JP5114301B2 - Image measuring apparatus, image measuring method, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、撮像された画像データに基づいて、計測対象物のラウンド形状部分の円弧形状を正確に計測する画像計測装置、画像計測方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to an image measurement device, an image measurement method, and a computer program that accurately measure an arc shape of a round shape portion of a measurement object based on captured image data.
従来から、計測対象物の形状を計測する装置として、計測対象物に光を照射し、照射した光の透過光又は反射光を受光レンズにより、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary
Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子に結像させて画像を取得し、取得した画像をコンピュータ処理することにより計測対象物の形状を計測する画像計測装置がある。
Conventionally, as a device for measuring the shape of a measurement object, the measurement object is irradiated with light, and the transmitted light or reflected light of the irradiated light is received by a light receiving lens, CCD (Charge Coupled Device), CMOS (Complementary
2. Description of the Related Art There is an image measuring apparatus that acquires an image by forming an image on an image pickup device such as a metal-oxide semiconductor) and measures the shape of a measurement object by computer processing the acquired image.
計測対象物の画像は、受光レンズによって計測対象物に対して極めて正確な相似形とすることができる。画像上の寸法を受光レンズの倍率でキャリブレーションすることにより、画像上の寸法を実際の計測対象物の寸法と正確に関連付けることができる。したがって、画像上の計測対象物の形状を正確に特定することにより、正確な実物の計測対象物の形状を計測することができる。画像上の計測対象物の特定は、計測対象物と背景画像との境界部分(以下、エッジ部分)を検出することにより行われる。図21は、従来の画像上で指定されるエッジ検出領域の例示図である。図22は、従来のエッジ点に基づいて最小二乗法によって特定する形状の例示図である。図23は、従来のエッジ点を幾何学図形にフィッティングして得られる円を説明するための説明図である。 The image of the measurement object can be made to have a very accurate similarity to the measurement object by the light receiving lens. By calibrating the dimensions on the image with the magnification of the light receiving lens, the dimensions on the image can be accurately associated with the dimensions of the actual measurement object. Therefore, by accurately specifying the shape of the measurement object on the image, the accurate shape of the actual measurement object can be measured. The measurement object on the image is specified by detecting a boundary part (hereinafter referred to as an edge part) between the measurement object and the background image. FIG. 21 is an illustration of an edge detection region designated on a conventional image. FIG. 22 is a view showing an example of a shape specified by a least square method based on a conventional edge point. FIG. 23 is an explanatory diagram for explaining a circle obtained by fitting a conventional edge point to a geometric figure.
画像上でエッジを検出する場合、図21に示すようにエッジ部分周辺をマウスカーソルでクリック又はドラッグで囲む等してエッジ検出領域を指定する。エッジ部分は、計測対象物の画素と背景画像の画素との輝度値変化が激しい箇所であり、コンピュータは、指定された領域の画像データの中で例えば隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい箇所(画素間)を、図21に示すように複数のエッジ点として取得する。取得した複数のエッジ点は、例えば最小二乗法のような回帰分析法により、図22に示すように直線の幾何学図形にフィッティングし、算出された直線をエッジとして検出する。直線が点であっても同様に検出することができる。円形状についても直線と同様、図23に示すように隣接する画素間の輝度値変化が激しい箇所を複数の点として取得し、最小二乗法等によって算出することができる。 When detecting an edge on an image, as shown in FIG. 21, an edge detection area is designated by surrounding the edge portion with a mouse cursor by clicking or dragging. The edge portion is a portion where the luminance value changes sharply between the pixel of the measurement object and the pixel of the background image, and the computer determines that the luminance difference between adjacent pixels is a predetermined value in the image data of the specified area, for example. Larger locations (between pixels) are acquired as a plurality of edge points as shown in FIG. The obtained plurality of edge points are fitted to a linear geometric figure as shown in FIG. 22 by a regression analysis method such as a least square method, and the calculated straight line is detected as an edge. Even if the straight line is a point, it can be similarly detected. As in the case of a straight line, a circular shape can be obtained as a plurality of points where the luminance value changes rapidly between adjacent pixels as shown in FIG. 23, and can be calculated by the least square method or the like.
検出した直線、円等のエッジについて、各エッジ間の距離又は角度、各エッジが有するパラメータ(例えば、円のエッジは中心点座標及び直径)等により、計測対象物の形状を特定することができる。したがって、計測対象物の形状を正確に特定するためには、エッジを確実かつ正確に検出することが必要とされる。例えば特許文献1では、形状がなだらかに変化しないで鋭角に折れ曲がっているような形状の計測対象物についてエッジを検出する場合、自動スキャニング計測モードで次の計測目標点を適切に設定して確実に指標内にエッジ点が位置するようにし、確実にエッジ点を取得できるようにしている。
しかし、上述のように実物の計測対象物の形状を正確に計測するためには、エッジ点を最小二乗法等によって幾何学図形にフィッティングして得られる形状と、画像上の計測対象物の形状との誤差が小さくなるように、エッジ部分を検出することが必要である。特許文献1では鋭角に折れ曲がっているような形状でもエッジ点を確実に取得することはできるが、取得したエッジ点を最小二乗法等によってフィッティングして得られる形状と、画像上の計測対象物の形状との誤差については考慮されていない。
However, in order to accurately measure the shape of the actual measurement object as described above, the shape obtained by fitting the edge point to the geometric figure by the least square method or the like, and the shape of the measurement object on the image It is necessary to detect the edge portion so that the error between is reduced. In
鋭角に折れ曲がっているような形状は、操作者がエッジ部分周辺を指定する場合には確実に検出することが可能である。また、直線、点、円等は、単純な幾何学図形であり、上述のように取得したエッジ点から最小二乗法等によって得られる形状と、画像上の計測対象物の形状との誤差は小さい。 A shape that is bent at an acute angle can be reliably detected when the operator designates the periphery of the edge portion. Straight lines, points, circles, etc. are simple geometric figures, and the error between the shape obtained from the edge points acquired as described above by the least squares method and the shape of the measurement object on the image is small. .
しかしながら、円ではなく円弧については、エッジ点を最小二乗法等によってフィッティングして得られる形状と、画像上の計測対象物の形状との誤差が大きくなり易い。図24は、従来のエッジ検出領域の円弧の指定角度の大小による近似円の違いを説明するための説明図である。図24(a)に示すようにエッジ検出領域の中心角を大きくした場合、誤差を小さくすることができるが、図24(b)に示すようにエッジ検出領域の中心角を小さくした場合、最小二乗法等によって得られる形状の近似円が大きくなり、画像上の計測対象物の形状から外れて誤差が大きくなる。したがって、誤差を小さくするためには、できる限り中心角を大きく取ることが好ましい。 However, for a circular arc instead of a circle, an error between the shape obtained by fitting the edge point by the least square method or the like and the shape of the measurement object on the image tends to increase. FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the difference in approximate circles depending on the specified angle of the arc of the conventional edge detection region. When the center angle of the edge detection area is increased as shown in FIG. 24A, the error can be reduced, but when the center angle of the edge detection area is reduced as shown in FIG. The approximate circle of the shape obtained by the square method or the like becomes large, and the error deviates from the shape of the measurement object on the image. Therefore, in order to reduce the error, it is preferable to make the central angle as large as possible.
図25は、従来のエッジ検出領域の指定円弧範囲が計測対象物の円弧範囲を超える場合の近似円を示す説明図である。図26は、従来の画像上に微小サイズで表示される円弧の例示図である。円弧は、計測対象物のラウンド形状部分に設けられることが多く、ラウンド形状部分の円弧は近傍の直線部分と連続的に滑らかに接続した形で存在するため、図25に示すように中心角を大きく取ろうとすると連続している直線部分までエッジ点の取得部分としてしまい、直線部分で取得したエッジ点がエッジ検出の誤差の要因となる。また図26に示すように、画像上で計測対象物のラウンド形状部分の円弧のサイズは、半径(r)が1mm以下の微小なサイズであることが多く、正確に円弧のみを円弧のエッジ検出領域として指定することは非常に困難な場合が多い。さらに操作者によって円弧のエッジ検出領域の広狭の差が大きく、操作者間でのエッジ検出結果のバラツキが大きくなるという問題もある。 FIG. 25 is an explanatory diagram showing an approximate circle when the designated arc range of the conventional edge detection region exceeds the arc range of the measurement object. FIG. 26 is a view showing an example of arcs displayed in a minute size on a conventional image. In many cases, the arc is provided in the round shape portion of the measurement object, and the arc of the round shape portion exists in a shape that is continuously and smoothly connected to the adjacent straight portion, so that the center angle is set as shown in FIG. If it is attempted to take a large portion, the continuous straight line portion is obtained as an edge point acquisition portion, and the edge point acquired in the straight line portion causes an error in edge detection. As shown in FIG. 26, the size of the arc of the round shape portion of the measurement object on the image is often a minute size with a radius (r) of 1 mm or less, and only the arc is accurately detected as an edge of the arc. It is often very difficult to designate as an area. Furthermore, there is a problem that the difference between the widths of the arc edge detection areas is large depending on the operator, and the variation in the edge detection result between operators is large.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物のラウンド形状部分の円弧形状を容易にかつ精度良く計測することができる画像計測装置、画像計測方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an image measurement device, an image measurement method, and a computer program that can easily and accurately measure the arc shape of a round shape portion of a measurement object. With the goal.
