取得機能と、
前記画像データ取得機能によって取得した前記画像データを用いて、前記評価観点特定パターンが表す観点で前記評価対象物の形状を評価するための評価指標を特定する評価指標特定機能と、
前記評価対象物の形状を測定することにより前記評価対象物の形状を表す形状データを生成する測定装置から、前記形状データを取得し、該形状データを用いて、前記評価指標特定機能によって特定した前記評価指標を算出する評価指標算出機能と、
を実現させる、形状評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状評価装置、形状評価方法、及び形状評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、製品の形状を測定することにより、その製品の形状を表す形状データを生成するレーザスキャナと、そのレーザスキャナで生成された形状データを用いて製品の形状を評価する形状評価装置とを備えるシステムが知られている。形状評価装置は、製品の円筒状の部分の同軸度がどのくらいか、製品の特定の部位の寸法がどのくらいか、といった観点から製品の形状を評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３２３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記システムにおいては、上記評価装置が行う評価の観点を変更したい場合に、その変更後の観点を指定する操作を、製品の評価を行う段階において、ユーザが行わなければならない。このため、特に評価の観点を柔軟に変更したい場合に、製品の評価を行う段階におけるユーザの操作が煩雑化する。
【０００５】
本発明の目的は、形状に関する評価を手軽に行える形状評価装置、形状評価方法、及び形状評価プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る形状評価装置は、
形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンがマーキングされている評価対象物から前記評価観点特定パターンを読み取り、該評価観点特定パターンが表す観点で前記評価対象物の形状を評価するための評価指標を特定する評価指標特定手段と、
前記評価対象物の形状を測定することにより前記評価対象物の形状を表す形状データを生成する測定装置から前記形状データを取得し、該形状データを用いて、前記評価指標特定手段によって特定された前記評価指標の値を算出する評価指標算出手段と、
前記評価指標算出手段によって算出された前記評価指標の値、又は該評価指標の値から特定される前記評価対象物の形状の評価結果を出力する出力手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、評価対象物にマーキングされた評価観点特定パターンによって、評価指標が特定される。このため、評価対象物の形状を評価する段階で、ユーザが評価指標を指定する手間が省ける。従って、評価対象物の形状に関する評価を手軽に行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る評価対象物を例示する斜視図
【図２】実施形態１に係る形状評価装置の構成を示す概念図
【図３】実施形態１に係る評価指標特定テーブルの構成を示す概念図
【図４】実施形態１に係る形状評価装置の機能を示す概念図
【図５】実施形態１に係る形状評価方法のフローチャート
【図６】実施形態１に係る評価対象物への評価結果の投影の態様を示す概念図
【図７】実施形態２に係る評価指標特定テーブルの構成を示す概念図
【図８】実施形態２に係る評価対象物を例示する斜視図
【図９】実施形態２に係る形状評価装置の機能を示す概念図
【図１０】実施形態３に係る評価指標特定テーブルの構成を示す概念図
【図１１】実施形態３に係る形状評価装置の機能を示す概念図
【図１２】実施形態３に係る評価対象物への評価結果の投影の態様を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態１〜３について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
【００１０】
［実施形態１］
図１に示すように、本実施形態で形状を評価する対象である評価対象物６００には、形状に関する評価の観点を表す評価観点特定パターンとしての評価観点特定マーク６１１と、評価観点特定マーク６１１が表す観点での評価の結果が光学的な投影により表示される評価結果表示欄６１２とがマーキングされている。なお、評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２は、インクでマーキングされたものである。
【００１１】
