JP7576564B2 - 複数の製造物体のインライン寸法制御のための方法及び設備 - Google Patents

Description

本発明は、複数の物体のシリーズを構成する複数の製造物体の寸法のＸ線検査の分野に関する。

本発明は、より具体的には、複数の直線寸法の、つまり、例えば、容器、成型又は機械加工部品、機械部品、梱包用容器、車体要素などの一般的な意味での製造物体が有する複数の長さの、Ｘ線測定値を得ることを目的とする。

従来技術により、Ｘ線による複数の物体の寸法検査を可能にする様々な技術が知られている。手荷物検査システムも知られているが、これは、既知の複数の物体の寸法の測定ではなく、ほぼランダムな配置、形状及び量の禁制物又は禁制材料の検出を意図している。

例として、コンピュータ断層撮影又はＣＴ（コンピュータ・トモグラフィー）を含む軸回転システムが知られている。この従来の方法は、J.P.Kruthらによる「寸法計測のためのコンピュータ・トモグラフィー」という記事に記載されている。

それは、Volume 60, Issue 2, 2011, Pages 821-842に記載されており、また、例えばベアト（Werth Messtechnik）社又はゼネラル・エレクトリック社が販売している断層撮影装置に実装されている。この方法は、Ｘ線発生管とマトリクス又はリニアＸ線イメージセンサとの間で、垂直軸周りのターンテーブル上に物体を配置することを含む。回転中に、非常に多数（少なくとも１００、多くの場合６００以上）の２Ｄ放射線画像が取得される。イメージセンサがマトリクスイメージセンサの場合、そのビームは円錐状である。イメージセンサがリニアである場合、そのビームは、その回転軸に直交する平面における扇（扇状ビーム）内に有利に制限され、ヘリカル型のフルスキャンの場合、回転は、回転の垂直軸に沿った並進を伴う。この技術により、高精度の三次元測定が提供されうる。ただし、最速のシステムでも、少なくとも１分の取得時間を要し、これに複数の物体の上げ下ろし時間が追加されるので、１時間あたりに検査されるのは最大１０から３０の物体である。

回転ガントリーと呼ばれる別の解決策が、例えば、ゼネラル・エレクトリック社から「スピードスキャンＣＴ６４」という商品名で知られる装置によって提供されている。一部の３Ｄ手荷物用のスキャナと同様に、この解決策の概念は、線源、物体及びイメージセンサの間の相対的な動きという点で、医療用画像断層撮影装置に似ている。実際、コンベヤ上に配置された複数の製造物体又は手荷物は、上記機器内を並進する。それらは、その移動方向に直交する投射平面を通り抜ける。上記平面を含む円形のガントリーにおいて、Ｘ線源及びこの線源の反対側にある一般的に湾曲したイメージセンサは、移動の中心軸周りを回転し、これにより、１スライスずつ又はヘリカルスキャンによって、３Ｄ再構築のために必要な複数の投射が、例えば「フィルタ補正逆投影」法又はＡＲＴ法を実行するアルゴリズムによって、得られる。これらの機器の目的は、ガントリーの各回転で非常に多数の投射、例えばスライス毎に１００、さらには７００から１０００の画像の取得を可能とすることである。複数の物体の３Ｄ再構築は、例えば１スライスずつ行われる。実際には、スライスの任意の点で減衰量を特定して、物体の移動中に得られた複数のスライスを連結することにより、物体の任意の体積要素の減衰量の値が得られる。

提供される多数の画像のおかげで、これらの垂直軸回転又は回転ガントリー機器が非常に正確である場合、これらの機器は高価で低速であるので、現実面ではオフライン検査のために取っておかれている。１ｍ/ｓの走行で毎分６００物品に達しそれを超えることができる速度でのインライン寸法検査には適していないからである。

特許出願DE 10 2014 103137には、断層像密度検出器のシステムを使用して、加工部品の幾何学的特性を特定する方法が記載されており、当該方法は、Ｘ線源と、平面検出器と、上記部品を回転させるための又は上記Ｘ線源及び上記検出器を回転させるための機械軸とを含む。

上記方法によれば、回転中に複数の放射線画像が取得され、その表面のモデルを使用して表面の図形が確保される。このような方法は、計算時間を短縮するために、体積データ再構築ステップの実行を回避する。このような技術では、製造された複数の部品を高速で測定することは不可能である。１つの部品をターンテーブルに上げてから、少なくとも１８０°回転させ、その後、別の部品の検査のために下ろす必要があるからである。

回転ガントリーに搭載された上記管とイメージセンサの欠点を克服するために、特許US 8 971 484には、回転システムが複数の固定マルチビームＸ線源の配列に置き換えられた手荷物検査システムが記載されており、上記配列は、異なる投射角度で多数の放射線画像を提供するための複数のＸ線源の仮想変位を引き起こすために連続的に作動する。１秒あたり４回転に制限されている物理的回転システムと比較すると、「仮想回転」の数は１秒あたり４０回転に増加している。ラピスキャン・システムズ社のラピスキャンＲＴＴの商品名で知られる機器によって実行されるこの技術によれば、仮想回転が約４０の異なる投射角度を提供することを考慮すると、複数の手荷物の何万もの２Ｄ画像を作成することによって、１時間あたり１２００の手荷物を検査することができる。

この技術は、Ｘ線マルチ源の価格の高さと、非常に大量のデータを処理するのに必要とされる計算能力のせいで、非常に高価であることが判明している。加えて、その検査速度は依然として制限されており、インライン検査には適していない。

特許US 7 319 737及びUS 7 221 732は、デジタル断層撮影又はトモシンセシスと呼ばれる技術によって複数の手荷物を検査することを提案している。複数の手荷物は、扇状ビームと呼ばれる一連の円錐形投射平面を通り抜け、各投射平面には、Ｌ字型に配置された１対のリニアイメージセンサが含まれる。これらの技術は、様々な形状の物体及び材料を含む手荷物内の武器又は爆発物を、手荷物内のそれらの３Ｄ位置を視覚化することによって、かつ、例えば疑わしい製品の体積を評価することによって、捜索することを意図している。上記材料の原子番号をも特定するために、マルチスペクトル技術を使用するのは一般的なことである。したがって、これらのシステムでは、手荷物の任意の点で減衰量値を特定しようとする。一方、これらのシステムにより、品質検査の目的のために複数の製造物体の寸法を高速かつ正確に特定することは不可能である。

特許出願JP S60 260807は、それぞれが複数のセンサと関連付けられている１つ又は複数の焦点に由来するＸ線による測定を使用して、自身の軸に沿って並進で動かされる管の壁の厚さを測定することを提案している。複数の焦点及び複数のセンサは、管の移動方向に直交する平面に沿って複数の放射線投射を生成するように配置されている。したがって、複数の放射線投射は、管の対称軸に直交する投射平面と同一平面上にある。これらの放射線投射の方向は、上記移動方向に対して直角（９０°）をなす。この技術により、管の内表面及び外表面を完全に知ることは不可能である。この特許出願に記載される方法では、投射方向における管の２つの壁の累積厚さのみが測定可能であり、他の複数の方向において正確な測定が行われることを可能とする管の三次元モデルの再構築はなされない。

同じように、特許US 5 864 600には、容器輸送コンベヤのいずれかの側に横方向に配置されたＸ線源とセンサとを使用して、容器の充填レベルを特定する方法が記載されている。この文献は複数の容器の三次元モデリングを提供していないため、このシステムでは、横方向に配向されていない表面に対して測定を行うことが不可能である。

特許出願US 2009/0262891には、コンベヤによって並進移動させられた複数の手荷物内に置かれた複数の物体を、Ｘ線によって検出するためのシステムが記載されている。このシステムは、複数のパルス発生管又は走行方向に平行な寸法の大きいセンサを含む。この文献は、物体を再構築する方法を提供しているが、移動方向における投射の欠如により、移動方向に直交する方向における寸法の測定が不可能であるため、満足のいくものではない。ある角度セクタにおける放射線投射の欠如により、正確な測定を確保するのに適したデジタルモデルを作成することが不可能となっている。

特許出願DE 197 56 697には、特許出願US 2009/0262891と同じ欠点を有する装置が記載されている。

特許出願WO 2010/092368には、放射線源及び３つのリニアセンサを使用して、並進移動している物体をＸ線によって視覚化するための装置が記載されている。

特許出願US 2010/220910には、理想物体を表す３Ｄ基準モデルを作成することによって、物体の異常を検出するための方法が記載されている。この方法は、実際の物体の取得された２Ｄ画像を上記基準モデルに対応する２Ｄ画像と比較して、そこから異常を推測することを意図している。この方法では、物体の正確な測定を行うことは不可能であり、作成された複数の２Ｄ画像においてのみ、よって複数の投射方向と直交する複数の方向のみにおいて、物体を検査することが可能である。

文献WO2018014138には、製造品の検査を行うための方法が記載されている。この方法は、ある品物の一連の放射線画像を取得すること、取得した各放射線画像についてその品物の外郭構造の三次元位置を特定すること、及びメッシュネットワークの形状で詳細な三次元モデル補正ループを行うことを含み、それは、その品物の特定された位置ごとにシミュレートされた放射線画像の生成、並びにシミュレートされた放射線画像と取得された放射線画像との比較及び一致結果の生成を反復的に含む。上記ペアリングの結果が不一致を示している場合、上記方法は、シミュレートされた放射線画像と取得された放射線画像との差異の識別及び材料密度又は三次元構造に関するそれらの原因の特定、識別されかつ特徴付けられた差異のそれぞれに基づく品物の詳細な三次元モデルの対象領域の構造及び材料密度のうちの１つの修正、並びに新たな反復の実行を含む。したがって、この文献は、三次元モデル補正ループ、つまり、３Ｄ幾何学的形状の実行に基づいて機能するので、かなりの計算を要する。加えて、この文献は、この三次元モデル補正ループを可能にするために、画像の連続的なシーケンスを定義する少なくとも約２５の放射線画像、好ましくは約１００の放射線画像を実行する必要があることを教示しており、各画像は品物に固有の視野角を提供する。

J.P.Kruthらによる出版物である「寸法計測のためのコンピュータ・トモグラフィー」CIRP ANNALS, vol. 60, no. 2, December 31, 2011, pages 821-842, ISSN: 0007-8506, DOI: 10.1016/J.CIRP.2011.05.0は、次元計測学に適用されるＸ線トモグラフィーの技術の概要を提供する。この文献には、特に、この技術の基本原理が、複数の投射画像の数学的再構築が３Ｄボクセルモデルの元となることを意味していること、そして、部品（セグメンテーション）の複数のエッジの検出のための、かつ、寸法測定のための、ボクセルデータの後処理を含むことが示されている。この文献にはまた、この技術の基本原理が、自身の軸を中心とする物体の回転を含むことが示されている。

文献US2009/262891には、幾何学的再構築ではなく標準的な画像化を行うシステムが記載されているが、かなりの角度サンプリングが必要であるので、物体の軌道方向に非常に多数のユニットセンサ要素が必要となる。したがって、物体の軌道方向に配向された複数の線に沿った高密度の複数の「フォトサイト」を含む複数の平面検出器が必要となる。換言すると、フィルタ処理された背面投射アルゴリズムを使用する３Ｄ再構築システムは、物体の軌道方向に多くのユニットセンサ要素を必要とするので、ユニットセンサ要素の総数に関する要求が非常に厳しい。

本発明は、実行される安価な方法を提供することによって、及び高速で並進走行する複数の製造物体の正確な寸法のＸ線検査を可能にすることによって、従来技術の欠点を克服することを目的とする。特に、この方法は、妥当な価格の機器を用いて高い検査レートに到達するために、減らした計算量でそのような検査を可能とすることを目的とする。

断層撮影において、所定方向の周囲の放射線投射の欠如は、この方向に平行な複数の表面の再構築を妨げ、寸法検査のために、欠落している放射線投射に直交する寸法の測定ができなくなる「欠落境界」現象を発生させることが知られている。

したがって、本発明はまた、並進で移動する複数の物体について、放射線投射の数には制限があって複数の物体の搬送方向の周辺では得られないものの、正確で完全な三次元デジタルモデルを構築することによって、正確な測定を行うことを可能とする方法を提供することを目的とする。

本発明は、１シリーズの複数の製造物体の複数の直線寸法を自動的に測定する方法に関し、当該方法は、
複数の製造物体のシリーズを選択することと、ここで、複数の物体のそれぞれは、１つ又は複数の異なる部分からなり、部分の数は既知であって、かつ、各部分は、物体の部分の任意の点において均一な既知の減衰係数を有する材料で作られており、
輸送装置を用いて、搬送平面における直線軌道に沿った移動方向に複数の物体を輸送することと、ここで、これらの物体は、移動中に搬送体積を生成し、
搬送体積の外側に、Ｘ線発生管の少なくとも１つの焦点を配置することと、ここで、各焦点は、直線軌道に沿った移動方向に平行な同一の基準直線上に配列され、
搬送体積の外側に、関連付けられた焦点に由来する複数のＸ線に曝されかつ感度を持つ１つ又は複数のイメージセンサを配置することと、ここで、これらのＸ線は、少なくとも検査対象領域を通り抜けて、投射方向に沿った検査対象領域の放射線投射を各イメージセンサ上に生成し、
１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ，Ｃｉｋ）を使用して、移動中の各物体について、複数の一次元処理用放射線画像のセットを取得することと、ここで、各一次元処理用放射線画像は、基準直線を含む断面平面（Ｐｋ）に沿った物体の断面の投射を含み、
ここで、上記セットは、
基準直線を含むいくつか（ＮＫ）の異なる断面平面（Ｐｋ）についての一次元処理用放射線画像と、
異なる各断面平面（Ｐｋ）についての、検査対象領域のいくつか（ＮＰ）の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）と、ここで、一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）は、上記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られ、
を含み、
各測定対象物体について、かつ、異なる各断面平面（Ｐｋ）について、コンピュータシステムを使用して、検査対象領域の複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）から、検討された断面平面（Ｐｋ）における物体の描写を特定することと、ここで、上記描写は、上記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られ、
測定対象物体について、異なる各断面平面における物体の複数の描写から、測定対象物体の検査対象領域の直線寸法の少なくとも１つの測定値を特定することと、
を備える。

任意であるが互いに組み合わせることが可能な本発明に係る方法の他の特徴が、以下の段落に記載される。

物体の描写は、物体の複数の境界表面の断面平面との交差部分を表す曲線又は複数の曲線のセットを含みうるか、又は上記曲線又は上記曲線のセットによって構成されうる。

物体の描写の上記曲線又は各曲線は、パラメトリックシステムによってモデル化された平面曲線でありうる。

断面平面における物体の描写の特定は、断面平面における物体の推測的描写からのカーブフィッティングアルゴリズムを含みうる。

断面平面における物体の描写の特定は、非線形回帰型のカーブフィッティングアルゴリズムを含みうる。

断面平面における物体の描写の特定は、反復的カーブフィッティングアルゴリズムを含み、上記反復的カーブフィッティングアルゴリズムは、
第１反復ランクの計算された描写として、断面平面における物体の推測的描写を検討することと、
その後、反復的に、
断面平面における物体の所定の反復ランクの計算された描写から、検査対象領域の少なくとも３に等しい数のシミュレートされた一次元放射線画像を計算することと、ここで、上記計算は、断面平面における複数の一次元処理用放射線画像の取得に使用された少なくとも３つの異なる投射方向に沿った断面平面においてなされ、
複数のシミュレートされた一次元放射線画像を上記複数の一次元処理用放射線画像と比較することと、
上記複数のシミュレートされた一次元放射線画像の上記複数の一次元処理用放射線画像との比較が予め定義された最適化基準に達するまで、上記比較に応じて、計算された描写をより高い反復ランクの計算された描写へ修正することと、
を含む。

上記方法は、
複数のイメージセンサを使用して、移動中の各物体について、検査対象領域の少なくとも３に等しい数の二次元放射線画像を取得することと、ここで、二次元放射線画像のそれぞれは異なる投射方向に沿って得られ、
上記複数の二次元放射線画像において、複数の一次元処理用放射線画像を抽出して、複数の一次元放射線画像のセットを形成することと、
を含みうる。

