(57)【要約】座標位置決め機械に取り付けられた少なくとも１つのカメラプローブを使用して、物体における穴を検査する方法。本方法は、複数の異なる視点について、穴の第１の端部からの穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得て、穴のシルエット画像の集合を得るステップであって、穴はシルエットを形成するように背後から照らされるステップと、穴のシルエット画像の集合を使用して、所与の高さにおける穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含む。
2017508151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標位置決め機械に取り付けられた少なくとも１つのカメラプローブを使用して物体における穴を検査する方法であって、
複数の異なる視点について、前記穴の第１の端部からの前記穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得て、前記穴のシルエット画像の集合を得るステップであり、前記穴は前記シルエットを形成するように背後から照らされるステップと、
前記穴のシルエット画像の集合を使用して、所与の高さにおける前記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
複数の異なる視点について、前記穴の第１の端部からの前記穴のシルエット全体の少なくとも１つの画像を得るステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の異なる視点について、前記穴の第１の端部からの前記物体における複数の穴の前記シルエットの少なくとも１つの画像を得るステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの画像について、エッジ検出処理を使用して、前記画像における前記シルエットのエッジ上の少なくとも１つの点を識別するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
画像内の前記シルエットのどの部分が第１の高さにおける前記穴の部分に関連するか、および、前記シルエットのどの部分が第２の高さにおける前記穴の部分に関連するかを推測するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記穴の境界の前記少なくとも一部分は、前記第１の端部の遠位の前記穴の端部に近接し、または前記第１の端部の遠位の前記穴の端部に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記穴のシルエット画像の集合を使用して、前記穴内の少なくとも２つの異なる高さにおける前記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記穴の前記第１の端部の場所を測定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記穴の境界の前記少なくとも一部分は、前記穴の途中に位置することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記穴と交わる概念上の測定表面上の複数の異なる点において、前記穴の境界の位置を判定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
異なるプローブを使用して前記概念上の測定表面の場所を測定するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
推測するステップは、前記穴を通過して前記シルエットを作り出す少なくとも１つの光線のベクトルを判定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記画像の集合から、前記穴を表す少なくとも１つの概念上の幾何学的構造を生成するステップと、前記少なくとも１つの概念上の幾何学的構造を使用して、前記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記概念上の幾何学的構造は、ａ）前記穴を通過したことが分かっている光線を表すベクトルの束、およびｂ）前記穴の少なくとも一部分を表す少なくとも１つの幾何学的形状のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
座標位置決め機械に取り付けられたカメラプローブを使用して複数の穴を検査する方法であって、
複数の異なる視点について、前記穴の第１の端部からの前記複数の穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップであり、前記穴は前記シルエットを形成するように背後から照らされるステップと、
前記シルエットの画像を処理して、前記複数の穴に関する計測情報を判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
既知の視点から得られた物体における背後から照らされた穴のシルエット画像を受信するステップと、前記穴の前記少なくとも１つのシルエット画像を使用して、所与の高さにおける前記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含むことを特徴とするコンピュータにより実施される方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置のプロセッサ装置によって実行される命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラムコード。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータプログラムコードを含むことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
検査すべき少なくとも１つの穴を含む物体の画像を得るための、座標位置決め装置に取り付けられた少なくとも１つのカメラプローブと、
前記物体の第１の側に位置決めされて前記物体を背後から照らす光源と、
少なくとも１つの視点について前記物体の第２の側からの穴のシルエットの少なくとも１つの画像が得られるように、前記カメラプローブを制御するように構成された制御装置と、
前記少なくとも１つのシルエットの画像を使用して、所与の高さにおける前記穴の境界の少なくとも一部分を推測するように構成されたプロセッサと、
を備えたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にカメラプローブを使用して物体を検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラプローブは、検査すべき物体の画像を取得することで知られている。カメラプローブは、例えば移動装置により物体の周囲で移動されて、物体の画像を収集する。物体に関する情報を測定するために、ある時点で（例えば、画像が取得された直後でもよく、または収集の後しばらくしてでもよい）画像が処理される。これは、カメラプローブ上またはカメラプローブ外部のプロセッサによりなされ得る。
