(57)【要約】【課題】非接触式三次元形状計測に際して、対象物の設計データを用意しておくことなく、点群データから計測対象部分の計測形状を抽出可能にする方法を提供する。【解決手段】計測対象部分となる穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値と、穴形状情報とを含むことにより穴の設計形状を規定させるための形状抽出データＤ１〜Ｄ４を予め設定しておき、形状抽出データＤ１〜Ｄ４により規定される設計形状と照合して点群データから穴の計測形状を抽出するか、又は計測対象の曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿った複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含むことにより曲面部分の設計形状を規定する形状抽出データＬ１、Ｌ２、Ｄ５を予め設定しておき、点群データから断面輪郭線の計測形状を抽出する。【選択図】図２
2008139141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法において、
計測対象部分となる面部分の穴について、この穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値と、前記穴の形状を特定し得る穴形状情報とを含むことにより前記穴の設計形状を規定させるための形状抽出データを予め設定しておき、
前記形状抽出データにより規定される前記設計形状と照合して点群データから前記穴の計測形状を抽出することを特徴とする非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項２】
非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法において、
計測対象部分となる曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿った複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含むことにより前記曲面部分の設計形状を規定させるための形状抽出データを予め設定しておき、
前記形状抽出データにより規定される前記基準ラインと照合して点群データから前記断面輪郭線の計測形状を抽出することを特徴とする非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項３】
穴が真円状であり、形状抽出データが、前記穴の輪郭線上の複数個所の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値と、真円形状である旨を指示する穴形状情報を含むことを特徴とする請求項１記載の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項４】
穴の輪郭線上の複数個所の形状特定点の互いの角度間隔が、前記穴の半径もしくは直径を規定し得るように設定されていることを特徴とする請求項３記載の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項５】
穴に計測対象部分としてアタッチメントが装着され、形状抽出データが、前記アタッチメント表面の輪郭線上の複数個所の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値と、前記アタッチメントの形状情報を含むことを特徴とする請求項１又は請求項３又は請求項４記載の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項６】
計測対象部分が両側の平坦面間の曲面部分であり、形状抽出データが、両側の前記平坦面を含む直交基準断面においてそれぞれの前記平坦面に沿って前記曲面部分側に延長した両側の基準ラインの交点である形状特定点の三次元座標値及びその所属の２本の基準ラインの方向を規定する２個のベクトル値を含むことを特徴とする請求項２記載の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項７】
計測対象部分が、一方の平坦面状プレートが他方の平坦面状プレートを挟持して曲面状に折返されるヘムであり、形状抽出データが、一方の前記平坦面状プレート及び前記ヘムを含む直交基準断面において一方の前記平坦面状プレートに沿って前記ヘム側に延長した基準ラインと、この基準ラインに直交し、かつ前記ヘムの頂点と交差する垂線状の基準ラインとの交点である形状特定点の三次元座標値及びその所属の２本の直線状の前記基準ラインの方向を指示する２個のベクトル値を含むことを特徴とする請求項２記載の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法。
【請求項８】
非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成装置において、
