(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に配置された複数のターゲットマークを表にして本体に取り付ける本体側ターゲットボードと、
両面に配置された複数のターゲットマークが表裏から見えるように前記本体の開閉物に取り付ける開閉物側ターゲットボードと、
前記本体および前記開閉物にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記本体側および前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマーク、前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマークおよび前記開閉物側に照射したレーザ光、前記本体側ターゲットボードのターゲットマークおよび前記本体側に照射したレーザ光を撮影するステレオカメラと、
撮影したレーザ光から前記本体および前記開閉物の断面形状を認識し、撮影した前記本体側および前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記本体側ターゲットボードおよび前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うように前記本体側および前記開閉物側の断面形状を移動させ、前記本体と前記開閉物との間の寸法を測定する画像処理部と、を有し、
さらに、前記画像処理部は、
前記撮影した前記本体側および前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記本体側ターゲットボードおよび前記開閉物側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うように前記本体側および前記開閉物側のシール面の断面形状を移動させた後に、前記レーザ光照射部が前記本体側と開閉物側のシール面にレーザ光を照射したときの、それぞれのレーザ光の照射平面間のずれまたは前記本体側および前記開閉物側のシール面の断面形状の輪郭線とそれぞれのレーザ光の照射平面との距離が閾値の範囲を超えているときには、警報を発することを特徴とする寸法測定装置。
【請求項２】
少なくとも片面に配置された複数のターゲットマークを表にして車両のボディー側に取り付けるボディー側ターゲットボードと、
両面に配置された複数のターゲットマークが表裏から見えるように前記車両のドア側に取り付けるドア側ターゲットボードと、
前記車両のボディー側のシール面およびドア側のシール面にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードのターゲットマーク、前記ボディー側ターゲットボードのターゲットマークおよび前記ボディー側のシール面に照射したレーザ光、前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークおよび前記ドア側のシール面に照射したレーザ光を撮影するステレオカメラと、
撮影したレーザ光から前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状を認識し、撮影した前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記ボディー側ターゲットボードおよび前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うように前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状を移動させ、前記ボディー側のシール面と前記ドア側のシール面との間のシール面間寸法を測定する画像処理部と、を有し、
さらに、前記画像処理部は、
前記撮影した前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記ボディー側ターゲットボードおよび前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うように前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状を移動させた後に、前記レーザ光照射部が前記車両のボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときの、それぞれのレーザ光の照射平面間のずれまたは前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状の輪郭線とそれぞれのレーザ光の照射平面との距離が閾値の範囲を超えているときには、警報を発することを特徴とするシール面間寸法測定装置。
【請求項３】
前記それぞれのレーザ光の照射平面間のずれは、本体側と開閉物側のシール面にレーザ光を照射したときのレーザ光の照射平面間の交差角度、またはレーザ光の照射平面間の距離であることを特徴とする請求項１に記載のシール面間寸法測定装置。
【請求項４】
前記それぞれのレーザ光の照射平面間のずれは、ボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときのレーザ光の照射平面間の交差角度、またはレーザ光の照射平面間の距離であることを特徴とする請求項２に記載のシール面間寸法測定装置。
【請求項５】
前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードの少なくともいずれか一方のターゲットマークには、他のターゲットマークとは種類の異なる位置調整用のターゲットマークを含むことを特徴とする請求項２または４に記載のシール面間寸法測定装置。
【請求項６】
前記ステレオカメラと前記レーザ照射部とを同一の筐体に取り付け、前記ステレオカメラは前記筐体の同一面に間隔をおいて配置した２つの受光素子で構成し、前記レーザ光照射部は前記２つの受光素子の間に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のシール面間寸法測定装置。