物体の一次元処理用放射線画像は、物体の移動中、焦点とポイントイメージセンサとの間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、ポイントイメージセンサを使用して取得された点像のサンプリングによって形成されうる。

上記方法は、測定対象物体について、コンピュータシステムを使用して、かつ、異なる複数の断面平面のそれぞれにおける物体の複数の描写から、検査対象領域の三次元デジタル幾何モデルを構築することを含むことができ、上記三次元デジタル幾何モデルは、
それぞれが物体の検査対象領域の境界表面に属する空間内の複数の三次元点、
及び／又は検査対象領域の少なくとも１つの三次元表面、
を備える。

測定対象物体について、異なる各断面平面における物体の複数の描写から、測定対象物体の検査対象領域の少なくとも１つの直線寸法の測定を特定することは、検査対象領域の三次元デジタル幾何モデルの少なくとも２つの三次元点の間の距離を特定することを含みうる。

上記方法は、各断面平面について、断面平面における物体の推測的描写をコンピュータシステムへ提供することを含みうる。

複数の推測的描写は、
上記シリーズの複数の物体のコンピュータ支援設計デジタルモデルによって、
及び／又は測定装置による同じシリーズの１つ又は複数の物体の測定から、
及び／又はコンピュータシステムのマンマシンインターフェース上のオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状から、
得られうる。

上記方法は、上記シリーズの検査対象領域の推測的三次元幾何モデルをコンピュータシステムへ提供することを含みえ、上記推測的三次元幾何モデルは、
上記シリーズの複数の物体のコンピュータ支援設計デジタルモデル、
及び／又は測定装置による同じシリーズの１つ又は複数の物体の測定から得られたデジタル幾何モデル、
及び／又はコンピュータシステムのマンマシンインターフェース上のオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状からコンピュータシステムによって生成されたデジタル幾何モデル、
によって得られうる。

上記方法は、搬送平面に１つ又は複数の焦点を配置することを含みうる。

上記方法は、１つ又は複数のイメージセンサを使用して、移動中の上記シリーズの物体について、かつ、物体の検討された各断面平面について、検討された断面平面において４５°以上９０°以下、有利には６０°以上９０°以下の有効角度を定義する複数の投射方向に対応する検査領域の少なくとも２つの一次元処理用放射線画像を取得することを含みうる。

上記方法は、１つ又は複数のイメージセンサを使用して、移動中の上記シリーズの物体について、かつ、物体の検討された各断面平面について、移動方向に対して０°から６０°をなす開き角度を有し、搬送平面に投射をもたらす投射方向に対応する検査領域の少なくとも１つの放射線画像を取得することを含みうる。

上記方法は、１つ又は複数のイメージセンサを使用して、移動中の上記シリーズの各物体について、移動方向に対して１０°未満をなす開き角度を有する投射方向に対応する検査領域の放射線画像を取得することを含まなくともよい。

上記方法は、１つ又は複数の焦点に由来し、かつ、複数のイメージセンサに到達する複数のＸ線が別の物体を通り抜けないように、物体の検査領域の放射線投射を実行すること及び取得することを含みうる。

上記方法は、移動中の上記シリーズの各物体について、かつ、各断面について、異なる複数の投射方向の検査対象領域の３から４０の範囲の放射線投射に由来する、好ましくは、異なる複数の投射方向の検査対象領域の４から１５の範囲の放射線投射に由来する、複数の一次元処理用放射線画像を取得することを含みうる。

いくつかの実施形態では、複数のイメージセンサは、少なくとも３つの物理センサ要素の一部を構成していてもよく、少なくとも３つ物理センサ要素のそれぞれはリニアタイプであり、それぞれが支持直線に沿って分布した複数のＸ線感応素子の直線配列を含み、焦点とともに投射方向を含む投射平面を定義し、これらのイメージセンサは、
これらの物理センサ要素のそれぞれの少なくともｍ個の感応素子が、焦点に由来するＸ線ビームによって検査対象領域の放射線投射を受け取り、
異なる複数の物理センサ要素についての複数の投射平面が互いに異なり、かつ、搬送平面に平行ではなく、
少なくとも３つのリニア物理センサ要素のそれぞれを使用して、軌道に沿った各物体の増分変位毎に、検査対象領域の複数の一次元放射線画像が、各物体について、検査対象領域の全体が、複数の一次元放射線画像のセットに完全に表されるように選択された数に従って取得され、
検査対象領域の複数の一次元放射線画像の少なくとも３セットが各物体について分析される、
ように配置されている。

本発明はさらに、１シリーズの複数の製造物体の少なくとも１つの検査対象領域の複数の直線寸法を自動的に測定するための設備に関し、上記設備は、
搬送平面における直線軌道に沿って、変位ベクトルによって具体化された方向に複数の物体を輸送するための装置と、ここで、複数の物体は、移動方向に延びる搬送体積を通って走行し、
通過された体積の外側に配置されたＸ線発生管の少なくとも１つの焦点であって、物体の少なくとも１つの検査対象領域を通り抜けるように向けられた発散Ｘ線ビームを生成する焦点と、ここで、各焦点は、直線軌道に沿った移動方向に平行な同一の基準直線上に配列され、
関連付けられた焦点に由来する複数のＸ線を受け取るように搬送体積の外側に配置された複数のイメージセンサと、ここで、１つ又は複数の焦点及び複数のイメージセンサは、焦点に由来する複数のＸ線によって、物体がこれらのＸ線を通り抜けるとき、各イメージセンサが検査対象領域の放射線投射を受け取るように配置されており、これらの放射線投射の投射方向は互いに異なっており、
移動中の各物体について、複数の一次元処理用放射線画像のセットを取得するように、複数のイメージセンサに接続された取得システムと、
ここで、上記セットは、
基準直線を含むいくつかの異なる断面平面についての複数の一次処理用放射線画像と、
異なる各断面平面についての、検査対象領域のいくつかの一次元処理用放射線画像と、ここで、これらの一次元処理用放射線画像は、断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向に沿って得られ、
を含み、
異なる各断面平面について、少なくとも３つの一次元処理用放射線画像から、検討された断面平面における物体の描写を特定するように構成された、コンピュータシステムと、
を備える。

任意であるが互いに組み合わせることが可能な本発明に係る設備の他の特徴が、以下の段落に記載される。

上記設置は、直線軌道に沿った移動方向に平行な同一の基準直線上の２つの異なる位置に別々に配置された、少なくとも２つのＸ線発生焦点、及び少なくとも３つのイメージセンサを含むことができ、これらのイメージセンサは、複数のＸ線に感度を持ち、かつ、
各焦点が、少なくとも前記検査対象領域を通り抜けて少なくとも１つの関連付けられたセンサに到達するように、そのビームを放出し、
各センサが、焦点に関連付けられ、かつ、その焦点に由来して検査対象領域を通り抜けた後の複数のＸ線を受け取る、
ように配置されている。

上記設置は、９０°以上の開きを持つ発散Ｘ線ビームが得られる少なくとも１つの焦点、又は開きの合計が９０°以上であり、複数の発散Ｘ線ビームが得られる少なくとも２つの焦点を含みうる。

上記設置は、搬送平面に配置された少なくとも１つの焦点を含みうる。

少なくとも１つの焦点及び２つのイメージセンサは、それらが受け取る検査領域の複数の投射方向が、それらの間に４５°以上９０°以下、有利には６０°以上９０°以下の有効角度を有するように配置されうる。

少なくとも１つの焦点及び１つのイメージセンサは、物体が複数のセンサの視野を通り抜けるとき、イメージセンサ上の検査領域の投射方向が、移動方向）に対して１０°から６０°をなす開き角度を有するように配置されうる。

Ｘ線発生管の焦点が通過された体積に配置されておらず、かつ、イメージセンサが搬送体積に配置されていないので、イメージセンサ上の検査領域の投射方向が、移動方向で１０°未満の開き角度をなすことはない。

複数のイメージセンサ及び複数の焦点は、１つ又は複数の焦点に由来し、かつ、複数のイメージセンサに到達して物体の領域を通り抜ける複数のＸ線が、一度に別の物体を通り抜けないように配置されている。

上記設置は、１つ又は複数のＸ線発生管に由来する、１つから４つの焦点を含みうる。

複数のイメージセンサの及び関連付けられた複数の焦点の数及び配置は、移動中の上記シリーズの各物体について、複数のイメージセンサ上の検査対象領域の複数の放射線投射が、３から４０の範囲の異なる投射方向、好ましくは４から１５の範囲の異なる投射方向を有するようになっている。

複数のイメージセンサは、リニアタイプの複数の物理センサ要素の一部を構成しうる。各要素は、支持直線に沿って分布した複数のＸ線感応素子の直線配列を含み、関連付けられた焦点で投射方向を含む投射平面を定義し、これらのイメージセンサは、
これらの物理センサ要素のそれぞれの少なくともｍ個の感応素子が、関連付けられた焦点に由来するＸ線ビームによって検査対象領域の放射線投射を受け取り、
異なる複数のセンサについての複数の投射平面が互いに異なり、かつ、搬送平面に平行ではない、
ように配置されている。

いくつかの実施形態では、少なくとも３つのリニアイメージセンサの支持直線は、互いに平行である。

いくつかの実施形態では、少なくとも３つのリニア物理センサ要素の支持直線は、搬送平面に直交している。

図１は、インラインで走行する複数の物体の寸法のＸ線測定が可能な設備を示す概略的な上面図である。 図２は、物体の寸法のＸ線測定が可能な設備の一部を示す概略的な斜視図である。 図３は、図１及び２のタイプの設置をより一般的に示す概略的な斜視図である。 図４は、直線移動中の複数の物体によって通過された又は生成された体積を示す概略的な斜視図である。 図５は、２つのＸ線発生焦点を含む本発明に係る設備の例示的な実施形態を示す概略的な上面図である。 図６は、図５に示された設備の概略的な横断立面図である。 図７は、２つの投射方向の間の有効角度の定義を説明する概略図である。 図８は、２つの投射方向の間の有効角度の定義を説明する概略図である。 図９は、複数の検査対象物体の移動に対する複数のイメージセンサの配置の別の例を示す概略的な斜視図である。 図１０は、複数のマトリクスイメージセンサを実装する本発明に係る設備の別の例示的実施形態の概略図である。 図１１は、２つのマトリクスイメージセンサに対応する２つの異なる区域が表示されている複数のＸ線感応素子のマトリクスの図である。 図１２は、断面平面における描写を決定するための方法のフローチャートである。 図１３は、本発明に係る方法のフローチャートである。

先立って、本発明の範囲内で使用される用語のいくつかの定義を以下に示す。

Ｘ線発生管の焦点Ｆｊは、点Ｘ線源、好ましくは、例えば０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲の直径を有する「マイクロ焦点」であって、発散Ｘ線ビームを生成する。任意のタイプの点又は点とみなすことができるＸ線源を使用することが可能である。

イメージセンサの感応素子は、Ｘ線感応素子、換言すると、例えば０．２×０．２ｍｍ又は０．０２×０．０２ｍｍの寸法の基本表面であって、受け取ったＸ線を電気信号に変換する。一般に、Ｘ線用のイメージセンサの感応素子は、Ｘ線を可視光線に変換するシンチレータと、その後可視光線を電気信号に変換する光電センサとを含む。Ｘ線を電気信号に直接変換する技術もある。画素は、サンプリングされた画像における点の基本値を指定し、例えば０と最大値との間のそのグレーレベルによって特徴付けられる。例えば、１２ビットのデジタル画像について、画素は０から４０９５の範囲のデジタル値を取る。

複数の放射線画像を読取る又は取得するためのシステムは、１つ又は複数のＸ線感応表面を、つまり、以下の説明においては、通常はコンピュータによって実行され、かつ、コンピュータシステムＳＩによって定められた分析システムに送信されるべき電気信号にＸ線を変換する１つ又は複数の感応素子を含む複数の表面を含む。同一の感応表面区域に属する複数の感応素子のセットに由来する複数の信号は、取得装置によって取得され、かつ、コンピュータシステムに一緒に送信され、放射線画像を形成する。コンピュータシステムによって分析されるために、複数の放射線画像は、感応表面に可能な限り近いか、例えば感応区域を含む物理センサ要素に統合された電子回路において、あるいは、離れて、例えばコンピュータシステムＳＩに可能な限り近くで、又はコンピュータシステムＳＩによって、複数のデジタル放射線画像に好ましくは変換される。

コンピュータシステムＳＩは、その例が図３に象徴的に示されているが、少なくとも１つの標準的コンピュータの形式で構成されうる。したがって、コンピュータシステムＳＩは、少なくとも１つのマイクロプロセッサ、１つ又は複数の電子記憶ユニット及び１つ又は複数のディスプレイ（スクリーン、プロジェクタ、ホログラフィックディスプレイなど）、入力装置（キーボード、マウス、タッチパッド、タッチスクリーンなど）、及び／又は通信（ＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など）インターフェースを含む。コンピュータシステムは、ネットワークの１つ又は複数の他のコンピュータと、又は他のネットワークと、例えばインターネット又はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）プロトコルによって、データを共有するコンピュータネットワークを含みうる。複数のイメージセンサへの疑う余地のない接続に加えて、コンピュータシステムは、設備の状態に関する情報を提供する複数のセンサに、及び／又は設備の複数のアクチュエーター（コンベヤ、エジェクタなど）に接続されうる。コンピュータシステムは、そこから運転データを取得するために、及び／又はその検査を確実に行うために、有利には１つ又は複数のＸ線管に接続されうる。コンピュータシステムは、１つ又は複数のリモートコンピュータサーバー上への実装を含む、局所的又は遠隔的に保存及び／又は実行された１つ又は複数のソフトウェアを実装する。この又はこれらのソフトウェアは、好ましくは、本発明に係る方法を実行するようにプログラムされた１つ又は複数のソフトウェアを含む。

焦点Ｆｊに由来する複数のＸ線ビームは、少なくとも１つの検査領域を通り抜けて、感応表面上に検査領域の放射線投射を生成する。放射線投射は、放射画像と呼ばれることもあり、通過された材料による複数のＸ線の減衰量の情報を含む。

検査領域の放射線投射を受け取るＸ線感応表面区域は、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋと呼ばれる。イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、関連付けられた焦点Ｆｊに由来する複数のＸ線に曝される。イメージセンサは、この放射線投射を、検査領域の放射線画像に変換する。

イメージセンサＣｉに対応する感応表面区域が、支持直線の線分に沿って分布された複数の光感応素子の単列を含むとき、センサの積分時間（取得時間とも呼ばれる）で取得された放射線画像は線形、つまり一次元であり、一次元値テーブルを形成する複数の画素の列から構成される。この場合、イメージセンサＣｉｋはリニアセンサと呼ばれる。複数の感応素子の単列を含む感応表面区域は、リニアイメージセンサを構成し、それゆえ支持直線の線分に沿って分布された複数の感応素子の直線配列を含む。この定義によれば、感応マトリクス表面に属する一直線に並べられた複数の感応素子（対角線又は別の傾斜線に沿ったものを含む）の段又は列又は任意のセットは、リニアイメージセンサとみなされる。同一表面の複数の感応表面区域は、それぞれが複数の感応素子の単列を含み、異なる複数の区域の複数の列は異なっており、したがって、複数のリニアイメージセンサを構成する。

イメージセンサＣｉに対応する感応表面区域が複数の光感応素子の二次元マトリクスを含むとき、センサの積分時間で取得された放射線画像は、マトリクスであり、つまり、二次元値テーブルを形成する複数の画素のマトリクスから構成される二次元画像である。この場合、イメージセンサＣｉは二次元センサ又はマトリクスセンサと呼ばれる。

イメージセンサＣｉｋに対応する感応表面区域が単一の光感応素子を含むとき、センサの積分時間で取得された放射線画像は、点像と呼ばれ、単一の値を有する画素から構成される。よって、イメージセンサＣｉｋはポイントセンサと呼ばれる。

