(57)【要約】位置決め装置の測定容積内部に位置する、検査されるアーチファクト上の少なくとも１つの点を測定する方法であって、異なる視点から得られたアーチファクトの少なくとも２つの画像を得るステップと、位置決め装置の測定容積内部で測定された所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、少なくとも２つの画像のそれぞれにおける所定の点の位置を決定するステップと、を含む方法。
2018522240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め装置の測定容積内部に位置するアーチファクトを検査する方法であって、
前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップと、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像における前記所定の点の位置を決定するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの画像における前記所定の点の前記決定された位置に基づいて、前記位置決め装置の測定容積内で前記所定の点の実際の位置を決定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アーチファクトの少なくとも２つの画像を得るステップと、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも２つの画像のそれぞれにおける前記所定の点の位置を決定するステップと、を含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記実際の位置を決定するステップは、前記位置決め装置の測定容積内で前記所定の点の前記実際の位置を三角測量するステップを含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
測定されるアーチファクト上の所定の点の表示を受け取るステップと、前記位置決め装置の測定容積内部で前記所定の点の前記名目上の位置を決定するステップと、を含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
測定されるアーチファクト上の所定の点の前記表示は、前記アーチファクトのコンピュータ表現上の識別された点を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の点は、前記アーチファクトのエッジ上の点を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも２つの画像は、前記エッジのコントラスト／シルエット像を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の点が実際に画像のどこかにあるかを前記決定するステップは、前記画像内部で探索するための探索線を決定するステップと、前記探索線に沿って前記画像が所定の基準を満たす場所を識別するステップと、を含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記所定の基準は、前記画像の特性におけるしきい値変化率を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記探索線は、少なくとも２つの画像の投影中心および前記所定の点の前記名目上の位置を含む面から導出される請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記探索線を決定するステップは、測定される前記所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトルを前記少なくとも２つの画像内に投影するステップを含む請求項９、１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記名目上の方向ベクトルを投影するステップは、正射投影および／または透視投影によってなされる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記名目上の方向ベクトルを、前記少なくとも２つの画像の前記投影中心および前記所定の点の前記名目上の位置を含む面内に投影するステップを含む請求項３および１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記探索線は、有界である請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記探索線と前記アーチファクトの結像面との間の交差角が所定のしきい値基準を満たすかどうかを判定するステップを含む請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記所定の点の前記名目上の位置に基づいて前記少なくとも１つの画像を得るための視点を自動的に決定するステップを含む請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの画像における複数の所定の点の前記位置を、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される前記複数の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて決定するステップを含む請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップは、前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を受け取るステップを含む請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップは、撮像装置が前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を捕捉するステップを含む請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
プロセッサデバイスによって実行されると、前記プロセッサデバイスに請求項１乃至２０のいずれか一項を実行させるように構成された命令を含むコンピュータプログラムコード。
【請求項２２】
請求項２１に記載されるようなコンピュータプログラムコードを担持するコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を受け取り、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される前記アーチファクト上の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像における前記所定の点を見つけるように構成された少なくとも１つのプロセッサデバイスを備える装置。
【請求項２４】