上記目的を達成するために第1発明に係る画像計測装置は、計測対象物に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置において、前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示する表示手段と、前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける指定受付手段と、指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する座標値取得手段と、取得したエッジ点の座標値に基づいてラウンド形状部分の円弧を特定する円弧特定手段と、該円弧特定手段にて特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算する形状倍率換算手段とを備え、前記円弧特定手段は、前記ラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定する直線部分特定手段と、特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定する中線特定手段と、特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定する交点特定手段と、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段と、前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段とを含み、前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定するようにしてあることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image measuring apparatus according to the first aspect of the present invention is based on an image obtained by forming an image of the transmitted light or reflected light of the light irradiated on the measurement object on the image sensor. In the image measuring apparatus for measuring the image, display means for displaying an image obtained by imaging with the imaging device on a display, and an edge including a predetermined edge portion of the measurement object on the image displayed on the display Based on the designation receiving means for receiving the designation of the detection area, the coordinate value obtaining means for obtaining the coordinate value of the predetermined edge point indicating the edge portion in the edge detection area that has received the designation, and the coordinate value of the acquired edge point Arc specifying means for specifying an arc of a round shape portion, and shape magnification conversion means for converting the shape of the arc specified by the arc specifying means with the magnification of the light receiving lens, the arc specifying means A straight line portion specifying means for specifying two straight line portions based on the coordinate values of a predetermined edge point indicating two straight line portions that are continuous with the circular arc of the round shape portion; A center line specifying means for specifying a center line that is a straight line that bisects an angle formed by extending an extension line of the book and sandwiching the arc, and a point at which the specified center line intersects the arc An intersection specifying means for specifying as follows: a point on the middle line, and a distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to a distance between the cross point and the point A center point specifying means for specifying as a center point of the arc, and a base point specifying means for specifying a point where a straight line passing through the center point is orthogonal to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion. wherein the center point, less of the base point and the intersection point Wherein the Kutomo based on two points are to be identified said arc.
また、第2発明に係る画像計測装置は、第1発明において、前記交点近傍を含むエッジ検出領域を指定する領域指定手段を備え、前記座標値取得手段は、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得するようにしてあることを特徴とする。 The image measuring device according to a second aspect of the present invention is the image measuring apparatus according to the first aspect, further comprising region specifying means for specifying an edge detection region including the vicinity of the intersection, wherein the coordinate value acquiring means is the edge specified by the region specifying means. The coordinate value of a predetermined edge point including the intersection point indicating the arc portion in the detection area is acquired.
また、第3発明に係る画像計測装置は、第2発明において、前記円弧特定手段は、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段と、前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段とを含み、前記領域指定手段は、前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定するようにしてあり、前記座標値取得手段は、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得するようにしてあることを特徴とする。 The image measuring apparatus according to the third invention, in the second invention, the arc specifying unit may be a point in said line, with the extended line of the straight portion or the straight line portion between the point the two Center point specifying means for specifying a point where the distance is equal to the distance between the intersection and the point as a center point of the arc, and a straight line passing through the center point is the two straight parts or an extension of the straight part Base point specifying means for specifying a point orthogonal to the line as a base point, the area specifying means specifies an edge detection area including an arc having the base point as both ends, and the coordinate value acquiring means is The coordinate value of a predetermined edge point including the intersection and the base point indicating the arc portion in the edge detection area specified by the area specifying means is acquired.
次に、上記目的を達成するために第4発明に係る画像計測方法は、計測対象物に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能な画像計測方法において、前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示し、前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付け、指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得し、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定し、特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定し、特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定し、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定し、前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定し、前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定し、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することを特徴とする。 Next, in order to achieve the above object, an image measurement method according to a fourth aspect of the present invention provides a measurement target based on an image obtained by forming an image of transmitted light or reflected light of light irradiated on a measurement target on an image sensor. In an image measurement method that can be executed by an image measurement device that measures the shape of an object, an image obtained by forming an image with the image sensor is displayed on a display, and measurement on the image displayed on the display is performed. Accepts the specification of the edge detection area including the predetermined edge part of the object, obtains the coordinate value of the predetermined edge point indicating the edge part in the edge detection area that received the specification, and obtains the arc of the round shape part of the measurement object The two straight line portions are specified based on the coordinate value of a predetermined edge point indicating two straight line portions that are continuous with the arc across the arc, and the extended lines of the two specified straight line portions intersect each other. Shaped across an arc Corners to identify and midline is a line that bisects identifies the point where the midline identified intersect the circular arc as an intersection, and a point in said line, said two linear portions with the point Alternatively, a point where the distance from the extension line of the straight line part and the distance between the intersection and the point are equal is specified as the center point of the arc, and a straight line passing through the center point is the two straight line parts or the point A point perpendicular to the extension line of the straight line portion is specified as a base point, the arc is specified based on at least two points of the center point, the base point, and the intersection point, and the shape of the specified arc is a magnification of the light receiving lens It is characterized by converting by.
また、第5発明に係る画像計測方法は、第4発明において、前記交点近傍を含むエッジ検出領域を指定し、指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得することを特徴とする。 The image measurement method according to a fifth aspect of the present invention is the image measurement method according to the fourth aspect , wherein an edge detection area including the vicinity of the intersection is designated, and a predetermined edge point including the intersection indicating the arc portion in the designated edge detection area is included. The coordinate value of is acquired.
また、第6発明に係る画像計測方法は、第5発明において、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定し、前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定し、前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定し、指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得することを特徴とする。 The image measurement method according to a sixth aspect of the present invention is the image measurement method according to the fifth aspect , wherein the point is a point on the middle line, the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion, and the intersection point. A point having the same distance from the point is specified as a center point of the arc, and a straight line passing through the center point is specified as a base point that is orthogonal to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion, An edge detection area including an arc having both ends as the base point is designated, and the coordinate value of the predetermined edge point including the intersection and the base point indicating the arc portion in the designated edge detection area is obtained. To do.
次に、上記目的を達成するために第7発明に係るコンピュータプログラムは、計測対象物に照射した光の透過光又は反射光を撮像素子に結像させて得られる画像に基づいて、計測対象物の形状を計測する画像計測装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像計測装置を、前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示する表示手段、前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける指定受付手段、指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する座標値取得手段、取得したエッジ点の座標値に基づいてラウンド形状部分の円弧を特定する円弧特定手段、及び該円弧特定手段にて特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算する形状倍率換算手段として機能させ、前記円弧特定手段を、前記ラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定する直線部分特定手段、特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定する中線特定手段、特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定する交点特定手段、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段、前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段、及び前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定する手段として機能させることを特徴とする。 Next, in order to achieve the above object, a computer program according to a seventh aspect of the present invention provides a measurement object based on an image obtained by forming an image of transmitted light or reflected light of light irradiated on the measurement object on an image sensor. In the computer program that can be executed by the image measuring device that measures the shape of the image, the image measuring device displays on the display an image obtained by forming an image on the image sensor, and is displayed on the display A designation receiving means for receiving specification of an edge detection area including a predetermined edge portion of the measurement object on the image obtained, and coordinates for acquiring a coordinate value of a predetermined edge point indicating the edge portion in the edge detection area which has received the specification Value acquisition means, arc specifying means for specifying an arc of a round-shaped portion based on the acquired coordinate values of edge points, and an arc specified by the arc specifying means A shape magnification conversion means for converting the shape by the magnification of the light receiving lens is used, and the arc specifying means is configured to obtain a predetermined edge point indicating two linear portions that are continuous with the arc with the arc of the round shape portion interposed therebetween. Straight line portion specifying means for specifying two straight line portions based on the coordinate values, and a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two specified straight line portions intersecting the arc A middle line identifying means for identifying the point, an intersection identifying means for identifying a point where the identified middle line intersects the arc as an intersection, and a point on the middle line, the point and the two straight line parts or the straight line part Center point specifying means for specifying, as a center point of the arc, a point where the distance to the extension line is equal to the distance between the intersection and the point, and the straight line passing through the center point is the two straight line portions or the straight line The point perpendicular to the extension line of the part is the base point Specific to the base point specifying means, and said center point, characterized in that to function as a means for specifying the circular arc based on at least two points of the base point and the intersection point.
また、第8発明に係るコンピュータプログラムは、第7発明において、前記画像計測装置を、前記交点近傍を含むエッジ検出領域を指定する領域指定手段として機能させ、前記座標値取得手段を、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する手段として機能させることを特徴とする。 The computer program according to an eighth aspect of the present invention is the computer program according to the seventh aspect , wherein the image measuring device functions as an area designation unit that designates an edge detection area that includes the vicinity of the intersection point, and the coordinate value acquisition unit is designated as the area designation unit. It is made to function as a means to acquire the coordinate value of the predetermined edge point including the said intersection which shows the circular arc part in the edge detection area designated by the means.
