(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を測定する測定機と、これを遠隔操作する遠隔操作手段とが所定の信号伝達媒体を介して接続された遠隔操作式測定システムであって、
前記測定機は、前記被測定物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で得られた被測定物の画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、この画像データ圧縮手段で圧縮された圧縮画像データを前記信号伝達媒体を介して前記遠隔操作手段にリアルタイムで送信するデータ送信手段と、前記撮像手段で得られた前記被測定物の画像データを前記画像データ圧縮手段に送るか、圧縮せずに前記データ送信手段に送るかを選択する第１の切り替え手段とを備え、
前記遠隔操作手段は、前記信号伝達媒体を介して送られた前記圧縮画像データを受信するデータ受信手段と、このデータ受信手段で受信された圧縮画像データを伸長する画像データ伸長手段と、この画像データ伸長手段で伸長された画像データをリアルタイムで表示する表示手段と、前記測定機に対して前記信号伝達媒体を介して操作指示を与える操作指示手段と、データ圧縮されていない前記被測定物の画像データを記憶するための画像データ格納手段と、受信データが前記圧縮画像データの場合はこれを前記画像データ伸長手段に送り、データ圧縮されていない画像データの場合はこれを前記画像データ格納手段に送るための第２の切り替え手段と、前記画像データ格納手段に格納された画像データに所定の処理を施して前記被測定物の測定点の座標を測定する画像測定処理手段とを備えた
ことを特徴とする遠隔操作式測定システム。
【請求項２】
前記測定機は、前記被測定物の画像データを圧縮せずに前記データ送信手段に送る経路上に原画像の所定範囲を抽出する画像データ抽出手段を有することを特徴とする請求項１記載の遠隔操作式測定システム。
【請求項３】
前記画像データ圧縮手段はＭＰＥＧエンコーダであり、前記画像データ伸長手段はＭＰＥＧデコーダであることを特徴とする請求項１又は２項記載の遠隔操作式測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像測定機、三次元測定機等の測定機を遠隔場所から操作する遠隔操作式測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像測定機や三次元測定機等が製造ラインに組み込まれたインライン型測定システムや、厳密に空調コントロールされたクリーンルーム等の測定環境で測定するシステムの場合、別途設けられた操作室から測定機を遠隔操作する遠隔操作式測定システムが構築されることがある。この種の遠隔操作システムでは、測定現場に配置された三次元測定機や画像測定機と、操作室に配置された遠隔操作装置とを通信回線や信号ケーブル等を介して相互に接続し、遠隔操作装置からの操作指示コマンドを測定機又はそのコントローラに転送して測定機を操作する。
【０００３】
測定機が画像測定機である場合、ワークの移動操作、光量等の測定条件設定、測定個所の指示等の操作指示は、画像測定機のカメラで撮像されたワーク画像に対して行う必要があり、遠隔操作装置は測定機から送信されたワーク画像を受信して、これを表示装置に表示する。また、測定機がタッチシグナルプローブを使用した三次元測定機である場合でも、マニュアル測定やリピート時のティーチング操作等でワーク及びその周辺を確認しながらプローブの移動操作を行う必要がある。このため、例えば三次元測定機の近傍位置にワーク及びその周辺を撮像するためのＣＣＤカメラ等を配置し、このカメラで捉えたワークの映像を遠隔操作装置の表示装置に表示して必要な操作を行うことがなされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の遠隔操作式測定システムでは、操作に必要なコマンドと共に多量の画像データを測定機と遠隔操作装置との間で転送する必要があり、測定機と遠隔操作装置との間の通信速度によっては、画像の更新が遅れ、測定操作がしづらくなって実用に耐えないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、測定機を遠隔操作する際の画像表示のリアルタイム性を高めて操作性の向上を図ることができる遠隔操作式測定システム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】
【０００６】