前記アーチファクトの少なくとも１つの画像を捕捉するように構成された少なくとも１つの撮像装置を備える請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーチファクトを測定するための方法、詳細には、例えば、座標位置決め装置などの位置決め装置に取り付けられたビジョンプローブ、例えば、カメラプローブを使用して、アーチファクト上の点を測定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三角測量およびエピポーラ幾何学は、異なる視点から得られた２つ以上の点の像から測定容積内部のアーチファクトの点の位置／態様を決定するための立体視の分野でよく知れられている。例えば、エピポーラ幾何学を使用して複数の画像内の共通の点／フィーチャを確認し、次に、三角測量を使用して測定容積内の共通の点／フィーチャの三次元位置を決定することが知られている。そのような技法は、アーチファクト上に配置されたターゲットフィーチャ（例えば、ステッカー）、またはターゲットフィーチャとして識別することができる対象物上のフィーチャの存在に依存することができる。あるいは、複数の画像内部の共通の点／フィーチャを決定するために、ターゲットフィーチャまたは光パターンをアーチファクト上に投影して、分析することができる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９０２４７５６号パンフレット
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｊ．ＨｅｉｋｋｉｌａおよびＯ．Ｓｉｌｖｅｎ、「Ａ  ｆｏｕｒ−ｓｔｅｐ  ｃａｍｅｒａ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｗｉｔｈ  ｉｍｐｌｉｃｉｔ  ｉｍａｇｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １９９７  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ（ＣＶＰＲ’９７）
【非特許文献２】Ｊ．Ｇ  Ｆｒｙｅｒ、「Ｃａｍｅｒａ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」、Ｋ．Ｂ．Ａｔｋｉｎｓｏｎ（ｅｄ．）、「Ｃｌｏｓｅ  ｒａｎｇｅ  ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  ｍａｃｈｉｎｅ  ｖｉｓｉｏｎ」、Ｗｈｉｔｔｌｅｓ  ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ターゲットフィーチャまたは光パターンを対象物上に配置／投影することは、必ずしも可能で、実際的で、または望ましいとは限らない。さらに、画像内部で容易には識別できないアーチファクト上の特定の所定の点を測定することが望ましいことがある。例えば、エッジ上にターゲットフィーチャを配置または投影することが実際的ではなく、同一の点を複数の画像内で識別可能にする明確なフィーチャがない、穴内部に位置するエッジ上の１つまたは複数の点を測定することが望ましいことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アーチファクトを測定可能にするための新規な技法を提供する。本発明は、検査される点があると予想される場所に関する所定の知識を使用して、少なくとも１つの画像における、例えば、異なる視点から得られた複数の画像のそれぞれにおける点の位置を導出するステップを含む。
【０００７】
したがって、位置決め装置の測定容積内部に位置するアーチファクトを検査する（例えば、測定する）方法が提供され、本方法は、アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップと、前記位置決め装置の測定容積内部で測定されるアーチファクトの所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像において前記所定の点を見つけるステップと、を含む。
【０００８】
少なくとも２つの画像を得ることができる。この少なくとも２つの画像は、例えば、異なる（例えば、知られている）視点から捕捉されたものであってもよい。したがって、前記位置決め装置の測定容積内部で測定されるアーチファクト上の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、本方法は、前記少なくとも２つの画像において前記所定の点を見つけるステップを含むことができる。
【０００９】
本方法は、前記位置決め装置の測定容積内で前記所定の点の実際の位置を決定するステップを含むことができる。前記位置決め装置の測定容積内で前記所定の点の実際の位置を決定するステップは、前記画像における所定の点の決定された位置に基づいてもよい。実際の位置を測定するステップは、前記位置決め装置の測定容積内で前記所定の点の実際の位置を三角測量するステップを含むことができる。この場合、画像の視点（例えば、投影中心）についての知識を三角測量プロセスにおいて使用することができる。
【００１０】
本方法は、測定されるアーチファクト上の所定の点の表示を受け取るステップを含むことができる。本方法は、前記位置決め装置の測定容積内部で前記所定の点の名目上の位置を決定するステップを含むことができる。前記表示は、アーチファクトのコンピュータ表現（例えば、モデル、例えば、３Ｄモデル）上の識別された点を含むことができる。前記コンピュータモデルは、アーチファクトのコンピュータ支援設計「ＣＡＤ」モデルを含むことができる。所定の点は、ユーザ／オペレータが選択してもよい。したがって、本方法は、検査される点をユーザ／オペレータが、例えば、アーチファクトのコンピュータ表現上で選択するステップを含むことができる。任意選択で、所定の点は、自動的に識別または特定される。例えば、所定の点を識別するために、例えば、コンピュータモデル上でフィーチャ認識を使用することができる。任意選択で、所定の点は、コンピュータモデルの生成中に（手動でまたは自動で）特定されてもよい。
【００１１】
所定の点は、前記アーチファクトのエッジ上の点を含むことができる。
【００１２】
任意選択で、点は、孔上／孔内部の点を含む。任意選択で、点は、孔上／孔内部のエッジ上の点を含む。孔の直径は、せいぜい３ｍｍ、例えばせいぜい２ｍｍ、例えばせいぜい１ｍｍ、例えばおよそ０．５ｍｍであってもよい。
【００１３】
アーチファクトは、１つまたは複数の小さな孔（例えば、冷却孔）を含む構成部品であってもよい。アーチファクトは、エンジン構成部品、例えばジェットエンジン構成部品、例えばタービンブレードまたは燃焼器の構成部品であってもよい。
【００１４】
少なくとも２つの画像は、アーチファクト、例えばエッジのコントラスト／シルエット像を含むことができる。アーチファクトは、背面照明されてもよいが、理解されるように、これは、必ずしもそうである必要はなく、例えば、前面照明されてもよい。
【００１５】
前記所定の点が実際に画像内のどこにあるかを決定するステップは、画像内部で探索するための探索線を決定するステップを含むことができる。任意選択で、これは、所定の点の名目上の位置（および任意選択で所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトル）に基づいてもよい。本方法は、前記探索線に沿って、画像が所定の基準を満たす場所を識別するステップをさらに含むことができる。前記所定の基準は、画像の特性、例えば、画像のコントラストおよび／または画像の強度におけるしきい値変化率を含むことができる。探索線は、画像内にベクトルを投影することによって、例えば、測定容積に対して規定されたベクトルを投影することによって得られてもよい。ベクトルは、名目上の位置を通過することができる。任意選択で、ベクトルは、所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトルと平行である。任意選択で、ベクトルは、所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトル（少なくとも一部は前記名目上の位置によって規定されてもよい）を面内に投影することによって導出される。