本発明の範囲内で、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘに、物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘの一部に、又は複数の物理センサ要素のアセンブリ又は複数の物理センサ要素の一部に対応しうる。物理センサ要素は、１つ又は複数の感応素子を含み、多数ある場合には互いに固定され、かつ、そのすべての感応素子について、コンピュータシステムと共通の接続インターフェースを含む要素である。共通の接続インターフェースは、アナログ又はデジタルでありうる。共通の接続インターフェースは、一般に、物理センサ要素の統合された電子回路の一部を構成する。複数の感応素子Ｃｉｋを含む物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘにおいて、複数の感応素子は、変更可能ではなく、一般に平面であるが湾曲しているものもある線に沿って又は固定表面に沿って配列される。物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘは、複数の光感応素子の列を含むとき、リニアセンサ要素と呼ばれる。物理センサ要素は、光感応素子の二次元マトリクスを含むとき、二次元又はマトリクスセンサ要素と呼ばれる。物理センサ要素は、単一の光感応素子を含むとき、ポイントセンサ要素と呼ばれる。

したがって、本発明の範囲内で、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、複数のＸ線を電気信号に変換する１つ又は複数の感応素子Ｃｉｋのセットであり、感応素子は物理要素であることが理解される。複数の物理感応要素のこのセットは、物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘに対応してもよく、対応しなくてもよい。

本発明では、物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘによって取得された複数の放射線画像と、複数の描写の計算のためのコンピュータシステムによって使用された複数の処理用放射線画像とを区別することが可能となる。処理用放射線画像は、物理センサ要素によって取得された放射線画像に、物理センサ要素によって取得された放射線画像の一部に、又は１つ又は複数の物理センサ要素によって取得された複数の画像のアセンブリ又は複数の放射線画像の一部に、対応しうる。特に、物体の一次元処理用放射線画像は、物体の移動中、焦点と感応素子との間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、固有の所定の感応素子Ｃｉｋを使用して取得された点像のサンプリングによって形成されうる。この感応素子Ｃｉｋは、ポイント物理センサ要素に対応してもよく、リニア物理センサ要素に属してもよく、二次元又はマトリクス物理センサ要素に属してもよい。同様に、物体の二次元処理用放射線画像は、物体の移動中、焦点とリニアセンサとの間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、リニアイメージセンサＣｉｋを使用して取得されたリニア画像のサンプリングによって形成されうる。リニアイメージセンサＣｉｋは、リニア物理センサ要素に対応してもよく、二次元又はマトリクス物理センサ要素に属してもよい。サンプリングによって形成された画像は、時間の経過とともに連続して取得された複数の画像の並置に対応する。放射線画像について、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋとは、焦点Ｆｊから始まり、画像を取得するために実装されたイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋの中心を通り抜ける、つまり、焦点とイメージセンサとの間の物体の移動中の取得時に検査領域の放射線投射を受け取る複数のＸ線に感度を持つ区域の中心を通り抜ける、配向方向又はベクトルである。関連付けられたイメージセンサと焦点のペアについて、投射方向は、イメージセンサの中央に到達する焦点に由来するベクトルである。複数のイメージセンサの配置は、感応表面が投射方向と平行にならないようになっている。イメージセンサの感応表面が、関連付けられた焦点で定義された投射方向に直交していることが有利な場合がある。ただし、これは必須ではなく、例えば同じ物理センサ要素の感応表面が、複数の感応区域を含み、それぞれがイメージセンサを形成し、各画像キャプチャに連携している場合、それぞれが異なる焦点を持っているので、複数の投射方向は異なる。

したがって、物体の移動中、焦点と感応素子との間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、感応素子Ｃｉｋを使用して取得された点像のサンプリングによって形成される物体の一次元処理用放射線画像について、投射方向Ｄｊｉｋは、焦点Ｆｊから始まり、実装された感応素子の中心を通り抜ける配向方向に対応する。

したがって、リニアイメージセンサＣｉｋを使用してセンサの単一の積分時間中に取得された、物体の一次元処理用放射線画像について、投射方向は、焦点Ｆｊから始まり、実装されたリニアイメージセンサＣｉｋの中心を通り抜ける配向方向に対応する。したがって、得られたリニア処理用放射線画像に関連付けられた投射方向Ｄｊｉｋは、このリニアイメージセンサＣｉｋの積分時間に対応する画像の取得時に、焦点から始まり、リニアイメージセンサＣｉｋの支持直線の線分の中央を通り抜ける方向である。

したがって、物体の移動中、焦点とリニアイメージセンサとの間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、リニアイメージセンサＣＣｉを使用して取得されるリニア画像のサンプリングによって形成される物体の二次元処理用放射線画像について、投射方向Ｄｊｉは、焦点Ｆｊから始まり、実装されたリニアイメージセンサの中心を通り抜ける配向方向に対応する。

したがって、センサの単一の積分時間中に二次元イメージセンサＣｉ、ＣＣｉを使用して取得された、物体の二次元処理用放射線画像について、投射方向Ｄｊｉは、焦点Ｆｊから始まり、実装された二次元イメージセンサの中心を通り抜ける配向方向に対応する。

複数の放射線投射の投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋは、２つ１組の投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋが、少なくとも３度に等しい、好ましくは少なくとも５度に等しい、最小角度を一緒に形成する場合、異なるものとみなされる。

複数の感応素子のマトリクスを含む感応表面区域は、マトリクス又は二次元イメージセンサを構成し、マトリクスに分散された複数のＸ線感応素子のマトリクス配列を含む。図１０に示されるように、この定義によれば、より大きな感応表面Ｓｓに属する感応マトリクス表面Ｃ１、Ｃ１’も、マトリクスイメージセンサである。図１０のこの例では、感応表面Ｓｓは、マトリクス物理センサ要素ＣＣ１の感応表面に対応する。同じ表面を持つ複数の感応マトリクス表面Ｃ１、Ｃ１’は、場合によっては、取得装置によって別々に処理されうる。したがって、いずれにせよ、それらは、それぞれ異なる複数のマトリクス放射線画像Ｍ１、Ｍ１’を提供する複数のマトリクスイメージセンサを構成する（図１２）。マトリクス放射線画像Ｍ１、Ｍ１’にそれぞれ関連付けられた投射方向Ｄ１１、Ｄ１１’は、画像の取得時に、焦点Ｆ１から始まり、感応マトリクス表面Ｃ１、Ｃ１’の中央を通り抜ける方向である。したがって、複数のイメージセンサＣ１、Ｃ１’は非分離領域であり、時間的に順次作動しうる。

もちろん、当業者は、シンチレータプレートが放射画像を受け取り、それを可視光線に変換する輝度増幅器又は「スクリーンキャプチャカメラ」に基づく物理マトリクスセンサ要素の技術を使用できる。シンチレータの背面で見える画像は、シンチレータの発光範囲、一般には可視範囲において、かつ、必要に応じて対物レンズを備えた感度カメラによって撮影される。

本発明は、機械加工、成型、吹き込み成型、焼結、射出成型、押し出し成型によって得られた複数の物体又は上記方法の種類に応じて得られた複数の物体のアセンブリなどの１つ又は複数の材料から構成された複数の製造物体のシリーズに適用される。上記物体のそれぞれは、１つ又は複数の異なる部分から作られており、部分の数は既知であり、各部分は減衰係数μが既知で均一な、つまり、物体の検査対象領域の検討された部分の任意の点において同じ値を有し、かつ、好ましくは、上記シリーズの複数の物体について時間が経過しても一定であって同一である、材料から作られている。

いくつかの実施形態では、例えば、鋼又はアルミニウムの鋳造工場で製造された機械部品、ガラス瓶、プラスチック梱包用容器、これらは、単一材料物体と呼ばれる物体であってもよい。この場合、減衰係数μは既知で均一、つまり、物体の検査対象領域の任意の点において同じ値を有する。ただし、本発明は、複数の多材料物体に対して実行されうる。場合によっては、異なる材料が等しい減衰係数を有するので、物体の異なる部分への細分化は無視でき、物体は、減衰係数が均一であるという条件の下、検査領域全体にわたって均一であるという意味で、それが単一材料物体であるとみなすことができる。

ただし、本発明は、複数の多材料物体の直線寸法の測定のためにも実行されうる。したがって、そのような物体は、組成が均一な体積のアセンブリからなるとみなされ、組成が均一な各体積は物体の一部とみなされる。これらの体積、又は物体の部分は、複数の閉曲面で区切られる。本発明では、少なくとも物体の検査対象領域について、これらの部分の数が既知であるとみなされる。この数は、検査領域について数えることができ、計算の重要性を制限し、かつ、反復調整方法を使用する場合の収束を維持するために、好ましくは小さく、例えば５０未満、好ましくは２０未満、より好ましくは１０未満である。

好ましくは、物体のこれらの部分のトポロジー、すなわち特に関連するもの（共通の表面の存在、それらの間の異なる部分の包含又は除外の状況、並置及び相対的位置、共通の表面の存在など）の相対的位置、は既知である。これは、物体を通り抜けるＸ線は、異なるが既知の減衰係数を有する有限数の体積を通り抜け、したがって通り道は複数の線分に分割でき、各線分は物体の一部の複数の境界表面に属する２つの点を結合し、これらの線分の長さが事前に既知でなくても、一定の減衰の領域を通って走行するとみなされうるといっていることになる。各Ｘ線の減衰は、通過された連続する複数の線分の長さ及び各線分の減衰にのみ依存する。結果として、各放射線画像点における情報は、その構造が既知の検査領域の実際の複数の寸法に直接関連する。加えて、物体の構造、そして特にその異なる複数の部分の構造は、コンピュータによって事前に（測定前に）、物体の複数の境界表面と呼ばれる複数の閉曲面のセットから作られた図形によって記載されうる。物体の境界表面とは接触表面である。そのため、物体の１つ又は複数の外部境界表面を有することが可能であり、それぞれが周囲の空気と物体の一部の材料との接触面である。物体の１つ又は複数の内部境界表面を有することも可能であり、それぞれが物体の並置された２つの部分の２つの材料同士の接触面である。物体の内表面で区切られた内部空洞を含む中空物体の場合、内表面は、周囲の空気が閉じ込められる閉空洞の場合でも、物体の材料と周囲の空気との接触面であるので、内表面は物体の外部境界表面である。

材料の減衰係数μは、厳密には、波長λ又はＸ線のエネルギーに依存するスペクトル特性μ（λ）であることに留意されたい。この特徴は、Ｘ線源が固有の放出されたスペクトル組成を有する限り、必ずしも考慮される訳ではなく、減衰μは、選択されたＸ線源のスペクトルに対する材料の特徴とみなされうる。当業者はまた、上記ビームのスペクトル減衰又は強化を考慮に入れるための任意の方法を使用して本発明を遂行する方法を知っているであろう。

もちろん、低振幅の減衰係数μの局所的及び／又は時間的変動により、上記方法の実行は妨げられないが、その振幅によっては、上記設備で行われる測定の精度がわずかに又は大幅に低下する可能性がある。したがって、例えば、複数の物体の組成における変動、製造方法のパラメータにおける変動、環境条件の変更、又は複数のＸ線源の動作における変化に起因する、そのようなわずかな変動は、検証された物体の各部分における材料の減衰量の独自性及び不変性を考慮して、起こりうるとみなされる。一方で、本発明は、不均一な粒子及び減衰が画像の解像度よりも大きい限り、粒径の粗い礫岩、小石を有するモルタルなどの物体の不均一な部分には適用されない。本発明は、手荷物など、形状及び内容が事前に未知の物体の検査には適用されない。同じ理由から、本発明は、基準を満たす物体を除いて、一般に医用又は生体画像化には適用されない。

空気の減衰量は材料の減衰量と比較して無視できるほどであるとみなされうる。この場合、物体を通り抜けるＸ線ビームの減衰量は、一方では、放出されたＸ線スペクトルの上記均一な減衰量のみに依存し、他方では、通過された材料の累積厚さのみに依存するであろう。あるいは、すべての光線について、通過された空気の厚さが大きくかつ均一であるとみなされ、そのため、それは既知とみなされうる。空気による減衰量は、測定された減衰量の合計から差し引かれうる。そのため、例えば、任意に補正された各放射線画像におけるグレーレベルは、通過された材料の累積厚さの合計にのみ直接的に依存するとみなされうる。その結果、空気と物質との遷移部である複数の境界表面を正確に特定することが可能となる。

したがって、物体の複数の放射線画像のデジタル分析により、物体の複数の境界表面の特定の数の点の空間内の相対的位置を知ることができる。

各物体の複数の放射線画像のデジタル分析により、場合によっては、以下の説明ではデジタル幾何モデルと呼ばれる、各物体の三次元デジタル幾何モデルを構築することが可能となる。任意に、このデジタル幾何モデルは、単に複数の二次元デジタル幾何モデルの積み重ねでありうる。デジタル幾何モデルの作成とは、数学的な、図式的な及びデータ構造の用語における手法であって、この手法においては、複数の三次元物体は、コンピュータシステムのメモリ内においてデジタル形式で表現され、処理される。本発明が、これらの実施形態のいくつかにおいて、複数の放射線撮影物体と同じ数の三次元デジタル幾何モデルを特定することを可能であり、かつ、輸送システム上を走行する複数の物体の数と同じ数の放射線撮影物体が存在していてもよいとみなされるべきである。実際、本発明の特徴は、必要ならば、高速の場合を含めて、上記設備内を循環する複数の物体のそれぞれの測定を行うことを可能とすることである。

複数の放射線画像から直接、つまり体積モデルの計算を行うことなく、表面モデルを得ることが可能である。

表面モデリングにおいて、物体は少なくとも１つの三次元表面、特に、物体の材料と外部環境（通常は空気）との間の外部境界表面に対応する閉じた三次元配向表面、によって定義され、これにより、物体の内部及び外部の概念を理解することが可能となる。陰関数曲面、パラメータ化された曲面（平面部分、Ｂスプライン、ＮＵＲＢＳなど）のような表面には、様々なモデリングが可能であり、場合によっては、複数の曲線の配列によって制限される。単純なモデリングは三角形メッシュであり、それは、複数の四面体によって形成された体積の境界表面としてみなされうる。

三次元物体の断面、つまり物体と断面平面との交差部分により、断面平面における物体の描写を定義することが可能となる。物体の複数の三次元表面の断面、したがってその複数の境界表面の断面は、断面平面における１つ又は複数の二次元曲線を特定し、それらは、一緒になって、断面平面における物体の描写を形成する。一連の複数の切断平面におけるこれらの複数の二次元曲線の情報により、もちろん複数の断面平面の数に依存する精度で、複数の三次元表面の再構築が可能となる。

長さなどの直線寸法の測定を行うには、いくつかの手法がある。

表面方法と呼ばれる方法では、線分であって、その両端が直線と表面モデルの材料／空気の境界表面との交差部分である線分を計算することが可能である。最後に、混合方法は、体積モデルを表面モデルに変換することと、その後、上記第２の方法を適用することとを含む。

第３の方法は、１つ又は２つの二次元曲線の２点間の距離を、切断平面で特定することを含み、上記曲線は物質と空気との境界である。

三次元点とは、その座標が任意の基準軸内において、三次元空間で知られる点である。

これらの３つの上述の方法は、２つの三次元点の間の距離を特定して、直線寸法を特定する方法の例である。

本発明の１つの目的は、単純な複数の二次元放射線画像により可能とされていたよりも完全な測定を行うことである。実際、マトリクスイメージセンサを使用して、検査領域の投射に対応する二次元放射線画像を得て、「投射平面」と呼ばれる投射方向に直交する平面における複数の寸法を測定することは容易である。同様に、リニアイメージセンサを使用して、移動方向での移動中に取得された連続する複数の画像の列の並置により得られた検査領域の投射に対応する二次元放射線画像を得て、移動方向に平行な投射平面における複数の寸法を測定することは容易である。一方、本発明によれば、複数の投射平面に含まれず、複数の投射平面に平行でもない複数の方向における複数の直線寸法を測定できる。本発明に係る方法は、実際には、少なくとも３つの異なる投射方向における複数の放射線画像の組み合わせを処理する際に、実質的に全ての方向において複数の寸法を再構築及び測定することを含みうる。これは、物体の検査対象領域に含まれる境界表面に属する空間内の複数の三次元点の特定を可能にする任意の方法によって可能である。表面若しくは体積タイプの、又は複数の切断平面に基づく、検査対象領域の三次元モデルの再構築は、１つの取りうる方法である。実際、検査対象領域の三次元体積モデルから間接的に、及び、好ましくは検査対象領域の三次元表面モデルから、場合によっては上記領域の三次元モデルの複数の断面を特定することによって、複数の二次元放射線画像だけからでは測定不能な複数の方向に沿って分布した少なくとも２つの三次元点を、より好ましくは複数の三次元点群を、特定することが可能となる。