【０００３】
状況によっては、カメラプローブが物体の周囲を移動しながら物体上の選択した特徴を検査するようにカメラプローブを使用することが望ましい。例として、物体内の１または複数の穴／ボア／開口部を検査して、例えばサイズおよび／または形状を判定することが望ましいこともある。
【０００４】
特許文献１および特許文献２には、カメラプローブを使用して穴を測定するための公知の技法が開示されている。特許文献１には、カメラレンズ系を通して投影されるレーザ光線を使用して物体を照らすことが開示されている。光点は、測定すべきエッジの一部分に投影されて、それをシルエットにする。カメラの視野は、それが穴のエッジのわずかな部分のみを見る（つまり、穴の部分的なシルエットのみがカメラプローブによって見られる）ようなものであり、したがって、カメラは、エッジを辿って一連の画像を得るように動かし回され、一連の画像は、後で繋ぎ合わせられる。特許文献２にでは、レンズを通してエッジ上に投影された照らされたスポットによって作り出されたシルエットの焦点の大きさが、穴の特定の部分のエッジを見つけるため、および、カメラプローブが穴のエッジを辿るのを支援するために使用される。特許文献１および特許文献２では、カメラの被写界深度は、合焦領域の高さが分かるような、また、エッジの実際の位置を直接測定できるような、十分に浅いものである。言い換えると、これらの文献の技法によれば、それは、接触プローブの触針先端を対象となるエッジに接触させて直接それを測定することに似ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／１４１６０６号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１０／１３９９５０号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、物体、特に物体における穴に関する計測情報を得るための代替的技法に関する。本発明は、ある視点から穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップと、上記穴に関する計測情報を推測するためにその少なくとも１つの画像を処理するステップとを含む技法を提供する。例えば、本発明は、様々な視点から上記穴のシルエットの複数の画像を得るステップと、上記穴に関する計測情報を得るためにそれらの画像を処理するステップとを含む技法を提供する。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、座標位置決め機械に取り付けられたカメラプローブを使用して加工中の製品の穴を検査する方法であって、少なくとも１つの（例えば、複数の異なる）視点について、上記穴の第１の端部から（例えば、上記穴のシルエット画像の集合を得るように）上記穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップと、上記穴の上記シルエット画像（例えば、シルエット画像の集合）を使用して上記穴の境界の少なくとも一部分、例えば上記穴の表面上の少なくとも１つの点の位置（例えば、複数の点）を推測するステップとを含む方法が提供される。
【０００８】
シルエット画像（例えば、シルエット画像の集合）を使用して穴輪郭情報を推測することにより、穴／ボア／開口部（本文書における「穴」に対する言及は、「開口部」および「ボア」に互換可能である）を迅速かつ確実に検査することが可能になる。画像が穴の第１の端部から得られるときに、このことは、第１の端部におけるその開口部に対して遠位にある穴の部分ですら、１つの側だけから穴を検査できることを意味する。穴の境界情報は、直接測定される（特許文献１および特許文献２におけるように）のとは対照的に推測されるが、穴の表面上の位置はなおも十分な精度で推測されることができ、また、例えば穴の最小断面積のような穴の特定の様相を検査するのに特に適していることが分かっている。
【０００９】
この説明から明らかになるであろうように、本発明の方法は、穴の表面上、例えばその内側表面上の１つだけの独立した点を推測するために使用することができる。場合により、本発明の方法は、穴の（例えば、内側の）表面上の複数の独立した点を推測するために使用することができる。場合により、複数の点は、穴の（例えば、内側の）表面の周辺に広がっていてもよく、また例えば、概念上の測定表面（例えば、平面）内に全てが含まれていてもよい。場合により、本発明の方法は、穴の３次元モデルをその長さの少なくとも一部分に沿って、また場合によりその全長に沿って推測するために使用することができる。
【００１０】
本発明によるカメラプローブを使用して得られるシルエットは、様々な（例えば、未知の）高さ／深さにおける穴の様々な（例えば、未知の）部分によって作り出され得る。つまり、少なくとも１つの画像のシルエットは、様々な高さ／深さにおける穴の様々な部分によって作り出され得る。したがって、方法は、少なくとも１つの画像を使用して、穴内の少なくとも２つの異なる高さにおける上記穴の表面上の少なくとも１つの点を推測するステップを含み得る。例えば、方法は、少なくとも１つの画像から、上記穴の第１の端部に近い少なくとも１つの点の位置を推測するステップを含み得る。場合により、方法は、少なくとも１つの画像から、上記穴の第１の端部から遠い少なくとも１つの点の位置を推測するステップを含む。例えば、方法は、上記穴の第１の端部に対して遠位の上記穴の端部における点を推測するステップ（例えば、上記穴の底部における点を推測するステップ）を含み得る。例えば、方法は、少なくとも１つの画像から、上記穴の第１の端部に近い少なくとも１つの点の位置と、上記穴の第１の端部から遠い少なくとも１つの点の位置とを推測するステップ（例えば、穴の上部および底部における点を推測するステップ）を含み得る。
【００１１】
本発明の方法は、上記シルエット画像から、少なくとも１つの高さ／深さにおける、例えば少なくとも２つの高さ／深さにおける穴位置情報（例えば、点情報、例えば、輪郭情報）を抽出するステップを含み得る。したがって、本発明の方法は、上記シルエットの画像を処理して少なくとも２つの異なる高さ／深さにおける上記穴の境界の少なくとも一部分を識別するステップを含み得る。したがって、方法は、検査すべき上記穴に対して１または複数の高さを選択するステップと、上記シルエット画像の集合を使用して上記１または複数の高さにおける上記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含み得る。
【００１２】
理解されるであろうように、上記視点は、既知の視点とすることができる。例えば、少なくとも視点の相対的な位置および／または向きが分かっていても良い。例えば、画像の集合に対して、上記視点の相対的な位置／向きが分かっていてもよい。場合により、物体に対する視点の相対的な位置／向きが分かっていてもよい。場合により、座標位置決め装置の測定体積内での上記視点の絶対的な位置／向きが分かっている。
【００１３】
そのような視点は、それが取り付けられる座標位置決め機械からのデータから知ることができる。例えば、視点／カメラ投影中心は、座標位置決め機械の位置（例えば、向き）に関する情報から、例えば、座標位置決め機械の位置センサの出力を読み取ることから知ることができる。