【００１６】
任意選択で、アーチファクトに光学形状を投影するように構成されたプロジェクタが設けられてもよい。例えば、プロジェタは、１つまたは複数の線を投影するように構成されてもよい。プロジェタは、光パターンを投影するように構成されてもよい。例えば、プロジェタは、フリンジフィールドなどの構造化された光パターンを投影するように構成されてもよい。この場合、例えば、前記所定の基準は、アーチファクトに当たるパターンの位相のしきい値変化率を含むことができる。
【００１７】
探索線は、前記所定の点の名目上の位置に対するエピポーラ線を含むことができる。すなわち、探索線は、前記所定の点の名目上の位置に対する画像のエピポーラ線を含むことができる。少なくとも２つの画像が異なる視点から得られる場合、探索／エピポーラ線は、少なくとも２つの画像の投影中心および前記所定の点の前記名目上の位置を含む面から導出され得る。そのような面は、一般にエピポーラ面として知られているものであってもよい。探索／エピポーラ線を決定するステップは、測定される所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトルを少なくとも２つの画像内に投影するステップを含むことができる。
【００１８】
名目上の方向ベクトルは、所定のベクトルであってもよい。言いかえれば、名目上の方向ベクトルは、例えば、所定の点に関連付けられた所定の探索ベクトルであってもよい。理解されるように、名目上の方向ベクトルを使用して、探索線の方向を定めることができる。名目上の方向ベクトル（例えば、探索ベクトル）は、測定容積に対して規定されてもよい。名目上の方向ベクトルは、手動でまたは自動で決定されてもよい。任意選択で、名目上の方向ベクトルは、所定の点において表面（またはエッジ）に実質的に垂直（例えば、所定の点が存在する点において表面／エッジに垂直）である。理解されるように、エッジ上の点の場合、名目上の方向ベクトルは、前記エッジで出会う表面のいずれかに垂直、またはその中間の方向であってもよい。垂線（したがって名目上の方向ベクトル）をどちらの表面に基づかせるかは、手動でまたは自動で選択されてもよい。
【００１９】
本方法は、少なくとも２つの画像の投影中心および前記所定の点の前記名目上の位置を含む面内に名目上の方向ベクトルを（例えば、正射影で）投影するステップを含むことができる。言いかえれば、本方法は、エピポーラ面内に名目上の方向ベクトルを（例えば、正射影で）投影するステップを含むことができる。
【００２０】
探索／エピポーラ線は、有界であってもよい。そのような有界探索／エピポーラ線を提供することによって探索が行われる範囲を限定することができる。探索／エピポーラ線の境界は、検査される所定の点の両側に存在することができる。境界を所定の点の名目上の位置に対して決定することができる。具体的には、境界は、（例えば、エピポーラ面へ投影された可能性のある）名目上の方向ベクトル上に置かれた境界、すなわち、名目上の位置の両側にある境界によって規定されてもよい。そのような境界の位置（例えば、名目上の位置からのそれらの距離）は、手動でまたは自動で規定されてもよい。例えば、それらは、アーチファクトの予想される製造公差に依存する所定の距離に位置決めされるように決定されてもよい。
【００２１】
本方法は、探索／エピポーラ線とアーチファクトの画像化された表面（例えば、エッジ）との間の交差角が所定のしきい値基準を満たすかどうか（例えば、前記交差角が所定の角度よりも小さいかどうか）を判定するステップを含むことができる。本方法は、前記所定のしきい値基準が満たされていないと判定された場合に、画像内部の前記所定の点の位置を決定するプロセスを中止するステップを含むことができる。探索／エピポーラ線がアーチファクトの画像化された表面（例えば、エッジ）に実質的に垂直であることが好ましい場合がある。したがって、本方法は、前記探索／エピポーラ線とアーチファクトの画像化された表面（例えば、エッジ）との間の交差角が、４５度未満、例えば６０度未満、任意選択で７５度未満の場合に、前記プロセスを中止するステップを含むことができる。
【００２２】
任意選択で、探索線は、所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトル（例えば、上記のような所定の探索ベクトル）から導出される。例えば、名目上の方向ベクトルを画像内に投影することができる。境界を名目上の方向ベクトルに適用することができる。上記の説明と同様に、そのような境界は、自動的に決定されてもよく、例えば、名目上の位置の両側で、境界を名目上の方向ベクトルに沿った予め規定された距離に位置決めされてもよい。したがって、例えば、有界の名目上の方向ベクトルを画像内に（例えば、透視投影によって）投影することができる。そのような技法は、１つの画像しか得られない場合、および／またはエピポーラ面／線を確立することが望ましくない／可能でない場合、有用である可能性がある。
【００２３】
アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップは、アーチファクトの少なくとも１つの画像を受け取るステップを含むことができる。例えば、アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップは、格納された位置から少なくとも１つの画像を受け取るステップ、例えば、メモリから少なくとも１つの画像を検索するステップを含むことができる。したがって、少なくとも１つの画像は、例えば、別個の／以前のプロセス中に、および任意選択で別個の装置／機器によって前もって捕捉されていてもよい。
【００２４】
アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るステップは、アーチファクトの少なくとも１つの画像を取得／捕捉するために撮像装置を動作させるステップを含むことができる。
【００２５】
本方法は、前記所定の点の名目上の位置（および任意選択で前記名目上の方向ベクトル）に基づいて少なくとも１つの画像を得る／取得する／捕捉するための視点を自動的に決定するステップを含むことができる。本方法は、前記所定の点の名目上の位置（および任意選択で前記名目上の方向ベクトル）に基づいて少なくとも２つの画像を得る／取得する／捕捉するための前記異なる視点を自動的に決定するステップを含むことができる。本方法は、所定の点を、画像化されるようなアーチファクトの表面の境界／周辺部に置く視点を選択するステップを含むことができる。例えば、視点は、画像化されると、所定の点が背景と対比されるように、例えば、点が画像化されたシルエットのエッジを形成する多くの点のうちの１つとなるように、選択され得る。任意選択で、検査される点が孔の一部である場合、視点は、投影中心を含む線が孔の軸と平行（例えば、孔の軸と共軸）となるように選択されてもよい。
【００２６】
任意選択で、視点は、画像の投影中心が検査される点のエッジの所望の接線の両側に存在するように、任意選択で所望の接線の両側に等間隔に配置されるよう選択されてもよい。
【００２７】
本方法は、所定の点が存在すると予想されるエッジ／線と（例えば、それらの投影中心および名目上の位置によって規定される）エピポーラ面の交差角が所定の基準を満たす、例えば、４５度未満、例えば６０度未満、任意選択で７５度未満となるように構成される視点を選択するステップを含むことができる。