したがって、デジタル幾何モデルは、点、線分、曲面、表面のような複数の幾何学的要素で構成され、デジタル幾何モデルが、理想的な物体に比べてゆがみを有する実際の物体の構造の忠実な図形となるように、各要素を計算するために、実際の物体上の点を通り抜けたＸ線の少なくとも一部の減衰量を考慮することによって複数の放射線投射から計算される。換言すると、複数の幾何学的要素の座標は、複数の２Ｄ放射線投射のどれにおいてもこれらの幾何学的要素を区別することができない場合でさえも、上記座標が複数の放射線投射を補正したことを考慮することによって特定される。したがって、デジタル幾何モデル上の複数の寸法測定は、複数の放射線投射のどれにおいても区別することができない複数の幾何学的要素から、モデル化された各物体の複数の寸法の情報を与える。

結果として、本発明に係る方法の１つの利点は、各物体について、少なくとも２つの三次元点であって、それぞれが検査対象領域の境界表面に属する三次元点を含むデジタル幾何モデルを、これらの２つの点が投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面に配置されず、移動方向に平行な平面にも配置されない場合でも、特定することを可能とすることである。

もちろん、上記方法の利点は、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面以外の、かつ、移動方向に平行な平面以外の複数の方向における複数の測定値を提供することだけでなく、検査領域に分布された多数の測定値を、それゆえに、複数の一対の点の間で、多方向における寸法を提供することである。好ましくは、デジタル幾何モデルは、
それぞれが検査対象領域の境界表面に属し、かつ投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面に位置せず、かつ、移動方向Ｔと平行な平面に位置しない、空間内の少なくとも２つの三次元点、
及び／又は、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面に属さず、かつ、移動方向Ｔに平行な平面に属さない複数の点を含む、検査対象領域の少なくとも１つの三次元表面、
及び／又は、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面と異なり、かつ、上記移動方向に平行な平面と異なる平面に沿った、検査対象領域の少なくとも１つの断面、
から構成される。

「推測的」幾何モデルと呼ばれる幾何モデルは、複数の物体のシリーズのデジタル幾何モデルであって、物体のデジタル幾何モデルを構築するための再構築ソフトウェアの初期設定として機能する。その役割は主に、物体の形状、構造及び寸法、及び／又は計算によるモデル化対象物体の異なる複数の部分についての情報をコンピュータシステムに提供することである。ただし、この情報は、測定に必要な精度で物体を測定するには正確さが不十分である。

この情報により、特に、
複数の放射線画像から、材料のない空の画像空間の複数の領域における減衰量を、そこでは減衰量はゼロとみなされるため、推測的にモデル化しないこと、
及び／又は、
複数の放射線画像から、寸法の測定が行われるべき複数の表面のみを、モデル化すること、
及び／又は、
複数の放射線画像からモデル化された複数の表面と、複数の理論上の理想表面との間の偏差のみを特定すること、
が可能となる。

単一材料物体の場合、推測的幾何モデルの情報により、推測的モデルに応じた材料を含む画像空間の複数の領域における減衰値を、それは物体の製造材料の減衰値として知られているので、複数の放射線画像から特定しないことも可能である。

ただし、このモデルは上記物体とは無関係に知られており、非現実的な理論上の理想物体を表しているので、本発明によれば、推測的幾何モデルの測定値から物体の測定値は推測されないことを理解されたい。

図面から、より具体的には図１及び２から分かるように、本発明の目的は、高速走行で移動する複数の製造物体２の複数の直線寸法の測定を自動的に行うための方法の実行を可能とする設備１に関する。本発明は、複数の物体の品質の又は変形若しくは製造方法の質を検査するための、変形又は製造ステップの後の、複数の製造物体のシリーズの「インライン」検査と呼ばれる検査に関し、１シリーズの複数の物体は、本来ならば同一であるはずである。異ならせるための意図的な動作が取られない限り、複数の物体は、本来ならば同一であるはずである。ただし、変形又は製造における偶然のせいで、１シリーズにおいて、複数の物体のすべてが同一ではないことがよく知られている。

上記方法は、物体２のフローの走行レートに対して動作する。理想的には、設備１は、例えば毎分１００物体を超える、好ましくは毎分３００物体を超える生産レートで、そして、例えば毎分少なくとも６００物体のレートで、生産物を処理する能力がある。

ただし、計算時間は２つの物体の間の時間間隔を超えていてもよい。同様に、積分時間とも呼ばれる、画像及び複数の読み取りセンサの露光時間が長すぎてもよい。本発明に係る単一の設備によって、最速のフローを処理することができない場合、それぞれが生産物の一部を検査する、複数の設備を並行して実装することができる。そのため、本発明に係る２つ又は３つの設備によって検査された２つ又は３つの平行なフローに、生産フローを分割することが可能である。いうまでもなく、フローの数が、よって本発明に係る設備の数が少ない場合には、本発明の経済的利益が増加する。

本発明は、生産速度に適合しない回転板上のヘリカルスキャン及びスキャンを避けることによって、走行する複数の物体を測定することにより、著しい改善をもたらすものである。これらの２つの撮影手段は、複数の焦点及び／又は複数のセンサに対する複数の物体の相対的な回転を伴い、上記設備内の複数の物体の「走行の中断」又は非常に遅い移動を引き起こすからである。

本発明に係る方法は、好ましくは各物体２について、少なくとも１つの、そして一般には複数の直線寸法、つまり複数の長さの測定を確保する。直線寸法とは、実際には１つの線に沿って測定された長さである。この線は、それに沿って直線寸法が測定され、直線的な線、又は非直線的な線、例えば任意の曲線、環状線、破線などでありうる。この線は、平面に含まれる平面線、又は平面に含まれない三次元線でありうる。長さとは、例えばインチ又はメートルなど、長さの単位で表される測定値である。製造物体の直線寸法は、例えば直径、厚さ、高さ、長さ、幅、深さ、距離、原点から点までの距離としての座標、製造物体の外周である。検査領域の少なくとも１つの直線測定値とは、少なくとも２つの三次元点の間の距離であり、これらの三次元点は、それぞれが検査対象領域の境界表面、特に外部境界表面に属し、境界表面は投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交しない平面を含む、平面に配置される。

本発明によれば、複数の物体２とは、複数の物体の１シリーズを構成し、上記寸法変動を除いて、本来ならば同一の物体であるはずである。換言すると、１シリーズは、複数の物体が一致する場合、理論的に同一の複数の物体で構成される。寸法検査は、実際の複数の寸法を測定することと、これらの寸法を要求される複数の寸法と比較することとを含む。推測的に、１シリーズのどの物体も、要求される複数の寸法を有する理想的な基準物体に近いが、寸法変動によってそこから外れている。

１つの有利な実施形態の特徴によれば、物体２の少なくとも１つの領域が、検査対象として選択されるので、物体のこの領域における寸法測定を、検査対象領域の寸法特徴に対応させて、行うことができる。少なくとも、１つ又は複数の直線寸法が測定される物体の領域は、複数のＸ線によって検査される。そのため、検査領域は、物体全体に又はその物体の１つ又は複数の領域に、対応しうる。

先に述べたように、１シリーズの全ての物体２は、単一の部分から、又は複数の異なる部分からなり、各部分は、物体の検討された部分の任意の点で均一な減衰係数を有する材料で作られている。

本発明の１つの有利な変形例によれば、検査対象領域の各部分について、この係数はコンピュータシステムによって知られている。上記方法は、材料の減衰係数の値をコンピュータシステムに利用可能とするための手段を提供しうる。この値は、材料の特性であって、この材料と放射線との相互作用を定義し、かつ、放射線の波長に依存する値という意味では、スペクトルでありうる。この値は、放射線の波長に依存しないという意味では、非スペクトルでありうる。この値は、Ｘ線源の設定に応じて決定されうる。上記提供は、異なる複数の入力、通信及び記憶装置によって可能になる。例えば、材料の減衰係数の値をコンピュータシステムに利用可能とするための装置は、大容量メモリ、有線若しくは無線のコンピュータネットワーク、又はマン／マシンインターフェースである。

設備１はまた、搬送平面ＰＣで、すなわち移動ベクトルＴによって具体化された方向で、平らな軌道に沿って、複数の物体２を輸送するための装置５を含む。好ましくは、上記軌道は直線的であり、搬送線の真直度に通常許容される範囲内にある。通常、輸送装置５は、その中に配置された複数の物体２の直線移動を確保するウェブ又はチェーンコンベアである。そのため、同じシリーズの複数の物体２は、搬送平面ＰＣにおいて本質的に並進運動状態にある。図１及び２にさらに具体的に示されるように、この説明の便宜のために、複数の物体２の移動方向は、基準軸Ｘ、Ｙ、Ｚのうち水平軸Ｘに沿って確立され、基準軸Ｘ、Ｙ、Ｚは、水平軸Ｘに垂直な垂直軸Ｚと、垂直軸Ｚに垂直な横軸Ｙと、水平軸Ｘとを含み、Ｘ及びＹは、搬送平面ＰＣに平行な平面にあり、好ましくは、必須ではないが、水平であることが、通常は前提である。

方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸内において検討された複数の物体の位置は、それらの移動及び複数の放射線画像の取得中に、固定される。この固定位置は、特に方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸内において物体の回転がないこと、特に例えば物体の取りうる対称軸を中心とする物体の回転がないこと、を意味する。例えば、複数の物体はコンベヤバンド上に、安定を保って、場合によっては、容器の底部又は台座の脚などのきれいな載置平面上に載せられる。

本発明の１つの変形例では、複数の物体２の支持部を提供することが可能である。この場合、この支持部は、方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸に固定され、方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸にも固定された物体を維持する。支持部が測定値に影響を与えないように、第１の変形例によれば、それは検査領域から除外されるので、複数の投射における検査領域の重ね合わせには現れない。第２の変形例によれば、その減衰係数は、複数の物体の減衰係数に対して無視できるほどであり、空気に又は減衰量ゼロに同化されうる。第３の有利さで劣る変形例によれば、支持部の構造、及び運動する基準軸におけるその位置は、複数の物体のシリーズについて正確に知られ、かつ再現可能であり、そして、その減衰係数は正確に知られ、かつ安定しており、好ましくは複数の物体のシリーズからの複数の物体の減衰係数と同一であるので、支持部は再構築において考慮され、かつ、物体の幾何モデルから分離される。

複数の物体の位置が安定している場合（複数のＸ線画像のスクロール及び取得中に）、方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸におけるこの位置もまた、複数の物体の１シリーズの各物体について同じであることが好ましい。

これに当てはまらない場合、本発明の１つの変形例によれば、上記設備の共通の基準軸に対して方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸における各物体の位置を特定するための手段を実行することが可能であり、上記位置は、例えば後述する複数の断面平面における物体の描写を計算するための手段によって考慮される。この予備ステップは、各物体の位置を特定することを含む。それは、仮想基準軸において、例えば推測的幾何モデルに由来しうる、物体の複数の推測的描写で取得された複数の画像を照合することを含みうる。これは、全ての場合において、方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸において、複数の物体の複数の描写を、場合によってはそこから取り出される複数の物体の３Ｄモデルを特定することを意味する。

一方、複数の物体の位置が、複数の放射線画像のスクロール及び取得中に方向Ｔに沿って並進運動する正規直交基準軸において安定している場合、上記設備の共通の基準軸に対する各物体の位置を特定する必要はないことが理解される。

図４にさらに具体的に示されるように、直線移動中に、複数の物体２は、搬送体積Ｖｔと呼ばれる体積を生成又は通り抜ける。平面ＰＳは、搬送体積Ｖｔの割線平面であり、搬送平面ＰＣに直交し、かつ、移動方向Ｔに平行である。例えば、平面ＰＳは搬送体積Ｖｔを２つの等しいサブ体積に分割する正中平面でありうる。割線平面ＰＳは、搬送平面が水平である場合、垂直平面である。

設備１はまた、図１及び２に示されるように、Ｘ線発生管７の少なくとも１つの焦点Ｆｊ（ｊは１からＮＦまで変わる）を含み、焦点Ｆｊは、搬送体積Ｖｔを通り抜けるように、より具体的には、物体２の少なくとも検査対象領域を通り抜けるように向けられた発散Ｘ線ビームを生成する。図５及び６に示されるように、上記設備が複数の焦点Ｆｊを含む変形例では、本発明に係る方法で使用される全ての焦点は、直線軌道に沿った移動方向Ｔに平行な、同一の基準直線Ｂ上に配列される。これは、他の複数の画像の取得に使用されうる１つ又は複数の補助的焦点（図示せず）の存在をもたらしうる状況を妨げるものではない。

設備１はまた、複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋ（ｉは１からＮまで変わり、Ｎは、場合によっては、３以上でありうる）を含み、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、複数のＸ線に感度を持ち、かつ、焦点Ｆｊに由来する複数のＸ線に曝されるように配置されており、Ｘ線は、搬送体積Ｖｔを、より具体的には少なくとも物体２の検査対象領域を通り抜ける。もちろん、１つ又は複数の管７及び複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、搬送体積Ｖｔの外側に配置されるので、この体積内において複数の物体は自由な移動が可能である。通常、複数のＸ線発生管７及び複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、Ｘ線密封容器内に置かれている。

いくつかの実施形態では、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、上記方法の実行において、このイメージセンサＣｉが、それが提供するとともに上記方法で考慮された複数の画像が、関連付けられた焦点Ｆｊに由来する複数の光線のみで構成されるように提供されるという意味においては、単一の焦点Ｆｊに関連付けられる。例えば、上記設備は、所定の焦点に由来する複数の光線のみが、例えば、適切な方法での複数の吸収マスクの配置によって、関連付けられたイメージセンサに到達できるように提供されうる。先の例と組み合わせられうる別の例によれば、イメージセンサによる複数の画像の取得は、単一の関連付けられた焦点のみが作動したときにのみトリガされることが提供されうる。

しかし、いくつかの実施形態では、複数のイメージセンサを同じ焦点Ｆｊに関連付けることができ、及び／又は複数の焦点Ｆｊを同じイメージセンサに関連付けることができる。１つの好ましい実施形態では、複数のイメージセンサが同じ焦点Ｆｊに関連付けられる。

上述したように、イメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘ、・・・に、物理センサ要素の１つの部分に、又は１つ又は複数の物理センサ要素の複数の部分のアセンブリに対応する。

焦点Ｆｊに由来する複数のＸ線ビームは、少なくとも検査領域を通り抜け、そして、イメージセンサ上に、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに沿って、検査領域の放射線投射を形成する（図１及び２）。投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋは、焦点Ｆｊから始まり、上記取得のために実装されたイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋの中心を通り抜けるベクトルの配向方向である。１つ又は複数の焦点Ｆｊ及び複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋは、各イメージセンサが検査対象領域の放射線投射を受け取るように投射方向に沿って配置されている。

設備１はまた、移動中の各物体２について、その物体の複数の一次元処理用放射線画像のセットを取得するために、複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋに接続された取得システムを含み、各一次元処理用放射線画像は、基準直線Ｂを含む断面平面Ｐｋに沿ったその物体の断面の投射を含む。より具体的には、この画像のセットは、
基準直線を含むＮＫ個の異なる断面平面Ｐｋについてのそのような複数の一次元処理用放射線画像と、
異なる各断面平面Ｐｋについて、断面平面Ｐｋにおいて少なくとも３つの異なる投射方向Ｄｊｉｋに沿って得られた、検査対象領域のＮＰ個のそのような一次元処理用放射線画像Ｓｐｋ、Ｓｐ’ｋ、Ｓｐ’’ｋ、・・・と、
を含む。

したがって、複数の画像のこのセットは、基準直線を含む複数の断面平面における各断面平面Ｐｋについて、その物体の検査対象領域の少なくとも３つの一次元処理用放射線画像Ｓｐｋを含み、これらはそれぞれが、断面平面Ｐｋにおける異なる投射方向Ｄｊｉｋに沿って得られる。