【請求項７】
少なくとも片面に配置された複数のターゲットマークを有するボディー側ターゲットボードを前記複数のターゲットマークを表にして車両のボディー側に取り付ける第１段階と、
両面に配置された複数のターゲットマークを有するドア側ターゲットボードをドアの表側およびドアの裏側から前記複数のターゲットマークが見えるように前記車両のドア側に取り付ける第２段階と、
前記ドアが閉じている状態で、前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードの表側のターゲットマークをステレオカメラで撮影する第３段階と、
前記ドアを開けている状態で、レーザ光照射部から前記車両のボディー側またはドア側のシール面にレーザ光を照射し、前記ステレオカメラで前記ボディー側ターゲットボードのターゲットマークと前記ボディー側のシール面に照射したレーザ光、前記ドア側ターゲットボードの裏側のターゲットマークと前記ドア側のシール面に照射したレーザ光を撮影する第４段階と、
前記ステレオカメラで撮影したレーザ光から前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状を認識する第５段階と、
前記ステレオカメラで撮影した前記ボディー側および前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記ボディー側ターゲットボードおよび前記ドア側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うように前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状を移動させる第６段階と、
移動させた前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状の輪郭線から、ボディー側のシール面とドア側のシール面との間のシール面間寸法を測定する第７段階と、を含み、
さらに、第６段階の後に、前記レーザ光照射部が前記車両のボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときの、それぞれのレーザ光の照射平面間のずれまたは前記ボディー側および前記ドア側のシール面の断面形状の輪郭線とそれぞれのレーザ光の照射平面との距離が閾値の範囲を超えているときには、警報を発する段階を含むことを特徴とするシール面間寸法測定方法。
【請求項８】
前記それぞれのレーザ光の照射平面間のずれは、ボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときのレーザ光の照射平面間の交差角度、またはレーザ光の照射平面間の距離であることを特徴とする請求項７に記載のシール面間寸法測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のボディー側のシール面とドア側のシール面との間のシール面間寸法を測定する寸法測定装置、シール面間寸法測定装置およびシール面間寸法測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアが閉まっている状態で、ボディーとドアとの間のシール性を確保するためには、ボディー側のシール面とドア側のシール面との間の寸法、いわゆるシール面間寸法が適正であることが重要である。
【０００３】
シール面間寸法は、原理的には、レーザ光による光切断法を用いて測定することができる。光切断法により、被測定物の断面形状を認識する装置としては、下記特許文献１に開示されているものがある。
【０００４】
下記特許文献１に開示されている装置は、レーザ光を被測定物に照射し、レーザ光で照らし出した被測定物の形状を受光手段に取り込み、三角測距の原理を用いて被測定物の断面形状を認識する。
【０００５】
下記特許文献１に開示されている装置を用いてシール面間寸法を測定するには、まず自動車のドアを開け、ボディー側のシール面の断面形状を認識し、次に、ドア側のシール面の断面形状を認識する。そして、認識したボディー側とドア側のシール面の断面形状を、自動車のドアが閉まっているときと同じ状態が再現できるように配置する。最後に、ドア側のシール面の断面形状の輪郭線とボディー側のシール面の断面形状の輪郭線との距離を測定してシール面間寸法とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２６６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特許文献１に開示されている装置を用いれば、ボディー側のシール面の断面形状とドア側のシール面の断面形状は正確に認識できる。
【０００８】
しかし、シール面間寸法を測定するためには、ドア側のシール面の断面形状とボディー側のシール面の断面形状を、自動車のドアが閉まっているときと同じ状態を再現するために、ある位置を基準に正確に配置しなければならない。特許文献１に開示されている装置を用いただけでは、ドア側のシール面の断面形状とボディー側のシール面の断面形状を正確に配置させるための基準がないので、シール面間寸法を正確に測定することは困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、自動車のボディー側のシール面とドア側のシール面との間のシール面間寸法を正確かつ短時間で測定できる寸法測定装置、シール面間寸法測定装置およびシール面間寸法測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るシール面間寸法測定装置は、ボディー側ターゲットボード、ドア側ターゲットボード、レーザ光照射部、ステレオカメラおよび画像処理部を有する。
【００１１】