計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値に加えて、設計形状を規定させるために予め設定された形状抽出データが格納された計測基礎データ格納手段と、前記形状抽出データにより点群データから計測形状を抽出する計測形状抽出手段と、抽出された前記計測形状について計測点の三次元座標値及びベクトル値を解析する計測点解析手段と、前記計測点と前記計測基準点間の三次元座標値及びベクトル値の誤差データを作成する誤差データ作成手段とを備え、
前記計測基礎データ格納手段に、前記計測対象部分となる面部分の穴について、この穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値と、前記穴の形状を特定し得る穴形状情報とを含む前記形状抽出データと、前記計測対象部分となる曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿った複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含む形状抽出データとが格納され、
前記計測形状抽出手段が、所属の前記形状抽出データにより規定される設計形状と照合して前記点群データから前記穴の計測形状を抽出し、また所属の前記形状抽出データにより規定される設計形状としての基準ラインと照合して前記点群データから断面輪郭線の計測形状を抽出することを特徴とする非接触式三次元形状計測機の計測データ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触式三次元形状計測機で得られた計測対象物の三次元形状の計測データである点群データから計測形状を抽出する場合、その際、取付け穴の輪郭形状を抽出する場合には、点群データの計測点同士を直線で接続し、複数の三角形の連結を形成させて複数の三角形により面を形成し、輪郭線を抽出する方法が周知である。このような方法は、計測点同士を単に直線で接続するために、丸穴等を正確に抽出するのは難しく、処理時間も長くなる。
【０００３】
そこで、特許文献１によれば、計測機側に専用に用意してあるＣＡＤデータ上で抽出したい穴を特定する穴輪郭線抽出方法が開示されている。例えば、図７に示すように、ＣＡＤデータの穴と点群データの穴によりＣＡＤデータの抽出対象となる点群データの穴の輪郭線を包含する３軸に平行な特定領域を設定し、その領域を定めてその領域に入っている計測点を抽出して平均平面を定義し、その平均平面の抽出部分に格子を設定し、その格子のセルに含まれるものと含まれない計測点の境となるセルを抽出して穴輪郭線を算出し、セルに含まれる計測点から輪郭線を算出しその精度を確認して、所定の誤差範囲内になければ再度輪郭線を抽出して、新たに輪郭線の精度を確認し、最終的に輪郭線を確定している。
【特許文献１】特開２００３−７５１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、点群データから抽出した穴形状、或はその他のエッジ等についてＣＡＤデータと照合して形状誤差を数値化することも行われているが、ボルト等が螺合されるねじ溝を備えることにより計測誤差を発生させ易い取付け穴、或は曲面形状について、全体形状を比較するだけで、誤差を数値化することは行われていない。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願２００５−１８０９０１により、ねじ溝付の取付け穴に所定形状のアタッチメントを取付け、その計測点群データから抽出したアタッチメント形状を基に取付け穴の中心位置を解析し、基準点データと比較して誤差を算出させたり、或は曲面に沿ったプロファイル上の特定点について基準点データと比較する際に、点群データの対応のプロファイルの位置を補正した後に、特定点と基準点データとを高精度に比較する非接触計測データの解析システムを提案した。
【０００６】
しかしながら、この方法も計測された点群データにつき、計測対象部分の計測形状を抽出するのにＣＡＤデータを用意しておくことを前提にし、その管理も必要とし、処理時間の点でも課題が残されている。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて、計測基準点に対する計測点の計測データを作成する際に、計測対象物の設計データを用意しておくことなく、点群データから計測対象部分の計測形状を抽出可能にする非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、この目的を達成するために、非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法において、請求項１により、計測対象部分となる面部分の穴について、この穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