図２は、基準直線Ｂを含み、そのため焦点Ｆｊを含む複数の異なる断面平面Ｐｋ、Ｐｋ’の跡を示している。複数の異なる焦点Ｆｊを含む実施形態では、これらの焦点は同一の基準直線Ｂ上に配置されるので、所定の断面平面Ｐｋ、Ｐｋ’、Ｐｋ’’、・・・は、すべての焦点Ｆｊを含むことに留意されたい。異なる断面平面Ｐｋ、Ｐｋ’、・・・は、定義上は、互いに平行ではなく、基準直線Ｂの周囲に扇形に配列されていることに留意されたい。したがって、基準直線Ｂは、すべての断面平面Ｐｋの交差部分であって、複数の平面のファミリーを構成する。

したがって、断面平面Ｐｋは、基準直線Ｂによって、及びこの断面平面Ｐｋに含まれるイメージセンサの少なくとも１つの感応素子Ｃｉｋ、Ｃｉ’ｋ、Ｃｉ’’ｋ、・・・によって、及び／又は、図９の例では、この断面平面Ｐｋに含まれている、リニアイメージセンサＣｉｋ、Ｃｉ’ｋ、Ｃｉ’’ｋ、・・・によって、定義される。リニアセンサの場合、それは、基準直線Ｂに平行に向けられてもよく、基準直線Ｂと交差する方向に沿って向けられてもよい。基準直線Ｂが設置のために固定されているので、断面平面Ｐｋは、断面平面Ｐｋに含まれたこの感応素子Ｃｉｋに、又は断面平面Ｐｋに含まれたこのリニアイメージセンサＣｉｋに、関連付けられる。したがって、断面平面Ｐｋの少なくともいくつかについて、断面平面は物体２を切断しうる。

断面平面Ｐｋの物体２との交差部分は、物体２の断面を定義する。このように、各断面平面Ｐｋは、物体とのその交差部分で、断面平面における物体２の描写を定義する。描写は、断面平面で一緒に検討される、１つ又は複数の二次元曲線によって形成される。

搬送平面ＰＣに平行な断面平面Ｐｋは１つだけであることが観察される。以上のように、搬送平面は、少なくともいくつかの実施形態では、水平であるとされている。本発明のいくつかの用途では、複数の物体のシリーズは、複数の容器、特に複数の瓶、特に複数のガラス瓶の１シリーズでありうる。これらの容器について、一般に、中心軸を有することが観察され、この中心軸に沿ってそれらの一般的な形状が伸張されており、この中心軸は、いくつかの瓶では、対称軸の可能性があり、又は回転の対称軸の可能性すらある。通常、このような複数の物体は、中心軸を垂直にした状態で輸送される。したがって、異なる複数の断面平面Ｐｋのそれぞれが、物体の中心軸と異なる角度をなすことによって物体と交差することになる。次に、主に回転の円筒形シェル又は外表面を有する物体の範囲内で、複数の断面平面Ｐｋは、物体の外郭が楕円曲線の形状で現れるように、物体を切断する。

断面平面Ｐｋはさらに、平面Ｐｋに含まれた関連付けられた感応素子Ｃｉｋ上で、又は基準直線Ｂに平行に配向されかつ平面Ｐｋに含まれたリニアイメージセンサＣｉｋ上で、物体のこの断面の投射を定義する。

動作中、平面Ｐｋと交差する感応素子Ｃｉｋ、又は平面Ｐｋと交差するリニアイメージセンサＣｉｋは、この断面平面に沿ったこの断面の投射の一次元放射線画像Ｓｐｋを取得することを可能にする。

どちらの場合も、リニアイメージセンサによって直接的に取得されるか、それとも単一の感応素子でサンプリングすることによって間接的に取得されるかにかかわらず、この一次元放射線画像は、本発明に係る処理に使用され、したがって、一次元処理用放射線画像として認定される。

単一の感応素子Ｃｉｋを実装してこの一次元処理用放射線画像を取得する図２、３及び５の例に示される場合においては、物体の移動中、焦点と感応素子Ｃｉｋとの間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、感応素子Ｃｉｋを使用して取得した点像をサンプリングすることによって、したがって、スキャン継続時間中に、時間の経過とともに連続して取得された複数の画像の並置によって、ポイントイメージセンサを構成する実装された感応素子Ｃｉｋによって、それを形成する必要がある。次に、実装されたポイントイメージセンサＣｉｋによって時間の経過とともに連続して取得された各画像は、一次元処理用放射線画像の画素であることに留意されたい。実装されたポイントイメージセンサＣｉｋによって連続して取得された２つの点像の間の時間は、移動の軌道に沿った物体の増分変位に対応する。したがって、スキャン継続時間は、断面平面Ｐｋによる物体の断面全体が投射方向を支持する線を通り抜けるために必要な時間に対応する。この場合、処理中の放射線画像のすべての画素が、同じ感応素子Ｃｉｋによって、１つのタイムシフトのみで得られるので、各画素は、焦点Ｆｊを感応素子Ｃｉｋに結び付けるベクトルの方向に対応する、全く同一の投射方向で得られることにも留意されたい。

この一次元処理用放射線画像を取得するためにリニアイメージセンサＣｉｋが実装されている図９に示された場合において、それは、センサの単一の取得時間又は積分時間で取得されうる。次に、一次元リニア処理用放射線画像は、断面Ｐｋに含まれた直線上に連続的に並べられた複数の感応素子のセットに属する１つの感応素子によってそれぞれ伝達された複数の点像の同時取得に対応する。次に、この場合、処理用放射線画像の各画素は異なる感応素子に対応し、したがって、各画素は、焦点Ｆｊをこの画素に特有の感応素子に結び付けるベクトルの方向に対応する投射で得られることに留意されたい。しかし、慣例では、この一次元処理用放射線画像の放射線投射方向は、この一次元処理用放射線画像を取得するために実装されたリニアイメージセンサの中心に焦点Ｆｊを結び付ける方向であるとみなされていた。そこで、ここでは、一次元処理用放射線画像の平均投射方向である投射方向Ｄｊｉｋが検討される。

一次元処理用放射線画像Ｓｐｋの各画素は、その画素の積分時間中に対応する感応素子によって収集された信号を表す値からなる。したがって、この信号の値は、受け取ったＸ線の強度に依存し、それゆえ、焦点Ｆｊと対応する感応素子との間でＸ線が受ける累積減衰量に依存する。これは、焦点Ｆｊと対応する感応素子との間のＸ線によって横断された材料又は複数の材料の各層の厚さ及び係数に依存する。したがって、検査対象領域の各一次元処理用放射線画像Ｓｐｋは、対応する断面平面による物体の断面全体のこれらの複数のデジタル又はアナログ値のセットによって表すことができ、複数の値のこのセットは、リニアセンサの単一の取得時間で又はポイントイメージセンサの連続的な取得時間で取得される。

本発明は、各測定対象物体について、及び各異なる断面平面Ｐｋについて、検討された断面平面Ｐｋにおける物体の描写を特定することを提供する。この特定は、各断面平面において、検査対象領域のいくつかの一次元処理用放射線画像に基づいて遂行され、断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向Ｄｊｉｋに沿って、したがって物体の検査対象領域のこの断面の少なくとも３つの一次元処理用放射線画像Ｓｐｋに基づいて、好ましくは３から４０の範囲で、より好ましくは８から１５の範囲で取得され、これらはそれぞれが、断面平面の異なる投射方向Ｄｊｉｋに沿って得られる。

これは、物体の検査対象領域を切り取る各断面平面について繰り返される必要があることに留意されたい。したがって、これをＮＫ個の断面平面Ｐｋについて繰り返す必要がある。

また、図１から３の例では、リニアタイプである複数の物理センサ要素を使用することが提案されている（図２には、これらの複数のリニア物理センサ要素のうち２つだけが示されている）。これらの例では、各物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘは、関連付けられた焦点Ｆｊとともに投射平面ＰＰｊｉを定義する支持直線Ｌｎに沿って分布させた複数のＸ線感応素子の直線配列を含む（図２）。この例では、リニア物理センサ要素の支持直線Ｌｎは、互いに平行であり、搬送平面ＰＣに直交している。図１の例には、８つのリニア物理センサ要素がある。これらの物理センサ要素ＣＣｉは、これらの物理センサ要素のそれぞれの少なくともｍ個の感応素子Ｃｉｋが、焦点Ｆｊとセンサとの間の物体の移動中に焦点Ｆｊに由来するＸ線ビームによって物体の検査対象領域の放射線投射を受け取るように配列されている。各断面平面Ｐｋにおいて、各リニア物理センサ要素ＣＣｉは、単一の感応素子Ｃｉｋを含む。したがって、各リニア物理センサ要素ＣＣｉの複数の感応素子Ｃｉｋはそれぞれが、焦点と感応素子との間の物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中にサンプリングすることによって、これにより、時間の経過とともに連続して取得された複数の画像を並置することによって、一次元処理用放射線画像Ｓｐｋを取得することが可能である。所定の断面平面Ｐｋにおいて、この平面に存在する各感応素子は、異なるリニア物理センサ要素に属し、かつ、焦点Ｆｊで、異なる投射方向を定義すること、及び異なる複数の投射方向Ｄｊｉｋに沿って、この場合、断面平面Ｐｋにおける複数の感応素子と同じ数の異なる複数の投射方向に沿って、複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋが得られることが理解される。上述したように、複数のリニア物理センサ要素は、好ましくは、異なる複数の投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋを定義するように配置され、これらの間に、２つ１組で、断面平面Ｐｋに少なくとも３度に等しく、好ましくは５度に等しい最小角度を形成し、これは、実装された各断面平面Ｐｋにある。

図５の例には、同じ原理が示されているが、２つの焦点Ｆ１及びＦ２が基準直線Ｂ上に並べられており、それぞれが複数の、この場合は５つのリニア物理センサ要素に関連付けられており、それらの支持直線Ｌｉは、互いに平行でかつ搬送平面ＰＣに直交している。したがって、各断面平面Ｐｋについて、検討された断面平面に含まれているリニア物理センサ要素の感応素子Ｃｉｋによって取得された点像を、各リニア物理センサ要素について、サンプリングすることによって、１０の異なる複数の投射方向Ｄｊｉに沿った１０個の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋが得られる。

図９から１０の例では、マトリクスタイプである複数の物理センサ要素、又は複数の二次元センサ要素を使用することが提案されている。この例では、それが３つある。この例では、各物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３は、支持平面に沿って分布された複数のＸ線感応素子のマトリクス配列を含む。この例では、マトリクス物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３の複数の支持平面は互いに平行ではない。実際、この例では、各マトリクス物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３は、その支持平面が、焦点Ｆｊ及びマトリクス物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３の中心によって定義される投射方向に直交するように配置される。ただし、複数のマトリクス物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３、又はそれらの少なくとも一部は、互いに平行であってもよい。この例では、それぞれの支持平面は搬送平面ＰＣに垂直である。各マトリクス物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３について、複数の感応素子Ｃｉｋからなる少なくともｍ個の列は、物体が焦点Ｆｊとセンサとの間にあるときに焦点Ｆｊに由来するＸ線ビームによって物体の検査対象領域の放射線投射を受け取る。各断面平面Ｐｋにおいて、各マトリクス物理センサ要素ＣＣｉは、リニアイメージセンサＣｉｋを構成する複数の感応素子からなる列を含む。したがって、このリニアイメージセンサＣｉｋの複数の感応素子は、同時に、センサの単一の取得時間又は積分時間で一次元処理用放射線画像Ｓｐｋを取得することが可能である。一般に、マトリクスセンサ要素上の複数の感応素子は、複数の感応素子の垂直な（列）及び水平な（行）一直線で、マトリクス配列で配置される。マトリクスセンサ要素ＣＣｉが基準直線Ｂに平行でない平面を構成する場合、複数の平面Ｐｋのマトリクスセンサ要素ＣＣｉの平面との交差部分は、複数の画素の物理的配置とは整合しない直線である。この場合、リニアイメージセンサＣｉｋは、マトリクスセンサ要素の配列の水平方向又は垂直方向の一直線に従わない複数の感応素子のサブセットである。リニアイメージセンサＣｉｋに対応するリニア画像は、仮想直線によって切断された複数の感応素子によって提供される複数の値を組み合わせることによって取得されうるとともに、リニアイメージセンサＣｉｋは、マトリクスセンサ要素ＣＣｉの一部であって、場合によっては隣接する複数の感応素子によって提供される複数の画素も考慮に入れることによって、リニアイメージセンサＣｉｋを表す。例えば、当業者には、複数の画素の組み合わせにおいて補間及び再サンプリングを利用することが知られている。

所定の断面平面Ｐｋにおいて、複数の感応素子の各列が、マトリクス物理センサ要素におけるリニアイメージセンサＣｉｋを構成し、かつ、焦点Ｆｊで、異なる投射方向を定義すること、及び異なる複数の投射方向Ｄｊｉｋに沿って、この場合、複数のマトリクス物理センサ要素ＣＣｉと同じ数の異なる複数の投射方向に沿って、複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋが取得されることが理解される。

異なる各断面平面における物体の複数の描写であって、それぞれが、この断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向に沿った放射線画像を処理することによって得られる複数の描写から、測定対象物体について、測定対象物体の検査対象領域の直線寸法の少なくとも１つの測定値を特定することが可能である。例えば、測定対象物体の検査対象領域の直線寸法のそのような測定値は、それぞれが検査対象領域の境界表面に属する少なくとも２つの三次元点間の距離として特定されうる。このために、取得システムはコンピュータシステムに接続され、その非限定的な例が図３に象徴的に表されているが、取得システムは、それ自体が既知のすべてのタイプでありうる。実施形態の１つの有利な特徴によれば、コンピュータシステムは、複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋを使用して、移動中のシリーズの各物体について、異なる複数の投射方向に沿った検査対象領域の特定された数の放射線投射に由来する複数の放射線画像を記録する。

物体の描写は、物体の複数の境界表面の断面平面Ｐｋとの交差部分を表す曲線又は複数の曲線のセットを含むとされている。そのような描写において、描写の曲線又は各曲線は、パラメトリックシステム、特に１つ又は複数のパラメトリック方程式のシステムによってモデル化されうる平面曲線である。描写の曲線又は各曲線は、好ましくは、一定数のパラメータによってモデル化される。そのような描写曲線は、例えば、多角形曲線でありうる。この場合、多角形の頂点の座標がパラメータとして機能する。

断面平面における物体の描写を特定するために取りうる方法の中で、断面平面における物体の推測的描写から始まるカーブフィッティングアルゴリズムを実行することが可能である。

このようなアルゴリズムは、反復アルゴリズム、特に非線形回帰アルゴリズムでありうる。

よって、図１２に示されるように、使用される可能性が高い反復アルゴリズム１００は、シミュレーションステップ１１０、比較ステップ１２０、及びパラメトリックシステムにおける１つ又は複数のパラメータを調整することによってエラーを低減するステップ１３０を繰り返し実行しうる。

そのようなアルゴリズムは、有利には、初期ステップ１０１として、第１反復ランクの計算された描写として、断面平面Ｐｋにおける物体の推測的描写ＤＬｋ１を考慮に入れうる。そのような推測的描写ＤＬｋ１は、所定の断面平面において、初期曲線又は複数の初期曲線のセットを、好ましくは予想される描写に十分に近いものとして定義することになるが、これは既知ではない。好ましくは、初期描写は、焦点Ｆｊによって放出され、検討された断面平面に含まれ、かつ物体を通り抜けた後にイメージセンサによって収集されるいくつかのＸ線によって切断される複数の材料の数及び順序を特定することを可能にする。この推測的描写ＤＬｋ１は、物体の推測的幾何モデルから、及び／又は測定装置による同じシリーズの１つ又は複数の物体の測定値から、及び／又はコンピュータシステムのマンマシンインターフェース上のオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状から、得られうる。１つの材料のみを含み、かつ、搬送平面に垂直な理論上の中心軸を有する複数の中空円筒形物体のシリーズの場合、断面平面における描写は、初期内部曲線及び初期外部曲線から、好ましくは、例えば円又は楕円タイプ、又は多角形曲線タイプの複数の閉曲線から、構成されうる。このような複数の曲線は、理論上の中心軸を中心とした回転による複数の物体に特に効果的である。ただし、それらはまた、理論上の中心軸に垂直な平面による断面がプリズムタイプである複数の物体に対しても、満足のいく結果を以って使用されうる。