また、第9発明に係るコンピュータプログラムは、第8発明において、前記円弧特定手段を、前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段、及び前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段として機能させ、前記領域指定手段を、前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定する手段として機能させ、前記座標値取得手段を、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する手段として機能させることを特徴とする。 The computer program according to a ninth aspect is the computer program according to the eighth aspect , wherein the arc specifying means is a point on the middle line, and a distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion. And a center point specifying means for specifying a point where the distance between the intersection and the point is equal as a center point of the arc, and a straight line passing through the center point is the two straight line portions or an extension line of the straight line portion Function as base point specifying means for specifying a point orthogonal to the base point, the area specifying means to function as means for specifying an edge detection area including an arc having both ends of the base point, and the coordinate value acquiring means, It is made to function as a means to acquire the coordinate value of the predetermined edge point including the said intersection and the said base point which show the circular arc part in the edge detection area designated by the area | region designation means.
第1発明、第4発明及び第7発明では、撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示し、画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付け、エッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得し、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定することにより、円弧を挟む直線部分の領域を容易に指定することができるので、エッジ点から最小二乗法等によって画像上の形状とほとんど誤差なく円弧を挟む直線部分を特定することができる。また、特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定し、中線が円弧と交わる点を交点として特定することにより、正確に特定した直線部分から円弧の中心が位置する中線と、中線が円弧と交わって円弧上の中心である交点も正確に特定することができる。そして、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、正確に特定された画像上の円弧から実物の計測対象物の円弧を精度良く計測することが可能となる。したがって、的確に指定することが困難な円弧の領域を指定しなくても、容易に指定することができる直線部分の領域を指定することにより、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を精度良く計測することが可能となる。 In the first invention, the fourth invention, and the seventh invention, an image obtained by imaging with an image sensor is displayed on a display, and an edge detection region including a predetermined edge portion of a measurement object on the image is designated. Accepts and acquires the coordinate value of a predetermined edge point indicating the edge portion in the edge detection area, and the predetermined edge indicating the two linear portions that are continuous with the circular arc of the round shape portion of the measurement object By specifying the two straight line parts based on the coordinate values of the points, the area of the straight line part that sandwiches the arc can be easily specified. In addition, it is possible to specify the straight line portion that sandwiches the arc. In addition, a center line that is a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two specified straight lines intersecting each other and sandwiching the arc is specified, and a point where the center line intersects the arc is specified as an intersection. Thus, it is possible to accurately specify the center line where the center of the arc is located from the accurately specified straight line portion and the intersection point where the center line intersects the arc and is the center on the arc . Their to, by converting the identified arc shape magnification of the light receiving lenses, it is possible to measure accurately the arc of the arc from the real measurement object on precisely specified image. Therefore, it is possible to accurately measure the arc of the round shape part of the measurement target by specifying the area of the straight part that can be easily specified without specifying the arc area that is difficult to specify accurately. It becomes possible to do.
また、中線上の点であって、該点と2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離(L1)と、交点と点との距離(L2)とが等しい点を、円弧の中心点として特定し、中心点を通る直線が2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定し、中心点、基点及び交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて円弧を特定する。したがって、L1とL2とが等しくなる場合、L1及びL2は円弧の半径となり、基点は円弧の端となるので、半径及び基点とともに、中心点、基点及び交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて画像上の円弧を精度良く特定することができる。 Further, a point on the middle line, where the distance (L1) between the point and two straight line portions or an extension line of the straight line portion, and the distance (L2) between the intersection point and the point is equal, Specify as a center point, specify a point where a straight line passing through the center point is orthogonal to two straight line parts or an extension line of the straight line part, and based on at least two points of the center point, the base point, and the intersection Identify the arc. Therefore, when L1 and L2 are equal, L1 and L2 become the radius of the arc, and the base point becomes the end of the arc, and therefore, based on at least two points of the center point, the base point, and the intersection point together with the radius and the base point The arc on the image can be specified with high accuracy.
第2発明、第5発明及び第8発明では、交点近傍を含むエッジ検出領域を指定し、指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得することにより、円弧上の中央にある交点をエッジ点の1つとして処理することができ、円弧のエッジ検出領域の角度が小さくても交点を中心に適切な円弧のエッジ点を取得することができる。したがって、円弧と連続する直線部分まで円弧のエッジ点として取得してしまうことによって特定される円弧の形状と画像上の形状とで大きく誤差が生じることを回避し、適切に取得したエッジ点に基づいて精度良く円弧を特定することができる。 In the second invention, the fifth invention, and the eighth invention, the edge detection area including the vicinity of the intersection is designated, and the coordinate value of the predetermined edge point including the intersection indicating the arc portion in the designated edge detection area is obtained. By doing this, the intersection point at the center of the arc can be processed as one of the edge points, and even if the angle of the arc edge detection area is small, an appropriate arc edge point can be obtained around the intersection point. it can. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a large error between the shape of the arc and the shape on the image specified by acquiring the arc edge point to the straight line portion continuous with the arc, and based on the appropriately acquired edge point. The arc can be specified with high accuracy.
第3発明、第6発明及び第9発明では、中線上の点であって、該点と2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離(L1)と、交点と点との距離(L2)とが等しい点を、円弧の中心点として特定し、中心点を通る直線が2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定し、基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定し、指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す交点及び基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する。したがって、円弧上の中央にある交点と円弧の両端にある基点とをエッジ点として処理することができるとともに、円弧の両端まで正確にエッジ検出領域として指定することができるので、交点及び基点に従って適切な円弧のエッジ点を取得することができるとともに、最大限のエッジ検出領域内のエッジ点に基づいてより精度良く円弧を特定することができる。 In the third invention, the sixth invention, and the ninth invention, a point on the middle line, the distance (L1) between the point and two straight line portions or an extension line of the straight line portion, and the distance between the intersection point and the point The point equal to (L2) is specified as the center point of the arc, the straight line passing through the center point is specified as the base point where the two straight line parts or the extension line of the straight line part is orthogonal, and the base point is both ends. An edge detection area including an arc is designated, and coordinate values of predetermined edge points including an intersection and a base point indicating an arc portion in the designated edge detection area are acquired. Therefore, the intersection point at the center of the arc and the base points at both ends of the arc can be processed as edge points, and the edge detection area can be specified accurately up to both ends of the arc. It is possible to acquire the edge point of a simple arc and to specify the arc with higher accuracy based on the edge points in the maximum edge detection region.