値と、穴の形状を特定し得る穴形状情報とを含むことにより穴の設計形状を規定させるための形状抽出データを予め設定しておき、形状抽出データにより規定される設計形状と照合して点群データから穴の計測形状を抽出するか、又は請求項２により、計測対象部分となる曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿った複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含むことにより曲面部分の設計形状を規定させるための形状抽出データを予め設定しておき、形状抽出データにより規定される基準ラインと照合して点群データから断面輪郭線の計測形状を抽出することを特徴とする。
【０００９】
真円状の穴に対する形状抽出データの形態としては、請求項３により、穴が真円状であり、形状抽出データが、穴の輪郭線上の複数個所の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値と、真円形状である旨を指示する穴形状情報を含み、その際請求項４により穴の輪郭線上の複数個所の形状特定点の互いの角度間隔が、穴の半径もしくは直径を規定し得るように設定されるようにもできる。
【００１０】
穴周面がねじ溝等で非平坦になる穴に対する形状抽出データの形態としては、請求項５により、穴に計測対象部分としてアタッチメントが装着され、形状抽出データが、アタッチメント表面の輪郭線上の複数個所の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値と、アタッチメントの形状情報を含む。
【００１１】
平坦面間に介在する曲面部分に対する断面輪郭線の形状抽出データの形態としては、請求項６により、計測対象部分が両側の平坦面間の曲面部分であり、形状抽出データが、両側の平坦面を含む直交基準断面においてそれぞれの平坦面に沿って曲面部分側に延長した両側の基準ラインの交点である形状特定点の三次元座標値及びその所属の２本の基準ラインの方向を規定する２個のベクトル値を含む。
【００１２】
ヘム加工された平坦面状プレートに対する断面輪郭線の形状抽出データの形態としては、請求項７により、計測対象部分が一方の平坦面状プレートが他方の平坦面状プレートを挟持して曲面状に折返されるヘムであり、形状抽出データが、一方の平坦面状板及びヘムを含む直交基準断面において一方の平坦面状プレートに沿ってヘム側に延長した基準ラインと、この基準ラインに直交し、かつヘムの頂点と交差する垂線状の基準ラインとの交点である形状特定点の三次元座標値及びその所属の２本の直線状の基準ラインの方向を指示する２個のベクトル値を含む。
【００１３】
非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法を実施する装置としては、請求項８により、非接触式三次元形状計測機で計測された計測対象物の点群データによる計測形状と対応の設計形状とを比較するために、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値と、点群データから抽出された計測形状の対応の計測点の三次元座標値及びベクトル値間の誤差の計測データを作成する非接触式三次元形状計測機の計測データ作成装置において、計測対象部分における計測基準点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値に加えて、設計形状を規定させるために予め設定された形状抽出データが格納された計測基礎データ格納手段と、形状抽出データにより点群データから計測形状を抽出する計測形状抽出手段と、抽出された計測形状について計測点の三次元座標値及びベクトル値を解析する計測点解析手段と、計測点と計測基準点間の三次元座標値及びベクトル値の誤差データを作成する誤差データ作成手段とを備え、計測基礎データ格納手段に、計測対象部分となる面部分の穴について、この穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値と、穴の形状を特定し得る穴形状情報とを含む形状抽出データと、計測対象部分となる曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿った複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含む形状抽出データとが格納され、計測形状抽出手段が、所属の形状抽出データにより規定される設計形状と照合して点群データから穴の計測形状を抽出し、また所属の形状抽出データにより規定される設計形状としての基準ラインと照合して点群データから断面輪郭線の計測形状を抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＣＡＤデータ等の設計データを備えることなく、非接触計測による点群データから形状抽出データを基に計測対象部分の計測形状が抽出可能となり、設計データの管理が不要になる。