ボディー側ターゲットボードは、少なくとも片面に配置された複数のターゲットマークを表にして車両のボディー側に取り付ける。ドア側ターゲットボードは、両面に配置された複数のターゲットマークが表裏から見えるように車両のドア側に取り付ける。レーザ光照射部は、車両のボディー側のシール面およびドア側のシール面にレーザ光を照射する。ステレオカメラは、ボディー側およびドア側ターゲットボードのターゲットマーク、ボディー側ターゲットボードのターゲットマークおよびボディー側のシール面に照射したレーザ光、ドア側ターゲットボードのターゲットマークおよびドア側のシール面に照射したレーザ光を撮影する。画像処理部は、撮影したレーザ光からボディー側およびドア側のシール面の断面形状を認識し、撮影したボディー側およびドア側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標にボディー側ターゲットボードおよびドア側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うようにボディー側およびドア側のシール面の断面形状を移動させ、ボディー側のシール面とドア側のシール面との間のシール面間寸法を測定する。さらに、画像処理部は、撮影したボディー側およびドア側ターゲットボードのターゲットマークから認識される座標変換元基準の三次元座標に前記ボディー側ターゲットボードおよびドア側ターゲットボードのターゲットマークの三次元座標が合うようにボディー側およびドア側のシール面の断面形状を移動させた後に、レーザ光照射部が車両のボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときの、それぞれのレーザ光の照射平面間のずれまたはボディー側およびドア側のシール面の断面形状の輪郭線とそれぞれのレーザ光の照射平面との距離が閾値の範囲を超えているときには、警報を発する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシール面間寸法測定装置によれば、ボディー側およびドア側ターゲットボードのターゲットマークを用いてボディー側およびドア側のシール面の断面形状を、ドアを閉じているときと同じ状態が再現できるように正確に配置できるので、シール面間寸法を正確かつ短時間で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１、２に係るシール面間寸法測定装置の概略構成図である。
【図２】実施形態１、２におけるボディー側ターゲットボードおよびドア側ターゲットボードのターゲットマークを不規則に配置する理由の説明に供する図である。
【図３】実施形態１、２に係るボディー側ターゲットボード、ドア側ターゲットボードの取り付け状態を模式的に示す図である。
【図４】実施形態１、２に係るカメラユニットの左側面図、正面図、右側面図である。
【図５】実施形態１に係るシール面間寸法測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１、２における座標変換元基準の撮影状況を示す図である。
【図７】実施形態１、２におけるボディー側のシール面の断面形状の撮影状況を示す図である。
【図８】実施形態１、２におけるドア側のシール面の断面形状の撮影状況を示す図である。
【図９】実施形態２に係るシール面間寸法測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２に係るシール面間寸法測定方法の測定位置ずれ判定の具体的手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態２におけるボディー側のシール面の断面形状の座標系を座標変換元基準の座標系に一致させる状況を示す図である。
【図１２】実施形態２におけるドア側のシール面の断面形状の座標系を座標変換元基準の座標系に一致させる状況を示す図である。
【図１３】実施形態２におけるボディー側の断面形状とドア側の断面形状の撮影角度の算定状況を示す図である。
【図１４】実施形態２におけるボディー側の断面形状の輪郭線とドア側のシール面断面が含まれるレーザ照射平面との距離の算定状況を示す図である。
【図１５】実施形態１、２におけるボディー側ターゲットボードおよびドア側ターゲットボードのターゲットマークにターゲットボード区別用のターゲットマークを含める場合のターゲットボード一の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係るシール面間寸法測定装置およびシール面間寸法測定方法の実施形態を、［実施形態１］と［実施形態２］に分けて説明する。
【００１５】
［実施形態１］
実施形態１に係るシール面間寸法測定装置は、自動車のドアが閉まっているときのボディーとドアの内部隙間の寸法を簡易な操作により短時間で測定する装置である。ボディーとドアの内部隙間の寸法は一般的にシール面間寸法と称され、ドアを閉めた状態で測定することはできない。実施形態１に係るシール面間寸法測定装置は、ドアを開けた状態で、ボディー側とドア側のシール面の断面形状を測定し、両断面形状をドアが閉まっているときの状態に正確に配置し、両断面形状の輪郭線間の距離を測定してシール面間寸法を求める。ボディー側とドア側のシール面の断面形状をドアが閉まっているときの状態に正確に配置させるために、複数のターゲットマークが不規則に配列されたターゲットボートを用いる。
【００１６】
（シール面間寸法測定装置の構成）
まず、実施形態１に係るシール面間寸法測定装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るシール面間寸法測定装置の概略構成図である。図２は、本実施形態におけるボディー側ターゲットボードおよびドア側ターゲットボードのターゲットマークを不規則に配置する理由の説明に供する図である。図３は、本実施形態に係るボディー側ターゲットボード、ドア側ターゲットボードの取り付け状態を模式的に示す図である。図４は、本実施形態に係るカメラユニットの左側面図、正面図、右側面図である。
【００１７】
図１に示すように、シール面間寸法測定装置１は、ボディー側ターゲットボード１１、ドア側ターゲットボード１２、カメラユニット２０および画像処理部３０を有する。
【００１８】