本発明に係る遠隔操作式測定システムは、被測定物を測定する測定機と、これを遠隔操作する遠隔操作手段とが所定の信号伝達媒体を介して接続された遠隔操作式測定システムであって、前記測定機は、前記被測定物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で得られた被測定物の画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、この画像データ圧縮手段で圧縮された圧縮画像データを前記信号伝達媒体を介して前記遠隔操作手段にリアルタイムで送信するデータ送信手段と、前記撮像手段で得られた前記被測定物の画像データを前記画像データ圧縮手段に送るか、圧縮せずに前記データ送信手段に送るかを選択する第１の切り替え手段とを備え、前記遠隔操作手段は、前記信号伝達媒体を介して送られた前記圧縮画像データを受信するデータ受信手段と、このデータ受信手段で受信された圧縮画像データを伸長する画像データ伸長手段と、この画像データ伸長手段で伸長された画像データをリアルタイムで表示する表示手段と、前記測定機に対して前記信号伝達媒体を介して操作指示を与える操作指示手段と、データ圧縮されていない前記被測定物の画像データを記憶するための画像データ格納手段と、受信データが前記圧縮画像データの場合はこれを前記画像データ伸長手段に送り、データ圧縮されていない画像データの場合はこれを前記画像データ格納手段に送るための第２の切り替え手段と、前記画像データ格納手段に格納された画像データに所定の処理を施して前記被測定物の測定点の座標を測定する画像測定処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、測定機側で画像データを圧縮し、これを受信する遠隔操作手段側では、圧縮された画像データを伸長して表示するようにしているので、測定機から遠隔操作手段に伝送される画像データ量を削減することができる。このため、測定操作時の表示画面のリアルタイム性が確保されて測定操作がし易くなる。特にこの種の測定システムの場合、その測定操作に伴う画像の動きは、殆どがパンニング、ズームイン、ズームアウト、輝度変化等に限定される。これらの動きの場合、時間軸上での前後の画像データの相関は極めて高い。このことは、画像データの圧縮・伸長方式として、例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）のような方式を用いた場合、動きベクトル補償後の画像の双方向予測誤差が非常に少ないことを意味している。従って、この発明によれば、圧縮効率が極めて高くなる画像を取り扱っているため、伝送すべき画像データ量を大幅に削減することができ、リアルタイム性を十分に確保することができる。また、画像データの圧縮・伸長処理は、単純に送信側で画像データを一定間隔で間引きして、受信側で補間する処理としても良い。
【０００８】
測定機が画像測定機である場合、撮像手段で得られた被測定物の画像データを圧縮せずに記憶する画像データ格納手段と、この画像データ格納手段に格納された画像データに所定の処理を施して被測定物を測定する画像測定処理手段を設けるようにするとより好ましい。この場合、遠隔操作手段に転送される画像データは圧縮されたものであっても、実際に測定処理に供される画像データは、圧縮前の高細精画像データとなるので、測定精度が些かも低下することはない。
【０００９】
この場合、転送すべき画像データは、画像データ格納手段に一旦格納されることなく画像データ圧縮手段に供給されることが望ましい。このようにすると、画像表示のための画像データ格納手段からの読み出し動作が無くなる分、測定処理のための画像データ格納手段へのアクセス時間が増えて、測定処理の速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定機側で画像データを圧縮し、これを受信する遠隔操作手段側では、圧縮された画像データを伸長して表示するようにしているので、測定機から遠隔操作手段に伝送される画像データ量を削減することができる。このため、測定操作時の表示画面のリアルタイム性が確保されて測定操作がし易くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の参考例に係る遠隔操作式画像測定システムのブロック図である。
【図２】第２の参考例に係る遠隔操作式画像測定システムのブロック図である。
【図３】第３の参考例に係る遠隔操作式画像測定システムのブロック図である。
【図４】第４の参考例に係る遠隔操作式三次元測定システムのブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る遠隔操作式画像測定システムのブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る遠隔操作式画像測定システムのブロック図である。