上記構成によれば、的確に指定することが困難な円弧の領域を指定しなくても、容易に指定することができる直線部分の領域を指定することにより、計測対象物のラウンド形状部分の円弧形状を容易かつ高い精度で計測することが可能となる。 According to the above configuration, the arc of the round shape portion of the measurement target can be obtained by designating the region of the straight line portion that can be easily designated without designating the arc region that is difficult to designate accurately. The shape can be measured easily and with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態に係る画像計測装置について、図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, an image measuring device according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像計測装置の構成を示す模式図である。図1に示すように本実施の形態1に係る画像計測装置1は、計測部2と制御ユニット3とで構成されており、計測部2にて撮像された画像データを制御ユニット3にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image measurement apparatus according to
計測部2は、計測対象物20を計測部分へ移動させるステージ21を挟んで2組の照明装置が設置されている。まずステージ21上の計測対象物20を上方から照らすリング状の落射照明装置22が受光レンズユニット23に設置されている。落射照明装置22で照射された光は、計測対象物20の表面で反射して、受光レンズユニット23へ戻ってくる。これにより、計測対象物20の表面の凹凸、パターン等を撮像することができる。
The
また、ステージ21の下方には、計測対象物20を下方から照らす透過照明装置24が設置されている。透過照明装置24は、少なくとも光源241、反射機構242及びレンズ243で構成されており、光源241から照射された光を反射機構242にてステージ21側へ反射させ、レンズ243にてステージ21に対して略直交する方向の平行光へと変換する。これにより、計測対象物20が存在しない位置の光のみ透過して撮像することができる。
A
受光レンズユニット23は、少なくとも受光レンズ231、ハーフミラー232、高倍側結像レンズ部233、低倍側結像レンズ部236を備えている。ハーフミラー232は、落射照明装置22から発光した光が計測対象物20で反射した光を高倍側結像レンズ部233へ、透過照明装置24から発光した光を計測対象物20を透過させて低倍側結像レンズ部236へ誘導する。なお、高倍側結像レンズ部233は、結像するためのスリット234及び結像レンズ235で構成され、低倍側結像レンズ部236は、結像するためのスリット237及び結像レンズ238で構成されている。
The light receiving
撮像装置25は、高倍側結像レンズ部233へ誘導された光をCCD、CMOS等の撮像素子251で結像させ、画像データとして制御ユニット3へ送信する。同様に撮像装置26は、低倍側結像レンズ部236へ誘導された光をCCD、CMOS等の撮像素子261で結像させ、画像データとして制御ユニット3へ送信する。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る画像計測装置1の制御ユニット3の構成を示すブロック図である。図2に示すように本実施の形態1に係る画像計測装置1の制御ユニット3は、少なくともCPU(中央演算装置)33、メモリ等の記憶装置34、通信手段35及び上述したハードウェアを接続する内部バス36で構成されている。内部バス36を介して、入力装置であるマウス32、キーボード31、出力装置である表示装置27にも接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
CPU33は、内部バス36を介して制御ユニット3の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶装置34に記憶されているコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。記憶装置34は、例えばSRAM、SDRAM等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。
The
通信手段35は内部バス36に接続されており、通信線を介して撮像装置25、26に接続され、撮像装置25、26で撮像された画像データを受信する。また、インターネット、LAN、WAN等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等ともデータ送受信を行うことが可能となる。なお、記憶装置34に記憶されているコンピュータプログラムは、通信手段35を介して外部コンピュータからダウンロードされる。
The
制御ユニット3のCPU33は、落射照明装置22を用いて撮像装置25で撮像した落射画像の画像データである落射画像データ、及び透過照明装置24を用いて撮像装置26で撮像した透過画像の画像データである透過画像データを記憶する記憶手段331、落射画像データ又は透過画像データを表示装置27に表示する表示手段332、表示された落射画像又は透過画像上で計測対象物20の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける指定受付手段333、指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する座標値取得手段334、エッジ点の座標値に基づいてラウンド形状部分の円弧を特定する円弧特定手段335、及び特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算する形状倍率換算手段336を備え、これらの処理動作を制御する。
The
また円弧特定手段335は、ラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて、2本の直線部分を特定する直線部分特定手段51、特定した2本の直線部分の延長線が交差して円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定する中線特定手段52、中線が円弧と交わる点を交点として特定する交点特定手段53、円弧の中心点を特定する中心点特定手段54、及び円弧の基点を特定する基点特定手段55を含む。
The arc specifying means 335 also specifies a straight line portion for specifying two straight line portions based on the coordinate values of predetermined edge points indicating two straight line portions that are continuous with the circular arc between the circular shape portions. Means 51, middle
記憶手段331は、落射画像データ及び透過画像データを互いに位置合わせをした状態で記憶装置34に記憶する。ここで位置合わせとは、表示画面における座標位置を落射画像と透過画像との間で一致させることを意味する。位置合わせをした2種の画像データを記憶しておくことにより、指定を受け付けたエッジ検出領域に応じて、適切な画像データを選択することができる。計測対象物20の外形のラウンド形状部分の円弧形状を計測する場合、外形を示す輪郭線の部分の寸法等を計測するために最適な透過画像データを利用することができる。また、計測対象物20の表面の凹凸として形成されたラウンド形状部分の円弧形状についても、透過画像データと同様に落射画像データを処理することにより、正確に計測することができる。
The
表示手段332は、通信手段35にて受信した透過画像データ又は落射画像データを、LCD、有機ELディスプレイ等の表示装置27で透過画像又は落射画像として表示させる。図3は、表示装置27に表示される透過画像の例示図である。図3に示すように、表示装置27の画面には、計測対象物20の透過画像271とともに、透過画像上でエッジ検出領域を指定するための操作用コンソール272が表示される。
The
図4は、画像上で指定されるエッジ検出領域の例示図である。図4に示すように、操作者は、計測対象物20の所定部分の形状、例えば計測対象物20の外形の一辺aを計測しようとする場合、一辺aを含む領域bをエッジ検出領域としてマウスでドラッグする等して指定する。指定されたエッジ検出領域は指定受付手段333で受け付ける。計測しようとする一辺aは、計測対象物20と背景との境界部分(エッジ部分)である。画像データ中、背景の画素の輝度値は著しく高く、計測対象物20の画素の輝度値は低いので、エッジ検出領域中の画素の輝度値から、例えば隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい箇所(画素間)をエッジとして認識することができる。
FIG. 4 is a view showing an example of an edge detection area designated on the image. As shown in FIG. 4, when the operator wants to measure the shape of a predetermined portion of the
座標値取得手段334は、指定を受け付けたエッジ領域中の隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい画素間上で、図4に示すように所定間隔の位置をエッジ点cとし、エッジ点cの座標値を取得する。具体的には、座標値取得手段334は、図4に示すように領域bの長手方向の所定間隔の位置で直角方向dにエッジ点を探索、すなわち隣接する画素間での輝度差を計算して輝度差が所定の値より大きい画素間をエッジ点cとし、複数のエッジ点の座標値を取得する。
The coordinate value acquisition means 334 sets the position of the predetermined interval as the edge point c as shown in FIG. 4 between the pixels in which the luminance difference between the adjacent pixels in the edge region in which the designation is received is larger than the predetermined value. The coordinate value of the point c is acquired. Specifically, the coordinate
図5は、エッジ点に基づいて最小二乗法によって特定する形状の例示図である。図5に示すように、座標値取得手段334で取得されたエッジ点cは完全な直線上にはないので、直線部分特定手段51は、例えば最小二乗法等の回帰分析によってエッジ点cを幾何学図形(図5の例では直線)にフィッティングすることにより、幾何学図形の直線部分を特定する。特定した直線部分は、計測しようとしていた図4の一辺a部分であり、座標値、距離等のパラメータを有する。円弧特定手段335では、直線の他、円等のエッジを算出し、各エッジ間の距離又は角度、各エッジが有するパラメータ(例えば円のエッジは中心座標及び直径)等により、計測対象物20を計測する。したがって、直線、円等の「形状を特定する」という場合、各形状が有する座標値、距離等のパラメータを特定することを意味する。
FIG. 5 is a view showing an example of the shape specified by the least square method based on the edge points. As shown in FIG. 5, since the edge point c acquired by the coordinate
図6は、計測対象物20のラウンド形状部分の円弧を計測する場合に指定受付手段333が受け付けるエッジ検出領域の例示図である。図6に示すように、計測しようとする計測対象物20の所定のエッジ部分がラウンド形状部分の円弧eである場合、上述のように連続する直線状部分を含むことなく円弧eのみをエッジ検出領域として指定することが非常に困難であるため、操作者は、ラウンド形状部分の円弧eを挟んで円弧eと連続する2本の直線状部分をエッジ検出領域fとして指定する。なお、2本の直線状部分のエッジ検出領域fは、円弧eから充分離れた完全な直線状部分を指定する。指定されたエッジ検出領域fは、上述のように指定受付手段333で指定が受け付けられ、座標値取得手段334でエッジ点の座標値が取得され、直線部分特定手段51でエッジ点に基づいて最小二乗法等によって算出されることによって2本の直線部分が特定される。2本の直線状部分は、容易にエッジ検出領域を指定することができるので、画像上の形状とほとんど誤差なく算出することができる。
FIG. 6 is an exemplary diagram of an edge detection region that is received by the
図7は、円弧特定手段335にて特定する各種点及び線を説明するための説明図である。図7に示すように、中線特定手段52は、特定した2本の直線部分xの延長線gが交差して円弧eを挟んで形成する角hを二等分する直線である中線iを特定する。交点特定手段53は、中線iが円弧eと交わる点を交点jとして特定する。交点jは画像から検出する。具体的には、交点jの近傍をエッジ検出領域として指定し、該エッジ検出領域から取得される複数のエッジ点のうち中線i上のエッジ点を交点jとして検出する。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining various points and lines specified by the
中心点特定手段54は、中線i上の点と2本の直線部分x又は延長線gとの距離L1と、交点jと中線i上の点との距離L2とが等しい点を、円弧eの中心点kとして特定する。基点特定手段55は、中心点kを通る直線mが2本の直線部分x又は延長線gと直交する点を基点nとして特定する。距離L1とL2とが等しくなる場合、距離L1及びL2は円弧の半径となる。したがって、中心点k、基点n及び交点jのうちの少なくとも2つの点を特定し、特定した点に基づいて円弧eを特定することができる。
The center
なお上述のように、中心点kは、計算で求まる点であるが、交点j及び基点nは、画像から検出される点である。また基点nは、距離L1とL2とが等しくなる場合、幾何学的に直線mが2本の直線部分x又は延長線gと直交する点を基点nとして検出したが、交点jと同様、基点nの近傍をエッジ検出領域として指定して取得される複数のエッジ点のうち直線m上のエッジ点を基点nとして検出するようにしても良い。 As described above, the center point k is a point obtained by calculation, but the intersection point j and the base point n are points detected from the image. Further, when the distances L1 and L2 are equal, the base point n is detected as a base point n where the straight line m is geometrically orthogonal to the two straight line portions x or the extension line g. An edge point on the straight line m among a plurality of edge points acquired by designating the vicinity of n as an edge detection region may be detected as the base point n.
図8は、中心点k、基点n及び交点jのうちの少なくとも2つの点に基づいて円弧eを特定する4つのパターンを示す例示図である。図8(a)は交点j及び中心点kに基づくパターンA、図8(b)は中心点k及び1つの基点nに基づくパターンB、図8(c)は交点j及び2つの基点nに基づくパターンC、図8(d)は交点j、中心点k及び2つの基点nに基づくパターンDである。 FIG. 8 is an exemplary diagram showing four patterns that specify the arc e based on at least two of the center point k, the base point n, and the intersection point j. 8A shows a pattern A based on the intersection j and the center point k, FIG. 8B shows a pattern B based on the center point k and one base point n, and FIG. 8C shows an intersection j and two base points n. FIG. 8D shows a pattern D based on the intersection point j, the center point k, and the two base points n.