【００１４】
推測するステップは、所与の（例えば、既知の／所定の）（上記穴の）高さ／深さに対して、上記シルエットのエッジがその高さ／深さにおける穴の境界（例えば、穴の壁／内側表面）によって作り出されると仮定するステップを含み得る。理解されるであろうように、上記高さ／深さは、座標位置決め機械の測定体積内の所与の／既知の／所定の高さ／深さ（例えば、第１の次元における）（例えば、Ｚ次元）であってもよい。同様に、境界の少なくとも一部分の位置を判定する上記ステップは、上記所与の／既知の／所定の高さ／深さに対する座標位置決め機械の測定体積内での穴の境界の少なくとも一部分の横位置／場所（例えば、第２および第３の互いに垂直な次元における）（例えば、ＸおよびＹ次元）を判定するステップであってもよい。
【００１５】
したがって、方法は、穴の上記シルエット画像を使用して、所与の高さ／深さにおける穴の境界の少なくとも一部分（例えば、穴の境界上の少なくとも１つの点）の位置を推測するステップを含み得る。以下でより詳細に説明されるように、方法は、複数の異なる所与の／既知の／所定の高さ／深さに対して穴の上記シルエット画像を使用して、穴の境界の少なくとも一部分の位置（例えば、穴の境界上の少なくとも１つの点の位置）を推測するステップを含むこともできる。
【００１６】
上記シルエット画像（の集合）を使用するステップは、上記シルエットにおけるエッジを識別するステップを含み得る。場合により、上記シルエット画像（の集合）を使用するステップは、画像に対してエッジ検出プロセスを使用して、上記画像におけるシルエットのエッジ上の少なくとも１つの点を画像内で識別するステップを含み得る。場合により、方法は、エッジ検出プロセスを使用して、上記穴の第１の高さ／深さ（例えば、穴の第１の端部／上部）における穴の境界上の少なくとも１つの第１の点と、上記穴の第２の高さ／深さ（例えば、穴の第２の端部／底部）における穴の境界上の少なくとも１つの第２の点とを１つの画像内で識別するステップを含み得る。
【００１７】
場合により、方法は、画像におけるシルエットのどの部分が第１の高さ／深さ（例えば、穴の第１の端部／上部）における穴の一部分に関連するか、および、シルエットのどの部分が第２の高さ／深さ（例えば、穴の第２の端部／底部）における穴の一部分に関連するかを推測するステップを含む。
【００１８】
理解されるであろうように、上記少なくとも１つの高さ／深さは、カメラプローブに対して任意であってもよい。つまり、穴の境界の少なくとも一部分が推測される（例えば、穴の表面上の１または複数の点の横位置が推測される）少なくとも１つの高さ／深さは、カメラプローブとは無関係に（例えば、カメラプローブの光学とは無関係に、例えば、任意かつカメラプローブの物体焦点面とは無関係に）選択されてもよい。理解されるであろうように、この意味での任意とは、必ずしも無作為であることを意味するのではなく、むしろ、高さ／深さは、例えば制限なしに、個人の選択次第で選定され得ることを意味し得る。したがって、対象となる／検査すべき特徴は、画像が得られる際に必ずしもカメラプローブの物体焦点面にまたはその近くに配置される必要はない。
【００１９】
場合により、方法は、複数の画像のいずれかのカメラの物体焦点面上に位置しない穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップ（例えば、上記少なくとも１つの点を推測するステップ）を含み得る。言い換えれば、方法は、カメラの物体焦点面から外れた穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップを含み得る。したがって、方法は、画像が得られた時点でカメラの物体焦点面上に位置しない少なくとも１つの高さ／深さに対して、上記シルエット画像の集合を使用して、上記高さ／深さにおける穴の境界の少なくとも一部分を推測する（例えば、穴の内側表面／壁上の少なくとも１つの点（例えば、複数の点）の位置／場所を推測する）ステップを含み得る。したがって、画像が得られた時点でカメラプローブの物体焦点面上に位置するそれらの点においてのみ穴を検査することに制限されるのではなく、方法は、カメラの物体焦点面の外側に位置する穴の境界の少なくとも一部分（例えば、穴の内側表面／壁上の１または複数の点の場所）を推測するために使用することができる。
【００２０】
方法は、複数の異なる視点について（例えば、複数の異なる位置関係に対して）穴の第１の端部からの穴の全体の（または「完全な」）シルエットの少なくとも１つの画像を得るステップを含み得る。したがって、カメラプローブの視野は、穴の第１の端部全体を含むように配置することができる。
【００２１】
方法は、複数の異なる視点について（例えば、複数の異なる位置関係について）、穴の第１の端部からワークピースにおける複数の穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップを含み得る。これは、同じ画像を使用して複数の穴を検査することを可能にすることができる。
【００２２】
したがって、方法は、上記複数の穴の上記シルエット画像の集合を使用して、複数の穴の境界の少なくとも一部分の位置（例えば、複数の穴の（例えば内側）表面／壁上の少なくとも１つの点）を推測するステップを含み得る。場合により、推測される上記穴の境界の少なくとも一部分は、同じ高さ／深さに位置する（例えば、全ての点が同じ高さ／深さに位置する）。例えば、場合により、方法は、少なくとも１つの所与の／既知の高さに対して上記複数の穴の上記シルエット画像の集合を使用して、上記高さにおいて各穴に対して穴の境界の少なくとも一部分（例えば、それぞれの穴の表面上の少なくとも１つの点の位置／場所）を推測するステップを含み得る。
【００２３】
上述の所与の（例えば、既知の）高さ／深さは、所与の（例えば、既知の）概念上の測定表面を含み得る。したがって、上記推測される（例えば、複数の）点は、上記概念上の測定表面内に含まれてもよい。例えば、方法は、上記穴（または複数の穴）の上記シルエット画像の集合を使用して穴（または複数の穴）と交わる概念上の測定表面における穴（または複数の穴）の境界の少なくとも一部分を推測するステップを含み得る。
【００２４】
そのような概念上の表面の例は、平面である。しかし、理解されるであろうように、概念上の表面は、必ずしも平坦である必要はなく、代わりに、１または複数の次元において非直線状であっても（例えば、湾曲していても）よい。例えば、概念上の表面は、円筒状、球状、または例えば円錐状であってもよい。状況によっては、穴が位置する物体の全体形状に対応する形状を概念上の表面が有することが有益であり得る（例えば、平坦な平面状の物体の場合、概念上の表面は平面状であり得るが、円筒状の物体の場合、概念上の表面も円筒状であり得る）。上記概念上の表面に適切な他の表現には、概念上の測定表面、仮想表面、および抽象的な幾何学的構造が含まれる。上記概念上の表面は、穴の長手軸と交差してもよい。例えば、上記概念上の表面は、穴の長手軸に対して（すなわち、少なくとも穴の長手軸とのその交点において）ほぼ垂直であってもよい。
【００２５】