【図７】同実施例における画像抽出の手法を説明するための図である。
【図８】同実施例における抽出画像と取得画像全範囲の画素配列を示す図である。
【図９】同実施例における抽出画像と取得画像全範囲の画素の対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、第１の参考例に係る遠隔操作式画像測定システムの構成を示すブロック図である。このシステムは、例えばＬＡＮ、ＲＳ４２２、電話回線等、有線又は無線の信号伝達媒体を介して接続された画像測定機１及び遠隔操作端末２により構成されている。測定機１には撮像装置１０が付随している。撮像装置１０は、図示しないワーク（被測定物）を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像手段であり、画像測定機１の一部としてクリーンルーム等の特定の測定環境に配置される。
【００１３】
画像測定機１は、次のように構成されている。即ち、撮像装置１０から出力されるビデオ信号は、ビデオデコーダ等の画像データ変換部１１でメモリ保存に適した画像データに変換され、フレームバッファ等の画像データ格納部１２に格納される。画像データ格納部１２に格納された画像データは、順次読み出されて画像データ圧縮部１３に供給される。画像データ圧縮部１３は、入力された画像データにＭＰＥＧエンコード又は間引き等のデータ圧縮処理を施し、そのデータ量を削減する。圧縮画像データは、データ通信部１４（データ送信手段）を介して遠隔操作端末２に伝送される。画像データ格納部１２に格納された圧縮前の画像データは、画像測定処理部１５での測定処理に供される。遠隔操作端末２から伝送された測定指示は、データ通信部１４で受信され、画像測定処理部１５に供給される。また、画像測定処理部１５は、画像測定機１に付随する操作指示部１６からの指示も受け付ける。
【００１４】
一方、遠隔操作端末２は次のように構成されている。画像測定機１から送信されてきた圧縮画像データはデータ通信部２１（データ受信手段）で受信され、画像データ伸長部２２に供給される。画像データ伸長部は、圧縮画像データに対してＭＰＥＧデコード又は直線補間処理を施し、画像データをもとの画素数に伸長する。伸長された画像データは、画像表示部２３で表示される。操作指示部２４を介して入力された操作指示は、データ通信部２１を介して画像測定機１に転送される。また、これを受けて画像測定機１の画像測定処理部１５による測定処理で得られた測定結果は、データ通信部１４を介して遠隔操作端末２に送られ、遠隔操作端末２の測定結果表示部２５で表示される。
【００１５】
このように構成された測定システムによれば、実際の画像測定時は、画像データ格納部１２に格納された高精細データを用いて画像測定処理部１５によってワークの寸法測定が行われるので、測定の精度劣化は無い。また、測定指示を与えるためのワークの画像については、画像データ圧縮部１３で圧縮されたうえで転送されるので、通信回線の速度が低速でも、画像表示部２３でのリアルタイムの表示が可能になる。従って、オペレータは、画像表示部２３に表示された画像を参照しながら、操作指示部２４を操作して測定個所の指示、測定条件の設定、測定開始の操作等を支障無く行うことができる。
【００１６】
図２は、第２の参考例に係る遠隔操作式画像測定システムを示すブロック図である。この参考例が先の参考例と異なる点は、画像データ変換部１１から出力される画像データが画像データ格納部１２を介さずに直接画像データ圧縮部１３に供給されている点である。この参考例によれば、画像データ格納部１２に対するアクセスと、画像データの圧縮伝送処理とが完全に分離されているので、遠隔操作端末２の画像表示部２３での表示更新処理に際して、画像データ格納部１２からの読み出し動作は一切伴わない。このため、画像表示部２３の表示更新の間も、画像測定処理部１５が画像データ格納部１２をアクセスして測定処理を実行することができる。このため、測定処理をスムーズに実行させることができる。また、この発明によれば、画像データを画像データ格納部１２に格納し、読み出すという処理を介さずに画像データが画像データ圧縮部１３に供給されるので、画像表示部２３での表示のリアルタイム性が先の参考例よりも増すという利点もある。
【００１７】
図３は、第３の参考例に係る遠隔操作式測定システムのブロック図である。この参考例が図２の参考例と異なる点は、画像測定用の画像データ変換部１１に加えて、画像データ圧縮用の画像データ変換部１７を設け、撮像装置１０から供給されるビデオ信号を信号分配部１８で画像データ変換部１１，１７にそれぞれ分配するようにしている点である。この参考例では、信号分配部１８→画像データ変換部１１→画像データ格納部１２→画像測定処理部１５からなる画像測定用データ経路と、信号分配部１８→画像データ変換部１７→画像データ圧縮部１３→データ通信部１４からなる画像表示用データ経路とが独立しているため、装置の構成が簡単になる。例えば信号分配部１８、画像データ変換部１７及び画像データ圧縮部１３の機能を持つ拡張ボード１９を画像測定機１に装着するようにすれば、遠隔操作端末２に送信される画像表示用の画像データを、画像測定機１のＣＰＵに負担をかけずに常に送信することが可能になる。