評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２は、評価対象物６００の、形状を評価すべき面である被評価面６１０にマーキングされている。以下、この評価対象物６００の形状を評価する形状評価装置について説明する。
【００１２】
図２に示すように、形状評価装置５００は、評価対象物６００の形状を測定することにより評価対象物６００の形状を表す形状データを生成する測定装置としての３次元スキャナ２００と、３次元スキャナ２００によって生成された形状データを用いて評価対象物６００の形状を評価するための演算を行う演算制御装置１００とを備える。
【００１３】
３次元スキャナ２００は、評価対象物６００の表面にレーザ光を照射した時点から、評価対象物６００の表面で反射した反射光を受光するまでの時間差と、レーザ光を照射した角度とに基づいて、評価対象物６００の３次元形状を非接触で測定する。
【００１４】
これにより、３次元スキャナ２００は、評価対象物６００の形状を表す形状データを生成する。形状データとは、具体的には、評価対象物６００の表面上における各点の３次元座標を表すデータの集合である点群データを指す。
【００１５】
３次元スキャナ２００は、ユーザが手で持ち運ぶことのできるハンディタイプのものである。ユーザは、３次元スキャナ２００を手で持って操作することにより、３次元スキャナ２００に、評価対象物６００の少なくとも被評価面６１０を計測させる。
【００１６】
上述のように、評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２は、被評価面６１０に付されているので、ユーザは、評価対象物６００のどの面を３次元スキャナ２００に測定させればよいかを容易に判断できる。また、３次元スキャナ２００から出射させるレーザ光を可視光とすることにより、ユーザは、評価対象物６００のどの面が３次元スキャナ２００によって計測されているかを確認できる。
【００１７】
また、形状評価装置５００は、評価対象物６００の評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２を撮像する撮像装置３００を備える。撮像装置３００は、３次元スキャナ２００に取り付けられたデジタルカメラを備える。
【００１８】
ユーザは、３次元スキャナ２００に被評価面６１０を計測させる際に、撮像装置３００によって、被評価面６１０における少なくとも評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２を含む領域を撮像させる。なお、３次元スキャナ２００による計測と、撮像装置３００による撮像とを並行して行うことができる。
【００１９】
撮像装置３００は、被評価面６１０における少なくとも評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６２２を含む領域の画像データを生成する。その画像データを用いて、演算制御装置１００は、評価観点特定マーク６１１が表す評価の観点を特定し、その特定した観点で評価対象物６００の形状を評価する。
【００２０】
また、形状評価装置５００は、評価対象物６００の被評価面６１０における評価結果表示欄６１２に、演算制御装置１００による評価の結果を光学的に投影する投影装置４００を備える。投影装置４００は、３次元スキャナ２００に取り付けられた液晶プロジェクタを備える。
【００２１】
投影装置４００は、像の基準となる投影方向である基準投影方向が、被評価面６１０に対する撮像装置３００の角度と等しく調整された状態で、３次元スキャナ２００に設置されている。投影装置４００は、像の投影方向を基準投影方向に対してずらすことで、撮像装置３００が撮像する領域内における任意の位置に、像を投影できる構成を有する。
【００２２】
演算制御装置１００は、撮像装置３００によって生成された画像データを用いて、評価結果表示欄６１２の位置を特定する。そして、演算制御装置１００は、投影装置４００による像の投影方向を制御することにより、像が投影される位置を被評価面６１０における評価結果表示欄６１２の位置に調整し、かつその位置に評価の結果を投影させる。
【００２３】
以下、演算制御装置１００の構成を具体的に説明する。演算制御装置１００は、３次元スキャナ２００、撮像装置３００、及び投影装置４００の各々と演算制御装置１００との間のデータ及び制御信号の授受を媒介するインタフェース部１０を備える。
【００２４】
また、演算制御装置１００は、評価対象物６００の形状を評価するための演算及び投影装置４００の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、ＣＰＵ２０のメインメモリとしての主記憶部３０とを備える。
【００２５】