反復アルゴリズムは、その後、以下のステップを反復的に実行しうる。

反復ステップは、断面平面における物体の所定の反復ランクｒの計算された描写ＤＬｋｒからの、検査対象領域のシミュレートされた一次元放射線画像ＳＳｐｋｒ、ＳＳｐ’ｋｒ、ＳＳｐ’’ｋｒの少なくとも３つに等しい数ＮＰの、計算ＳＩＭを含むシミュレーションステップ１１０でありうる。それぞれは、断面平面における複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋ、Ｓｐ’ｋ、Ｓｐ’’ｋの取得に使用された異なる複数の投射方向Ｄｊｉｋの１つに沿った断面平面Ｐｋにおいて計算される。

したがって、ここでは、複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋ、Ｓｐ’ｋ、Ｓｐ’’ｋの１つ、したがって、イメージセンサによって収集された、画像信号の実際の複数の値が既知の画像、が検討される。この画像は必然的に所定の投射方向Ｄｉｊｋに対応し、したがって所定の焦点Ｆｊと所定のリニアイメージセンサＣｉｋに対応する。原理は、反復の所定の反復ランクごとに、信号を表す複数の推定の値ＳＳｐｋｒ、ＳＳｐ’ｋｒ、ＳＳｐ’’ｋｒを計算することである。上記信号は、同じ焦点Ｆｊから放出されたＸ線ビームについてこの同じセンサによって収集されるが、物体を通り抜けた後、その描写は所定の反復ランクｒの計算された描写ＤＬｋｒになる。第１反復中、第１描写ランクＤＬｋ１の計算された描写、つまり初期描写が使用されうる。続く反復では、前の反復中に計算された描写が使用される。

各反復において、この計算は、この断面平面における方法によって考慮される複数の一次元処理用放射線画像の数、すなわち少なくとも３つ、例えば数値の両端も含めて３から４０の意味での３から４０で、より好ましくは数値の両端も含めて４から１５の意味での４から１５で、行われる。

このようにすることで、各反復で、複数のシミュレートされた一次元放射線画像ＳＳｐｋｒ、ＳＳｐ’ｋｒ、ＳＳｐ’’ｋｒと複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋ、Ｓｐ’ｋ、Ｓｐ’’ｋとの比較１２０を行うことが可能である。この比較は、例えば比較関数ＣＯＭＰとしてシミュレートされた各一次元放射線画像について、例えば同じ放射線投射に対応するリニア処理用放射線画像Ｓｐｋの複数の値に対するシミュレートされた一次元放射線画像ＳＳｐｋの複数の信号値の差の関数にされうる。この差分関数は、画素と画素との間の差分関数でありうる。この比較は、例えば、複数又はすべてのシミュレートされた一次元放射線画像ＳＳｐｋｒ、ＳＳｐ’ｋｒ、ＳＳｐ’’ｋｒを関連付けられた複数の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋ、Ｓｐ’ｋ、Ｓｐ’’ｋと一緒に検討することによって、遂行されうる。この比較は、例えば比較値ＣＯＭＰＶＡＬの計算を含むことができる。比較値ＣＯＭＰＶＡＬは、例えば二乗誤差値などのエラー値でありうる。

この反復アルゴリズムは、所定の断面平面Ｐｋにおける複数の放射線画像のリニア処理に有効であり、したがって同じ平面に属する複数の画像に対して有効であることに留意されたい。したがって、反復アルゴリズムにおいて実行された複数の計算は、複数の描写を構成する複数の二次元平面体に対応する、特定された同じ平面Ｐｋに属するデータに関連する。これにより、複数の三次元体に対応するデータに関連する反復アルゴリズムに比べて計算が大幅に簡素化される。

その上、上記比較に応じて、反復アルゴリズムは、例えば最後の反復の前の各反復で、検討された反復ランクｒを有する計算された描写のより高い反復ランク（ｒ＋１）の新しい計算された描写ＤＬｋ（ｒ＋１）への修正１３０を予測しうる。より高い反復ランク（ｒ＋１）は、次の反復で使用されるため、反復ランクが高くなる。実行された修正は、現在の描写Ｄｌｋｒ、比較ステップ１２０で比較関数ＣＯＭＰによって計算された比較値ＣＯＭＰＶＡＬ、及び／又は場合によっては、最適化降下法の原理に従って、次の反復でこの関数ＣＯＭＰＶＡＬの値を減らすために、それまでの反復でなされた他の計算を考慮に入れうる修正関数ＭＯＤであってもよい。使用できる修正関数は、例えば、最小二乗法であり、例えば、線形最小二乗法である。

上記ステップは、実際、最後の反復について、その比較が事前に定義された最適化基準ＣＲＩＴに達するまで繰り返されうる。この事前に定義された最適化基準の達成は、検証ステップ１２５の間に検証されうる。例えば、検証関数が定義された値を返すかどうかを検証することが可能である。閾値に対する関数ＣＯＭＰの値、最大閾値に対する反復の数ｒなど、１つ以上の基準が検証されうる。この検証は、例えばそれが事前に定義された二乗誤差値に到達したこと又は超えたことを検証することによる、比較値ＣＯＭＰＶＡＬに基づきうる。

典型的には、各断面平面について、異なる投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋの数は、数値の両端も含めて３から４０の意味での３から４０の範囲であり、好ましくは数値の両端も含めて４から１５の意味での４から１５の範囲ある。また、実施形態の１つの有利な変形例によれば、設備１は、所定の断面平面において、数値の両端も含めて３から４０の意味での３から４０の範囲のイメージセンサＣｉを含む。実施形態の１つの好ましい変形例によれば、設備１は、所定の断面平面において、数値の両端も含めて４から１５の意味での４から１５の範囲のイメージセンサＣｉを含む。

以下の記載で詳細に説明するように、コンピュータシステムは、各物体について、異なる複数の方向の少なくとも３つの放射線投射の各断面平面において、得られた少なくとも３つの一次元放射線画像を分析して、物体の三次元構造を知るようにプログラムされている。

そのため、場合によっては、それは、各測定物体のデジタル幾何モデルを構築するように選択されうる。このデジタル幾何モデルは、所望の距離測定に必要な正確さに応じた精度で、任意の適切な方法で作成されうる。そのため、デジタル幾何モデルは、それぞれが物体の検査対象領域の境界表面に属し、かつ、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交せず、移動方向Ｔに平行でない平面に配置された少なくとも２つの三次元点によって構成されうる。上記少なくとも２つの点は、例えば厚さ又は空隙を測定するために、２つの異なる境界表面に属しうる。

デジタル幾何モデルはまた、検査対象領域の１つ又はより好ましくは複数の断面から構成されうる。各断面は、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面とは異なる平面に沿っている。この断面平面は、複数の画像の取得のために実装された複数の断面平面Ｐｋの１つでありうるか、又は同等の異なる平面でありうる。さらに、デジタル幾何モデルは、投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに直交する平面とは異なり、かつ、移動方向Ｔに平行な平面とは異なる、検査対象領域の少なくとも１つの三次元表面によって構成されうる。

上記の方法によれば、各測定物体について、基準直線Ｂを含む断面平面Ｐｋのシリーズ全体における、すなわちこの基準直線の周囲の複数の扇形平面における、物体の描写が得られる。各描写は、パラメトリックシステムの形式で、例えば複数の点及び／又は複数の線分のセット、特に物体の複数の外部境界表面に属する複数の点及び／又は複数の線分のセットの形式で作成されうる。このようにして得られた複数の描写のセットは、測定によって得られ、物体の幾何モデルとみなされうる。あるいは、物体の幾何モデルは、例えば補間法によって、複数の描写のこのセットから構築されうる。そのため、複数の平面Ｐｋにおける複数の描写は、例えばＳＴＬタイプのモデルを取得するために、複数の３Ｄ曲線（複数の境界）に統合されうる。そして、測定が行われる複数の平面に対応する複数の切断平面によって、こうして得られた３Ｄ表面モデルを再度切断することが可能である。

要約すると、上記方法は、測定対象物体について、コンピュータシステムを使用して、かつ、異なる各断面平面Ｐｋにおける物体の複数の描写から、検査対象領域の三次元デジタル幾何モデルの構築を可能とし、上記三次元デジタル幾何モデルは、
それぞれが物体の検査対象領域の境界表面に属する空間内の複数の三次元点、
及び／又は検査対象領域の少なくとも１つの三次元表面、
を含む。

三次元幾何モデルの特定が実行される場合、測定対象物体の検査対象領域の直線寸法の測定値は、検査対象領域の三次元デジタル幾何モデルの少なくとも２つの三次元点の間の距離を特定することによって特定されうる。

もちろん、本発明は、多数の三次元点又は多数の三次元点群を有するデジタル幾何モデルを構築することを可能にする。

デジタル幾何モデルは、シリーズの複数の物体の１つ又は複数の材料の減衰係数を使用して構築される。

本発明のいくつかの実施形態では、各断面平面における複数の描写は、すなわち、場合によってはデジタル幾何モデルは、複数の物体のシリーズについての検査対象領域の推測的幾何モデルを使用することによって構築されうるとされている。換言すると、そのような場合、コンピュータシステムは、一方では、複数の物体のシリーズについての検査対象領域の推測的幾何モデルを、他方では、材料の減衰係数又はシリーズの各物体の異なる複数の部分の異なる複数の減衰係数を、各物体のデジタル幾何モデルを構築するために使用する。

そのため、コンピュータシステムは、この計算操作のために検査下の複数の物体の１つ又は複数の材料の１つ又は複数の減衰係数を考慮に入れる。有利には、設備１は、コンピュータシステムに１シリーズの複数の物体の１つ又は複数の材料の１つ又は複数の減衰係数を利用可能とするための装置を含む。

この提供装置は、大容量メモリ、マンマシンインターフェースによって、又は有線若しくは無線のコンピュータネットワークによって作られうる。

同様に、いくつかの実施形態では、コンピュータシステムは、この計算操作を行うための検査対象領域の推測的幾何モデルと呼ばれる幾何モデルを有する。そのため、設備１は、コンピュータシステムに複数の物体のシリーズについての検査対象領域の推測的幾何モデルを利用可能とするための装置を含むことができる。

コンピュータシステムに検査対象領域の推測的幾何モデルを利用可能とするための装置は、例えば大容量メモリ、有線若しくは無線のコンピュータネットワーク、又はマンマシンインターフェースである。

定義部分で述べたように、推測的幾何モデルは、複数の物体のシリーズのデジタルモデルであって、上記装置にリンクした基準軸内に配置されうるとともに、各断面平面Ｐｋにおける物体の複数の描写を特定するための方法のための初期設定として機能しうる。

推測的幾何モデルの情報がない場合、３Ｄ空間における各点についてその減衰量を計算する必要があるため、再構築の計算には非常に費用がかかる。したがって、推測的幾何モデルの実行により、非常に短時間かつ低コストで、良好な精度でもって複数の物体の複数の直線寸法の測定を行うことが可能となる。

第１の変形例によれば、推測的幾何モデルは、複数の物体の設計（３Ｄ ＣＡＤ）中に作成された、シリーズの複数の物体のためのコンピュータ支援設計デジタルモデルによって得られる。この場合、生産で測定可能な複数の物体の種々のシリーズに対応する複数のＣＡＤモデルを含むデータベースへのコンピュータネットワークを介した接続などの様々な取りうる手段によるコンピュータシステムに、上記設備等の内部のデータベースにおけるオペレータによる選択が提供される。

第２の変形例によれば、推測的幾何モデルは、同じシリーズの１つ又は複数の物体の測定から構築されたデジタル幾何モデルから、測定装置によって、例えば本発明と比較してその遅さが想起されるセンサ測定器又は体軸断層撮影装置によって、得られる。推測的幾何モデルは、同じシリーズの複数の製造物体の複数の測定値を統合することによって構築されうる。

第３の変形例によれば、推測的幾何モデルは、コンピュータシステムのマンマシンインターフェースでオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状から、上記コンピュータシステムによって生成されたデジタル幾何モデルである。

例えば、ねじ穴を有するＭ１３規格の外側六角ナットの場合に、推測的幾何モデルを提供するには、以下の方法で十分である。オペレータは、キーボードで側面の数及び高さ、直径、並びにねじピッチを入力し、上記システムは複数のメトリック規格ナットを検査するように構成されている。追加の特定の側面は特定されない。別の例において、ガラスあるいはポリエチレン又はポリエステルなどの合成ポリマー材料で作られた単一材料容器の検査の場合、オペレータは、物体が下部で閉じた円筒であり、その上に円錐があるという情報として、コンピュータシステムが検査対象物体の推測的幾何モデルを知るのに十分な２つの直径、２つの高さ及び１つの厚さだけを提供する。別の例によれば、コンピュータシステムは、そのインターフェースを介して、より大きな物体の検査対象領域の一部となる表面に存在する種々の穴部の数、直径、深さ及び位置などの推測的モデルの複数の技術的記述を受け取りうる。上記記述は、例えば、コンピュータシステムが、それを記述するための境界表面の数及び全体的な外観、空洞の数、多面体の面又は側面の数を受け取る場合、幾何学的でありうる。要約すると、推測的幾何モデルは、コンピュータシステムに物体の３Ｄ構造について知らせるために、十分な技術的、幾何学的、位相的及び／又はデジタルの情報を少なくとも含んでいなければならず、この情報の詳細度及び精度は、複数の直線測定値についての所望の精度を損なうことなく、非常に低くなりうることを理解されたい。

幾何モデルの特定によって提供される利点の１つは、同じコンピュータシステムによって、又はこのモデルが提供される別のシステムによって、上記シリーズの各物体について、上記シリーズの物体に対応する検査対象領域のデジタル幾何モデルから、任意の方向に沿った、すなわち必ずしも投射方向に直交する平面に含まれる必要はなく、移動方向に平行な平面に含まれる必要もない、検査対象領域の少なくとも１つの直線測定値を特定することが可能であることである。

１つの、一般には複数の寸法が複数の物体２について検査される。一般には、複数の物体について得られた複数の測定値を、要求された、例えば品質部門によって定義された、複数の値と比較することが目的である。これらの複数の寸法測定値、又は複数の要求された値に対するこれらの複数の測定値の偏差は、表示、記録などがなされうる。それらはまた、自動的に分類されうる複数の物体の適合性を判断するためにも使用されうる。

上記複数の測定値は、各物体について確立された検査領域のデジタル幾何モデルの複数の測定値に由来しうる。例えば、検査領域は穴部を含みうる。デジタル幾何モデルでは、直径方向において互いに向かい合う表面要素間の距離をデジタル幾何モデル上で計算することによって、穴部の直径又は深さの測定値を特定することが可能である。物体が単一材料物体であるとき、最小限の計算で複数の表面要素の位置をより正確に決定できる。

穴部の直径又は深さの測定値を特定するための別の手段は、検査領域のデジタル幾何モデルを、基準又は理論上の幾何モデルと比較することによるものである。

基準幾何モデルは、検査された複数の物体のシリーズの理想モデルである。寸法検査を遂行するために、検査領域のデジタル幾何モデルを基準幾何モデルと比較することが、複数のモデルの照合と、その後の複数のモデル間の偏差の測定とを含むアルゴリズムによって、可能である。基準幾何モデルは、上記ＣＡＤに由来しうる。

そのため、検査領域のデジタル幾何モデルを、基準幾何モデルと照合する操作を遂行し、次に、上記基準モデルに属する複数の表面要素と、デジタル幾何モデルに属する複数の表面要素との間の距離を測定することによって、寸法偏差を特定することが可能である。穴部の測定の例では、穴部のモデル化された内表面に内接する最大直径を持つ円筒と、同様に、上記モデル化された内表面を含む最小直径を持つ円筒とを仮想的に配置し、そして、検査領域における穴部の直径の複数の測定値として、内接した円筒及び外接した円筒のいずれかの直径を検討することが可能である。このタイプの分析によりまた、プレスアンドブロー又はブローアンドブロー工程によって得られた複数のガラス瓶の、又は複数のプラスチック瓶のネックにおける複数の内直径を確認することが可能となる。

本発明の１つの変形例によれば、基準幾何モデルと推測的幾何モデルは、同じ幾何モデルである。

本発明の別の変形例によれば、推測的幾何モデルは、基準幾何モデルよりも精度が低く、完全性が低く、及び／又は基準幾何モデルとは異なる。

そのような測定を遂行するために、上記設備は、有利には、コンピュータシステムに複数の直線寸法の値、及び／又はこれらの寸法の公差、及び／又は複数の基準幾何モデルを利用可能とするための装置を含む。