【００２８】
理解されるように、エッジ／線は、例えば、アーチファクト上の物理的なエッジ／線／フィーチャであってもよい。例えば、任意選択で、前記エッジは、アーチファクトの２つの異なる切子面間の境界を含むことができる。任意選択で、エッジは、表面フィーチャ、例えば、印刷されたフィーチャ、または表面テクスチャーの境界を含むことができる。任意選択で、前記エッジ／線は、例えば、表面上に投影された輝線によって規定されるような概念的なエッジ／線である。理解されるように、エッジ／線は、直線である必要はなく、例えば、それは、湾曲した、または規則的なもしくは不規則な形状であってもよい。
【００２９】
本方法は、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される複数の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、少なくとも１つの画像における（および任意選択で、異なる（例えば、知られている）視点から得られた１組（例えば、１対）の画像のそれぞれにおける）複数の所定の点の位置を決定ステップ、を含むことができる。本方法は、それぞれの所定の点について決定するステップと、探索線を決定するステップと、前記探索線に沿って画像が所定の基準を満たす場所を識別するステップと、を含むことができる。上記に沿って、それぞれの所定の点は、関連付けられた名目上の方向ベクトル（例えば、所定の探索ベクトル）を有することができる。
【００３０】
少なくとも１つの画像、例えば、少なくとも２つの画像は、少なくとも１つの適切な撮像装置によって得られてもよい。適切な撮像装置は、少なくとも１つの画像センサを備えることができる。例えば、適切な撮像装置は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）などの光学電磁放射線（ＥＭＲ）感応性検出器を備えることができる。任意選択で、適切な撮像装置は、光を像面に集束させるように光学的に構成されてもよい。理解されるように、像面は、画像センサによって規定されてもよい。例えば、適切な撮像装置は、像面に光学ＥＭＲを集束させるように構成された少なくとも１つの光学部品を含むことができる。任意選択で、少なくとも１つの光学部品は、レンズを備える。理解されるように、用語光学は、可視光だけではなく、赤外から紫外までを含む波長を有する光を指すために使用される。
【００３１】
座標位置決めマシンに使用される撮像装置は、ビデオ（検査）プローブ、またはカメラ（検査）プローブとして一般に当分野で知られており、本明細書でまとめてビジョン（検査）プローブと呼ばれる。
【００３２】
適切な撮像装置は、ピンホールカメラモデルに基づいてもよく、このピンホールカメラモデルは、光学ＥＭＲ光線が像面と交差する前に通過すると想定される、撮像装置の投影中心とも呼ぶことができるピンホールから構成される。理解されるように、ピンホールを含まず、代わりに、光学ＥＭＲを集束させるためのレンズを備える撮像装置も、投影中心を有し、これは、像面と交差するすべての光学ＥＭＲ光線が通過すると想定される点であってもよい。
【００３３】
理解されるように、投影中心は、非特許文献１、ならびに非特許文献２に記載されているように、較正手順を使用して画像センサに関連して見出すことができる。補正パラメータ、例えばレンズ収差を補正するためのものなどが提供されてもよく、よく知られており、例えば、これらの２つの文献に記載されている。
【００３４】
少なくとも１つの撮像装置を備える共通の撮像装置ユニットによって少なくとも２つの画像を得ることができる。本方法は、異なる視点を実現するために画像の取得間に撮像装置ユニットおよびアーチファクトを相対的に移動させるステップを含むことができる。これを実現するためのアーチファクトおよび／または撮像装置ユニットの移動は、手動または自動で行われてもよい。任意選択で、画像装置ユニットは、複数の撮像装置を含むことができ、および／または画像は、複数の別個の画像装置ユニットによって得られてもよい。したがって、そのような場合は、異なる視点を実現するために相対的な移動を有する必要はなく、必要な場合または所望の場合は、画像を同時に得ることができる。
【００３５】
任意選択で、少なくとも２つの画像は、単一の撮像装置によって得られてもよい。単一の撮像装置は、単一の画像センサを含むことができる。したがって、少なくとも２つの画像は、単一の画像センサによって得られてもよい。したがって、異なる視点を実現するためにそれぞれの画像を得る間にアーチファクトを移動させてもよい。任意選択で、画像の取得間で撮像装置を移動させて異なる視点を実現することができる。したがって、本方法は、第１の（例えば、知られている）視点から第２の（例えば、知られている）視点に撮像装置を移動させるステップを含むことができる。
【００３６】
撮像装置ユニット（例えば、ビジョンプローブ）は、それが少なくとも１つの直線自由度で、より好ましくは少なくとも２つの直線自由度で、特に好ましくは少なくとも３つの直線自由度で移動できるように座標位置決め装置に取り付けられてもよい。好ましくは、直線自由度は、互いに垂直である。好ましくは、撮像装置ユニット（例えば、ビジョンプローブ）は、それが少なくとも１つの回転自由度で回転することができるように、より好ましくは少なくとも２つの回転自由度で回転することができるように、例えば、少なくとも３つの回転自由度で回転することができるように座標位置決め装置に取り付けられる。好ましくは、少なくとも２つおよび少なくとも３つの回転自由度は、２つの（または３つの）実質的に垂直の軸を中心にしている。回転自由度は、撮像装置ユニットが取り付けられた関節ヘッドによって提供されてもよい。３つの直線自由度および２つの回転自由度で移動可能な測定装置は、計測産業において一般に「５軸」測定装置と呼ばれる。しかしながら、理解されるように、本発明は、そのようなシステムに限定されず、さらに多くの自由度で、例えば、３つ、４つ、またはそれ以上の回転自由度で移動を促進するシステムと共に使用され得る。
【００３７】
座標位置決め装置は、コンピュータ制御座標位置決め装置、例えば、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）座標位置決め装置であってもよい。適切な座標位置決め装置には、座標測定機（ＣＭＭ）および工作機械が含まれる。適切な座標位置決め装置には、ガントリ、ブリッジ、およびアームタイプ測定装置、ならびにロボットアームが含まれる。
【００３８】
本方法は、少なくとも２つの画像のそれぞれにおける所定の点の位置を決定するように構成されたアナライザ装置を含むことができる。同一のまたは異なるアナライザ装置が、位置決め装置の測定容積内で所定の点の実際の位置を決定するように構成されてもよい。
【００３９】
理解されるように、上記の方法は、コンピュータ実施方法であってもよい。言いかえれば、本方法は、アーチファクトの少なくとも１つの画像を受け取り、前記位置決め装置の測定容積内部で測定されるアーチファクト上の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像における前記所定の点を見つけるように構成されてもよい。したがって、本方法は、異なる（知られている）視点から得られたアーチファクトの少なくとも２つの画像を受け取り、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、少なくとも２つの画像のそれぞれにおける前記所定の点の位置を決定するように構成されてもよい。任意選択で、本コンピュータ方法は、前記少なくとも１つの画像、例えば、少なくとも２つの画像を得るように位置決め装置を制御するように構成されてもよい。