主記憶部３０には、インタフェース部１０を通じて演算制御装置１００に取得される、３次元スキャナ２００で生成された形状データ３１、及び撮像装置３００で生成された画像データ３２が格納される。ＣＰＵ２０は、これら形状データ３１及び画像データ３２を用いて、各種の演算及び制御を行う。
【００２６】
また、演算制御装置１００は、この演算制御装置１００の機能を規定した形状評価プログラム４１を記憶する補助記憶部４０を備える。ＣＰＵ２０は、形状評価プログラム４１を実行することにより、評価対象物６００の形状を評価するための演算を行う機能及び投影装置４００の制御を行う機能を発現する。
【００２７】
また、補助記憶部４０には、ＣＰＵ２０が、画像データ３２を用いて評価の観点を特定する処理を行う際に用いる評価指標特定テーブル４２も格納されている。以下、評価指標特定テーブル４２について、具体的に説明する。
【００２８】
図３に示すように、評価指標特定テーブル４２は、評価対象物６００の形状を評価するための複数種の評価指標４２ｂの各々と、その評価指標４２ｂを識別するパターンを表すテンプレートパターンデータとしてのテンプレートマークデータ４２ａとの予め定められた対応関係を規定したものである。
【００２９】
なお、図３では、理解を容易にするために、複数のテンプレートマークデータ４２ａの各々を、そのテンプレートマークデータ４２ａが表すマークによって示している。
【００３０】
評価指標特定テーブル４２には、評価指標４２ｂとして、真直度、平面度、真円度、円筒度等が定められている。これら評価指標４２ｂの定義は、ＪＩＳＢ０６２１の規定による。
【００３１】
即ち、真直度とは、直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさをいう。平面度とは、平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさをいう。真円度とは、円形形体の幾何学的に正しい円からの狂いの大きさをいう。円筒度とは、円筒形体の幾何学的に正しい円筒からの狂いの大きさをいう。
【００３２】
いずれかのテンプレートマークデータ４２ａが表すマークに該当する評価観点特定マーク６１１が、評価対象物６００に付される。図１には、平面度を表すマークに該当する評価観点特定マーク６１１を例示した。つまり、図１に例示した評価観点特定マーク６１１は、被評価面６１０の平面度がどのくらいかという観点から、評価対象物６００を評価すべき旨を表している。
【００３３】
以下、図４を参照し、図２に示すＣＰＵ２０が形状評価プログラム４１を実行することによって発現される機能について、具体的に説明する。
【００３４】
図４に示すように、ＣＰＵ２０は、評価対象物６００から評価観点特定マーク６１１を読み取って評価指標４２ｂを特定する評価指標特定手段としての評価指標特定部５１０を、撮像装置３００と共に構成する評価観点特定マーク認識部２１の機能を有する。
【００３５】
評価観点特定マーク認識部２１は、評価対象物６００に付された評価観点特定マーク６１１が、いずれのテンプレートマークデータ４２ａが表すマークに該当するかの照合を行う。具体的には、評価観点特定マーク認識部２１は、まず、撮像装置３００で生成された画像データ３２が表す画像中に、いずれかのテンプレートマークデータ４２ａが表すマークに該当するパターンが存在するか否かを、パターンマッチングにより照合する。
【００３６】
そして、評価観点特定マーク認識部２１は、テンプレートマークデータ４２ａが表すマークに該当するパターンとして評価観点特定マーク６１１を検出すると、評価指標特定テーブル４２を参照し、その評価観点特定マーク６１１に該当したマークを表すテンプレートマークデータ４２ａに対応付けられている評価指標４２ｂを特定する。このようにして、評価観点特定マーク６１１が表す観点で評価対象物６００の形状を評価するための評価指標４２ｂが特定される。
【００３７】
また、ＣＰＵ２０は、評価観点特定マーク認識部２１によって特定された評価指標４２ｂの値を算出する評価指標算出手段としての評価指標算出部２２の機能を有する。評価指標算出部２２は、３次元スキャナ２００から形状データ３１を取得し、その形状データ３１を用いて評価指標４２ｂの値を算出する。
【００３８】
また、ＣＰＵ２０は、撮像装置３００で生成された画像データ３２を用いて、評価対象物６００における評価結果表示欄６１２の位置を特定する投影位置認識部２３の機能を有する。投影位置認識部２３は、画像データ３２が表す画像中に、評価結果表示欄６１２の形状に該当するパターンが存在するか否かを、パターンマッチングにより照合することで、評価結果表示欄６１２の位置を特定する。
【００３９】
また、ＣＰＵ２０は、投影装置４００を制御する投影装置制御部２４の機能を有する。投影装置制御部２４は、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値を投影により出力する出力手段としての出力部５２０を、投影装置４００と共に構成する。