計測対象部分の形状に特有な形状抽出データを用意しておくことにより、点群データを設計データ代用の設計形状と照合して計測形状を抽出することにより、照合も容易になり、形状抽出データと共に計測基準点も併せてファイルしておくことにより、ＣＡＤデータと単に全体形状について誤差を計測するのに較べて計測時間の短縮にもつながる。曲線状断面輪郭線に対してＲ止まりから離れた基準ライン上の計測点の誤差を計測し得ることにより、曲線状断面輪郭線の数値による誤差が容易、かつ高精度に検出される。特に、請求項５の発明によれば、ねじ溝付の取付け穴に対して、代わりに既知形状のアタッチメントを計測することにより、その中心位置が高精度に検査される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図４を基に本発明の非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法を実施するための計測データ作成装置の実施の形態を説明する。計測データとして点群データを出力する非接触式三次元形状計測機１０には、メモリに格納のプログラムでＣＰＵを作動させて計測データ作成装置として下記の各手段を構成するコンピュータ２０が付属している。即ち、このコンピュータは、計測機のものを兼用するか或は別途にパーソナルコンピュータを用意することにより、計測対象部分中の計測基準点の三次元座標値及びその所属する面に対する法線方向を指示するベクトル値を指示する計測基準点用テーブルに加えて、形状設計データであるＣＡＤデータを基に予め設定されて、計測対象部分である面部分の穴について、その設計形状を規定し得るように、穴の輪郭線上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向を指示するベクトル値並びに穴の形状を特定し得る穴形状情報とを含むことにより穴の設計形状を規定させるための形状抽出データと、計測対象部分である曲面部分に対する直交基準断面に含まれる断面輪郭線について、この断面輪郭線に沿って直交基準断面に含まれる複数本の直線状の基準ライン上の形状特定点の三次元座標値及びその所属する基準ラインの方向を指示するベクトル値を含むことにより断面輪郭線の設計形状を規定させるための形状抽出データとの形状抽出データ用テーブル等が格納されたメモリである計測基礎データ格納手段２１と、このような形状抽出データを取込んで所定のプログラム処理によりＣＡＤデータに代えて設計形状を規定して計測対象部分の計測形状を抽出するように構成された計測形状抽出手段２２と、抽出された計測形状について所定のプログラム処理により、計測基準点に対応する計測点及びその三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値を解析する計測点解析手段２３と、計測点と計測基準点の三次元座標値及びベクトル値を比較して誤差を演算する誤差データ作成手段２４として機能する。
【００１６】
非接触式三次元形状計測機１０は、周知のように、レーザー光を例えば自動車の外板パネル１等の計測対象物に対して照射して、その反射光を撮像する非接触位置センサ１１により三次元走査を行いつつ撮像し、この撮像画面上のスポット光の三次元位置を所謂三角測量方式により検知することにより、画像処理部１２で計測対象物の三次元座標値の点群データを逐次作成する。これらの計測データは、ＣＡＤデータの三次元座標系に原点を一致させるように変換された共通の座標系における点群データとなる。
【００１７】
基礎データ格納手段２１には、図２Ａに示すように、計測対象部分となる面部分の部品の真円状取付け穴については、抽出すべき輪郭線が真円である旨を指示する情報及び部位番号を含む計測部位記号、輪郭線の４個所の形状特定点Ｄ１〜Ｄ４の座標値及びそれぞれのベクトル値である形状抽出データと、輪郭線の中心位置である計測基準点Ｐ１の三次元座標値及びそのベクトル値とが格納されている。図３Ａは、このような計測基礎データのファイル例を示すもので、上段は計測部位記号、２段目はＰ１の三次元座標値及びベクトル値、以下からＤ２〜Ｄ４の座標値及びベクトル値となる。尚、ＣＡＤデータがサーフェイスデータであり、板厚分だけシフトした位置の誤差データを作成する等の場合、必要により板厚データも付加する。
【００１８】
図２Ｂに示す計測対象部分が両側の平坦面間の曲面の断面輪郭線、つまり曲線状プロファイルについては、両側の平坦面にそれぞれ直交する直交基準断面において平坦面３０，３１上に沿って曲面側に延長した両側の直線状の基準ラインＬ１，Ｌ２の交点である稜点Ｄ５の三次元座標値及びその基準ラインＬ１，Ｌ２の方向のベクトル値並びそのデータが稜点である旨の情報及び部位番号を含む計測部位記号である形状抽出データと、基準ラインＬ１，Ｌ２上の曲部のＲ止まり点Ｐｒ１，Ｐｒ２、つまり変曲点から所定距離だけ平坦面３０，３１寄りにシフトした位置の計測基準点Ｐ２、Ｐ３の三次元座標値及びベクトル値が格納されている。図３Ｂは、そのファイル例を示すもので、１段目は計測部位記号、２段目はＤ５の三次元座標値、３段目はその基準ラインＬ１，Ｌ２方向のベクトル値、４段目はＰ２が所属の平坦面３０を指示する情報を与える部位記号、５段目はＰ２の座標値及びベクトル値、以下、Ｐ３の部位記号、その三次元座標値及びベクトル値となる。必要により板厚データも付加する。