有利な１つの実施形態の特徴によれば、コンピュータシステムは、検査対象領域の複数の直線測定値及び／又は複数の基準値に対する寸法偏差、及び／又は検査領域のデジタル幾何モデルと基準幾何モデルとの間の複数の偏差を表示するための装置に接続されている。例えば、ナットの場合、ねじ深さ、平均ねじピッチ、平均ねじ底半径、高さ、最小又は最大内直径、１つ又は複数のその外面の平面度など、複数の測定値が表示される。ガラス又はプラスチック容器の場合、上記システムは、総高を、そして、例えば検証される複数の側面の設定によって予め定義された高さでの円柱部分の最小直径及び最大直径を表示するであろう。複数の側面は、それらの適合又は不適合に応じて、異なる色で表示されうる。

１つの有利な実施形態の特徴によれば、コンピュータシステムは、検査対象領域の直線測定値に基づき複数の物体を分類するための装置に接続されている。そのため、この分類装置は、測定された複数の直線寸法を検討して、欠陥があるとみなされた複数の物体を輸送装置から取り出すことができる。

１つの有利な実施形態の特徴によれば、コンピュータシステムは、検査対象領域の直線測定値に基づき複数の物体をマーキングするための装置に接続されうる。このマーキング装置は、例えば、物体の測定された複数の直線寸法又はその適合性若しくは欠陥状態を記録することができる。

上記設備の固定された基準軸Ｘ、Ｙ、Ｚにおける複数の焦点Ｆｊと複数のセンサＣｊｉとの相対位置は、コンピュータシステムに認識されている。この位置は、仮定によって又は校正によって取得することができる。校正は、例えば、正確に機械加工されたゲージを上記設備に配置又は搬送することを含む。

複数の焦点Ｆｊ及び複数のイメージセンサＣｊｉが、搬送体積Ｖｔの外側に配置されることから想起されるように、もちろん、複数の焦点Ｆｊと複数のイメージセンサＣｊｉとの相対位置は様々である。

実施形態の１つの変形例によれば、設備１は、搬送体積Ｖｔの一方の側に沿って配置された単一焦点Ｆｊ＝Ｆ１と、一連のリニア物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘとを含む。一連のリニア物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２、・・・、ＣＣｎｍａｘは、搬送平面に垂直な支持直線に配置され、それぞれが多数の断面平面についての複数のイメージセンサを含み、搬送体積Ｖｔの反対側に沿って配置され、焦点Ｆ１から発せられかつ検査対象領域を通り抜けた光線を受け取る。この例では、上記焦点は、例えば図１のＸＹ平面のような、少なくとも任意の平面で測定される開きＯｆを有しており、開きＯｆは、１２０°以上である。上記設備が、上記焦点と上記体積Ｖｔとの間に、又は上記体積Ｖｔと上記複数のイメージセンサとの間に、ビームの広がりを減らすために、ビームを有効なビームのみに制限する複数のスクリーンを備える場合、この開きＯｆは、上記焦点の出口にあるとみなされる。

実施形態の別の変形例によれば、少なくとも２つのＸ線生成焦点Ｆｊ（Ｆ１及びＦ２）は、複数の物体の直線軌道に平行な基準直線Ｂに沿って２つの異なる位置に別々に配置され、そして、少なくとも３つの物理センサ要素のそれぞれは、多数の断面平面について、複数のＸ線感応イメージセンサを含み、各焦点が、各断面平面において、少なくとも１つのイメージセンサと関連付けられるように、かつ、各イメージセンサが１つの焦点と関連付けられ、上記焦点に由来するとともに検査対象領域を通り抜ける複数のＸ線を受け取るように、置かれる。この例では、２つの焦点の開きの合計が１２０°以上になるように、各焦点は６０°以上の開きを有する。

図５及び６に示される例示的実施形態では、設備１は、複数の物体２の軌道に平行な基準直線Ｂ上に並べられた２つの焦点Ｆ１、Ｆ２を含む。２つの焦点Ｆ１、Ｆ２のそれぞれは、別個の発生管７に関連付けられている。設備１はまた、５つのリニア物理センサ要素Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４及びＣ１５を含み、これらは、搬送平面に垂直なこれらの支持直線に配置され、かつ、それぞれが、多数の断面平面について、関連付けられた第１の焦点Ｆ１に由来する複数のＸ線にそれぞれ感度を持つ複数のイメージセンサを含む。設備１はまた、５つのリニア物理センサ要素Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４及びＣ２５を含み、これらは、搬送平面に垂直なこれらの支持直線に配置され、かつ、それぞれが、関連付けられた第２の焦点Ｆ２に由来する複数のＸ線にそれぞれ感度を持つ複数のイメージセンサを含む。

この例示的実施形態によれば、発散Ｘ線ビームが由来する焦点（実施例ではＦ１及びＦ２）は、そのビームが割線平面ＰＳ及び検査対象領域を通り抜けるように割線平面ＰＳの一方の側に配置される一方で、焦点Ｆｊに由来する複数のＸ線を受け取るために、焦点Ｆｊと関連付けられた少なくとも１つのイメージセンサＣｉは、割線平面Ｐｓに対して反対側に配置されることに留意されたい。（この例では、これらは、関連付けられた焦点Ｆ１に由来する複数のＸ線にそれぞれ感度を持つ５つのイメージセンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、及びＣ１５と、関連付けられた焦点Ｆ２に由来する複数のＸ線にそれぞれ感度を持つ５つのイメージセンサＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、及びＣ２５である。）

実施形態の１つの有利な変形例によれば、１つ又は複数の焦点Ｆｊが、搬送平面Ｐｃに配置される。好ましくは、これらの複数の焦点は、割線平面Ｐｓに対して反対側に配置された複数の関連付けられたイメージセンサと連携している。したがって、平らなコンベヤ上に配置された複数の物体を輸送する場合、この配置により、複数の放射線画像において、複数の物体の複数の投射が、コンベヤの投射に重ね合わせられないようにすることが可能となる。そのため、複数の物体のデジタル幾何モデルにおいて、物体がコンベヤと接触する部分を正確に特定することができる。

１つの有利な実施形態の特徴によれば、複数のイメージセンサＣｉ及び複数の焦点の配置は、１つ又は複数の焦点Ｆｊに由来するとともに複数のイメージセンサＣｉに到達する複数のＸ線が、一度に１つの検査対象領域だけを通り抜けるようになっている。換言すると、複数のＸ線は、一度に１つの物体だけを通り抜ける。上記設備は、連続して走行する複数の物体間の間隔を検査するためのシステムを含んでいてもよいことに留意されたい。

本発明の目的の１つは、迅速であるだけでなく、安価であって、寸法検査に要求される精度でライン上を輸送される各物体の三次元構造を計算することが可能な方法を得ることである。本発明は、再構築のために必要とされる画像の数を、所望の寸法精度を達成することを可能にする最小の数まで減らすことを意図している。例えば、本発明により、検査領域の９つの投射及び限られた数の画像を用いて、＋／－０．０５ｍｍの精度で１０から１２０ｍｍの範囲の円筒の内直径を測定することが可能である。有利には、本発明に係る設備は、１つから４つの焦点Ｆｊ、好ましくは１つ又は２つの焦点Ｆｊと、好ましくは、各断面平面において、４から１５の異なる投射方向のＸ線投射を取得するためのいくつかのイメージセンサとを含む。

本発明によれば、少なくとも３つの投射方向の組み合わせにより、ライン上を輸送される複数の物体の検査領域の描写の特定が、複数の物体の直線軌道Ｔに平行な基準直線Ｂを含む多数の断面平面のそれぞれにおいて、最適化されるように、通過された体積Ｖｔを複数の物体の循環のために空けておく必要があることを考慮して、複数のイメージセンサ及び１つ又は複数の焦点を配置する必要がある。以下の原則は、本発明の範囲内において有利に実行されるものであって、これらの原則は、リニア又はマトリクスイメージセンサに有効である。

以下において、角度は絶対値である。図７及び８は、ベクトルでもある２つの投射方向Ｄｊｉ及びＤ’ｊｉを示している。ここでは、同じ断面平面Ｐｋに含まれる２つの投射方向Ｄｊｉ及びＤ’ｊｉが検討される。これらの図は、これらの２つの投射方向の間の角度ａ、すなわち、

と、角度ａに相補的な角度ｓ、すなわち、

と、を示している。定義上は、断面平面Ｐｋにおける２つの異なる投射方向Ｄｊｉ及びＤ’ｊｉの間の有効角度αは、角度ａ及びｓの最小値であり、すなわち、

である。そのため、有効角度αは、投射方向Ｄｊｉ、Ｄ’ｊｉを支持する２つの直線によって形成された複数の角度のうちの最小値である。

本発明の１つの有利な変形例によれば、各物体について、かつ、各断面平面Ｐｋについて、少なくとも３つの異なる投射方向に沿った放射線投射に由来する少なくとも３つの放射線画像の中から、その間に４５°以上９０°以下の有効角度αをなす２つの異なる方向Ｄｊｉ及びＤ’ｊｉに沿った２つの放射線投射に由来する少なくとも２つの画像が取得される。本発明の１つの有利な変形例によれば、各物体について、かつ、各断面平面について、複数の異なる投射方向に沿った複数の放射線投射に由来する少なくとも３つの放射線画像の中から、その間に６０°以上９０°以下の有効角度αをなす２つの異なる方向に沿った２つの放射線投射に由来する少なくとも２つの画像が取得される。

この目的のために、本発明に係る設備１は、少なくとも１つの焦点及び２つのイメージセンサを含み、２つのイメージセンサは、これらが受け取る検査領域の複数の投射方向が、その間に４５°以上９０°以下の、有利には６０°以上９０°以下の有効角度αを有するように配置される。

例えば、図５に示されるように、方向Ｄ１５とＤ１１との間、及び方向Ｄ１３とＤ２５との間の有効角度αは、４５°より大きい。いうまでもなく、少なくとも１つの有効角度は４５°以上９０°以下であり、有利には、少なくとも１つの有効角度は６０°以上９０°以下であり、２つの方向Ｄｊｉ、Ｄ’ｊｉの間のその他の有効角度は任意であることを理解されたい。この原則に基づくことで、当業者は、検査領域の複数の投射方向の最も完全な取りうる分布を提供する配置の見つけ方を知るであろう。

特定の場合において、複数の焦点が搬送平面ＰＣにあり、搬送平面ＰＣが複数の断面平面Ｐｋのうちの１つであるように複数の物理センサ要素が配置されることが提供されうる。次に、搬送平面ＰＣに対応する断面平面Ｐｋにおいて、この条件、すなわち、それらの間に６０°以上９０°以下の有効角度αをなす２つの異なる方向に沿った２つの放射線投射に由来する少なくとも２つの画像が、各物体について、かつ、搬送平面ＰＣと一致する水平断面平面Ｐｋについて、複数の異なる方向に沿った複数の放射線投射に由来する少なくとも３つの放射線画像の中から、取得されることが適用される。

好ましくは、所定の断面平面Ｐｋにおける２つの連続的な投射方向Ｄｉｊｋ間の有効角度αは、所定の断面平面Ｐｋにおける複数の一次処理用画像を取得するために実行されたすべての連続的な投射方向Ｄｉｊｋについて同一である。換言すると、所定の断面平面Ｐｋにおける少なくとも３つの一次処理用画像を取得するために導入された複数の投射方向Ｄｉｊｋは、所定の断面平面Ｐｋに角度的に等間隔で配置されている。好ましくは、所定の断面平面Ｐｋにおける少なくとも３つの一次処理用画像を取得するために実行された複数の投射方向は、角度振幅をカバーするように断面平面Ｐｋに角度的に分布され、この断面平面Ｐｋで測定され、好ましくは、角度振幅の少なくとも５０％を、好ましくはこの振幅の少なくとも７５％をカバーするように、１つ又は複数の焦点Ｆｊの開きＯｆによってカバーされる。

別の有利な特徴によれば、各物体について、コンピュータシステムは、搬送平面ＰＣ上の正射影において、移動方向Ｔで特定された開き角度βなす投射方向に対応する検査領域の少なくとも１つの放射画像を取得する。

図９に示されるように、角度ｐは、搬送平面ＰＣ上の正射影をもたらした投射方向（ベクトルＤｊｉ）と、複数の物体の軌道（ベクトルＴ）との間の角度であるとみなされるところ、角度ｐ＝（Ｄｊｉ，Ｔ）であり、つまり図９に示される例においてｐ＝（Ｄ１１，Ｔ）かつｐ＝（Ｄ１２，Ｔ）である。角度ｐに相補的な角度ｑは、ｑ＝１８０°－ｐであるようになっている。定義上は、搬送平面ＰＣ上の正射影をもたらした投射方向Ｄｊｉと、軌道Ｔとの間の開き角度βは、角度ｐ及びｑの最小値であり、すなわち、

である。そのため、開き角度βは、２つの直線によって形成される複数の角度のうちの最小値であって、上記２つの直線の一方が搬送平面ＰＣ上の正射影をもたらした投射方向Ｄｊｉを伝え、他方が軌道Ｔを伝える。

別の有利な特徴によれば、各物体について、コンピュータシステムは、移動方向Ｔに対して１０°から６０°をなす開き角度βを有する投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋに対応する検査領域の少なくとも１つの放射線画像を取得する。換言すると、本発明に係る設備は、１つの物体が複数のイメージセンサの視野を通り抜けるとき、イメージセンサＣｉ上の検査領域の投射方向Ｄｊｉ、Ｄｊｉｋが、移動方向Ｔに対して１０°から６０°をなす開き角度βをなすように配置された少なくとも１つの焦点及び１つのイメージセンサＣｉを含む。

換言すると、設備１の構成は、複数の物体に適応した通過された体積Ｖｔ及び再構築の良好な質を維持しながら、移動方向において自身の大きさを低減するように最適化されている。

通過された体積Ｖｔのせいで、上記設備は移動方向Ｔの周囲に投射を生成しない。通過された体積Ｖｔは最小の開き角度βを与える。例えば、最小の開き角度は、βｍｉｎ＝１０°である。１０°未満の開き角度βの投射を提供するように配置されたセンサはない。

以上のことから、各物体についての複数の投射角度の分布は必ずしも均一ではないということが推測されるに違いない。

図９に示されるように、複数の投射角度の分布には、１８０°に渡る完全なカバーの代わりに、盲点領域と呼ばれる２×１０°つまり２０°の欠落部が存在しうる。

例えば、図９に示されるように、本発明に係る設備は、ここでは複数の三次元及び例えば二次元のセンサ要素のうち、少なくとも１つの焦点Ｆ１及び２つの物理センサ要素ＣＣ１、ＣＣ２を含み、各センサ要素は、多数の断面平面Ｐｋについて、イメージセンサＣ１ｋ、Ｃ２ｋ、Ｃ３ｋを含み、搬送平面ＰＣ上に正射影をもたらした投射方向Ｄ１１、Ｄ１２は、移動方向Ｔに対して、角度ｐ及びｑにそれぞれ対応する１０°から６０°をなす開き角度βを定義する。同様に、図５に示される設備は、焦点Ｆ１に関連付けられたイメージセンサＣＣ１１を含み、その投射方向Ｄ１１は、移動方向Ｔに対して１０°から６０°をなす開き角度βを有する。