交点j及び中心点kに基づくパターンAでは、図8(a)に示すように、交点jと中心点kとが定まれば、交点jと中心点kとの距離L2は円弧の半径となり、中心点kを中心とする半径L2の円を特定し、特定した円が2本の直線部分xと接する点を円弧の両端として円弧を特定することができる。なお、円が2本の直線部分xと接する点は、円及び2本の直線部分xが有する座標値等のパラメータから、座標値として算出される。 In the pattern A based on the intersection j and the center point k, as shown in FIG. 8A, if the intersection j and the center point k are determined, the distance L2 between the intersection j and the center point k becomes the radius of the arc, A circle with a radius L2 centered on the center point k can be specified, and the arc can be specified with the point where the specified circle is in contact with the two straight line portions x as both ends of the arc. The point where the circle touches the two straight line portions x is calculated as a coordinate value from parameters such as the coordinate values of the circle and the two straight line portions x.
中心点k及び1つの基点nに基づくパターンBでは、図8(b)に示すように、中心点kと1つの基点nとが定まれば、中心点kと1つの基点nとの距離L1は円弧の半径となり、パターンAと同様、中心点kを中心とする半径L1の円を特定し、特定した円が2本の直線部分xと接する点を円弧の両端として円弧を特定することができる。 In the pattern B based on the center point k and one base point n, as shown in FIG. 8B, if the center point k and one base point n are determined, the distance L1 between the center point k and one base point n is determined. Is the radius of the arc, and similarly to the pattern A, the circle having the radius L1 with the center point k as the center is specified, and the arc is specified with the point where the specified circle is in contact with the two straight line portions x as both ends of the arc. it can.
交点j及び2つの基点nに基づくパターンCでは、図8(c)に示すように、交点j及び2つの基点nから等しい距離L3に位置する点が円弧の中心点となるので、該中心点を特定し、特定した中心点を中心とする半径L3の円を特定する。そして、特定した円から2つの基点nを両端とする円弧を特定することができる。 In the pattern C based on the intersection point j and the two base points n, as shown in FIG. 8C, a point located at an equal distance L3 from the intersection point j and the two base points n is the center point of the arc. And a circle with a radius L3 centered on the specified center point. An arc having two base points n at both ends can be specified from the specified circle.
交点j、中心点k及び2つの基点nに基づくパターンDでは、図8(d)に示すように、中心点kを中心とする円を特定する際に円が2つの基点nを通るように円を特定し、パターンCと同様にして円弧を特定することができる。 In the pattern D based on the intersection point j, the center point k, and the two base points n, as shown in FIG. 8D, when specifying a circle centered on the center point k, the circle passes through the two base points n. A circle can be specified, and an arc can be specified in the same manner as pattern C.
次に、上述した構成の画像計測装置1の動作について、フロ−チャートに基づいて詳細に説明する。図9は、本発明の実施の形態1に係る画像計測装置1の制御ユニット3のCPU33によるパターンDの円弧特定処理手順を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
図9に示すように制御ユニット3のCPU33は、記憶装置34に記憶されている透過画像データ又は落射画像データに基づいて画像を表示装置27に表示する(ステップS901)。
As shown in FIG. 9, the
CPU33は、表示された画像上で計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける(ステップS902)。具体的には、操作者が、図6に示すように2本の直線状部分について別個にマウスをドラッグ等して各エッジ検出領域が指定される。
The
CPU33は、指定を受け付けた各エッジ検出領域内の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する(ステップS903)。具体的には、指定を受け付けたエッジ領域中の隣接する画素間の輝度差が所定の値より大きい画素間上で、図6に示すように所定間隔の位置を複数のエッジ点として各座標値を取得する。 CPU33 acquires the coordinate value of the predetermined edge point which shows the linear part in each edge detection area which received designation | designated (step S903). Specifically, the coordinate difference between the adjacent pixels in the edge region in which the designation is received is larger than a predetermined value, and each coordinate value has a plurality of edge points at predetermined intervals as shown in FIG. To get.
CPU33は、取得した複数のエッジ点の各座標値に基づいて2本の直線部分を特定する(ステップS904)。具体的には、最小二乗法等によって複数のエッジ点を直線にフィッティングすることにより、各々座標値、距離等のパラメータを有する2本の直線部分を特定する。
The
CPU33は、図7に示すように、特定した2本の直線部分の延長線が交差して円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定し(ステップS905)、CPU33は、特定した中線が円弧と交わる点を交点として特定する(ステップS906)。中線は直線のパラメータに基づいて算出され、交点は画像から検出されることになる。
As shown in FIG. 7, the
CPU33は、中線上の点であって、該点と2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離(L1)と、交点と点との距離(L2)とが等しい点を、円弧の中心点として特定し(ステップS907)、中心点を通る直線が2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する(ステップS908)。L1がL2と等しくなる距離(L1=L2)は、円弧の半径として特定する(ステップS909)。基点は画像から検出され、半径は、中心点、基点及び交点の各パラメータに基づいて算出される。
The
CPU33は、中心点を中心として交点と中心点との距離(L1=L2)を半径とする円を、該円が2つの基点を通るように円を特定し(ステップS910)、特定した円から2つの基点を両端とする円弧を特定する(ステップS911)。
The
CPU33は、特定した円弧の直径及び中心点座標等のパラメータに基づいて、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、実物の計測対象物の円弧(寸法等)を計測する(ステップS912)。
The
以上のように本実施の形態1によれば、2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて該2本の直線部分を特定することにより、円弧を挟む直線状部分の領域を容易に指定することができるので、エッジ点から最小二乗法等によって画像上の形状とほとんど誤差なく円弧を挟む2本の直線部分を特定することができる。また、特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定し、特定した中線が前記円弧と交わる点を交点と特定することにより、正確に特定した直線部分から円弧の中心が位置する中線と、中線が円弧と交わって円弧上の中心である交点も正確に特定することができる。 As described above, according to the first embodiment, by specifying the two straight line portions based on the coordinate values of the predetermined edge points indicating the two straight line portions, the straight line portions sandwiching the circular arc are identified. Since the region can be easily specified, two straight line portions sandwiching the circular arc can be specified with almost no error from the shape on the image by the least square method or the like from the edge point. In addition, a center line that is a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two specified straight lines intersecting each other and sandwiching the arc is specified, and a point at which the specified center line intersects the arc Thus, it is possible to accurately specify the center line where the center of the arc is located from the accurately specified straight line portion and the intersection point where the center line intersects the arc and is the center on the arc.
さらに、2本の直線部分、中線及び交点のうちの少なくとも1つに基づいて円弧を特定することにより、例えば円弧の中心点及び半径、円弧の両端を正確に特定することができ、正確な中心点等に基づいて画像上の円弧を正確に特定することができる。特に、中線上の所定の点を通る直線が2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点と所定の点との距離(L1)が、所定の点と交点との距離(L2)と等しくなる場合(L1=L2)に、直交する点を基点とすることにより、半径及び基点とともに、中心点、基点及び交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて画像上の円弧を精度良く特定することができる。 Furthermore, by specifying the arc based on at least one of the two straight line portions, the middle line, and the intersection, for example, the center point and radius of the arc, and both ends of the arc can be accurately specified, The arc on the image can be accurately specified based on the center point or the like. In particular, the distance (L1) between the predetermined point and the intersection (L2) is the distance (L1) between the predetermined point on the center line and the point where the straight line passing through the two straight line parts or the extension line of the straight line part is orthogonal to the predetermined point. ) (L1 = L2), by making the orthogonal point as the base point, the arc on the image can be accurately obtained based on at least two points of the center point, the base point, and the intersection point together with the radius and the base point. Can be identified.
そして、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、正確に特定された画像上の円弧から実物の計測対象物の円弧を精度良く計測することが可能となる。したがって、的確に指定することが困難な円弧の領域を指定しなくても、容易に指定することができる直線状部分の領域を指定することにより、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を精度良く計測することが可能となる。 Then, by converting the shape of the specified arc by the magnification of the light receiving lens, it becomes possible to accurately measure the arc of the actual measurement object from the arc on the accurately specified image. Therefore, by specifying the linear part area that can be easily specified without specifying the arc area that is difficult to specify accurately, the round shape part arc of the measurement object can be accurately specified. It becomes possible to measure.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る画像計測装置1の構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図10は、本発明の実施の形態2に係る画像計測装置1の制御ユニット3の構成を示すブロック図である。図10に示すように本実施の形態2に係る画像計測装置1の制御ユニット3のハードウェア構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
Since the configuration of the
ただし本実施の形態2では、制御ユニット3のCPU33は、交点近傍を含むエッジ検出領域を指定する領域指定手段337を備える。また座標値取得手段334は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する。
However, in the second embodiment, the
図11は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域oのエッジ点pに基づいて円弧eを特定する2つのパターンを示す例示図である。図11(a)はエッジ点pを中線iの平行方向に探索するパターンEを示す例示図である。図11(b)は中心点kからエッジ点pを放射状方向に探索するパターンFを示す例示図である。 FIG. 11 is an exemplary diagram showing two patterns for specifying the arc e based on the edge point p of the edge detection area o designated by the area designation means 337. FIG. 11A is an exemplary diagram showing a pattern E for searching for the edge point p in the direction parallel to the middle line i. FIG. 11B is an exemplary diagram showing a pattern F for searching the edge point p in the radial direction from the center point k.