【００１９】
図２Ｃに示す一方の平坦面状プレートのアウタパネル３３が他方のインナパネル３４を挟持して折返されるヘムについては、計測基準点であるヘムの頂点Ｐ５の位置するヘム面部分及びパネル３３、３４にそれぞれ直交する直交基準断面において、アウタパネル３３上をヘム側に延長した基準ラインＬ３と、その垂線状の頂点Ｐ５と交差する基準ラインＬ４との交点である形状特定点としてのヘム基準点Ｄ７の三次元座標値並びにその基準ラインＬ３及び基準ラインＬ４方向を指示する２個のベクトル値である形状抽出データと、Ｄ７がヘム基準点である旨の情報を与え得る部位記号とが格納されている。図３Ｃは、そのファイル例を示すもので、１段目段は計測部位記号、２段目はヘム基準点Ｄ７の三次元座標値、３段目はその基準ラインＬ３及び垂線Ｌ４方向のベクトル値、４段目は頂点である旨の部位記号、５段目は頂点Ｐ５の座標値及びその頂点部分の法線方向のベクトル値である。
【００２０】
計測形状抽出手段２２は、図２Ａに示す真円状の取付け穴にについて、形状抽出データに含まれる計測部位記号及び形状特定点Ｄ１〜Ｄ４を真円状設計形状を規定するデータとして、直径を徐々に大きくしてＤ１〜Ｄ４と重なる真円を規定し、その設計形状とその真円状の輪郭線領域の点群データを照合して、対応する真円状の輪郭線の計測形状を抽出する。
【００２１】
尚、計測形状の抽出方法としては、計測基準点Ｐ１を形状抽出データとして利用することにより、Ｐ１及びＤ１〜Ｄ４のいずれかからの距離を算出して半径を求めて、形状特定点Ｄ１〜Ｄ４と重なる真円を規定して、その領域の点群データから真円状の輪郭線を抽出することもできる。その他、形状抽出データを、穴の輪郭線上の複数個所の形状特定点の三次元座標値及びその所属する面の法線方向のベクトル値と、真円形状である旨及びその半径もしくは直径に関連した穴形状情報より構成して設計形状を規定することにより、計測形状を抽出することもできる。また、Ｄ１〜Ｄ４を９０°間隔として、その旨の情報も含めると、対向する形状特定点から直径を算出して真円を規定し、計測形状を抽出できる。１８０°間隔の２個の形状特定点及びその直径位置である旨の情報から抽出することもできる。
【００２２】
図２Ｂに示す曲線状の断面輪郭線については、図４Ａに示すように、稜点Ｄ５の三次元座標値及び２個のベクトル値を取込んで直交基準断面に含まれる基準ラインＬ１，Ｌ２を設計形状として規定し、これらのラインと照合して点線で示す曲線状輪郭線を抽出する。図２Ｃに示すヘムについては、図４Ｂに示すように、ヘム基準点Ｄ７の三次元座標値及び２個のベクトル値を取込んで基準ラインＬ３、Ｌ４を規定して、これらを含む直交基準断面上で設計形状としての基準ラインＬ３、Ｌ４と照合して点群データから点線で示す曲線状ヘムラインを抽出する。
【００２３】
計測点解析手段２３は、図２Ａに示す真円状の取付け穴にについて、その抽出された点線で示す真円状計測形状について、その真円中心の計測点Ｐａ１の座標値を解析すると共に、その真円面に対する法線方向のベクトル値を解析して、計測点データを作成する。
【００２４】
図２Ｂに示す断面輪郭線については、図４Ａに示すように、計測基準点Ｐ２、Ｐ３を点線で示す計測形状の曲線状の断面輪郭線にそれぞれの法線方向に投影した投影点Ｐｂ２、Ｐｂ３を求めて、それぞれ解析して法線方向の誤差寸法ΔＬ１、ΔＬ２を算出する。そして、計測基準点Ｐ２、Ｐ３につきこれらのΔＬ１、ΔＬ２だけそれぞれシフトした点Ｐａ２、Ｐａ３を解析して計測点データとする。図２Ｃに示すヘムについては、図４Ｂに示すように、点線で示すヘムの計測形状である曲線状の点群ラインについて、その平坦面に沿った直線ラインＬａ３と、その垂線状の直線ラインＬａ４とを基に頂点を求めて計測点Ｐａ５として解析する。
【００２５】
誤差データ作成手段２４は、解析処理により求めた計測点Ｐ１ａと所属のファイルから取込んだ計測基準点Ｐ１、計測点Ｐａ２、Ｐａ３と計測基準点Ｐ２、Ｐ３の三次元座標値及びベクトル値の誤差を算出して計測データとして精度表等を作成する。Ｒ止まりを検出しなくても双方の直線ライン同士の誤差を検出して曲線状断面輪郭線の誤差を容易、かつ高精度に計測できる。また、計測点Ｐａ５と計測基準点である頂点Ｐ５の三次元座標値及びベクトル値の誤差を算出して計測データとして精度表等を作成する。双方の互いに垂直の直線ラインにより頂点を容易に検出して誤差を高精度に計測できる。
【００２６】