【００４０】
本発明の第２の態様によると、アーチファクトの少なくとも１つの画像を得るように構成された少なくとも１つの撮像装置と、前記位置決め装置の測定容積内部で測定されるアーチファクト上の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像における前記所定の点を見つけるように、前記少なくとも１つの画像を処理するように構成された少なくとも１つのアナライザ装置と、を備える測定機器が提供される。したがって、異なる（例えば、知られている）視点から、検査されるアーチファクトの少なくとも２つの画像を得るように構成された少なくとも１つの画像装置と、前記測定装置測定容積内部で測定される所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、少なくとも２つの画像のそれぞれにおける前記所定の点の位置を決定するように前記画像を処理するように構成された少なくとも１つのアナライザ装置と、を備える装置を提供することができる。
【００４１】
本発明の第３の態様によると、アーチファクトの少なくとも１つの画像を受け取り、前記位置決め装置の測定容積内部で測定されるアーチファクト上の所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、前記少なくとも１つの画像における前記所定の点を見つけるように構成された少なくとも１つのプロセッサデバイスが提供される。したがって、異なる（例えば、知られている）視点から得られたアーチファクトの少なくとも２つの画像を受け取り、前記位置決め装置の測定容積内部で測定される所定の点の所与の名目上の位置に基づいて、少なくとも２つの画像のそれぞれにおける前記所定の点の位置を決定するように構成された少なくとも１つのプロセッサデバイスを提供することができる。任意選択で、前記少なくとも１つのプロセッサデバイスは、前記少なくとも２つの画像を得るように位置決め装置を制御するように構成される。
【００４２】
本発明の第４の態様によると、（例えば、プロセッサデバイスによって）実行されると、プロセッサデバイスに上記の方法のいずれかを実行させる命令を含むコンピュータプログラムコードが提供される。
【００４３】
本発明の第５の態様によると、上記のようなコンピュータプログラムコードを担持するコンピュータ可読媒体が提供される。
【００４４】
ここで、本発明の実施形態について、以下の図面を参照して、単に例として記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による、対象物を測定するための座標測定機（ＣＭＭ）の関節式ヘッド上に取り付けられたカメラプローブである。
【図２】図１のカメラプローブによって検査される孔の名目上の形態および実際の形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明による、点を測定するプロセスを示す流れ図である。
【図４】図２の孔に対してカメラプローブによって得られたシルエット像、およびシルエット像を生成する光線の関連付けられたベクトル表現を示す概略図である。
【図５】図４のカメラおよび孔の配置を示す概略等角図である。
【図６】図４および図５の孔に対する像の投影中心の配置を示す概略平面図である。
【図７】測定される点の位置を決定するために使用されるプロセスの段階を示す概略図である。
【図８】測定される点の位置を決定するために使用されるプロセスの段階を示す概略図である。
【図９】測定される点の位置を決定するために使用されるプロセスの段階を示す概略図である。
【図１０】対象物上の点を測定するために本発明のプロセスを使用するさらなる例を示す概略図である。
【図１１】対象物上の点を測定するために本発明のプロセスを使用するさらなる例を示す概略図である。
【図１２】対象物上の点を測定するために本発明のプロセスを使用するさらなる例を示す概略図である。
【図１３】対象物上の点を測定するために本発明のプロセスを使用するさらなる例を示す概略図である。
【図１４】探索線の適合性を確立するプロセスを示す概略図である。
【図１５ａ】本発明を使用して、単一の画像対から複数の点を測定することができる方法を示す図である。
【図１５ｂ】本発明を使用して、単一の画像対から複数の点を測定することができる方法を示す図である。
【図１５ｃ】本発明を使用して、単一の画像対から複数の点を測定することができる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、本発明による座標測定機（ＣＭＭ）１０、カメラプローブ２０、コントローラ２２、およびホストコンピュータ２３を備える対象物検査装置を示す。ＣＭＭ１０は、対象物１６を取り付けることができるテーブル１２、および３つの直交する線形次元Ｘ、ＹおよびＺ内でテーブル１２に対して移動可能な中空シャフト１４を備える。関節式プローブヘッド１８は、中空シャフト１４に取り付けられ、少なくとも２つの直交軸Ａｌ、Ａ２を中心にした回転を提供する。カメラプローブ２０は、関節式プローブヘッド１８上に取り付けられ、テーブル１２上に置かれた対象物１６の画像を得るように構成されている。したがって、カメラプローブ２０を、ＣＭＭ１０によってＸ、ＹおよびＺに移動させることができ、関節式プローブヘッド１８によってＡｌおよびＡ２の軸を中心にして回転させることができる。所望の場合は、さらなる動きをＣＭＭまたは関節式プローブヘッドによって提供することができ、例えば、関節式プローブヘッドは、ビデオプローブＡ３の長手方向軸を中心にした回転を提供することができる。任意選択で、対象物１６を回転テーブルに取り付けて、回転自由度を提供することができる。
【００４７】
対象物１６に対するカメラプローブ２０の動きの所望の軌道／コースは、ホストコンピュータ２３によって計算され、コントローラ２２に供給されてもよい。ＣＭＭ１０および関節式プローブヘッド１８に駆動信号を送るコントローラ２２の制御の下で、カメラプローブ２０を所望の位置／向きに駆動するために、モータ（図示せず）がＣＭＭ１０および関節式プローブヘッド１８に設けられている。ＣＭＭ１０および関節式プローブヘッド１８の様々な軸の位置および向きは、トランスデューサ、例えば、位置エンコーダ（図示せず）によって決定され、位置がコントローラ２２にフィードバックされる。理解されるように、対象とするフィーチャに関する計測情報の取得中に位置および向きの情報を使用することができる。
【００４８】
記載された実施形態において、カメラプローブ２０は、取り外し可能に関節式プローブヘッド１８に取り付けられてもよい。カメラプローブ２０の代わりに、異なる（接触または非接触）プローブが関節式プローブヘッド１８に取り付けられてもよい。例えば、対象物１６に接触するための撓み可能なスタイラスを備える接触プローブを、関節式プローブヘッド１８に取り付けることができる。ＣＭＭ１０は、関節式ヘッドの１８動作容積内に置かれた複数の異なる（例えば、接触および／または非接触）プローブを格納するためのラックを備えることができ、それによりプローブを関節式ヘッド１８上で自動的に交換することができる。
【００４９】
図１に示すように、検査される対象物１６は、複数１９の（または一組１９の）孔１７を備える。本実施形態では、孔１７は、それらが対象物１６を完全に通過する貫通孔である。理解されるように、これは必ずしもそうである必要はなく、孔は、有底穴であってもよい。また、理解されるように、検査される点は、孔の一部である必要は全くない。