【００４０】
具体的には、投影装置制御部２４は、投影装置４００に対して、投影位置認識部２３によって特定された評価結果表示欄６１２の位置に、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値を投影させる制御を行う。
【００４１】
以下、図５を参照し、以上説明した形状評価装置５００によって実行される形状評価処理を含む、本実施形態に係る形状評価方法について説明する。
【００４２】
図５に示すように、本実施形態では、予めマーキング工程として、評価対象物６００における形状を評価すべき被評価面６１０に、その被評価面６１０の形状に関する評価の観点を表す評価観点特定マーク６１１が付される（ステップＳ１）。なお、このマーキングは、評価対象物６００としての製品を製造する段階において行われる。
【００４３】
そして、評価対象物６００としての製品を検査する段階において、ユーザは、３次元スキャナ２００に、評価対象物６００の被評価面６１０の形状を計測させると共に、撮像装置３００に、被評価面６１０における少なくとも評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６２２を含む領域を撮像させる（ステップＳ２）。なお、３次元スキャナ２００による計測と、撮像装置３００による撮像とは、並行して行うことができる。
【００４４】
すると、評価指標特定工程として、評価観点特定マーク認識部２１が、撮像装置３００で生成された画像データ３２を用いて、評価観点特定マーク６１１が表す観点で被評価面６１０の形状を評価するための評価指標４２ｂを特定する（ステップＳ３）。
【００４５】
詳細には、評価観点特定マーク認識部２１は、まず、画像データ３２が表す画像の中から、いずれかのテンプレートマークデータ４２ａが表すマークに該当するパターンとして、評価観点特定マーク６１１を検出する。
【００４６】
そして、評価観点特定マーク認識部２１は、評価指標特定テーブル４２を参照し、その評価観点特定マーク６１１に該当したマークを表すテンプレートマークデータ４２ａに対応付けられている評価指標４２ｂを特定する。
【００４７】
一具体例として、画像データ３２が表す画像の中から図１に示す評価観点特定マーク６１１が検出された場合、評価指標特定テーブル４２によれば、評価指標４２ｂとして平面度が特定される。
【００４８】
次に、評価指標算出工程として、評価指標算出部２２が、３次元スキャナ２００から取得した形状データ３１を用いて、評価観点特定マーク認識部２１によって特定された評価指標４２ｂの値を算出する（ステップＳ４）。
【００４９】
一具体例として、評価指標４２ｂとしての平面度を算出する場合、評価指標算出部２２は、まず、形状データ３１が表す被評価面６１０上の各点との距離の総和が最小となるような仮想平面を、最小２乗法により特定する。
【００５０】
そして、評価指標算出部２２は、その仮想平面と直交するＸ軸を想定した場合に、形状データ３１が表す被評価面６１０上の点群のうち、その仮想平面からＸ軸プラス方向の距離が最大である第１の端点と、その仮想平面からＸ軸マイナス方向の距離が最大である第２の端点とを特定する。
【００５１】
そして、評価指標算出部２２は、その仮想平面と第１の端点との距離の絶対値である第１の距離、及びその仮想平面と第２の端点との距離の絶対値である第２の距離をそれぞれ算出する。そして、評価指標算出部２２は、それら第１の距離と第２の距離とを足し合わせた値を、平面度の値の算出結果とする。
【００５２】
次に、投影位置特定工程として、投影位置認識部２３が、画像データ３２が表す画像の中から、評価結果表示欄６１２の形状に該当するパターンを検出することにより、評価結果表示欄６１２の位置を特定する（ステップＳ５）。
【００５３】
なお、図５には、評価指標算出工程（ステップＳ４）の後に、投影位置特定工程（ステップＳ５）を行う場合を例示したが、投影位置特定工程（ステップＳ５）は、評価指標算出工程（ステップＳ４）と並行して行うことができる。
【００５４】
次に、評価結果投影工程として、投影装置制御部２４が、投影装置４００に対して、投影位置認識部２３によって特定された評価結果表示欄６１２の位置に、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値を投影させる制御を行う（ステップＳ６）。
【００５５】
図６に、評価結果表示欄６１２の位置に評価指標４２ｂの値が投影された状態の評価対象物６００を例示する。評価指標４２ｂの値として、０．０５という数値が、評価結果表示欄６１２に投影されている。この数値は、評価指標算出工程（ステップＳ４）で算出された評価指標４２ｂとしての平面度の値が、０．０５ｍｍであることを示している。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、評価対象物６００に付された評価観点特定マーク６１１によって評価指標４２ｂが特定される。評価観点特定マーク６１１は、評価対象物６００を製造する段階において、評価対象物６００に予め付される。