上記概念上の表面は、穴の途中に配置されてもよい。場合により、上記概念上の表面は、第１の端部から遠い穴の端部の近くまたはその穴の端部に位置する。
【００２６】
穴は、貫通穴であってもよい。つまり、穴は、少なくとも２つの開口端部を有し得る。場合により、物体は、実質的にシート様である。場合により、物体は、羽根、例えばタービン羽根である。物体は、実質的に平面状であり得る。物体は、非平面状であり得、例えば、湾曲するかまたは起伏し得る。例えば、物体は、全体的に円筒形の形状であり得る。例えば、物体は、少なくとも１つの穴がリングの壁を貫通して延びている、全体的にリング形状の物体であり得る。
【００２７】
方法は、穴の上記シルエット画像の集合を使用して、少なくとも２つの異なる高さ／深さのそれぞれに対して（例えば、少なくとも２つの異なる概念上の表面に対して）穴の表面上の少なくとも１つの点、好ましくは複数の点の位置を推測するステップを含み得る。場合により、少なくとも２つの異なる高さ／深さ（例えば、２つの異なる概念上の表面）に対する穴の表面上の点の位置は、同じ画像から推測される。
【００２８】
方法（例えば、上記推測するステップ）は、物体の１または複数の特徴の場所に関する知識を使用するステップを含み得る。例えば、方法は、穴の上部を含む物体の表面の場所に関する知識、および／または穴の底部を含む物体の表面の場所に関する知識を使用するステップを含み得る。そのような知識は、そのような特徴（例えば、穴の上部開口部を画定する物体の表面）を直接測定することによって確定され得る。そのような知識は、物体の異なる特徴、および／または物体が固定される別の物体（例えば、固定具）を直接測定することから確定されてもよい。例えば、穴の底部を含む物体の表面の場所は、穴の上部を画定する表面を直接測定すること、および物体の厚さに関する知識から知ることができる。
【００２９】
したがって、方法は、穴の境界があると推測される穴の高さ／深さの場所を測定するステップ（例えば、概念上の表面の場所を測定するステップ）を含み得る。例えば、概念上の表面は、穴の第１の端部を含み得る。方法は、穴の第１の端部を含む面の場所を測定するステップを含み得る。概念上の表面の場所は、測定プローブ、例えば接触プローブまたは非接触プローブを使用して、直接測定され得る。場合により、測定プローブは、カメラプローブとは異なるプローブである。
【００３０】
カメラは、画像センサ上に画像を形成する１または複数のレンズを含み得る。好ましくは、カメラプローブは非テレセントリックであり、すなわち、それは、透視歪みを有する。穴の全てに焦点が合うような深い被写界深度を持つカメラを有することが役立ち得るが、必ずしもそうである必要はない。理解されるであろうように、穴のいくつかの部分（または全ての部分すら）、ある程度（例えば、画像解析技法／ソフトウェアの限界まで）焦点が外れていてもよく、また、画像解析ソフトウェアは、カメラによって取得されたシルエットのエッジを識別するために使用されてもよい。
【００３１】
方法は、上記シルエット画像の集合内の複数の（または全ての）画像を得る１つのカメラプローブを含み得る。この場合、得られる画像間でカメラプローブを移動させることにより、様々な視点が達成され得る。しかし、場合により、カメラは、例えば、複数の投影中心を有し得る。例えば、カメラプローブは、ライトフィールドカメラ（light-field camera）（プレノプティックカメラ（plenoptic camera）としても知られる）を備え得る。別の例では、カメラプローブは、異なるセンサ上に（または場合により、１つのセンサ上に選択的に）複数の画像を形成するための複数の光学系を含むことができ、すなわち、カメラプローブは、複数の別個のカメラを本質的に含むことができる。場合により、カメラプローブは、視点の変化を実現するために内部的に移動可能な投影中心を備えることができる。したがって、例えば、カメラの様々な投影中心を使用して画像を得ることにより、または、カメラの投影中心を（例えば、カメラ内部の光学系をシフトさせることによって）移動させることにより、穴に対してカメラプローブを物理的に移動させることなしに、様々な視点を得ることができる。
【００３２】
したがって、方法は、穴のシルエット画像を得るために少なくとも１つの（例えば、既知の）カメラ投影中心に対して穴の第１の端部からの穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップであって、穴が上記シルエットを形成するように背後から照らされるステップと、穴の上記シルエット画像を使用して所与の高さにおける穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含み得る。場合により、上記シルエット画像の集合内の全ての画像を得るために単一のカメラプローブが使用され、方法は、上記様々な視点を得るためにカメラプローブと物体とを相対的に移動させるステップを含む。したがって、方法は、穴のシルエット画像の集合を得るためにカメラプローブと物体／穴との間の複数の異なる位置関係に対して穴の第１の端部からの穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップを含み得る。
【００３３】
場合により、それぞれが穴／物体の異なる視点を有する、複数の別個のカメラプローブが設けられる。この場合、方法は、様々な視点から穴のシルエットの画像を得る様々なカメラプローブを含み得る。
【００３４】
理解されるであろうように、どのシルエット画像が提供するデータにも、曖昧性が存在し得る。例えば、画像化されたシルエットの境界上のどの点も、座標位置決め機械の測定体積内の複数の異なる点において穴によって作り出され得る。推測するステップは、そのようないかなる曖昧性または不確実性の程度も縮小するステップ（例えば、少なくとも部分的に解消するステップ）を含み得る。述べたように、これは（座標位置決め機械の測定体積内の）物体の１または複数の特徴の場所に関する知識を使用することによって行うことができる。場合により、これは、複数のシルエット画像を使用することによって行うことができる。例えば、方法は、複数のシルエット画像を使用して有望な穴境界または有望な穴体積を推測するステップを含み得る。
【００３５】
理解されるであろうように、本発明の方法は、物体とカメラプローブとの（例えば、画像が得られた時点での）相対位置（および、例えば向き）に関する知識を使用するステップを含み得る。例えば、方法は、画像が得られた時点での物体とカメラプローブとの相対位置（および、例えば向き）を判定するステップを含み得る。例えば、これは、座標位置決め機械上の位置センサ（例えば、エンコーダ）の出力を読み取るステップを含み得る。
【００３６】
様々な視点とは、穴に対して様々な高さ位置、および／または穴に対して様々な横方向位置、および／または穴に対して様々な角度向きにおいて画像が得られ得ることを意味し得る。理解されるであろうように、異なる画像に対するカメラの投影中心は、穴に対して様々な位置に位置し得る。（テレセントリックカメラプローブの場合、投影中心は、特定のｘ、ｙ次元の値を含む位置の中心を有すると見なされ得るが、それは、ｚ次元においては無限遠に配置される（この場合、テレセントリックカメラに対する異なる投影中心は、ｘ次元およびｙ次元におけるカメラプローブと穴との間の相対位置の変化を伴い得る））。