【００５０】
本発明による対象物１６の孔１７を検査する方法について、残りの図面を参照して記載する。本発明による第１の方法が図２から図９に対して示されている。この場合、孔１７は、知られている／予想される形態を有する。図２に示すように、本例では、孔１７の知られている／予想される形態は、断面が略円形であるが、孔の中央に向かって略円筒状のボトルネック部分３６に狭まる上部３２および下部３４のテーパ付き／円錐形の部分を含む。孔の名目上の形態は、破線によって示されているが、実際の形態は、実線によって示されている。
【００５１】
本例では、本発明の技法は、孔の上部テーパ部分３２と略円筒状のボトルネック部分３６との間のインタフェース３８上にある点を測定するために使用される（図５参照）。したがって、オペレータは、対象物１６の対応するＣＡＤモデル上のインタフェース３８の辺りの所定の点を選択している。所定の点の名目上の位置４２が図２に示されている。しかしながら、図２に示すように、所定の点の実際の位置３０は、対象物１６の製造公差により異なる。
【００５２】
理解されるように、本技法を使用して、対象物上の複数の所定の点を測定することができるが、説明を簡単にするために、単一の点のみを測定するための方法について記載する。
【００５３】
図２および図４に示すように、バックライト４０が孔１７を背面照明するために設けられている。したがって、本実施形態では、カメラプローブ２０は、孔のシルエット像を得る。具体的には、カメラプローブ２０は、孔のシルエットが投射される画像センサ２１、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサを備える。簡単にするために、および本発明についての理解を助けるために、カメラプローブ２０は、ピンホールカメラモデルを使用して図中に示されているが、理解されるように、カメラプローブ２０は、画像センサ２１上に像を形成するために１つまたは複数のレンズ（図示せず）を備えることができる。さらに、理解されるように、背面照明は、必須ではない。例えば、前面照明を使用してもよい。
【００５４】
本発明によるプロセス１００に対する例示的な流れ図が図３に示されている。本プロセスは、測定される点（「所定の点」）の表示の受け取るステップ１０２で始まる。これは、例えば、対象物のモデル（例えば、ＣＡＤモデル）上の点を選択するオペレータによって達成されてよい。例えば、オペレータは、孔の上部テーパ付き部分３２と略円筒状のボトルネック部分３６との間のインタフェース３８上の点を（例えば、ホストＰＣ２３上のグラフィカルユーザインタフェース上で表現されるＣＡＤモデル内で）クリックすることによって、所定の点を選択することができる。あるいは／加えて、例えば、オペレータは、インタフェース３８の線などのＣＡＤモデル上のフィーチャを選択することができ、次に、コンピュータプログラムが、この選択に基づいて検査される１つまたは複数の点、例えば、選択されたフィーチャ上の１つまたは複数の点を自動的に生成することができる。任意選択で、検査される１つまたは複数の点は、完全に別個のプロセスによって決定／特定され、現在のプロセスによって受け取られてもよい。
【００５５】
また、ステップ１０２は、ＣＭＭの測定容積内部で測定される所定の点の名目上の位置４２を決定するステップを含む。これは、ＣＭＭの測定容積内部で測定される所定の点の予想される位置である。これは、全体として、例えば、部品設定／位置合わせプロセスからおよび／または対象物１６に対する知られている据付けから、対象物１６の位置および向きの事前知識に基づいて決定され得る。図では、名目上の位置は、参照数字４２によって識別される。理解されるように、所定の点の表示を受け取る代わりに（または、これに加えて）、本方法は、ＣＭＭの測定容積内部の名目上の点／位置を単に受け取るステップを含んでもよく、名目上の点／位置が、測定される対象物上の点の予想される位置として取られる。理解されるように、名目上の方向ベクトルＮを所定の点と関連付けることができる。そのような方向ベクトルは、通常、ＣＡＤおよび経路探索プログラムで使用され、典型的には、測定される点の表面に垂直に延びる。点がエッジにある場合は、それは、エッジで出会う表面のいずれかに垂直に、またはその中間の方向に延びることができる（そしてこの選択は、この部分のどんな態様が測定されるかに依存することがある）。しばしば、そのような方向ベクトルを使用して、触覚プローブがそれを測定するために点に向かって移動するときに取る経路を指示する。
【００５６】
次いで、測定される所定の点の名目上の位置４２に基づいて、プロセス１００は、ステップ１０４で異なる視点から得られる対象物の少なくとも２つの画像を得るステップを含む。具体的には、測定される所定の点を含む対象物の少なくとも第１の画像および第２の画像が、第１の視点および第２の視点からそれぞれ得られる。第１の画像および第２の画像を得るためのカメラ２０の位置および向きは、所定の点の名目上の位置４２に基づいて（例えば、ホストＰＣ２３によって）自動的に決定されてもよい。例えば、所定の点を背景と対比させるように、例えば、点がシルエットを形成する多くの点の１つとなるように、カメラの視点を選択することができる。必要に応じて、名目上の方向ベクトルＮを使用して、カメラの視点を決定することもできる。例えば、記載された実施形態では、第１の画像および第２の画像に対するカメラ２０の位置および向きは、それらの投影中心および名目上の位置４２が、名目上の方向ベクトルに対して所与の角度範囲（例えば、＋／−４５°（度））内にある面を確実に形成するように、理想的には（必ずしもそうではないが）、投影中心５０、５２および名目上の位置４２が名目上の方向ベクトルＮと平行な面を形成するように選択される。図４は、２つのそのような画像の捕捉を概略的に示す。具体的には、孔の第１のシルエット像４４および第２のシルエット像４６が示されている。さらに、カメラプローブの画像センサ２１の位置、第１の画像が得られたときのカメラプローブの投影中心の位置５０（以降、「第１の投影中心」と呼ばれる）、第２の画像が得られたときのカメラプローブの投影中心の位置５２（以降、「第２の投影中心」と呼ばれる）、およびシルエットの外側の境界を示す光線が示されている。図５は、図４の同じ構成を示しているが、等角図であり、光線がない。図６は、図４および図５に示す配置の平面図を示し、この図では、所定の点の実際の位置３０および名目上の位置４２、ならびに第１の投影中心５０および第２の投影中心５２が示されている。
【００５７】
本発明の方法の次のステップ１０６は、第１の画像４４および第２の画像４６のそれぞれにおける測定される点を見つけるステップを含む。これは、所定の点の名目上の位置４２および名目上の方向ベクトルＮについての知識に基づいてなされる。呼び出しステップ１１０から１１６は、所定の点の名目上の位置４２についての知識に基づいて、第１の画像４４および第２の画像４６における測定される点を見つける１つの例示的な実施形態を示す。本例示的なプロセスでは、エピポーラ面がステップ１１０で識別される。これは、第１の投影中心５０および第２の投影中心５２ならびに名目上の位置４２によって規定される（を具体的には含む）面である。エピポーラ面は、図４に概略的に示され、参照数字５６によって識別される。ステップ１１２では、名目上の方向ベクトルＮが探索ベクトルを規定するようにエピポーラ面内に（例えば、正射影で）投影される。理解されるように、エピポーラ面５６が既に名目上の方向ベクトルＮと平行である（を包含している）場合は、このステップは、余分であり、省略されてもよい。図６で最も明瞭に示すように、これは、特定の例においては当てはまらない。したがって、図７によって示すように、名目上の方向ベクトルＮは、エピポーラ面内に（例えば、正射影で）投影され、そのような投影の結果が図７のベクトルＰによって示されており、次いで、このベクトルＰによって、ベクトルＰの負である探索ベクトルＶが規定される。図示するように、ＰおよびＶは両方とも、名目上の位置に関連し／名目上の位置を通過する。