ボディー側ターゲットボード１１は、少なくとも片面に配置された複数のターゲットマーク１３を表にして自動車のボディー側に取り付けられる。ボディー側ターゲットボード１１は、磁性体を練り込んだ合成樹脂シートまたは裏面の一部に粘着剤を積層した合成樹脂シートを用いる。自動車のボディーに容易に着脱できるようにするためである。ボディー側ターゲットボード１１は正方形状に形成され、その少なくとも片面には、図示するような円形のターゲットマーク１３を複数配置する。複数のターゲットマーク１３の配置は不規則にする。座標変換元基準としての機能を確保するためである。なお、複数のターゲットマーク１３の位置関係は、後述の画像処理部３０に登録しておく。
【００１９】
ドア側ターゲットボード１２は、両面に配置された複数のターゲットマーク１３が表裏から見えるように自動車のドア側に取り付けられる。ドア側ターゲットボード１２もボディー側ターゲットボード１１と同様に、磁性体を練り込んだ合成樹脂シートまたは裏面の一部に粘着剤を積層した合成樹脂シートを用いる。ドア側ターゲットボード１２は長方形状に形成され、その表裏面には、図示するような円形のターゲットマーク１３を複数配置する。表面に配置する複数のターゲットマーク１３と裏面に配置する複数のターゲットマーク１３（図示せず）の数や配置は表裏面で異なる。なお、その数や配置は表裏面で面対称としても良い。複数のターゲットマーク１３の配置は不規則にする。座標変換元基準としての機能を確保するためである。なお、表裏面の複数のターゲットマーク１３の位置関係は、後述の画像処理部３０に登録しておく。
【００２０】
ここで、ターゲットマーク１３の数や配置を不規則とする理由を説明する。上述のように、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３とドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３の数や配置は異なる。ドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３は表面と裏面の両面に配置されその数や配置も異なる。ターゲットマーク１３の配置は不規則にしてある。全てのターゲットマーク１３の三次元座標および位置関係は画像処理部３０に登録してある。カメラユニット２０（図１参照）で、例えば、図２に示すように、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３を撮影すると、ターゲットマーク１３の三次元座標がわかる。このターゲットマーク１３の三次元座標を、図２に示すように、画像処理部３０に登録済みのターゲットマーク１３の三次元座標と照合する。照合結果（ＮＧ、ＯＫ）によって、撮影したターゲットマーク１３はどのターゲットボードのどちらの面のターゲットマークかが認識できる。本実施形態ではターゲットマーク１３の撮影をステレオカメラ２３で行っているので、撮影された各ターゲットマークの位置関係（間隔）と登録済みの各ターゲットマーク１３の位置関係との変化を認識することで、どの方向、どの角度から撮影しているのかが認識できる。
【００２１】
図３に示すように、ボディー側ターゲットボード１１は、自動車のドア３の開放側近傍のボディー２の表面にターゲットマーク１３を表にして貼り付ける。また、ドア側ターゲットボード１２は、そのターゲットマーク１３をボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３と上下方向に隣接させ、ドア３の開放側端部に貼り付ける。ドア側ターゲットボード１２はターゲットマーク１３の配置されている部分をボディー表面に突き出すように貼り付けるので、ドアを開放したときにドア側ターゲットボード１２の裏面のターゲットマーク１３が見える。なお、図３において、Ｓはシール面間寸法を示し４はドア３のヒンジを示す。
【００２２】
図１および図４に示すように、カメラユニット２０は、レーザ光照射部２２とステレオカメラ２３とを有し、レーザ光照射部２２とステレオカメラ２３は同一の筐体２１に取り付ける。筐体２１には下側に伸びるハンドグリップ２４を設け、ハンドグリップ２４には撮影スイッチ２５を配置する。また、筐体２１のステレオカメラ２３を取り付ける面とは反対側の面に撮影キャンセルスイッチ２６を配置する。
【００２３】
撮影スイッチ２５は、ステレオカメラ２３による撮影を開始するときに作業者が押すスイッチである。撮影キャンセルスイッチ２６は、撮影した画像を破棄するときに作業者が押すスイッチである。
【００２４】
図４に示すように、ステレオカメラ２３は筐体２１の同一面（正面）に間隔をおいて配置した上下一対のＣＣＤ等の受光素子２３ａ、２３ｂを有する。レーザ光照射部２２は２つの受光素子２３ａ、２３ｂの間に配置する。レーザ照射口２２ａからは、自動車のボディー側のシール面およびドア側のシール面にスリット状のレーザ光が照射される。ステレオカメラ２３でボディー側およびドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３を撮影すると、ステレオカメラ２３の撮影位置が容易に認識できる。また、受光素子２３ａ、２３ｂの間にレーザ照射口２２ａを配置することで、レーザ光が照射されたボディー側およびドア側のシール面の映像をステレオで撮影することができる。
【００２５】
また、筐体２１のレーザ光照射部２２を配置する面とは反対側の面に、筐体２１の上下の長手方向に沿って縦長形状のＬＥＤ照明４０を設ける。ＬＥＤ照明４０は、図１に示すように、ＬＥＤケーブル４１および同期信号ケーブル４２を介して、ＬＥＤ照明用電源４３に接続する。
【００２６】
ステレオカメラ２３は、自動車のボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３とドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３を同時に撮影する。また、ステレオカメラ２３は、自動車のボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３と共にレーザ光照射部２２がボディー側のシール面に照射したレーザ光を撮影する。さらに、ステレオカメラ２３は、自動車のドア側ターゲットボード１２の裏側のターゲットマーク１３と共にレーザ光照射部２２がドア側のシール面に照射したレーザ光を撮影する。