本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、図7に示すように円弧特定手段335の各手段が、ラウンド形状部分の円弧eを挟んで円弧eと連続する2本の直線部分xを特定し、該直線部分の延長線gから中線i及び交点jを特定する。本実施の形態2では、領域指定手段337が図11(a)、(b)に示すように、交点j近傍を含むエッジ検出領域oを指定する。領域指定手段337が、円弧eと連続する2本の直線部分xを含まないように円弧eの角度全体に対して充分小さい角度の中央部分を、交点jを中央にエッジ検出領域oとして指定するので、操作者がエッジ検出領域oを指定する必要はない。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, as shown in FIG. 7, each means of the arc specifying means 335 includes two linear portions that are continuous with the arc e with the arc e of the round shape portion interposed therebetween. x is specified, and the middle line i and the intersection j are specified from the extension line g of the straight line portion. In the second embodiment, the
座標値取得手段334は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域o内の円弧eの一部分上に所定間隔でエッジ点pを探索する際、例えば図11(a)に示すように中線iの平行方向、又は図11(b)に示すように中心点kから放射状方向に探索する。座標値取得手段334は、探索して検出した複数のエッジ点p,p,・・・の各座標値を取得するとともに、交点jをエッジ点pに含める。円弧特定手段335では、交点jを含めた複数のエッジ点pに基づいて最小二乗法等によって円弧eを有する円を特定し、特定した円が2本の直線部分xと接する点を円弧eの両端として円弧eを特定することができる。エッジ検出領域oは円弧eの狭い中央部分しか指定されていないが、円弧eのエッジ検出領域oの角度が小さくても交点jを中心に適切な円弧eのエッジ点pを取得することができる。したがって、円弧と連続する直線部分まで円弧のエッジ点として取得してしまうことによって特定される円弧の形状が画像上の形状と大きく誤差を生じることを回避し、適切に取得したエッジ点に基づいて精度良く円弧を特定することができる。
When the coordinate
図12は、本発明の実施の形態2に係る画像計測装置1の制御ユニット3のCPU33によるパターンEの円弧特定処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、計測対象物20のラウンド形状部分の円弧を挟んで円弧と連続する2本の直線部分を特定し、該直線部分の延長線から特定した中線及び交点に基づいて円弧を特定する。したがって、本実施の形態2のパターンFの円弧特定処理手順は、中線及び交点を特定するまでは実施の形態1のステップS906までと同じであることから、中線及び交点を特定するまでの説明を省略する。
FIG. 12 is a flowchart showing an arc specifying process procedure of the pattern E by the
図12に示すように制御ユニット3のCPU33は、特定した交点近傍を含むエッジ検出領域を指定する(ステップS1201)。指定するエッジ検出領域内の円弧の中央部分は、円弧と連続する2本の直線状部分を含まないように円弧の全体に対して充分狭い中央部分である。
As shown in FIG. 12, the
CPU33は、中線の平行方向に所定間隔で、指定したエッジ検出領域内の円弧の中央部分上にエッジ点を探索して複数のエッジ点を検出し、交点をエッジ点に含めてエッジ点の各座標値を取得する(ステップS1202)。
The
CPU33は、交点を含めたエッジ点の各座標値に基づいて、交点を中央に有する円弧部分を含む円を特定し(ステップS1203)、特定した円が2本の直線部分と接する点を円弧の両端として円弧を特定する(ステップS1204)。
Based on the coordinate values of the edge points including the intersection point, the
CPU33は、特定した円弧の直径及び中心点座標値等のパラメータに基づいて、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、実物の計測対象物の円弧(寸法等)を計測する(ステップS1205)。
The
以上のように本実施の形態2によれば、交点をエッジ点の1つとして処理することができ、円弧のエッジ検出領域の角度が小さくても交点を中心に適切な円弧のエッジ点を取得することができる。したがって、円弧と連続する直線状部分まで円弧のエッジ点として取得してしまうことによって特定される円弧の形状が画像上の形状と大きく誤差を生じることを回避し、適切に取得したエッジ点に基づいて精度良く円弧を特定することができる。 As described above, according to the second embodiment, the intersection point can be processed as one of the edge points, and an appropriate arc edge point is obtained around the intersection point even if the angle of the arc edge detection region is small. can do. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a large error in the shape of the arc specified by acquiring the edge portion of the arc up to the linear portion continuous with the arc, and based on the appropriately acquired edge point. The arc can be specified with high accuracy.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る画像計測装置1の構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。図13は、本発明の実施の形態3に係る画像計測装置1の制御ユニット3の構成を示すブロック図である。図13に示すように本実施の形態3に係る画像計測装置1の制御ユニット3のハードウェア構成は、実施の形態1及び2と同様であることから、同一の符号を付することにより、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Since the configuration of the
ただし本実施の形態3では、実施の形態1と同様、中心点特定手段54及び基点特定手段55を有し、領域指定手段337は、基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定し、座標値取得手段334は、エッジ検出領域内の円弧部分を示す交点及び基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する。
However, in the third embodiment, as in the first embodiment, the center
図14は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域qのエッジ点rに基づいて円弧eを特定するパターンGを示す例示図である。 FIG. 14 is an exemplary diagram showing a pattern G that specifies the arc e based on the edge point r of the edge detection region q designated by the region designation means 337.
本実施の形態3では、実施の形態1と同様にして、図7に示すように円弧特定手段335の各手段が、ラウンド形状部分の円弧eを挟んで円弧eと連続する2本の直線部分xを特定し、該直線部分の延長線gから中線i、交点j、中心点k及び基点nを特定する。さらに実施の形態2と同様、領域指定手段337が交点j近傍を含むエッジ検出領域qを指定するが、エッジ検出領域qは、基点nを両端とする円弧e全体を有する。操作者がエッジ検出領域qを指定する必要はない。
In the third embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 7, each means of the arc specifying means 335 includes two linear portions that are continuous with the arc e with the arc e of the round shape portion interposed therebetween. x is specified, and the middle line i, the intersection j, the center point k, and the base point n are specified from the extension line g of the straight line portion. Further, as in the second embodiment, the
座標値取得手段334は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域q内の円弧e上のエッジ点rを所定間隔で探索する。なお、エッジ点rを探索する場合、エッジ点rが全体の円弧e上に所定間隔となるように、図11(b)に示したような中心点kから放射状方向に探索することが好ましい。座標値取得手段334は、探索して検出した複数のエッジ点の各座標値を取得するとともに、交点j及び2つの基点nをエッジ点rに含める。円弧特定手段335では、交点j及び基点nを含めた複数のエッジ点rに基づいて最小二乗法等によって円弧eを有する円を特定し、特定した円から2つの基点nを両端とする円弧eを特定する。
The coordinate
図15は、本発明の実施の形態3に係る画像計測装置1の制御ユニット3のCPU33によるパターンGの円弧特定処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態3では、実施の形態1と同様にして、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで円弧と連続する2本の直線部分を特定し、該直線部分の延長線から特定した中線、交点、基点及び中心点に基づいて円弧を特定する。したがって、本実施の形態3のパターンGの円弧特定処理手順は、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでは実施の形態1のステップS908までと同じであることから、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでの説明を省略する。
FIG. 15 is a flowchart showing an arc specifying process procedure of the pattern G by the
図15に示すように制御ユニット3のCPU33は、特定した基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定する(ステップS1501)。指定するエッジ検出領域内の円弧は、円弧全体である。
As shown in FIG. 15, the
CPU33は、中心点から放射状方向に所定間隔で、指定したエッジ検出領域内の円弧上のエッジ点を探索して複数のエッジ点を検出し、交点及び基点をエッジ点に含めてエッジ点の各座標値を取得する(ステップS1502)。
The
CPU33は、交点及び基点を含めたエッジ点の各座標値に基づいて、交点を中央に有する円弧全体を含む円を特定し(ステップS1503)、特定した円から2つの基点を両端とする円弧を特定する(ステップS1504)。
The
CPU33は、特定した円弧の直径及び中心点座標等のパラメータに基づいて、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、実物の計測対象物の円弧(寸法等)を計測する(ステップS1505)。
The
以上のように本実施の形態3によれば、円弧上の中央にある交点と円弧の両端にある基点とをエッジ点として処理することができるとともに、円弧の両端まで正確にエッジ検出領域として指定することができるので、交点及び基点に従って適切な円弧のエッジ点を取得することができるとともに、最大限のエッジ検出領域のエッジ点に基づいてより精度良く円弧を特定することができる。 As described above, according to the third embodiment, the intersection point at the center of the arc and the base points at both ends of the arc can be processed as edge points, and the edge detection area can be specified accurately to both ends of the arc. Therefore, it is possible to acquire an appropriate arc edge point according to the intersection and the base point, and it is possible to specify the arc more accurately based on the edge points of the maximum edge detection region.