同様に、例えば方形状の取付け穴に対しては、抽出すべき輪郭線が方形である旨の指示する情報を含む計測部位記号及び輪郭線上の４個所のコーナ部の形状特定点Ｄ１〜Ｄ４の座標値及びベクトル値である形状抽出データと、方形の中心位置である計測基準点の三次元座標値及びそのベクトル値とを予め設定しておく。その他の三角、楕円等も計測対象面部分に含まれる場合、計測基準点に加えて、それぞれの設計形状を規定するのに必要な対応の形状特定点等を形状抽出データとして用意しておく。その際、例えば、楕円状の取付け穴を抽出する場合、その長径或は短径に関連した情報を形状特定点と併せて形状抽出データとして用意したり、特定の曲面部分に対しては曲率を指示する指示する情報を用意することも考えられる。複雑な形状の断面輪郭線については、交差する或は交差しない２個以上の直線状の基準ラインを設定することも考えられる。
【００２７】
このように構成されたコンピュータ２０が付属の非接触式三次元形状計測機１０の動作は次の通りである。例えば複数個の取付け穴或は複数種類の曲面を備えた自動車の外板パネル１（形状は簡略に示してある）を計測する場合、それぞれの計測対象部分の形状抽出データ、計測基準点のデータ等をコンピュータ２０のデータベースとして予め用意しておく。非接触位置センサ１１により外板パネル１に沿って三次元走査を行って点群データを作成する。その際、計測領域ごとに、所属の形状抽出データのファイルを基に計測すべき設計形状を規定して、この設計形状とその領域の点群データから計測形状を抽出する。次いで、抽出された点群による計測形状につき、計測基準点のファイルを基に対応の計測点を解析し、互いの比較により三次元座標値及びベクトル値の誤差を演算して各計測基準点に対する例えば精度表を作成する。
【００２８】
図５及び図６は別の実施の形態によるボルト又はナットのねじ溝が周辺に形成されている取付け穴の計測データ作成方法を説明する。計測に際して、同図Ａに示すように、面状の計測対象部分のねじ溝付き取付け穴３５に、計測誤差が伴うのを回避するために、例えば円柱状のアタッチメント３０をねじ込むのを前提にする。計測基礎データ格納手段２１には、アタッチメント３０の抽出すべき上面周囲の輪郭線が真円になった円柱である旨情報を含む計測部位記号及びその４個所の形状特定点Ｄ３０〜Ｄ３３の座標値及び上面に対する法線方向を指示するベクトル値並びに円柱の高さ寸法及びＤ３０〜Ｄ３３が９０°間隔である旨の情報とを含む形状抽出データと、取付け穴３５の中心位置である計測基準点Ｐ３０の三次元座標値及びそのベクトル値とが格納されている。
【００２９】
計測形状抽出手段２２は、円柱上面及び９０°間隔である旨の情報並びに形状特定点Ｄ３０〜Ｄ３３より、真円を規定して、点線で示す真円状点群輪郭線を抽出する。計測点解析手段２３は、抽出した真円の真円中心点を求めて、高さ寸法データに応じて法線方向に投影した計測点Ｐａ３０を解析する。誤差データ作成手段２４は、この計測点と計測基準点Ｐ３０の三次元座標値及びベクトル値を比較して誤差データを演算する
【００３０】
同図Ｂに示すように、ねじ溝を有するナット３６が裏面に取付けられた取付け穴３７についても、ボルト付の同様なアタッチメント３０ａを装着して高精度に計測データを作成できる。尚、アタッチメントの形状としては、円柱状に限らず、中心位置の計測基準点と所定の位置関係にある半球、角柱状にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態による非接触式三次元形状計測機の計測データ作成方法を実施する装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同装置における形状抽出データの設定方法を説明する図である。
【図３】同形状抽出データのファイルの内容を例示する図である。
【図４】同形状抽出データを用いた計測形状の抽出方法を説明する図である。
【図５】別の実施の形態による取付け穴の計測方法に用いるアタッチメントを示す断面図である。
【図６】図５によるアタッチメントの計測形状を抽出する方法を説明する図である。
【図７】従来のＣＡＤデータを用いた取付け穴の抽出方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０、３０ａ  アタッチメント
３３  アウタパネル
３４  インナパネル
３７  取付け穴
Ｄ１〜Ｄ４  形状特定点
Ｄ５  形状特定点としての稜点
Ｄ７  形状特定点としてのヘム基準点
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３，Ｌ４  基準ライン
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ３０  計測基準点
Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ５、Ｐａ３０  計測点
Ｐ５  計測基準点としての頂点
【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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