【００３７】
したがって、カメラプローブおよび／または物体は、少なくとも１つの直線自由度（linear degree of freedom）、場合により少なくとも２つの直交する直線自由度、例えば３つの直交する自由度においてそれ／それらが他方に対して移動することができるように、取り付けられ得る。場合により、カメラプローブおよび／または物体は、少なくとも１つの回転軸の周り、場合により少なくとも２つの（例えば、直交する）回転軸の周り、例えば少なくとも３つの（例えば、直交する）回転軸の周りでそれ／それらが他方に対して移動することができるように、取り付けられ得る。
【００３８】
座標位置決め機械は、デカルト式または非デカルト式の座標位置決め機械とすることができる。座標位置決め機械は、工作機械、座標測定機（ＣＭＭ）、関節アーム等であってもよい。場合により、カメラプローブは、少なくとも１つの回転自由度、場合により少なくとも２つの直交する自由度を提供する関節ヘッドに取り付けられる。関節ヘッドは、割出しヘッド（有限個の割出し可能な（indexable）向きを有する）、または連続ヘッドであってもよい。カメラプローブは、少なくとも１つ、場合により少なくとも２つ、また例えば少なくとも３つの直交する長さ寸法における中空軸の（したがって、関節ヘッドおよび／またはそれに取り付けられたカメラプローブの）運動を提供する、座標位置決め機械の中空軸に取り付けられてもよい。場合により、検査すべき物体は、移動可能なテーブル、例えば回転するテープルに取り付けられる。
【００３９】
場合により、画像は、相対的に固定されたカメラおよび物体を用いて得られ得る。場合により、画像は、カメラと物体と互いに対して移動するカメラおよび物体を用いて得られ得る。カメラプローブが連続関節ヘッドに取り付けられた場合、画像は、カメラプローブがヘッドによって向きを変更されている間に得られ得る。
【００４０】
方法は、穴を表す少なくとも１つの概念上の幾何学的構造を上記画像（例えば、画像の集合）から生成するステップと、上記少なくとも１つの概念上の幾何学的構造を使用して上記穴の境界の少なくとも一部分を推測するステップとを含み得る。これは、様々な視点から得られた上記複数の画像のそれぞれに対して、穴に適合することが分かっている少なくとも１つの概念上の幾何学的構造を生成するステップを含み得る。上記概念上の幾何学的構造は、穴の境界の少なくとも一部分を推測するために使用することができる。例えば、方法は、各視点について決定された上記概念上の幾何学的構造を組み合わせて、結果として得られる概念上の幾何学的構造（これは次いで上記穴の境界の少なくとも一部分を推測するために使用される）を提供するステップを含むことができる。例えば、上記概念上の幾何学的構造は、上記穴を通過したと推定され得る光線を表すベクトルの束を含むことができる。場合により、上記概念上の幾何学的構造は、穴の少なくとも一部分を表す少なくとも１つの幾何学的形状を含むことができる。
【００４１】
推測するステップは、シルエットを生成している光線のベクトル解析を実行して、所与の（例えば、既知の）高さ／深さにおけるシルエットの境界を判定するステップを含み得る。したがって、推測するステップは、穴を通過した少なくとも１つの光線のベクトルを判定して、例えば穴の境界／エッジをかすめるシルエットの境界を生成するステップを含み得る。理解されるであろうように、ベクトル／光線は、バックライトからカメラのセンサ上まで穴を通過しカメラの投影中心を通過する直線であり得る。例えば、方法は、穴を通過した光線を表す複数のベクトル（例えば、ベクトルの束）を生成して、様々な位置関係から得られたようなシルエット画像を作り出すステップを含み得る。したがって、様々なベクトル／光線を使用して、穴のエッジ／境界周辺の様々な点を表すのに使用することができる。つまり、様々なベクトル／光線が、穴のエッジ／境界周辺の様々な点をかすめ得る。方法は、ベクトル（例えば、複数のベクトル）を解析して、穴に関する計測情報、例えば穴境界情報、例えば断面輪郭情報を推測するステップを含み得る。例えば、方法は、上記複数のベクトルによって画定された境界内に適合する３次元モデルを生成するステップを含み得る。例えば、方法は、ベクトルの束と交わる少なくとも１つの概念上の表面（例えば、平面）に対して、上記概念上の表面において上記ベクトルによって画定された境界上に位置する少なくとも１つの点を識別するステップを含み得る。方法は、ベクトルの束と交わる複数の概念上の表面に対して、上記概念上の表面のそれぞれにおいて上記ベクトルによって画定された境界上に位置する少なくとも１つの点を識別するステップを含み得る。したがって、例えば、いかなる特定の概念上の表面における穴の断面形状および／またはサイズも、上記概念上の表面と交わるベクトルの束によって画定された境界から推測することができる。理解されるであろうように、複数の異なる深さにおける穴の断面形状／サイズを推測することにより、その長さに沿った穴の推測される輪郭が生成され得る。
【００４２】
場合により、穴は、背後から（すなわち、画像が得られるのとは反対側の端部から；上記によれば、第１の端部に対して遠位の端部から）照らされる。したがって、場合により、穴は、カメラの画像センサ上に輝点として現れる。
【００４３】
本発明の第２の態様によれば、検査すべき少なくとも１つの穴を含むワークピースの画像を得るための座標位置決め装置に取り付けられた少なくとも１つのカメラプローブと、少なくとも１つの（例えば、複数の異なる）視点について穴の第１の端部からの穴のシルエットの少なくとも１つの画像が得られるように（例えば、穴のシルエット画像の集合を得るように）、カメラプローブを制御するように構成された制御装置と、穴の上記シルエット画像（例えば、シルエット画像の集合）を使用して、穴の境界の少なくとも一部分を推測するように構成されたプロセッサとを備える装置が提供される。
【００４４】
本発明の第３の態様によれば、座標位置決め機械に取り付けられたカメラプローブを使用して複数の穴を検査する方法であって、複数の異なる位置関係について、穴の第１の端部からの複数の穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップと、シルエット画像を処理して複数の穴に関する計測情報を判定するステップとを含む方法が提供される。例えば、方法は、少なくとも１つの高さ／深さにおける（例えば、穴を通る少なくとも１つの概念上の表面に対する）穴の形態、形状、寸法、サイズ、等のような穴輪郭情報（例えば、断面輪郭情報）を判定するために使用することができる。
【００４５】