【００５７】
このため、評価対象物６００を検査する段階において、ユーザが評価指標４２ｂを指定するための手間が省ける。従って、たとえ評価対象物６００の評価の観点を柔軟に変更したい場合であっても、評価対象物６００の評価を手軽に行える。
【００５８】
また、評価対象物６００に評価観点特定マーク６１１を付すことにより評価の観点を予め指定しておくので、評価対象物６００を評価する段階において、評価対象物６００を評価する観点を間違ってしまう人為的なミスの発生を防ぐことができる。
【００５９】
また、評価観点特定マーク６１１は、評価対象物６００の評価すべき被評価面６１０にマーキングされるので、ユーザは、評価対象物６００のどの面を３次元スキャナ２００に計測させ、かつ撮像装置３００に撮像させればよいかを容易に認識できる。このため、評価対象物６００を評価する段階において、評価対象物６００における評価を行う面を間違ってしまう人為的なミスが発生しにくい。
【００６０】
また、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値が、投影装置４００によって、評価対象物６００の表面に光学的に投影される。このため、評価の結果が別の媒体にプリントアウトされる場合に比べると、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値と、評価対象物６００との照合が容易である。
【００６１】
また、評価指標４２ｂの値を、インクで評価結果表示欄６１２に印字する訳ではないので、ユーザが評価の結果を確認した後に、評価対象物６００の表面に評価指標４２ｂの値が残されない、という利便性を提供できる。
【００６２】
［実施形態２］
上記実施形態１では、図３に示す評価指標特定テーブル４２に含まれる評価指標４２ｂとして、データムを用いないものを例示した。形状評価装置５００は、データムを用いて評価対象物６００の形状を評価してもよい。以下、その具体例について説明する。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態では、評価指標特定テーブル４２に規定されている評価指標４２ｂに、データムを用いるもの、具体的には、平行度、直角度、同軸度、傾斜度、対称度等が含まれる。これら評価指標４２ｂの定義は、ＪＩＳＢ０６２１の規定による。
【００６４】
即ち、平行度とは、データム直線又はデータム平面に対して平行な幾何学的直線又は幾何学的平面からの平行であるべき直線形体又は平面形体の狂いの大きさをいう。直角度とは、データム直線又はデータム平面に対して直角な幾可学的直線又は幾何学的平面からの直角であるべき直線形体又は平面形体の狂いの大きさをいう。同軸度とは、データム軸直線と同一直線上にあるべき軸線のデータム軸直線からの狂いの大きさをいう。傾斜度とは、データム直線又はデータム平面に対して理論的に正確な角度をもつ幾何学的直線又は幾何学的平面からの理論的に正確な角度をもつべき直線形体又は平面形体の狂いの大きさをいう。対称度とは、データム軸直線又はデータム中心平面に関して互いに対称であるべき形体の対称位置からの狂いの大きさをいう。
【００６５】
図８に示すように、評価対象物６００の、被評価面６１０の形状を評価する際の基準となる基準部位としての基準面６２０には、基準部位指定パターンとしてのデータムマーク６２１が付されている。データムマーク６２１は、それが付されている面が基準面６２０であることを表している。
【００６６】
また、評価対象物６００の被評価面６１０には、評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２の他に、評価観点特定マーク６１１によって特定される評価指標４２ｂがデータムを用いるものであることを表す基準部位存在表示パターンとしてのデータム使用表示マーク６１３が、付されている。
【００６７】
ユーザは、３次元スキャナ２００に被評価面６１０の形状を計測させ、かつ撮像装置３００に被評価面６１０を撮像させる際に、データム使用表示マーク６１３を視認することで、評価対象物６００の、被評価面６１０以外のいずれかの部位に、基準面６２０が存在するということに気付くことができる。
【００６８】
そして、ユーザは、データムマーク６２１の存在によって基準面６２０を特定し、３次元スキャナ２００に基準面６２０の形状も計測させ、かつ撮像装置３００に基準面６２０の少なくともデータムマーク６２１が付された領域も撮像させる。
【００６９】