【００２７】
撮影スイッチ２５をオンすると、同期信号ケーブル４２からＬＥＤ照明用電源４３に同期信号が送信され、ステレオカメラ２３の撮影と同期してＬＥＤ照明用電源４３からＬＥＤ照明４０に電力が供給される。
【００２８】
画像処理部３０は、図１に示すように、カメラユニット２０とは別体とされ、画像処理部３０は、たとえば、パソナルコンピュータ（ＧＵＩ用ＰＣ）等の演算処理装置で構成される。画像処理部３０は、ＰｏＥインジェクタ３１を介して、ＬＡＮケーブル３２、３３でカメラユニット２０に接続され、同期ケーブル３４によってカメラユニット２０に直接接続される。カメラユニット２０の撮影スイッチ２５をオンすると、カメラユニット２０の画像が画像処理部３０に入力される。
【００２９】
画像処理部３０は、撮影したレーザ光からボディー側およびドア側のシール面の断面形状を認識する。そして、画像処理部３０は、撮影したボディー側およびドア側ターゲットボード１１、１２のターゲットマーク１３を用いてボディー側およびドア側のシール面の断面形状をボディー側およびドア側ターゲットボード１１、１２のターゲットマーク１３に一致させるように移動する。そして、画像処理部３０は、ボディー側のシール面とドア側のシール面との間のシール面間寸法を測定する。画像処理部３０の具体的な動作は、図５のフローチャートで説明する。
【００３０】
（シール面間寸法測定装置の動作・シール面間寸法測定方法）
次に、本実施形態に係るシール面間寸法測定装置の動作をシール面間寸法測定方法の手順と共に説明する。図５のフローチャートのステップＳ３からステップＳ７が本実施形態に係るシール面間寸法測定装置がかかわる動作である。
【００３１】
図５は、実施形態１に係るシール面間寸法測定方法の手順を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、シール面間寸法の測定を開始する前に、作業者は、図３に示したように、自動車のボディー２にボディー側ターゲットボード１１を貼り付ける。ボディー側ターゲットボード１１は、ドア３の開放側近傍のボディー２の表面に貼り付ける（Ｓ１）。
【００３３】
次に、作業者は、図３に示したように、自動車のドア３にドア側ターゲットボード１２を貼り付ける。ドア側ターゲットボード１２は、ボディー側ターゲットボード１１とターゲットマーク１３が上下方向に隣接して並ぶ位置に、ボディー２の表面側に突き出すようにして、ドア３の開放側端部に貼り付ける（Ｓ２）。
【００３４】
ボディー側ターゲットボード１１とドア側ターゲットボード１２は、ドア２を閉じている状態で貼り付ける。なお、上述のように、ドア側ターゲットボード１２の表裏面には複数のターゲットマーク１３が配置してある。したがって、ドア３を閉じているときには表側のターゲットマーク１３しか見ることができないが、ドア３を開けているときには裏側のターゲットマーク１３も見ることができる。
【００３５】
次に、作業者は、ステレオカメラ２３で座標変換元基準を撮影する（Ｓ３）。図６は、本実施形態における座標変換元基準の撮影状況を示す図である。図６に示すように、座標変換元基準の撮影はドア３を閉じている状態で行う。ボディー側ターゲットボード１１とドア側ターゲットボード１２に対してステレオカメラ２３を正対させ両方のターゲットマーク１３を同時に撮影する。ドア３を閉じている状態でボディー側ターゲットボード１１とドア側ターゲットボード１２の両方のターゲットマーク１３を撮影すると、シール面間寸法が成立している状態における座標変換元基準の三次元座標が認識できる。座標変換元基準の三次元座標は、この後に撮影するボディー側とドア側のシール面の断面形状を配置する際の基準となる。なお、座標変換元基準を撮影するときにはＬＥＤ照明４０が発光してターゲットマーク１３を照らす。
【００３６】
次に、作業者は、ボディー側のシール面の断面形状を取得する（Ｓ４）。つまり、作業者は、ドア３を開けている状態で、レーザ光照射部２２からボディー側のシール面にレーザ光を照射し、ステレオカメラ２３で、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３とボディー側のシール面に照射したレーザ光を撮影する。
【００３７】
図７は、本実施形態におけるボディー側のシール面の断面形状の撮影状況を示す図である。図７に示すように、ボディー側のシール面の断面形状を取得するときには、ボディー側のシール面にレーザ照射部２２からスリット状のレーザ光Ｌを照射し、ステレオカメラ２３によって、ボディー側のシール面の断面形状を撮影する。ボディー側のシール面の断面形状の撮影と同時に、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３も撮影する。撮影した画像は画像処理部３０に送る。ターゲットマーク１３は不規則に配置されているので、画像処理部３０は、各ターゲットマーク１３の間隔を計測することによって、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３の三次元座標が認識できる。
【００３８】
次に、ドア側のシール面の断面形状を取得する（Ｓ５）。つまり、作業者は、ドア３を開けている状態で、レーザ光照射部２２からドア側のシール面にレーザ光を照射し、ステレオカメラ２３で、ドア側ターゲットボード１２の裏側のターゲットマーク１３とドア側のシール面に照射したレーザ光を撮影する。
【００３９】
図８は、本実施形態におけるドア側のシール面の断面形状の撮影状況を示す図である。図８に示すように、ドア側のシール面の断面形状を取得するときには、ドア側のシール面にレーザ照射部２２からスリット状のレーザ光Ｌを照射し、ステレオカメラ２３によって、ドア側のシール面の断面形状を撮影する。ドア側のシール面の断面形状の撮影と同時に、ドア側ターゲットボード１２の裏面のターゲットマーク１３も撮影する。ドア側のシール面の断面形状の撮影はドア３を開けた状態で行うため、ステップＳ３の座標変換元基準の撮影のときとは異なって、ドア側ターゲットボード１２の裏面のターゲットマーク１３を撮影する。撮影した画像は画像処理部３０に送る。ターゲットマーク１３は不規則に配置されているので、画像処理部３０は、各ターゲットマーク１３の間隔を計測することによって、ドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３の三次元座標が認識できる。