本発明の別の態様によれば、座標位置決め機械に取り付けられた少なくとも１つのカメラプローブを使用してワークピースにおける穴を検査する方法が提供され、方法は、穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップと、上記画像を処理して少なくとも２つの異なる高さ／深さにおける上記穴の境界の少なくとも一部分を識別するステップとを含む。したがって、方法は、１つの画像だけを処理して少なくとも２つの異なる高さ／深さにおける上記穴の境界の少なくとも一部分を識別するステップを含み得る。例えば、方法は、上記画像を処理して、穴の第１の端部におけるまたはそれに向かう境界の少なくとも一部分（例えば、少なくとも１つの点、例えば、複数の点）と、穴の第２の端部におけるまたはそれに向かう境界の少なくとも一部分（例えば、少なくとも１つの点、例えば、複数の点）とを識別するステップを含み得る。例えば、方法は、上記画像を処理して、穴の底部エッジにおける境界の少なくとも一部分（例えば、少なくとも１つの点、例えば、複数の点）と、穴の上部エッジにおける境界の少なくとも一部分（例えば、少なくとも１つの点、例えば、複数の点）とを識別するステップを含み得る。この処理は、例えば様々な視点から得られた、様々な画像に対して繰り返されてもよい。
【００４６】
したがって、方法は、画像におけるシルエットのどの部分が第１の高さ／深さ（例えば、穴の第１の端部／上部）における穴の一部分に関連するか、および、シルエットのどの部分が第２の高さ／深さ（例えば、穴の第２の端部／底部）における穴の一部分に関連するかを推測するステップを含み得る。
【００４７】
上記処理するステップは、上記シルエット画像におけるエッジを識別するステップを含み得る。したがって、上記処理するステップは、エッジ検出法を使用するステップを含み得る。方法は、座標位置決め機械の測定体積内の上記識別されたエッジの少なくとも１つの点の位置を推測するステップを含み得る。そのような推測するステップは、上記少なくとも１つの画像が得られた時点でのカメラプローブの位置に関する知識に基づき得る。そのような推測するステップは、物体の少なくとも一部分の場所に関する知識に基づき得る。例えば、そのような推測するステップは、物体の表面、例えば穴の口を含む表面の場所に関する知識に基づき得る。したがって、方法は、物体の少なくとも一部分の場所を測定するステップ、例えば、穴の口を含む表面の場所を測定するステップを含み得る。
【００４８】
理解されるであろうように、本発明の他の実施形態に関連して上述された特徴は、本発明のこの実施形態に適用可能であり、その逆も同様である。例えば、本発明の他の実施形態に関連して上述されたように、方法は、複数の異なる視点から穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップを含み得る。したがって、方法は、複数の画像を処理して、上記複数の画像のそれぞれにおいて少なくとも２つの異なる高さ／深さにおける上記穴の境界の少なくとも一部分を識別するステップを含み得る。
【００４９】
また、本発明の他の実施形態に関連して上述されたように、方法は、複数の穴を同時に検査するために使用することができる。したがって、方法は、複数の穴のシルエットの少なくとも１つの画像を得るステップと、上記画像を処理して、複数の上記穴に対して少なくとも２つの異なる高さ／深さにおける穴の境界の少なくとも一部分を識別するステップとを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
次に、以下の図面を参照しながら、本発明の実施形態をあくまでも例として説明する。
【図１】物体を測定するための座標測定機（ＣＭＭ）の関節ヘッドに取り付けられたカメラプローブを示す図である。
【図２】ａ）、ｂ）、ｃ）は、３つの異なる位置から得られた３つの異なるシルエット画像を示す図である。
【図３】ａ）、ｂ）、ｃ）は、図２ａ）、ｂ）、ｃ）における対応するシルエット画像についてのベクトル図である。
【図４Ａ】いびつな穴に対するシルエットを示す図である。
【図４Ｂ】いびつな穴についての対応するベクトル図である。
【図５Ａ】異なるカメラ位置から得られた様々なシルエット画像を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの異なるカメラ位置についてのベクトル図である。
【図５Ｃ】図５Ａおよび図５Ｂの穴を通る所与の平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａおよび図５Ｂの穴を通る所与の平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図６Ａ】図５Ａおよび図５Ｂの穴を通る複数の異なる平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図６Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂの穴を通る複数の異なる平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図７Ａ】穴を通る複数の異なる平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図７Ｂ】穴を通る複数の異なる平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図７Ｃ】穴を通る複数の異なる平面についての複数のベクトルから穴境界を識別するステップを概略的に示す図である。
【図８Ａ】本発明による、いくつかの異なる視点から得られたシルエットから穴境界情報を推測するステップのさらなる技法を概略的に示す図である。
【図８Ｂ】本発明による、いくつかの異なる視点から得られたシルエットから穴境界情報を推測するステップのさらなる技法を概略的に示す図である。
【図８Ｃ】本発明による、いくつかの異なる視点から得られたシルエットから穴境界情報を推測するステップのさらなる技法を概略的に示す図である。
【図９Ａ】１つの画像において得られる複数の穴シルエットを示す図である。
【図９Ｂ】複数の異なるカメラ位置からの複数の穴についてのベクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、座標測定機（ＣＭＭ）１０、カメラプローブ２０、制御装置２２、およびホストコンピュータ２３を備える、本発明による物体検査装置を示す。ＣＭＭ１０は、物体１６が取り付けられ得るテーブル１２と、テーブル１２に対して３つの直交する線寸法Ｘ、Ｙ、およびＺに移動可能な中空軸１４とを含む。関節プローブヘッド１８が中空軸１４に取り付けられて、少なくとも２つの直交する軸Ａ１、Ａ２の周りでの回転を提供する。カメラプローブ２０は、関節プローブヘッド１８に取り付けられ、テーブル１２上に配置された物体１６の画像を得るように構成される。したがって、カメラプローブ２０は、ＣＭＭ１０によりＸ、Ｙ、およびＺに移動されることができ、かつ、関節プローブヘッド１８によりＡ１軸およびＡ２軸の周りで回転されることができる。ＣＭＭまたは関節プローブヘッドにより追加的な運動が提供されてもよく、例えば、関節プローブヘッドは、ビデオプローブの長手軸Ａ３の周りでの回転を提供してもよい。場合により、物体１６は、回転自由度を提供する回転テーブルに取り付けられてもよい。
【００５２】
物体１６に対するカメラプローブ２０の運動の所望の軌道／コースは、ホストコンピュータ２３によって算出されて、制御装置２２に送られる。ＣＭＭ１０および関節プローブヘッド１８に駆動信号を送信する制御装置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、ＣＭＭ１０および関節プローブヘッド１８内にモータ（図示せず）が設けられる。ＣＭＭ１０および関節プローブヘッド１８の種々の軸の位置および向きは、変換器、例えば位置エンコーダ（図示せず）によって判定され、位置は、制御装置２２にフィードバックされる。理解されるであろうように、位置および向きの情報は、関心のある特徴に関する計測情報の獲得中に使用することができる。