【００５８】
次いで、記載された実施形態では、境界が探索ベクトルＶに適用され、それによりそれが名目上の位置４２の前後の指定された探索距離で開始および終了する。探索距離は、例えば、自動でまたは手動で予め決められてもよく、点が画像内部で探索されることになる名目上の位置４２に関連するベクトルＶに沿って距離を限定するまたは「境界を定める」ために使用される。次いで、名目上の位置４２に関連するこの有界探索ベクトルＶを使用して、所定の点の実際の位置３０を探索するための有界探索線６０（たまたま、有界エピポーラ線となることがある）を第１の画像４４および第２の画像４６のそれぞれにおいて確立することができる。
【００５９】
具体的には、ステップ１１４において（例えば、透視投影によって）有界探索ベクトルＶ’を画像内に投影することによって、有界探索／エピポーラ線６０が決定される。レンズひずみが考慮される場合は、有界探索／エピポーラ線６０は、直線でない場合がある。レンズひずみが無視される場合、または（例えば）画像が、ひずみを除去する（例えば、カメラキャリブレーションによって知られているひずみを除去する）ように処理されている場合、有界探索／エピポーラ線６０は、直線とすることができる。
【００６０】
理解されるように、ベクトルＰ自体が探索ベクトルであってもよく、その負のＶを見つける必要はない。したがって、探索／エピポーラ線６０を規定するために、ベクトルＰ自体が画像内に投影されてもよい。境界が望まれる場合、ベクトルＰに境界を適用して、名目上の位置に関連する有界ベクトルＰ’を規定することができ、次いで、この有界ベクトルＰ’を（例えば、透視投影によって）画像内に投影して、有界探索／エピポーラ線６０を規定する。
【００６１】
また、理解されるように、ベクトルＰもしくはＶまたは探索／エピポーラ線６０の境界を定める必要はないが、そうすることは、点があると予想される特定の領域に探索を集中させる手助けとなり得る。
【００６２】
次いで、ステップ１１６では、有界エピポーラ線６０に沿った所定の条件の探索が行われる。特定の例では、画像内の遷移（例えば、コントラスト、または画像の他の適切な特性における所定のしきい値変化率）の探索が、有界エピポーラ線６０がシルエットのエッジの像を横切る点６２を識別するように行われる。次いで、この点６２が、対象物１６上の所定の点の実際の位置３０に対応する画像４４、４６内の点であると判定される。したがってステップ１０８において、および図９によって示すように、ＣＭＭの測定容積内部の所定の点の実際の位置３０を（例えば、標準の写真測量／立体写真測量技法を使用して）三角測量することができる。
【００６３】
要約すると、および当業者には理解されるように、そのような三角測量は、それぞれの画像４４、４６において判定された点６２の二次元座標に基づいて、ならびに（ＣＭＭの位置エンコーダの出力から知ることができる）画像を取得したカメラプローブ２０の相対的位置および向きについての知識に基づいて行われてもよい。理解されるように、三角測量以外の写真測量技法を使用して、所定の点の実際の位置３０を決定することができる。例えば、視差マップおよび／またはバンドル調整を三角測量の代わりにまたは三角測量と同様に使用することができる。具体的には、例えば、２つ以上の点を測定する場合、バンドル調整などの誤差最小化技法を使用して、複数の点の位置を同時に計算することができる。
【００６４】
上記の実施形態では、検査される点は、円形の交差線上にある。しかしながら、理解されるように、本発明を使用して、不規則な形状のエッジなどの、他のフィーチャ上の点を見つけ測定することができる。図１０および図１１は、そのような実施形態を示す。図１０に示すように、検査される所定の点の名目上の位置が識別され、名目上の位置が捕捉された２つのエッジ画像が得られる。２つの画像の投影中心および名目上の位置がエピポーラ面を規定する。点の名目上のベクトルＮは、探索ベクトルＶを規定するエピポーラ面内に投影される。図１１に示すように、探索ベクトルＶを第１の画像および第２の画像内に投影して、エッジを識別するために探索が行われる有界探索／エピポーラ線を規定する。有界エピポーラ線がエッジを横切る点が、検査される所定の点であると識別される。次いで、各画像における識別された点を使用して、ＣＭＭの測定容積内で所定の点の位置を、例えば、三角測量によって測定する。
【００６５】
上記の実施形態では、視点の変更は、カメラプローブの位置および向きの変更によって達成される。しかしながら、理解されるように、これは必ずしもそうである必要はない。例えば、視点の変更は、位置のみの変更によって達成されてもよい。図１２は、これについての、特に、第１の画像および第２の画像が、同一のカメラの向き（角度位置）から、およびそれらの投影中心が両方とも孔の中心線上にある位置から得られる場合であっても、孔上の点を見つけるためにどのように同じ技法を使用することができるかについての具体例を示す。したがって、視点は、画像が異なる位置から得られることにより異なることができ、向きの変更を必要としない。そのような技法は、孔の底部（言いかえればプローブが配置された端部から遠位にある孔の端部）を検査する場合に、特に有用である場合がある。理解されるように、図１２に示すものとは対照的に、投影中心は、必ずしも両方とも、孔の中心線上にある必要はなく、１つまたは両方が中心線から外れていてもよい（例えば、それらは、投影中心を含む線が中心線と平行、さらには非平行となるような位置であってもよい）。また、理解されるように、対照的に、カメラプローブの横方向位置を変更することなく、画像が異なる向きから得られることにより視点も異なることができる（例えば、回転が投影中心とセンタリングされていない）。
【００６６】
図１３は、エッジの断面形状の輪郭を、その断面に沿って異なる点を検査することによって、どのように描くことができるかを示す。図示するように、本実施形態では、各点の画像は、点のエッジに対する接線の両側で取られる。
【００６７】
有界探索／エピポーラ線と画像化されるような対象物（この場合、エッジ）の表面との間の角度がより大きくなると、本方法の精度がより高くなり得ることが分かった。言いかえれば、有界探索／エピポーラ線と画像化されるような対象物の表面との間の角度が、９０°（度）、すなわち、垂直に近づくほど、記載された技法の潜在的な精度がより高くなる。したがって、図１４に概略的に表されるように、本方法の任意選択の追加のステップは、有界探索／エピポーラ線と、それらが交差する点で画像化されるような対象物の表面との間の角度Θを判定することであってもよい。Θが所定のしきい値レベルを下回る場合、精度が低すぎるということに基づいて点の位置の判定を放棄することができる。理解されるように、しきい値レベルは、例えば、必要とされる測定精度および画像の解像度を含む様々な要因に依存することがある。単なる例として、本発明者らは、それらのシステムについては、およびそれらの必要とされる精度については、４５°（度）のしきい値角度が適切であることを見出した。
【００６８】