【００４０】
画像処理部３０は、ステップＳ４で取得したボディー側のシール面の断面形状とステップＳ５で取得したドア側のシール面の断面形状を、Ｓ３で認識した座標変換元基準を用いて配置する（Ｓ６）。ステップＳ４でボディー側のシール面の断面形状を取得したときに、同時にボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３の三次元座標を認識している。ステップＳ３で認識した座標変換元基準の三次元座標に、ステップＳ４で認識したボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３の三次元座標が合うように、ボディー側のシール面の断面形状を移動させる。これにより、ボディー側のシール面の断面形状は、ドアが閉じられているときの、断面形状に一致する。また、ステップＳ５でドア側のシール面の断面形状を取得したときに、同時にドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３の三次元座標を認識している。ステップＳ３で認識した座標変換元基準の三次元座標に、ステップＳ５で認識したドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３の三次元座標が合うように、ドア側のシール面の断面形状を移動させる。これにより、ドア側のシール面の断面形状は、ドアが閉じられているときの、断面形状に一致する。なお、座標変換元基準の三次元座標はドア側ターゲットボード１２の表側のターゲットマーク１３であり、ステップＳ５で認識したドア側ターゲットボード１２のターゲットマーク１３の三次元座標はドア側ターゲットボード１２の裏側のターゲットマーク１３である。したがって、ドア側のシール面の断面形状を移動させるときには、ドア側ターゲットボード１２の表側と裏側のターゲットマーク１３を合せることになる。以上の処理によって、ドアが閉じているときの、ボディー側のシール面の断面形状の位置とドア側のシール面の断面形状の位置が再現できる。
【００４１】
画像処理部３０は、シール面間寸法を測定する（Ｓ７）。ステップＳ６の処理によって、座標変換元基準の三次元座標に配置されたボディー側のシール面の断面形状の輪郭線とドア側のシール面の断面形状の輪郭線との間の距離を測定する。この距離は自動車のボディー２とドア３のシール面間寸法である。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、ボディー側およびドア側ターゲットボードのターゲットマークを用いて、ボディー側およびドア側のシール面の断面形状を、ドアを閉じているときと同じ状態に配置できる。このため、両断面形状の輪郭線間の距離を測定することで、シール面間寸法を正確かつ短時間で測定できる。
【００４３】
［実施形態２］
次に、実施形態２に係るシール面間寸法測定装置を説明する。本実施形態に係るシール面間寸法測定装置は、装置の構成の大部分および方法の手順の大部分は、実施形態１に係るシール面間寸法測定装置と同じである。実施形態１では、作業者がレーザ光を照射する位置や角度を考慮せずにシール面間寸法を求めた。一般的には、作業者が、自動車のボディーの断面形状を取得するときと、自動車のドアの断面形状を取得するときとで、レーザ光の照射位置や角度を大きく変えることはない。ボディー側のシール面とドア側のシール面を同じくらいの高さの平面で切断するようにレーザ光を照射する。しかし、ドアを開けた状態で、ボディー側のシール面とドア側のシール面に別々にレーザ光を照射するので、厳密には、ボディー側のシール面とドア側のシール面を切断する平面は、その角度や高さが一致しない。角度や高さが一致していない平面で切断したボディー側のシール面とドア側のシール面との間の距離を求めたのでは、シール面間寸法に誤差が含まれることになる。この誤差を少なくする仕組みを持たせたのが、実施形態２に係るシール面間寸法測定装置である。
【００４４】
（シール面間寸法測定装置の構成）
まず、実施形態２に係るシール面間寸法測定装置の構成について説明する。基本的な構成は、図１から図４に示した構成と同一である。ただ、１つ異なるのは、画像処理部３０に１つの機能が追加されていることである。この機能を説明する。
【００４５】
画像処理部３０は、図５のステップＳ６の処理が終了した後に、レーザ光照射部２２がボディー側とドア側のシール面にレーザ光を照射したときの、それぞれのレーザ光の照射平面を求める。つまり、ボディー側のシール面をどの角度、どの高さで切断したのか、ドア側のシール面をどの角度、どの高さで切断したのかを認識する。
【００４６】
画像処理部３０は、ボディー側のシール面を切断するレーザ光の照射平面とドア側のシール面を切断するレーザ光の照射平面の交差角を求め、その交差角が閾値を超えているときには警報を発する。また、照射平面間の距離を求め、その距離が閾値を超えているときには警報を発する。さらに、ボディー側およびドア側のシール面の断面形状の輪郭線とボディー側およびドア側のシール面を切断するレーザ光の照射平面との距離が閾値を超えているときには警報を発する。
【００４７】
実施形態２に係るシール面間寸法測定装置の構成が実施形態１に係るシール面間寸法測定装置の構成と異なるのは、以上の点だけである。その他の構成は実施形態１に係るシール面間寸法測定装置の構成と同一である。
【００４８】
（シール面間寸法測定装置の動作・シール面間寸法測定方法）
次に、本実施形態に係るシール面間寸法測定装置の動作をシール面間寸法測定方法の手順と共に説明する。図９のフローチャートのステップＳ１３からステップＳ１８が本実施形態に係るシール面間寸法測定装置がかかわる動作である。