【００５３】
カメラプローブ２０は、関節プローブヘッド１８に取り外し可能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）プローブが関節プローブヘッド１８に取り付けられてもよい。例えば、物体１６に接触するための、たわむことが可能な触針を含む接触プローブが、関節プローブヘッド１８に取り付けられてもよい。接触プローブは、物体１６との接触によってもたらされる触針のたわみの検出時に信号を提供するタッチトリガプローブ、または、物体１６との接触によってもたらされる触針の（少なくとも１つ、２つ、または３つの次元における）たわみの量を提供するアナログ（または走査）プローブであってもよい。ＣＭＭ１０は、プローブが関節ヘッド１８上で自動的に交換され得るように、関節ヘッド１８の動作体積内に配置された、複数の異なるプローブ（例えば、接触および／または非接触）を格納するためのラックを含むことができる。
【００５４】
図１に示されるように、検査される物体１６は、複数１９の穴１７（または穴１７の集合１９）を含む。この実施形態では、穴１７は、それらが物体１６を完全に通過するという点で、貫通穴である。
【００５５】
残りの図面を参照しながら、本発明による物体１６における穴１７を検査する方法について説明する。本発明による第１の方法が、図２および図３に関連して示される。この場合、穴１７は、既知の形状（この場合、全体的に円筒状）を有し、穴の端部の形状およびサイズを確認するために技法が使用される。図２ａから始めると、カメラプローブ２０が穴１７の軸上に（すなわち、その撮像軸が穴の軸と一致するように）配置され、かつ、穴１７が光源３０（図１には図示せず）を使用して背後から照らされている場合、得られるカメラ画像は、図２ａに示されるように、バックライトが穴を通して輝く明るい円で、穴１７のシルエットを示すことになる。カメラプローブのレンズの透視歪みにより、穴１７の前面は穴の背面よりも画像上で大きく見え、そのため（穴１７が全体的に円筒状であるという前提された知識に基づいて）、全ての測定点３６が、穴１７の背面エッジ３２に関連すると想定され得る。
【００５６】
カメラプローブ２０の位置が穴１７の軸から離れる方向に移動された場合、例えば、カメラプローブ２０が穴の長手軸に垂直な第１の方向に並進的に（translationally）移動された場合、図２ｂに示されるように、異なる画像が形成される。穴１７が全体的に円筒状であるという想定された知識に基づき、画像解析を使用して、明るいシルエットの半分を穴１７の前面３４によるものとみなし、もう半分を穴１７の背面３２によるものとみなすことができる。これは、測定点３８の１つの集合が作られることの他に、穴１７の前面エッジ３４に対して穴１７の背面エッジ３２に対する測定点３６の集合を追加することを可能にする。
【００５７】
次いで、カメラプローブ２０の位置は、異なる方向において、穴１７の軸から離れる方向に移動され、例えばカメラプローブ２０が第１の方向とは正反対の第２の方向に並進的に移動されると、図２ｃに示されるように、別の異なる画像が形成される。この場合もやはり（穴１７が全体的に円筒状であるという前提された知識に基づき）、明るいシルエットの半分を穴１７の前面３４によるものとみなし、もう半分を穴１７の背面３２によるものとみなすことができる。これは、穴１７の前面エッジ３４に対する測定点の集合に追加的な測定点３８を加えることの他に、穴１７の背面エッジ３２に対する測定点の集合に追加的な測定点３６を加えることを可能にする。
【００５８】
この場合、穴の前面エッジ３４および背面エッジ３２（または、上部エッジおよび底部エッジ）の場所が分かる。例えば、これは、物体１６の平坦な面を直接測定することにより、例えば接触プローブを用いてそれに触れることにより、知ることができる。
【００５９】
画像解析を使用して、画像上の明るいシルエットのエッジ周辺の測定点３６の集合を識別することができる。例えば、検索法（例えば、キャニーアルゴリズム（Canny algorithm））、ゼロ交差法（例えば、ラプラシアンオブガウシアン（Laplacian of Gaussian））などの、既知のエッジ検出アルゴリズムを使用することができる。特定の手順例は、以下のステップを伴い得る：ｉ）画像全体にガウス平滑化フィルタを適用するステップ、ｉｉ）カメラ位置に関する知識、および画像における穴形状の図心から、近位エッジおよび遠位エッジの両方に対してエッジ中心の画像位置を推定するステップ、ｉｉｉ）両方のエッジに対して、シルエットにおいてそのエッジが見られる中心からの角度範囲を推定するステップ、ｉｖ）両方のエッジに対して、平滑化された画像を補間して、エッジ中心から放射状に広がる角度範囲内の複数の「スポーク」線に沿った画像強度データを得るステップ、ｖ）各スポークに対して、強度データの導関数を算出し、最小値を（サブピクセル精度を与える補間を使用して）求めるステップ、ならびに、ｖｉ）カメラ較正を使用することおよび既知の表面スキンの位置から、画像エッジ点の３Ｄ位置を算出するステップ。この技法は、１つの画像だけに行うことができ、かつ、向上された点密度を得るため、および／またはカバレージ目的のために（例えば、異なる画像では、穴の異なる部分／側が可視になったりならなかったりするため）、他の画像に対して繰り返すことができる。
【００６０】
図３ａから図３ｃは、図２ａから図２ｃにおけるシルエット画像に対する光学的状況をそれぞれ概略的に示す。射線は、カメラプローブの画像センサ４０に達する光の境界線を示す。図３ａから分かるように、カメラプローブの光学軸が少なくともおおよそ穴の長手軸に合わせられていると、画像センサ４０上に落ちるシルエットは、穴１７の背面エッジ３２によって作り出される。しかし、図３ｂおよび図３ｃによって示されるように、カメラプローブ２０が実質的に軸外にあると、シルエットの一部は、穴１７の前面エッジ３２によって作り出され、また、シルエットの一部は、穴１７の背面エッジ３４によって作り出される。簡潔さのため、また、本発明の理解を支援するために、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３ａから図３ｃに示されているが、理解されるであろうように、カメラプローブ２０は、画像センサ４０上に画像を形成するために１または複数のレンズを含むことができ、同様な光学上の説明が当てはまる。
【００６１】
本発明の技法は、より複雑な穴および／または未知の形状の穴を検査するために使用することもできる。集合１９内の穴２１のうちの少なくとも１つが円形でなく、かつ／またはそのサイズが前面３４と背面３２との間で変動する場合、どの所与のシルエット画像上のいかなる測定点も、３Ｄ空間における穴１７の特定の点に容易に結び付けることはできない。図４Ａは、カメラをおおよそ穴の軸上に位置決めしていびつな穴を見たときに作り出された、いびつな穴２１のシルエットを示す。図４Ｂに示されるように、シルエットのエッジ上の点は３Ｄベクトルに変換することができるが、それらのベクトルが穴の壁（すなわち、その「内側表面」または「穴の境界」）をかすめる３Ｄ位置は、１つの画像だけからは判定することができない。（簡潔さのために、カメラプローブの画像センサ４０は、図４Ａまたはその後の図には図示されていない）。