【００１８】
図４は、三次元測定システムの参考例を示す図である。三次元測定機３と、前述した遠隔操作装置２とは、通信回線を介して相互に接続されている。三次元測定機３は、三次元測定機本体３１と、これを駆動制御する制御装置３２と、この制御装置３２に測定コマンドを出力したり、測定データに対して必要な演算処理を実行するコンピュータ３３とを備えて構成されている。
【００１９】
測定機本体３１は、ワーク４１に対してプローブ４２を三次元方向に移動させてワーク４１とプローブ４２とが接触したプローブ座標からワーク４１の所定寸法を測定する。制御装置３２は、操作指示部１６の操作又は遠隔操作端末２からコンピュータ３３を介して与えられる操作指示に基づいて三次元測定機本体３１を制御する。プローブ４２を含む測定領域は、撮像装置１０で撮像され、得られたビデオ信号がコンピュータ３３の画像データ変換部１１で画像データに変換されたのち、画像データ圧縮部１３でデータ圧縮され、データ通信部１４を介して遠隔操作端末２に送信されるようになっている。これにより、遠隔操作端末２で三次元測定機本体３１による測定状況が確認できるようになっている。また、遠隔操作端末２から入力された操作指示は、データ通信部１４で受信され三次元測定処理部４３を介して制御装置３２に与えられる。
【００２０】
この参考例のように三次元測定機を用いた遠隔操作式測定システムにおいても、測定個所の画像データが測定機側から遠隔操作端末側に転送される場合、上述した画像圧縮転送方式を利用すれば、リアルタイムでマニュアル測定やティーチング操作を行うことができ、操作性が大幅に向上する。
【００２１】
図５は、この発明の第１の実施例による遠隔操作式測定システムのブロック図である。図１の参考例においては、圧縮しない原画像データを格納する画像データ格納部１２及び画像測定処理部１５が画像測定機１側に設けられている。これに対しこの実施例では、図１における画像データ格納部１２及び画像測定処理部１５に対応する画像データ格納部１２ｂ及び画像測定処理部１５ｂが遠隔操作端末２側に設けられて、遠隔操作端末２が主測定装置として構成されている。
【００２２】
画像測定機１には、画像データ変換部１１から得られる画像データを、画像データ圧縮部１３に送るか、或いは圧縮せずにデータ通信部１４に送るかを選択するための切り替え回路５１が設けられている。またこれに対応して、遠隔操作端末２にも、受信したデータが圧縮画像データである場合にこれを画像データ伸長部２２に送り、圧縮されていない原画像データである場合にはこれを画像データ格納部１２ｂに送るための切り替えを行う切り替え回路５２が設けられている。更に、画像データ伸長部２２と画像データ格納部１２ｂの出力のいずれを画像表示部２３に表示させるかを選択する切り替え回路５３が設けられている。
【００２３】
この実施例において、画像測定機１の切り替え回路５１、遠隔操作端末２側の切り替え回路５２及び５３は、操作指示部２４からの操作指示データにより制御される。即ち、測定位置等の測定条件を決める場合には、操作指示部２４からの指示により、切り替え回路５２及び５３は、画像データ伸長部２２側に接続される。同時に、操作指示部２４からの同じ指示は、データ通信部２１，１４を介して画像測定機１側に伝送されて切り替え回路５１が制御され、画像データは画像データ圧縮部１３に入力される。これにより、圧縮画像データが遠隔操作端末２に伝送され、画像表示部２３に表示される。オペレータはこの画像表示部２３に表示された圧縮画像を見て、測定条件の操作・設定を行うことができる。
【００２４】
一方、測定の場合は、画像測定機１側の切り替え回路５１は、原画像データを圧縮せずそのままデータ通信部１４に送るように切り替えられる。また遠隔操作端末２側の切り替え回路５２，５３は画像データ格納部１２ｂ側に接続される。これにより、原画像データが遠隔操作端末２側に送られて、画像データ格納部１２ｂに格納され、そのデータに基づいて画像測定処理部１５ｂでの測定処理、及び画像表示部２３への表示がなされる。この実施例の場合も、遠隔地点からの操作であってもほぼリアルタイムで、被測定物の画像をモニターしながら、測定箇所や測定条件を指示することができる。また、画像測定には、未圧縮の、或いは間引きはしていない原画像データが用いられるため、測定の精度が劣化することはない。
【００２５】