【００４９】
図９は、実施形態２に係るシール面間寸法測定方法の手順を示すフローチャートである。このフローチャートのステップＳ１１からステップＳ１６、ステップＳ１８の処理内容は図５のフローチャートのステップＳ１からステップＳ７と同一である。したがって、ステップＳ１７の処理を説明する。
【００５０】
画像処理部３０は、ステップＳ１１からステップＳ１６の処理が終了すると、ボディー側のシール面を測定したときのボディー側のシール面を切断するレーザ光の照射平面とドア側のシール面を測定したときのドア側のシール面を切断するレーザ光の照射平面の位置ずれを求める。そして、その位置ずれが閾値以内にあるか否かを判断する（Ｓ１７）。
【００５１】
その位置ずれが閾値以内にあれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、画像処理部３０は、シール面間寸法を測定する（Ｓ１８）。一方、その位置ずれが閾値以内になければ（Ｓ１７：ＮＯ）、警報を発し、ステップＳ１５の処理に戻って、作業者に、ドア側のシール面の断面形状を再度取得させる。なお、ステップＳ１５からステップＳ１７はリアルタイムで処理するようにしても良い。ステップＳ１５からステップＳ１７をリアルタイムで処理するようにすれば、ドア側のシール面の断面形状を測定しようとするときに、その測定の角度や位置に不具合があるかないかを知ることができるからである。
【００５２】
このように、ボディー側とドア側のシール面を切断するレーザ光の照射平面の位置ずれを考慮するのは、正確なシール面間寸法を測定できるようにするためである。シール面間寸法が最も正確に測定できるのは、ボディー側とドア側のシール面を水平に同一平面で切断したときである。ボディー側とドア側のシール面を切断するレーザ光の照射平面が大きくずれていたのでは、ボディー側のシール面の断面形状の輪郭線とドア側のシール面の断面形状の輪郭線との間の距離が、その照射平面のずれ量に応じて大きくなってしまう。なお、ステップＳ１７の具体的な処理は、図１０のフローチャートで説明する。
【００５３】
図１０は、本実施形態に係るシール面間寸法測定方法の測定位置ずれ判定の具体的手順を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、図９のフローチャートのステップＳ１３において、図６に示した撮影状況の下で撮影した座標変換元基準の撮影画像から、ターゲットマーク１３の三次元座標を算出する（Ｓ２１）。
【００５５】
次に、図９のフローチャートのステップＳ１４において、図７に示した撮影状況の下で撮影したボディー側のシール面撮影時の画像から、ターゲットマーク１３の三次元座標とボディー側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光が含まれる平面、すなわちレーザ照射平面ＢＰを算出する（Ｓ２２）。
【００５６】
次に、座標変換元基準の三次元座標にボディー側のシール面の断面形状を三次元座標変換する（Ｓ２３）。三次元座標変換は、ボディー側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３の三次元座標を用いて行う。この処理は、図９のフローチャートのステップＳ１６の処理と同じである。この処理によって、図１１に示すように、ボディー側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光Ｌが含まれる平面の配置、すなわちボディー側のシール面を切断する平面の配置がわかる。
【００５７】
次に、図９のフローチャートのステップＳ１５において、図８に示した撮影状況の下で撮影したドア側のシール面撮影時の画像から、ターゲットマーク１３の三次元座標とドア側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光が含まれる平面、すなわちレーザ照射平面ＤＰを算出する（Ｓ２４）。
【００５８】
次に、座標変換元基準の三次元座標にドア側のシール面の断面形状を三次元座標変換する（Ｓ２５）。三次元座標変換は、ドア側ターゲットボード１１のターゲットマーク１３の三次元座標を用いて行う。この処理は、図９のフローチャートのステップＳ１６の処理と同じである。この処理によって、図１２に示すように、ドア側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光Ｌが含まれる平面の配置、すなわちドア側のシール面を切断する平面の配置がわかる。
【００５９】
次に、座標変換元基準の三次元座標に変換されたボディー側とドア側のシール面の断面形状が含まれる平面の交差角度を算出する（Ｓ２６）。ステップ２３とステップ２５で求めた、ボディー側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光Ｌが含まれる平面ＢＬと、ドア側のシール面撮影時に照射したスリット状のレーザ光Ｌが含まれる平面ＤＬを、図１３（ａ）に示すように配置する。
【００６０】
そして、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、平面ＢＬと平面ＤＬとの交差角度θを求める。交差角度は、図１３（ｂ）に示すような水平方向の交差角度と、図１３（ｃ）に示すような垂直方向の交差角度の２つである。
【００６１】
そして、交差角度θが閾値以内であるかを判別する（Ｓ２７）。交差角度θが閾値を超える場合（Ｓ２７：ＮＯ）は、作業者にＮＧのアラームを報知する（Ｓ３１）。このように、交差角度θが閾値を超える場合にアラームを報知すると、不正確なシール面間寸法を測定することがなく、シール面間寸法の測定精度の向上に寄与することができる。
【００６２】
一方、交差角度θが閾値以下である場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）は、座標変換元基準の三次元座標に変換されたボディー側またはドア側のシール面の断面形状が含まれる平面ＢＬ、ＤＬとボディー側またはドア側のシール面の断面形状の輪郭線との距離ｈを算出する（Ｓ２８）。例えば、図１４に示すように、前述の座標変換元基準に三次元座標変換されたボディー側のシール面の断面形状が含まれる平面ＢＬとドア側のシール面の断面形状の輪郭線Ｔとの距離ｈを算出する。