【００６２】
いくつかの異なる位置にカメラが移動されると、図５Ａに示されるように、一連の異なるシルエットが取得される。図５Ｂに示されるように、シルエット画像は、異なるカメラ視点に関連付けられた３Ｄベクトルの束を生成するために解析することができ、それらのベクトルの全ては、ある点で穴の壁をかすめて穴を通過すると分かっている。
【００６３】
ベクトルの束５０は、穴２１の形状を推測するためにさらに処理することができる。図５Ｃに示されるように、１つの方法は、ＣＭＭ１０の測定体積内の所与の／既知の位置および向きにおいて（特に、穴２１と交わることになる、知られた位置および向きにおいて）概念上の測定表面５２（この場合、仮想測定平面５２）を作り出すことである。すると、ベクトルがこの平面５２と交わる点５８を算出することができる。測定平面上のそのような点の典型的な分布５４が、図５Ｄに示されている。分布内の最も外側の点（線５６によって連結されて示されている）は、仮想測定平面における穴の壁の形状に近似し、全ての他の点は、不要とすることができる。分布内の最も外側の点を推測するために、既知の処理（例えば、「凸包」アルゴリズム、または「非凸包」アルゴリズム（「凹包」アルゴリズムとしても知られる））を使用することができる。説明される実施形態では、概念上の測定表面５２は平面であるが、理解されるであろうように、必ずしもそうである必要はなく、例として、概念上の測定表面は、曲線状、例えば、円錐形、球形、円筒形であってもよく、または、任意の規則的／不規則的な形態を有していてもよい。
【００６４】
図６Ａに示されるように、穴２１の全体３Ｄ輪郭は、穴２１の前面３４と背面３２との間にいくつかの概念上の測定表面５２ａから５２ｅ（例えば、仮想測定平面５２ａから５２ｅ）を作り（物体１６の前面３４および背面３２は（上述のように）それらを直接測定することから知ることができる）、そして各平面において穴２１の壁の輪郭に近似する点の集合を（図５Ｃおよび図５Ｄに関連して上述したように）算出することにより、推測することができる。次いで、点の全体集合から、その長さに沿った穴２１の推測される形状を構築することができる。図６Ｂは、ベクトルの束５０から推測される穴２１の形状を、物体１６の実際の形状に重ね合わせられた太い線６０として示す。理解されるであろうように、カメラ位置の数が多くなるほど、ベクトルの数が多くなり、したがって、推測される穴の形状の精度がより高くなる。
【００６５】
図７Ａは、物体１６の前面３４および背面３２に垂直でない長手軸を有する穴２５の例を示し、典型的なベクトルの束５０が、４つの異なるカメラ視点から穴を通過している。穴２５の輪郭を算出する際に、測定平面５２ａから５２ｅは、任意の必要とされる向きに構築することができる。図７Ａおよび図７Ｃは、２つの可能な選択を示す。図７Ｂは、部品の前面３４および背面３２に平行な平面５２ａから５２ｂを示し、図７Ｃは、穴２５の長手軸に垂直な平面５２ａから５２ｅを示す。用途および必要とされる測定データの形態に応じて、各方法がその利点を有し得る。例えば、穴２５の軸に垂直な平面を取ることにより、穴２５の断面積の算出をより容易にすることができる。
【００６６】
理解されるであろうように、他の技法を使用して、シルエットを処理して穴境界情報を推測することができる。例えば、図８Ａから図８Ｃを参照すると、本発明による別の実施形態が示されている。ここでは、例えば穴１７が存在する物体１６の上部表面および／または底部表面の直接測定により、境界となる表面１５が生成される。図８Ａによって示された第１のステップでは、第１の視点／カメラ投影中心に対して、穴１７を通り抜ける「有効な」または「有望な」体積１３が確立される。これは（例えば）、２次元の多角形の集合（例えば、そのうちの１つが図８Ａに示される）か、または、３次元の円錐台形体積であり得る。図８Ｂによって示された第２のステップでは、視点／カメラの投影中心は、新たなシルエットを生成する新たな位置に移動される。そのシルエットおよび視点に対する有望な体積が生成されて、例えばブールＯＲ演算により、先に決定された有効な／有望な体積１３を拡張するために使用される。新たな視点／投影中心に移動させて（図８Ｃに示されるように）穴１７のシルエットの新たな画像を得て有望な体積１３を拡張する上記の処理は、要望通りに、例えば可視のシルエットがなくなりかつ／または穴の内部に関する十分な情報が分かるまで、繰り返すことができる。この技法は、穴１７内になんらかの余分な材料が存在するかどうかを判定するのに特に適切であり得る。
【００６７】
上記の実施形態は、単一の穴を検査するために使用されている本発明を示す。本発明は、複数の穴を同時に検査するために使用することもできる。例えば、図９Ａは、異なる視点から得られた穴のアレイ１９の３つの画像を示す。理解されるであろうように、アレイ１９内の穴のそれぞれの境界を推測するために、図１から８に関連して上述した技法のいずれかを使用することができる。例えば、図９Ｂは、これらの画像から作り出されたベクトルの束を概略的に示す。有望な体積が、穴のそれぞれに対するベクトルの束に（例えば、図８Ａから図８Ｃの実施形態におけるように）適合され得る。場合により、これらのベクトル束と交わる概念上の測定表面、例えば平面が、概念上の測定表面における各穴の断面形状を推測するために（例えば、図４から図７の実施形態におけるように）使用され得る。それに加えて、または、あるいは、画像処理技法を使用してシルエット画像のどの点が穴の前面および背面に関連するかを識別するために、穴の場所および想定される形状に関するより多くの知識を必要とする、図２の実施形態も使用され得る。図９は、穴の１次元アレイを検査するために使用されている本発明を示すが、理解されるであろうように、本発明は、物体における穴の多次元（例えば、２次元）アレイを検査するために使用することができる。
【００６８】
上記の実施形態では、カメラプローブは、様々な視点から画像を得るために移動される。しかし、カメラプローブの移動の代わりにまたはそれに加えて、物体１９が移動されてもよい。さらに、理解されるであろうように、例えば、異なる視点を有する複数のカメラプローブ、ならびに／または（例えば）内部的に移動可能な投影中心および／もしくは複数の投影中心を有するカメラプローブを用意することにより、相対運動を回避することができる。
【図１】
2017508151.tif 000003
【図２】
2017508151.tif 000004
【図３】
2017508151.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
2017508151.tif 000017
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
2017508151.tif 000022
2017508151.tif 000023
2017508151.tif 000024
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