図９に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ２０は、評価対象物６００の、３次元スキャナ２００によって測定されている表面に、データムマーク６２１及びデータム使用表示マーク６１３がマーキングされているか否かを判定する基準部位有無判定手段としてのデータムマーク認識部２５の機能を有する。
【００７０】
具体的には、データムマーク認識部２５は、撮像装置３００で生成された画像データ３２が表す画像中に、データムマーク６２１及びデータム使用表示マーク６１３に該当するパターンが存在するか否かを、パターンマッチングにより照合する。
【００７１】
そして、データムマーク認識部２５は、画像データ３２が表す画像中に、評価観点特定マーク６１１及び評価結果表示欄６１２と並んで、データム使用表示マーク６１３を検出したときは、３次元スキャナ２００から評価指標算出部２２に現在与えられている形状データが、被評価面６１０であることを、評価指標算出部２２に指示する。
【００７２】
また、データムマーク認識部２５は、画像データ３２が表す画像中に、独立してデータムマーク６２１を検出したときは、３次元スキャナ２００から評価指標算出部２２に現在与えられている形状データが、被評価面６１０を評価する際の基準となる基準面６２０を表す基準部位データである旨を、評価指標算出部２２に指示する。
【００７３】
評価指標算出部２２は、評価指標４２ｂを算出する過程で、形状データのうち、データムマーク認識部２５によってデータムマーク６２１がマーキングされていると判定された基準面６２０の形状を表す基準部位データを用いて、仮想基準面又は仮想基準線を特定する演算を行う。そして、評価指標算出部２２は、その仮想基準面又はその仮想基準線の位置を表すデータと、形状データとを用いて、評価指標４２ｂを算出する。
【００７４】
一具体例として、評価指標４２ｂとしての同軸度を算出する場合、評価指標算出部２２は、基準面６２０の形状を表す基準部位データを用い、上述した仮想基準面として、基準面６２０上の各点との距離の総和が最小となるような仮想基準円柱面を、最小２乗法により特定する。そして、その仮想基準円柱面の中心軸に相当するデータム軸を特定する。
【００７５】
また、評価指標算出部２２は、被評価面６１０の形状を表す形状データを用いて、被評価面６１０上の各点との距離の総和が最小となるような仮想円柱面を、最小２乗法により特定する。そして、その仮想円柱面の中心軸に相当する評価対象軸を特定する。
【００７６】
そして、評価指標算出部２２は、上述したデータム軸と、上述した評価対象軸との間の距離を算出する。その算出結果が同軸度の値である。
【００７７】
図８には、評価結果表示欄６１２に、評価指標４２ｂの一具体例としての同軸度の値が０．０３ｍｍである旨が投影された評価対象物６００を示した。図８に示すように、評価指標４２ｂの値の表示の態様は、ＪＩＳＢ００２１の規定に則っている。具体的には、評価結果表示欄６１２には、φの記号がマーキングされている。このため、評価結果表示欄６１２に投影されている０．０３という数値が、同軸度を表していることがユーザにとって明瞭である。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、データムマーク６２１によって、形状データのうちの、基準面６２０を表す基準部位データが特定される。このため、評価指標４２ｂがデータムを用いるものであっても、評価対象物６００を評価する段階において、ユーザが基準面６２０を指定するための手間が省ける。
【００７９】
［実施形態３］
上記実施形態１及び２では、投影装置４００が評価指標４２ｂの値を投影した。投影装置４００は、評価指標４２ｂの値そのものではなく、評価指標４２ｂの値から特定される評価対象物６００の評価結果を投影してもよい。以下、その具体例を述べる。
【００８０】
図１０に示すように、本実施形態では、評価指標特定テーブル４２において、各々の評価指標４２ｂごとに、その評価指標４２ｂの許容値４２ｃが対応付けられている。許容値４２ｃは、その値以下に評価指標４２ｂの算出結果が収まるべき旨を意味する。
【００８１】
図１１に示すように、ＣＰＵ２０は、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値から特定される評価結果を出力する出力手段としての出力部５３０を、投影装置制御部２４及び投影装置４００と共に構成する合否判定部２６の機能を有する。
【００８２】
合否判定部２６は、評価指標算出部２２によって算出された評価指標４２ｂの値が、その評価指標４２ｂについて評価指標特定テーブル４２に定められた許容値４２ｃ以下であるか否かを判定する。
【００８３】
そして、合否判定部２６は、評価指標４２ｂの値が許容値４２ｃ以下の場合は、合格である旨を投影装置制御部２４に指示する。一方、合否判定部２６は、評価指標４２ｂの値が許容値４２ｃを超える場合は、不合格である旨を投影装置制御部２４に指示する。
【００８４】