【００６３】
そして、距離ｈが閾値以内であるかを判別する（Ｓ２９）。距離ｈが閾値を超える場合（Ｓ２９：ＮＯ）は、作業者にＮＧのアラームを報知する（Ｓ３１）。このように、距離ｈが閾値を超える場合にアラームを報知すると、不正確なシール面間寸法を測定することがなく、シール面間寸法の測定精度の向上に寄与することができる。
【００６４】
一方、距離ｈが閾値以下である場合は（Ｓ２９：ＹＥＳ）、シール面間寸法の測定を正確に行うことができるので、断面プロフィールの測定位置ずれ判定の処理を終了して、図９のフローチャートのステップＳ１８へと移行する。
【００６５】
なお、ステレオカメラ２３からの撮影データは撮影毎に画像処理部３０に送信される。画像処理部３０はシール面間寸法の算出に際して、瞬時にボディー側のシール面の断面形状データ、ドア側のシール面の断面形状データを座標変換元基準へと座標変換する。また、シール面間寸法をデジタルで測定するため、測定誤差が小さく、シール面間寸法を２分程度で測定することができ、測定スピードが速い。さらに、ボディー側のシール面の断面形状データ、ドア側のシール面の断面形状データ、シール面間寸法データは、デジタルデータとして保存可能であるため、後から測定位置を検証する場合でもその測定位置が明確である。そして、撮影操作が簡単であり、測定点を選択するだけで寸法表示が可能となる。
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、作業者は、図１に示したカメラユニット２０を手で持ち、まず、ドアを閉めた状態で、ボディー側およびドア側のターゲットボード１１、１２のターゲットマーク１３を同時に撮影する。次に、ドアを開けて、ボディー側のシール面にレーザ光を照射し、ボディー側のシール面に照射されたレーザ光とボディー側のターゲットボード１１のターゲットマーク１３を同時に撮影する。最後に、ドア側のシール面にレーザ光を照射し、ドア側のシール面に照射されたレーザ光とドア側のターゲットボード１２の裏側のターゲットマーク１３を同時に撮影する。このとき、ボディー側のシール面に照射したレーザ光が含まれる面（ボディー側のシール面を切断する平面）とドア側のシール面に照射したレーザ光が含まれる面（ドア側のシール面を切断する平面）との交差角度がすれていると警報が鳴る。作業者はこの警報を聞いて、警報が鳴らないように、カメラユニット２０の位置や角度を調整する。そして、ドア側のシール面を切断する平面とボディー側のシール面を切断する平面とがほぼ一致した状態で、ドア側のシール面に照射されたレーザ光とドア側のターゲットボード１２の裏側のターゲットマーク１３を同時に再撮影する。このため、本実施形態のシール面間寸法測定装置およびシール面間寸法測定方法によれば、ターゲットマーク１３を用いて各シール面の断面形状データを正確に三次元座標変換できるので、シール面間寸法の測定精度が向上する。
【００６７】
また、ボディー２とドア３のシール面の断面形状を個別に測定しても、座標変換元基準へ変換された、ボディー側のシール面の断面形状を含む平面とドア側のシール面の断面形状を含む平面との交差角度や断面形状の輪郭線との距離によって測定位置ずれを判定できる。このため、測定位置ずれの影響を大幅に抑制することができ、シール面間寸法の測定精度が向上する。
【００６８】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。たとえば、上記の実施形態では、各ターゲットボード１１、１２に表示される円形のターゲットマークを不規則に配置している。しかし、三次元位置の調整においては、どのターゲットボードのいずれの面を撮影したかが判別できればよい。このため、図１５に示すように、Ｔ字状の識別模様などの、他のターゲットマークとは種類の異なる位置調整用のターゲットマーク１４を含ませても良い。位置調整用のターゲットマーク１４を含ませれば、簡易な形状認識により、どのターゲットボードのいずれの面を撮影したかの判定が容易になる。
【００６９】
本実施形態では、本発明を車両のドアのシール面間寸法の測定に適用した場合を例示した。しかし、本発明は、上記の実施形態以外に対しても、例えば、トランク、ボンネット、ハッチバックドアに対しても、適用できる。さらには、車両は自動車に限らず、電車、貨車を含めることができる。また、本発明は、車両以外にも、船、航空機などのドアや開閉物に対して適用できる。その他に、本発明は、ペットボトルのキャップと本体との接触具合、嵌め合い部品の爪の干渉具合、人間がベッドに寝るときのベッドのへこみ具合、ヘルメットを被ったときの緩衝材のへこみ具合、ドアを閉めたときのフェルトの干渉具合のような、柔らか物の合わせ時の干渉具合、プレス時のパネルの流入量測定、など幅広い範囲に適用できる。
【符号の説明】
【００７０】
１    シール面間寸法測定装置、
２    ボディー、
３    ドア、
１１    ボディー側ターゲットボード、
１２    ドア側ターゲットボード、
２０    カメラユニット、
２２    レーザ照射部、
２３    ステレオカメラ、
３０    画像処理部、
Ｌ    スリット状のレーザ光、
ＢＰ    ボディー側のレーザ照射平面、
ＤＰ    ドア側のレーザ照射平面、
Ｓ    シール面間寸法。
【図１】
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【図２】
0005817346.tif 000003
【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】
0005817346.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１３】
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