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係る画像計測装置1の構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。また、本発明の実施の形態4に係る画像計測装置1の制御ユニット3の構成は、実施の形態3と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。ただし本実施の形態4では、円弧特定手段335は、円弧上の所定のエッジ点の座標値に基づいて、円弧の中心が中線上に位置するように円弧を特定する。
(Embodiment 4)
Since the configuration of the
図16は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域sのエッジ点tに基づいて円弧eを特定するパターンHを示す例示図である。
FIG. 16 is an exemplary diagram showing a pattern H that specifies the arc e based on the edge point t of the edge detection region s specified by the
本実施の形態4では、実施の形態1、3と同様にして、図7に示すように円弧特定手段335の各手段が、ラウンド形状部分の円弧eを挟んで円弧eと連続する2本の直線部分xを特定し、該直線部分の延長線gから中線i、交点j、中心点k及び基点nを特定する。さらに実施の形態3と同様、領域指定手段337が基点nを両端とする円弧e全体を含むエッジ検出領域sを指定する。操作者がエッジ検出領域sを指定する必要はない。
In the fourth embodiment, similarly to the first and third embodiments, as shown in FIG. 7, each means of the arc specifying means 335 includes two pieces that are continuous with the arc e across the arc e of the round-shaped portion. A straight line portion x is specified, and a center line i, an intersection j, a center point k, and a base point n are specified from an extension line g of the straight line portion. Further, as in the third embodiment, the
座標値取得手段334は、実施の形態3と同様にして、図16に示すように領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域s内の円弧e上に所定間隔でエッジ点tを探索し、複数のエッジ点の各座標値を取得するとともに、交点j及び2つの基点nをエッジ点tに含める。円弧特定手段335では、交点j及び基点nを含めた複数のエッジ点tに基づいて、円弧eの中心が中線i上に位置するように最小二乗法等によって円弧eを有する円を特定し、特定した円から2つの基点nを両端とする円弧eを特定する。
The coordinate
図17は、本発明の実施の形態4に係る画像計測装置1の制御ユニット3のCPU33によるパターンHの円弧特定処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態4では、実施の形態1と同様にして、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで円弧と連続する2本の直線部分を特定し、該直線部分の延長線から特定した中線、交点、基点及び中心点に基づいて円弧を特定する。したがって、本実施の形態4のパターンHの円弧特定処理手順は、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでは実施の形態1のステップS908までと同じであることから、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでの説明を省略する。
FIG. 17 is a flowchart showing an arc specifying process procedure of the pattern H by the
図17に示すように制御ユニット3のCPU33は、特定した基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定する(ステップS1701)。
As shown in FIG. 17, the
CPU33は、中心点から放射状方向に所定間隔で、指定したエッジ検出領域内の円弧上のエッジ点を探索して複数のエッジ点を検出し、交点及び基点をエッジ点に含めてエッジ点の各座標値を取得する(ステップS1702)。
The
CPU33は、交点及び基点を含めたエッジ点の各座標値に基づいて、円弧の中心が中線上に位置するように最小二乗法等によって円弧を有する円を特定し(ステップS1703)、特定した円から2つの基点を両端とする円弧を特定する(ステップS1704)。
The
CPU33は、特定した円弧の直径及び中心点座標等のパラメータに基づいて、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、実物の計測対象物の円弧(寸法等)を計測する(ステップS1705)。
The
以上のように本実施の形態4によれば、円弧上のエッジ点の座標値に基づいて、円弧の中心が中線上に位置するように円弧を特定することにより、円弧の中心を中心点が位置する中線上に補正して中心点に近似又は一致させることができ、さらに精度良く円弧を特定することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, based on the coordinate value of the edge point on the arc, the arc is specified so that the center of the arc is located on the middle line. It is possible to correct or approximate the center point by correcting the position on the center line, and the arc can be specified with higher accuracy.
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係る画像計測装置1の構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。また、本発明の実施の形態5に係る画像計測装置1の制御ユニット3の構成は、実施の形態2乃至4と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。ただし本実施の形態5では、円弧特定手段335は、円弧上のエッジ点の座標値に基づいて、円弧の中心が中心点に位置するように円弧を特定する。
(Embodiment 5)
Since the configuration of the
図18は、領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域uのエッジ点vに基づいて円弧eを特定するパターンIを示す例示図である。 FIG. 18 is an exemplary diagram showing a pattern I for specifying the arc e based on the edge point v of the edge detection area u designated by the area designation means 337.
本実施の形態5では、実施の形態1、3と同様にして、図7に示すように円弧特定手段335の各手段が、ラウンド形状部分の円弧eを挟んで円弧eと連続する2本の直線部分xを特定し、該直線部分の延長線gから中線i、交点j、中心点k及び基点nを特定する。さらに実施の形態3、4と同様、領域指定手段337が基点nを両端とする円弧e全体を含むエッジ検出領域uを指定する。操作者がエッジ検出領域uを指定する必要はない。
In the fifth embodiment, in the same manner as in the first and third embodiments, as shown in FIG. 7, each means of the arc specifying means 335 includes two pieces that are continuous with the arc e across the arc e of the round-shaped portion. A straight line portion x is specified, and a center line i, an intersection j, a center point k, and a base point n are specified from an extension line g of the straight line portion. Further, as in the third and fourth embodiments, the
座標値取得手段334は、実施の形態3、4と同様にして、図18に示すように領域指定手段337で指定されたエッジ検出領域u内の円弧e上に所定間隔でエッジ点vを探索し、複数のエッジ点vの各座標値を取得するとともに、交点j及び2つの基点nをエッジ点vに含める。円弧特定手段335では、交点j及び基点nを含めた複数のエッジ点vに基づいて、円弧eの中心が中心点kに位置するように最小二乗法等によって円弧eを有する円を特定し、特定した円から2つの基点nを両端とする円弧eを特定する。 The coordinate value acquisition means 334 searches for edge points v at predetermined intervals on the arc e in the edge detection area u designated by the area designation means 337 as shown in FIG. Then, the coordinate values of the plurality of edge points v are acquired, and the intersection point j and the two base points n are included in the edge point v. The arc specifying means 335 specifies a circle having the arc e by the least square method or the like so that the center of the arc e is located at the center point k based on a plurality of edge points v including the intersection j and the base point n. An arc e having two base points n as both ends is specified from the specified circle.
図19は、本発明の実施の形態5に係る画像計測装置1の制御ユニット3のCPU33によるパターンIの円弧特定処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態5では、実施の形態1と同様にして、計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで円弧と連続する2本の直線部分を特定し、該直線部分の延長線から特定した中線、交点、基点及び中心点に基づいて円弧を特定する。したがって、本実施の形態5のパターンIの円弧特定処理手順は、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでは実施の形態1のステップS908までと同じであることから、中線、交点、基点及び中心点を特定するまでの説明を省略する。
FIG. 19 is a flowchart showing the arc specifying process procedure of the pattern I by the
図19に示すように制御ユニット3のCPU33は、特定した基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定する(ステップS1901)。
As shown in FIG. 19, the
CPU33は、中心点から放射状方向に所定間隔で、指定したエッジ検出領域内の円弧上のエッジ点を探索して複数のエッジ点を検出し、交点及び基点をエッジ点に含めてエッジ点の各座標値を取得する(ステップS1902)。
The
CPU33は、交点及び基点を含めたエッジ点の各座標値に基づいて、円弧の中心が中心点上に位置するように最小二乗法等によって円弧を有する円を特定し(ステップS1903)、特定した円から2つの基点nを両端とする円弧を特定する(ステップS1904)。
The
CPU33は、特定した円弧の直径及び中心点座標等のパラメータに基づいて、特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することにより、実物の計測対象物の円弧(寸法等)を計測する(ステップS1905)。
The
以上のように本実施の形態5によれば、円弧上のエッジ点の座標値に基づいて、円弧の中心が中心点に位置するように円弧を特定することにより、円弧の中心を中心点に一致させて正確な円弧を特定することができる。 As described above, according to the fifth embodiment, by specifying the arc so that the center of the arc is located at the center point based on the coordinate value of the edge point on the arc, the center of the arc is set as the center point. An exact arc can be specified by matching.