図１５ａから図１５ｃは、本発明をやはり使用して、同一の画像対から複数の所定の点３０ａ、３０ｂ、３０ｃを測定できる方法を示す。図示するように、各所定の点の名目上の位置４２ａ、４２ｂ、４２ｃと共に、第１の画像４４および第２の画像４６の投影中心５０、５２は、エピポーラ面５６ａ、５６ｂ、５６ｃを形成することができる。次に、上記に沿って、各所定の点に対する名目上の方向ベクトルをそれぞれのエピポーラ面（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ）内に（例えば、正射影で）投影することによって探索ベクトルを形成することができ、次いで、この探索ベクトルを、各画像における所定の点を見つけるように探索され得る有界エピポーラ線として第１の画像４４および第２の画像４６内に（例えば、透視投影によって）投影することができる（所望の場合は、この有界エピポーラ線を使用して、ＣＭＭの測定容積内で所定の点の実際の位置３０ａ、３０ｂ、３０ｃを三角測量することができる）。
【００６９】
任意選択で、上記の実施形態とは対照的に、探索線を名目上の方向ベクトルとは独立に決定することができる。例えば、少なくとも２つの画像の投影中心および名目上の位置によって規定されるエピポーラ面から探索線を決定することができる（例えば、エピポーラ面内に含まれる線／ベクトルを画像内に投影することができる）。
【００７０】
したがって、所定の点に関連付けられた名目上の方向ベクトルがない場合でさえ、オペレータは、手動で各画像の投影中心を選択することができ（理想的には、必ずしもそうではないが、これによって、それらが名目上の位置と共に所定の点で表面に実質的に垂直なエピポーラ面を規定するような位置に投影中心が置かれ）、次に、本発明の方法は、画像に対するエピポーラ線に基づいて探索線を決定することができる。
【００７１】
上記の実施形態は、２つの画像を得るステップと、画像のそれぞれにおける所定の点を見つけるステップと、を含む。理解されるように、本発明を使用して、より多くの画像における点を見つけることができる。さらに、本発明を使用して、単に１つの画像における所定の点を見つけることができる。これは、１つの画像しか得られない（または使用されない）場合でさえ、当てはまる。例えば、測定される点の名目上の位置に基づいて、（例えば、その点に関連付けられた所定の探索ベクトル／名目上の方向ベクトルを画像内に投影することによって）その画像における探索線を導出することができ、所定の点は、探索線が、画像化されるような表面と交差する場所（例えば、画像の特性のしきい値変化率が満たされている場所）であるとして判定することができる。そのようなプロセスは、Ｚ方向（すなわち、画像面に垂直）の所定の点の実際の位置の曖昧さを含むことがある。したがって、Ｚ内の位置は、アーチファクトの別の測定（例えば、アーチファクトの少なくとも一部がＺ内にある場合の触覚測定）から推定、または決定／導出されることがある。
さらなる／代替的実施形態では、点は、対象物上に配置または投影されたマーカー上にあってもよい。例えば、対象物上に輝線を投影することができ、その線上の所与の点の位置を測定することが望ましいことがある。したがって、例えば、同一の技法を使用することによって、本発明の方法を使用することができるが、本技法では、画像内で、有界エピポーラ線が、結像された輝線を横切る場所が判定される。（ＣＡＤを使用して）この部分上の輝線の予想されるエッジから名目上の点を選ぶことができ、一方、関連付けられた方向ベクトルは、理想的には（必ずしもそうではないが）輝線に垂直であり、典型的には、表面に対する接線と法線との間にある。この場合、画像の投影中心は、それらが名目上の位置と共に規定するエピポーラ面が、上記の要求事項に適合する角度で（例えば、４５度以上の角度で、好ましくは実質的に垂直の角度で）輝線と交差するように選択されてもよい。
【００７２】
さらなる／代替的実施形態では、点は、表面フィーチャ上にあってもよい。例えば、表面フィーチャは、印刷されていても、またはテクスチャーであってもよい。表面フィーチャは、知られていても、知られていなくてもよく、潜在的にランダムであってもよい。表面フィーチャが知られている場合は、予想されるエッジから名目上の点を選ぶことができ、表面フィーチャが知られていない、またはランダムである場合は、表面フィーチャのエッジが予想される場所で名目上の点を選ぶことができる。いずれの場合も、上記の実施形態と同様に、関連付けられた名目上の方向ベクトルは、理想的には（必ずしもそうではないが）、予想されるエッジに垂直で、表面と平行であるべきである。（探索線上の境界を規定する）探索距離は、表面フィーチャの予想される反復距離よりも小さくなるように選択され得る。他の実施形態と同様に、探索線に沿って画像内の所定の変化を探索し、探索線がフィーチャを横切る場所を判定することができる（および、それによって、発見された点の位置を規定する）。
【００７３】
記載された実施形態では、点は、対象物上の単一の点である。理解されるように、点は、例えば、態様、フィーチャ、またはパターンの位置を規定することができる。例えば、点は、対象物のコーナフィーチャの位置を規定することができる。任意選択で、点は、一群のピクセルのピクセルシグネチャの位置（例えば、グレースケール値のマップ）を規定することができる。
【００７４】
理解されるように、本発明の方法によって（および／または他の技法によって）測定される複数の点は、対象物の態様／フィーチャを記述するために一緒に考慮されてもよい。例えば、エッジに沿って複数の点を取ることができ、これらの点が一緒になってエッジの形状、位置および／またはサイズを記述する。例えば、孔の上部または底部、さらには孔の内部に位置するエッジ／リップのまわりで複数の点を取ることができ、それらを一緒に使用して、例えば、孔の直径を見出すためにエッジの形状／位置／サイズを記述することができる。また、複数の点を一緒にグループ化／考慮して、表面の三次元形態を記述することができる。理解されるように、本方法は、複数の点をフィーチャに、例えば、線（直線もしくは非直線）などの規則的なまたは不規則な形状、円、さらには三次元形状、例えば、円筒、非規則的な三次元形状などに（あるいはフィーチャを複数の点に）フィッティングさせるステップを含むことができる。例えば、任意選択で、メッシュモデルを点にフィッティングさせることができる。
【００７５】
上記の実施形態では、カメラプローブ２０によって得られた画像は、画像のそれぞれにおける所定の点を見つけるために、次いでＣＭＭ１０の測定容積内部の所定の点の実際の位置を決定するために、画像を処理するためのソフトウェアによって構成されたホストＰＣ２３に渡される。理解されるように、これは、必ずしもそうである必要はない。例えば、本発明に従って画像を処理するように構成された別個の（例えば、特注の）プロセッサ／アナライザ装置が設けられてもよい。必要に応じて、複数のプロセッサ／アナライザ装置を使用することができる。例えば、１つは、画像を分析して画像内部の所定の点を識別するためのものであり、もう１つは、次いでＣＭＭの測定容積内部の所定の点の実際の位置を決定するためのものである。代替例として、コントローラ２２は、所定の点の実際の位置を決定するために画像処理の少なくとも一部を行うことができる。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【国際調査報告】
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2018522240.tif 000021