図６は、この発明の第２の実施例による遠隔操作式測定システムのブロック図である。この実施例は、図５の実施例を変形したもので、画像測定機１の切り替え回路５１とデータ通信部１４の間の経路上に、画像データ抽出部６１が更に設けられている。画像データ抽出部６１は、測定時に、原画像の指定された範囲のみを抽出して、遠隔操作端末２側に伝送することを可能とするものである。画像データ抽出部６１でどの範囲のデータ抽出を行うかは、操作指示部２４からデータ通信部２１，１４を介して指示を送ることにより決定される。
【００２６】
画像測定機１の切り替え回路５１と、遠隔操作端末２の切り替え回路５２は、図５の実施例と同様に制御される。従って、画像データ抽出部６１で抽出された原画像データは、遠隔操作端末２に伝送されて画像データ格納部１２ｂに格納される。この格納されたデータに基づいて、画像測定処理部１５ｂで被測定物の寸法測定等が行われる。測定結果は、表示部２５により表示される。
【００２７】
遠隔操作端末２には、画像表示部２３と、画像データ伸長部２２及び画像データ格納部１２ｂと間に画像合成／格納部６２が設けられる。即ち、受信データが圧縮画像データである場合、画像データ伸長部２２でデータ伸長され、画像合成／格納部６２に一旦格納されて、画像表示部２３に表示される。そして、画像データ格納部１２ｂに格納された抽出画像データは、この画像合成／格納部６２において、前もって格納されている伸長画像データと合成されて、画像表示部２３に表示することができるようになっている。
【００２８】
画像データ抽出部６１での画像データ抽出の具体的な手法を次に説明する。取得された原画像データは、図７に示すように、縦ｍ行、横ｎ列の、ｍ×ｎ個の画素データからなるものとする。これに対して、操作指示部２４から、画像測定範囲として、ａ行・ｂ列（ａ，ｂ）からｃ行・ｄ列（ｃ，ｄ）の矩形範囲を指定する。この範囲指定データが画像データ抽出部６１に伝送される。画像データ抽出部６１では、この範囲指定データに基づいて、図７に斜線で示すように、全画像データ範囲から、（ａ，ｂ）と（ｃ，ｄ）の画素を対角線とする矩形領域のみを抽出する。
【００２９】
また、上述のような抽出画像の範囲指定を行った場合、抽出画像データから、取得画像全範囲上の位置を、次のようにして求めることができる。図８は、取得画像全範囲の画素配列と、抽出画像の画素配列を示している。いま、図９に示すように、抽出画像の左上隅の画素を原点（０，０）として、測定により得られた抽出画像上の検出点を（ｘ，ｙ）とする。抽出画像上の原点は、図８に示したように、取得画像全範囲上では（ａ，ｂ）となっている。従って、抽出画像上の検出点（ｘ，ｙ）は、図９に示すように、取得画像全範囲上では、（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）となる。以上の関係から、抽出画像のみで、取得画像全範囲上の位置が求められることになる。
【００３０】
画像合成／格納部６２により、抽出画像データを取得画像全範囲と合成して表示するには、次のようにすればよい。画像合成／格納部６２には、測定前の画像データ伸長部２２での伸長画像データが格納されている。そこでこの格納されている伸長画像データの（ａ，ｂ）と（ｃ，ｄ）を対角線とする矩形範囲に、画像データ格納部１２ｂに格納された抽出画像データを上書きする。これにより、特定の範囲のみを鮮明にした全範囲の画像を表示することが可能になる。
【００３１】
この実施例によると、先の各実施例で得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。即ち、測定時に原画像データのうち特定範囲を抽出して伝送することができるため、データ転送量が少なくて済み、測定に要する時間を短縮することができる。
【００３２】
なおこの発明において、画像データ圧縮手段としては、上述したＭＰＥＧの他に、Motion ＪＰＥＧ，Microsoft社のVideo 1及びＲＬＥ，Intel社のIndeo，Radius社のCinepak等を用いることもでき、この場合にも上記と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１…画像測定機、２…遠隔操作端末、３…三次元測定機、１１，１７…画像データ変換部、１２…画像データ格納部、１３…画像データ圧縮部、１４，２１…データ通信部、１５…画像測定処理部、１６，２４…操作指示部、１８…信号分配部、２２…画像データ伸長部、２３…画像表示部、２５…測定結果表示部。
【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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