図20は、他の画像計測装置1の構成を示す模式図である。図20に示すように、本画像計測装置1は、計測部2と外部コンピュータ4とで構成されており、計測部2にて撮像された画像データを外部コンピュータ4にて演算処理して、所望の形状の寸法等を計測する。
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a configuration of another
計測部2の構成及び機能は、上述した実施の形態1乃至5と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。外部コンピュータ4は、少なくともCPU(図示せず)及びメモリ等の記憶装置(図示せず)を備え、表示装置41、キーボード42、マウス43に接続されている。CPU(図示せず)は、撮像装置25及び26から画像データを取得し、上述した実施の形態1乃至5における制御ユニット3のCPU33と同様の処理を実行する。
Since the configuration and function of the
その他、本発明は上記実施の形態1乃至5に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。
In addition, the present invention is not limited to
1 画像計測装置
2 計測部
3 制御ユニット
25、26 撮像装置
27 表示装置
31 キーボード
32 マウス
34 記憶装置
35 通信手段
36 内部バス
331 記憶手段
332 表示手段
333 指定受付手段
334 座標値取得手段
335 円弧特定手段
336 形状倍率換算手段
51 直線部分特定手段
52 中線特定手段
53 交点特定手段
54 中心点特定手段
55 基点特定手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示する表示手段と、
前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける指定受付手段と、
指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する座標値取得手段と、
取得したエッジ点の座標値に基づいてラウンド形状部分の円弧を特定する円弧特定手段と、
該円弧特定手段にて特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算する形状倍率換算手段と
を備え、
前記円弧特定手段は、
前記ラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定する直線部分特定手段と、
特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定する中線特定手段と、
特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定する交点特定手段と、
前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段と、
前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段とを含み、
前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定するようにしてあることを特徴とする画像計測装置。 In an image measurement device that measures the shape of a measurement object based on an image obtained by forming an image of a transmitted light or reflected light of light irradiated on the measurement object on an imaging device,
Display means for displaying an image obtained by imaging with the image sensor on a display;
Designation accepting means for accepting designation of an edge detection region including a predetermined edge portion of the measurement object on the image displayed on the display;
Coordinate value acquisition means for acquiring the coordinate value of a predetermined edge point indicating the edge portion in the edge detection region that has received the designation;
An arc specifying means for specifying an arc of the round-shaped portion based on the acquired coordinate value of the edge point;
A shape magnification conversion means for converting the shape of the arc specified by the arc specifying means by the magnification of the light receiving lens;
The arc specifying means includes
Straight line portion specifying means for specifying two straight line portions based on the coordinate values of predetermined edge points indicating two straight line portions that are continuous with the circular arc between the circular arcs of the round shape portion;
A middle line identifying means for identifying a middle line that is a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two identified straight lines intersecting and sandwiching the arc;
An intersection specifying means for specifying a point at which the identified middle line intersects the arc as an intersection ;
A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. A center point identifying means to identify;
Base point specifying means for specifying a straight line passing through the center point as a base point that is perpendicular to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion , and
An image measuring apparatus characterized in that the arc is specified based on at least two of the center point, the base point, and the intersection.
前記座標値取得手段は、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の画像計測装置。 Comprising an area designating means for designating an edge detection area including the vicinity of the intersection;
The coordinate value acquisition unit is configured to acquire a coordinate value of a predetermined edge point including the intersection point indicating an arc portion in an edge detection region designated by the region designation unit. image measurement device according to 1.
前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段と、
前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段と
を含み、
前記領域指定手段は、前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定するようにしてあり、
前記座標値取得手段は、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得するようにしてあることを特徴とする請求項2に記載の画像計測装置。 The arc specifying means includes
A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. A center point identifying means to identify;
Base point specifying means for specifying, as a base point, a straight line passing through the center point is perpendicular to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion;
Including
The region designating unit is configured to designate an edge detection region including an arc having both ends of the base point;
The coordinate value acquisition unit is configured to acquire coordinate values of a predetermined edge point including the intersection and the base point indicating the arc portion in the edge detection region designated by the region designation unit. The image measurement device according to claim 2 .
前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示し、
前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付け、
指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得し、
計測対象物のラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定し、
特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定し、
特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定し、
前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定し、
前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定し、
前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定し、
特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算することを特徴とする画像計測方法。 In an image measurement method that can be executed by an image measurement device that measures the shape of a measurement object based on an image obtained by forming an image of a transmitted light or reflected light of light irradiated on the measurement object on an image sensor ,
Displaying an image obtained by imaging with the imaging device on a display;
Accepting designation of an edge detection region including a predetermined edge portion of the measurement object on the image displayed on the display,
Get the coordinate value of the specified edge point indicating the edge part in the edge detection area that received the specification,
Two linear portions are specified based on the coordinate values of predetermined edge points indicating two linear portions that are continuous with the circular arc of the round shape portion of the measurement object,
Identify the middle line that is a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two identified straight lines intersecting the arc.
Identify the point where the identified midline intersects the arc as an intersection,
A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. Identify,
The point through which the straight line passing through the center point is orthogonal to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is specified as a base point,
Identifying the arc based on at least two points of the center point, the base point and the intersection;
An image measuring method, wherein the specified arc shape is converted by a magnification of a light receiving lens .
指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得することを特徴とする請求項4に記載の画像計測方法。 Specify an edge detection area that includes the vicinity of the intersection,
The image measurement method according to claim 4, wherein the coordinate value of a predetermined edge point including the intersection indicating the arc portion in the designated edge detection region is acquired .
前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定し、
指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得することを特徴とする請求項5に記載の画像計測方法。 A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. Specifying a point where a straight line passing through the center point is orthogonal to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion,
Specify an edge detection area including an arc with both ends of the base point,
The image measurement method according to claim 5 , wherein coordinate values of predetermined edge points including the intersection point and the base point indicating the arc portion in the designated edge detection region are acquired .
前記画像計測装置を、
前記撮像素子にて結像して得られた画像をディスプレイに表示する表示手段、
前記ディスプレイに表示された画像上の計測対象物の所定のエッジ部分を含むエッジ検出領域の指定を受け付ける指定受付手段、
指定を受け付けたエッジ検出領域内のエッジ部分を示す所定のエッジ点の座標値を取得する座標値取得手段、
取得したエッジ点の座標値に基づいてラウンド形状部分の円弧を特定する円弧特定手段、及び
該円弧特定手段にて特定した円弧の形状を受光レンズの倍率で換算する形状倍率換算手段
として機能させ、
前記円弧特定手段を、
前記ラウンド形状部分の円弧を挟んで該円弧と連続する2本の直線状部分を示す所定のエッジ点の座標値に基づいて2本の直線部分を特定する直線部分特定手段、
特定した2本の直線部分の延長線が交差して前記円弧を挟んで形成する角を二等分する直線である中線を特定する中線特定手段、
特定した中線が前記円弧と交わる点を交点として特定する交点特定手段、
前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段、
前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段、及び
前記中心点、前記基点及び前記交点のうちの少なくとも2つの点に基づいて前記円弧を特定する手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 In a computer program that can be executed by an image measurement device that measures the shape of a measurement object, based on an image obtained by forming an image of a transmitted light or reflected light of light irradiated on the measurement object.
The image measuring device;
Display means for displaying an image obtained by imaging with the image sensor on a display;
Designation accepting means for accepting designation of an edge detection region including a predetermined edge portion of the measurement object on the image displayed on the display;
Coordinate value acquisition means for acquiring the coordinate value of a predetermined edge point indicating the edge portion in the edge detection region that has received the specification;
Arc specifying means for specifying the arc of the round-shaped portion based on the obtained coordinate value of the edge point, and
Shape magnification conversion means for converting the shape of the arc specified by the arc specifying means by the magnification of the light receiving lens
Function as
The arc specifying means,
Straight line portion specifying means for specifying two straight line portions based on the coordinate value of a predetermined edge point indicating two straight line portions that are continuous with the circular arc across the circular arc of the round shape portion;
A midline specifying means for specifying a midline that is a straight line that bisects the angle formed by the extension lines of the two specified straight portions intersecting each other with the arc interposed therebetween,
An intersection specifying means for specifying, as an intersection, a point at which the identified middle line intersects the arc;
A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. Means for identifying the center point,
A base point specifying means for specifying, as a base point, a point where a straight line passing through the center point is orthogonal to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion; and
Means for identifying the arc based on at least two points of the center point, the base point, and the intersection point
A computer program that functions as a computer program .
前記座標値取得手段を、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する手段として機能させることを特徴とする請求項7に記載のコンピュータプログラム。 Causing the image measuring device to function as an area designating unit for designating an edge detection area including the vicinity of the intersection;
Claims, characterized in that to function as means for acquiring a coordinate value of a predetermined edge point, including the intersection point indicating the arc portion of the coordinate value obtaining means, the region designation means the edge detection area specified by Item 8. The computer program according to Item 7.
前記中線上の点であって、該点と前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線との距離と、前記交点と前記点との距離とが等しい点を、前記円弧の中心点として特定する中心点特定手段、及び
前記中心点を通る直線が前記2本の直線部分又は該直線部分の延長線と直交する点を基点として特定する基点特定手段
として機能させ、
前記領域指定手段を、前記基点を両端とする円弧を含むエッジ検出領域を指定する手段として機能させ、
前記座標値取得手段を、前記領域指定手段で指定されたエッジ検出領域内の円弧部分を示す前記交点及び前記基点を含めた所定のエッジ点の座標値を取得する手段として機能させることを特徴とする請求項8に記載のコンピュータプログラム。 The previous Symbol arc specific means,
A point on the middle line, and a point where the distance between the point and the two straight line portions or an extension line of the straight line portion is equal to the distance between the intersection and the point is defined as a center point of the arc. Center point identifying means for identifying, and
Base point specifying means for specifying, as a base point, a straight line passing through the center point is perpendicular to the two straight line portions or an extension line of the straight line portion.
Function as
The area specifying means functions as means for specifying an edge detection area including an arc having both ends of the base point,
The coordinate value acquisition means functions as means for acquiring the coordinate values of a predetermined edge point including the intersection and the base point indicating the arc portion in the edge detection area designated by the area designation means. The computer program according to claim 8 .
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