投影装置制御部２４は、合否判定部２６から合格である旨を指示された場合は、投影装置４００に合格である旨を投影させ、合否判定部２６から不合格である旨を指示された場合は、投影装置４００に不合格である旨を投影させる。これにより、評価結果としての合否の判定結果が、投影により出力される。
【００８５】
図１２に示すように、合否の判定結果は、評価結果表示欄６１２に投影される。図１２には、合格である旨が評価結果表示欄６１２に投影された場合を例示している。これは、図１２に示す評価観点特定マーク６１１が表す評価指標４２ｂである平面度の値が、評価指標特定テーブル４２に定められた許容値４２ｃである０．０８ｍｍ以下であることを意味している。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、評価指標４２ｂの値そのものではなく、評価指標４２ｂの値から特定される評価結果としての合否の判定結果が、評価結果表示欄６１２に投影される。このため、幾何公差に関する専門知識を有しないユーザであっても、評価対象物６００の評価結果を容易に把握することができる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。
【００８８】
上記各実施形態では、評価観点特定マーク６１１、評価結果表示欄６１２、データム使用表示マーク６１３、及びデータムマーク６２１を、インクによってマーキングしたが、これらのマーキングの方法は、特に限定されない。評価観点特定マーク６１１、評価結果表示欄６１２、データム使用表示マーク６１３、及びデータムマーク６２１は、人が視覚的に認識可能な形態を有していればよい。評価観点特定マーク６１１、評価結果表示欄６１２、データム使用表示マーク６１３、及びデータムマーク６２１は、評価対象物６００に刻まれたものであってもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、評価観点特定パターンとして、ＪＩＳＢ００２１の規定に則ったマークを表す評価観点特定マーク６１１を用いたが、評価観点特定パターンは、形状評価装置５００が評価の観点を特定できるものであればよく、その形態は特にマークに限られない。また、基準部位指定パターンとして、ＪＩＳＢ００２１の規定に則ったデータムマーク６２１を用いたが、基準部位指定パターンは、形状評価装置５００が基準部位を特定できるものであれば、その形態は特にマークに限られない。評価観点特定パターン及び基準部位指定パターンとして、１次元又は２次元のバーコードを用いてもよい。本明細書において“パターン”とは、マークのみならず、幾何学的な模様、文字、図形、記号、符号、及び色彩を含む概念とする。
【００９０】
上記実施形態では、評価対象物６００の形状を表す形状データを生成する測定装置として、レーザ光の反射点までの距離を計測する３次元スキャナ２００を用いたが、複数のカメラを用いて三角測量の原理により形状を計測するステレオ画像計測を行う測定装置を用いてもよい。測定装置は、評価対象物６００の表面が黒色で、充分な反射光を取得できない場合は、評価対象物６００に照射する光量を調整できる構成を備えてもよい。測定装置は、ハンディタイプのものが好ましいが、据え置きタイプのものであってもよい。
【００９１】
図２に示した形状評価プログラム４１をコンピュータにインストールすることで、そのコンピュータを演算制御装置１００として機能させることができる。形状評価プログラム４１は、通信回線を通じて配布することもできるし、光ディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することもできる。
【符号の説明】
【００９２】
１０…インタフェース部、２０…ＣＰＵ、２１…評価観点特定マーク認識部、２２…評価指標算出部（評価指標算出手段）、２３…投影位置認識部、２４…投影装置制御部、２５…データムマーク認識部（基準部位有無判定手段）、２６…合否判定部、３０…主記憶部、３１…形状データ、３２…画像データ、４０…補助記憶部、４１…形状評価プログラム、４２…評価指標特定テーブル、４２ａ…テンプレートマークデータ（テンプレートパターンデータ）、４２ｂ…評価指標、４２ｃ…許容値、１００…演算制御装置、２００…３次元スキャナ（測定装置）、３００…撮像装置、４００…投影装置、５００…形状評価装置、５１０…評価指標特定部（評価指標特定手段）、５２０，５３０…出力部（出力手段）、６００…評価対象物、６１０…被評価面、６１１…評価観点特定マーク（評価観点特定パターン）、６１２…評価結果表示欄、６１３…データム使用表示マーク、６２０…基準面（基準部位）、６２１…データムマーク（基準部位指定パターン）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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