イメージセンサＣｉを構成する物理センサ要素Ｃｉは、一般に、マトリクス又はリニアタイプである。

実施形態の１つの好ましい変形例によれば、設備１は複数のリニア物理センサ要素を含む。この好ましい変形例によれば、各物理センサ要素ＣＣｉ、ＣＣ’は、関連付けられた焦点Ｆｊで、投射方向Ｄｊｉを含む投射平面ＰＰｊｉ、ＰＰｊｉ’を定義する支持直線Ｌｉ、Ｌｉ’に沿って分布した複数のＸ線感応素子の直線配列を含む（図２）。これらの複数の物理センサ要素Ｃｉは、これらの複数のイメージセンサのそれぞれの少なくともｍ個の感応素子が、関連付けられた焦点Ｆｊに由来するＸ線ビームによって検査対象領域の放射線投射を、互いに異なりかつ搬送平面Ｐｃに平行でない異なる複数の物理センサ要素についての複数の投射平面ＰＰｊｉで受け取るように配置されている。各物理センサ要素の感応素子の数ｍは、１２８より大きく、好ましくは５１２より大きい。隣接する感応素子間の距離（ピッチと呼ばれる）及び／又は感応素子の寸法は、好ましくは８００μｍよりも小さい。複数の画像の列の読み取り周波数は、好ましくは１００Ｈｚよりも大きく、有利には１ｋＨｚよりも大きい。もちろん、これらのパラメータは、複数の物体のサイズ、所望の精度及び走行速度に応じて調整される。したがって、複数の物理センサ要素を適切に配置することにより、ピッチの値によって垂直方向に間隔を置いた複数の平面Ｐｋを得ることができ、その間隔は複数のセンサで測定される。断面平面Ｐｋの数は、１２８、さらには５１２、又はそれ以上に達する可能性がある。

１つの有利な実施形態の特徴によれば、少なくとも３つのリニア物理センサ要素Ｃｉの支持直線Ｌｉは、互いに平行である。

別の有利な実施形態の特徴によれば、少なくとも３つのリニア物理センサ要素Ｃｉの支持直線Ｌｉは、搬送平面ＰＣに直交する。

１つの変形例によれば、焦点Ｆｊは、そのビームが検査領域を、次に搬送平面Ｐｃを通り抜けるように配置される。加えて、少なくとも１つの関連付けられたリニア物理センサ要素Ｃｉは、搬送平面ＰＣに対して焦点Ｆｊの反対側に、そして、その支持直線Ｌｉが搬送平面ＰＣと平行になるように、配置される。

実施形態の複数のリニア物理センサ要素を用いたこれらの変形例によれば、取得システムは、少なくとも３つの物理センサ要素Ｃｉのそれぞれを使用して、軌道上の各物体の各増分変位で、各物体について、検査対象領域全体が複数の線形放射線画像のセットにおいて完全に表されるように選択された数に基づく検査対象領域の線形放射線画像を取得する。そのため、物体の移動中に、各イメージセンサは、物体の検査対象領域全体が、上記イメージセンサから得られた複数の線形放射線画像のセットにおいて完全に表されるように、複数の線形放射線画像を取得することができる。そのため、各物体について、検査対象領域の複数の線形放射線画像の少なくとも３セットが得られ、その後分析される。検査領域の複数のマトリクス放射線画像は、複数の線形放射線画像の複数のセットを並置することにより作成することができる。ただし、幾何モデルの再構築と測定とは、必ずしもそれを強いるものではない。

通過された体積Ｖｔを考慮に入れると、移動方向Ｔのいずれかの側に位置する盲点領域（β＜±１０°）において放射線投射が取得されないことに留意されたい。本発明に係る方法により、この角度範囲における放射線投射がないにもかかわらず、例えば推測的幾何モデルのおかげで、物体の正確かつ完全なデジタル幾何モデルを再構築することが可能となる。そのため、デジタル幾何モデル全体に渡って、特に、取りうる複数の投射方向に直交しない複数の方向に沿って、複数の直線寸法の測定を行うことが可能となり、上記測定には、移動方向Ｔのいずれかの側に位置する盲点領域に対応する欠落した複数の投射方向に直交する複数の測定方向に沿った直線寸法の測定が含まれる。実際、本発明に係る方法を用いずに、例えば従来の「完全な」体軸断層撮影を目的とした方法を用いると、盲点領域の複数の方向に沿って放射線投射が得られず、そのため、再構築されたモデルもまたその盲点領域に直交する角度セクタに存在する場合、再構築エラーにより、表面を正確に特定することが不可能になるので、単一材料物体であっても、物体の直線寸法の測定が不可能になる。

このように、図１０及び１１に示されるように、本発明において、例えば、２０°（βｍｉｎ＝１０°）の盲点領域での投射は不可能である。従来技術によれば、複数の投射方向のいずれにも直交しない方向Ａでは正確な測定を行うことができなかった。方向Ａは、搬送平面ＰＣ上の正射影において、複数の投射方向のいずれかで少なくとも１０°の角度偏差を有するという意味において、少なくとも１０°以内の複数の投射方向のいずれの直交方向にも近くない。複数の物体のシリーズの複数の推測的モデルから、かつ、一定であり均一な減衰量からの再構成のおかげで、方向Ａに沿った内直径（距離ａ１）の測定及び方向Ａに垂直な２つの外側面の間の距離（距離ａ２）の測定は、正確で精度がよい。換言すると、検査対象領域について特定された三次元構造には、方向Ａにおける境界の欠落又はぼやけがない。

もちろん、焦点の数、各焦点に関連付けられたイメージセンサの数、及びそれらの相対的な配置は、所望の測定精度、複数の物体の形状、及びコンベヤ上のそれらの間隔に基づいて、任意の適切な方法で選択される。

要約すると、図１３に概略的に示されるように、本発明の方法は、
複数の物体を輸送すること（ＴＲＡＮＳ ＯＢＪ）と、
この輸送中、１つ又は複数のイメージセンサＣｉ、Ｃｉｋを使用して、移動中の各物体について、複数の一次元処理用放射線画像の１セットを取得すること（ＡＣＱＵＩＭＡＧＥ）と、ここで、上記セットは、
基準直線を含むＮＫ個の異なる断面平面Ｐｋについての複数の一次元処理用放射線画像と、
異なる各断面平面Ｐｋについての検査対象領域のＮＰ個の一次元処理用放射線画像Ｓｐｋと、ここで、一次元処理用放射線画像Ｓｐｋは、断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向Ｄｉｊｋに沿って得られ、
を含み、
各測定対象物体について、かつ、異なる各断面平面Ｐｋについて、コンピュータシステムを使用して、検査対象領域の少なくとも３つの一次元処理用放射線画像Ｓｐｋから、検討された断面平面Ｐｋにおける物体の描写ＤＬｋを特定すること（ＣＡＬＣ ＤＬｋ）と、ここで、上記描写は、断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向Ｄｉｊｋに沿って得られ、
測定対象物体について、異なる各断面平面における物体の複数の描写から、測定対象物体の検査対象領域の少なくとも１つの直線寸法測定値を特定すること（ＭＥＳ）と、
を提供する。

この方法によれば、生産中の高速走行する複数の物体を測定するために、複数の画像をリアルタイムでコンピュータ処理して三次元モデルを作成することが可能となる。配置及び並進運動により、複数の断面平面Ｐｋにおける作業が可能となる。複数の断面平面における再構成アルゴリズムを使用することが可能であり、それは、コンピュータによって複数の二次元構造を操作するので、コンピュータによって三次元データを操作するよりもはるかに高速である。そのため、コンピュータによって複数のパラメトリック曲線を操作することが可能であり、それは、体積モデルの複数の基本的体積要素を操作するよりもはるかに高速である。この方法では、複数の物体の事前情報を考慮に入れ、その実行に必要な演算能力をさらに少なくすることが可能である。提供された方法によれば、移動方向に近い投射方向の画像がないにもかかわらず、移動方向の直交方向に「ミッシングエッジ」エラー領域と呼ばれる領域なしで再構築が可能となる。

この方法によって提供された取得構造のおかげで、取得された放射線データからの物体の３Ｄ再構築の問題は、物体の複数の曖昧な２Ｄ断面のＮＫ個の再構築の問題に分離され、実行に必要な演算能力を少なくする。実際、Ｃ個のリニアセンサ上でのＡ個の取得からの３Ｄ再構築の問題は、Ａ×Ｃ×ＮＫ個のデータを作成し、Ａ×Ｃ×ＮＫによってＡ×Ｃ×ＮＫの順序でリニアシステムを解くことによって、代数学的アプローチにおいてＡ×Ｃ×ＮＫボクセルの順序で推定を可能にする。このような操作のコストは、ガウス型の方法によると（Ａ×Ｃ×ＮＫ）³の順序であり、複数のｉｔｅｒ３Ｄ反復によりマトリクス（行列）の中抜け成分を利用する反復法についてはｉｔｅｒ３Ｄ×（Ａ＋Ｃ＋ＮＫ）×Ａ×Ｃ×ＮＫである。

物体の複数の曖昧な２Ｄ断面のＮＫ個の再構築問題で分離されたあるアプローチでは、Ａ×ＣによるＡ×Ｃの順序でのＮＫ個のリニアシステムは、解決されるべきである。つまり、ガウス型の方法（ＮＫ²ファクターが得られる）によるとＮＫ×（Ａ×Ｃ）³の順序でのコスト、及びここでは一般にｉｔｅｒ２Ｄ＜ｉｔｅｒ３Ｄであり、かつもちろん（Ａ＋Ｃ）＜（Ａ＋Ｃ＋ＮＫ）であるｉｔｅｒ２Ｄ×（Ａ＋Ｃ）×Ａ×Ｃ×ＮＫである。したがって、この方法では必要な計算がはるかに少なくなるので、演算能力も少なくて済む。３Ｄで表面を再構築するよりもはるかに簡単な各２Ｄ断面で複数の曲線を再構築することが可能であるという事実は、複雑さを増加させる。ローカルメモリ内のデータの量は少なくなり、複数の曲線の管理の複雑さは複数の表面の管理の複雑さよりもはるかに低くなる。

複数の物体の軌道は並進であり、かつ、複数の断面平面のそれぞれは基準直線を含み、その結果、複数の物体の軌道に平行であるので、複数の断面平面Ｐｋのそれぞれは、移動中の物体に対して不変であることに留意されたい。そのため、同じ断面平面Ｐｋで得られた検査対象領域のすべての一次元処理用放射線画像Ｓｐｋは、物体の同じ断面の、すなわち物体の同じ描写の、複数の一次元放射線画像である。したがって、この方法によって提供された取得構造によって、同じ平面に属するデータを直接操作でき、これにより、計算が大幅に簡素化されるとされている。

工業的な大量生産では、複数のシリーズが同時に同じ製造又は検査ライン上に存在する可能性があることに留意されたい。この場合、上記設備は、本発明の方法を同じシリーズの全ての物体に実行するために、複数の物体それぞれが属するシリーズを、コンピュータシステムに示すための指示システムを含む。実際、本発明に係る設備は、複数の物体の異なる多くのシリーズ、例えば第１のシリーズ及び第２のシリーズから構成される複数の製造物体のフローを検査するために使用されうる。上記シリーズは、物体の形状によって又は物体の独自の減衰係数によって、又はその両方によって異なっていてもよい。この場合、上記設備には、複数の物体の各シリーズの推測的幾何モデル、複数の物体の各シリーズの減衰係数をコンピュータシステムに利用可能とするための手段が設けられる必要があり、そして、コンピュータシステムには、各物体の複数の放射線画像を各物体が属するシリーズに関連付けるための手段が設けられる必要がある。

Claims (33)

1. １シリーズの複数の製造物体（２）の複数の直線寸法を自動的に測定する方法であって、
   複数の製造物体（２）の１シリーズを選択することと、ここで、前記複数の物体のそれぞれは、１つ又は複数の異なる部分からなり、前記部分の数は既知であって、かつ、各部分は、前記物体の前記部分の任意の点において均一な既知の減衰係数を有する材料で作られており、
   輸送装置を用いて、搬送平面（ＰＣ）における直線軌道に沿った移動方向（Ｔ）に前記複数の物体を輸送することと、ここで、これらの物体は、移動中に搬送体積（Ｖｔ）を生成し、
   前記搬送体積（Ｖｔ）の外側に、Ｘ線発生管の少なくとも１つの焦点（Ｆｊ）を配置することと、ここで、各焦点は、前記直線軌道に沿った前記移動方向（Ｔ）に平行な同一の基準直線上に配列され、
   前記搬送体積（Ｖｔ）の外側に、関連付けられた焦点（Ｆｊ）に由来する複数のＸ線に曝されかつ感度を持つ１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を配置することと、ここで、これらのＸ線は、少なくとも検査対象領域を通り抜けて、投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）に沿った前記検査対象領域の放射線投射を各イメージセンサ上に生成し、
   前記１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を使用して、移動中の各物体について、複数の一次元処理用放射線画像のセットを取得することと、ここで、各一次元処理用放射線画像は、前記基準直線を含む断面平面（Ｐｋ）に沿った前記物体の断面の投射を含み、ここで、前記セットは、
   前記基準直線を含むいくつか（ＮＫ）の異なる断面平面（Ｐｋ）についての前記複数の一次元処理用放射線画像と、
   異なる各断面平面（Ｐｋ）についての、前記検査対象領域のいくつか（ＮＰ）の前記一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）と、ここで、前記一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）は、前記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られ、
   を含み、
   各測定対象物体について、かつ、異なる各断面平面（Ｐｋ）について、コンピュータシステムを使用して、前記検査対象領域の前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）から、前記断面平面（Ｐｋ）における前記物体の描写を特定することと、ここで、前記描写は、前記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られ、
   測定対象物体について、異なる各断面平面における前記物体の複数の前記描写から、前記測定対象物体の前記検査対象領域の前記直線寸法の少なくとも１つの測定値を特定することと、
   を備える、
   方法。
2. 前記物体の描写は、前記物体の複数の境界表面の前記断面平面との交差部分を表す曲線又は複数の曲線のセットを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記物体の前記描写の前記曲線又は各曲線は、パラメトリックシステムによってモデル化された平面曲線である、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記断面平面における前記物体の描写の前記特定は、前記断面平面における前記物体の推測的描写からのカーブフィッティングアルゴリズムを含む、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記断面平面における前記物体の描写の前記特定は、非線形回帰型のカーブフィッティングアルゴリズムを含む、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記断面平面における前記物体の描写の前記特定は、反復的カーブフィッティングアルゴリズムを含み、前記反復的カーブフィッティングアルゴリズムは、
   第１反復ランクの計算された描写として、前記断面平面における前記物体の推測的描写を検討することと、
   その後、反復的に、
   前記断面平面における前記物体の所定の反復ランクの計算された描写から、前記検査対象領域の少なくとも３に等しい数（ＮＰ）のシミュレートされた一次元放射線画像（ＳＳｐｋ）を計算することと、ここで、前記計算は、前記断面平面における前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）の取得に使用された少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿った前記断面平面においてなされ、
   前記複数のシミュレートされた一次元放射線画像（ＳＳｐｋ）を前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）と比較することと、
   前記複数のシミュレートされた一次元放射線画像（ＳＳｐｋ）の前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）との前記比較が予め定義された最適化基準に達するまで、前記比較に応じて、前記計算された描写をより高い反復ランクの計算された描写へ修正することと、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を使用して、移動中の各物体について、前記検査対象領域の少なくとも３に等しい数（ＮＰ）の二次元放射線画像（Ｒｉ）を取得することと、ここで、前記二次元放射線画像のそれぞれは異なる投射方向に沿って得られ、
   前記複数の二次元放射線画像（Ｒｉ）において、前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）を抽出して、複数の一次元放射線画像の前記セットを形成することと、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 物体の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）は、前記焦点とポイントイメージセンサ（Ｃｉｋ）との間の前記物体の移動の継続時間に対応するスキャン継続時間中に、前記ポイントイメージセンサを使用して取得された点像のサンプリングによって形成される、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 測定対象物体について、コンピュータシステムを使用して、かつ、前記異なる複数の断面平面（Ｐｋ）のそれぞれにおける前記物体の前記複数の描写から、前記検査対象領域の三次元デジタル幾何モデルを構築することを含み、前記三次元デジタル幾何モデルは、
   それぞれが前記物体の前記検査対象領域の境界表面に属する空間内の複数の三次元点、
   及び／又は前記検査対象領域の少なくとも１つの三次元表面、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 測定対象物体について、異なる各断面平面における前記物体の前記複数の描写から、前記測定対象物体の前記検査対象領域の少なくとも１つの前記直線寸法の測定を特定することは、前記検査対象領域の前記三次元デジタル幾何モデルの少なくとも２つの三次元点の間の距離を特定することを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 各断面平面について、前記断面平面における前記物体の推測的描写を前記コンピュータシステムへ提供すること含む、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記複数の推測的描写は、
    前記シリーズの前記複数の物体のコンピュータ支援設計デジタルモデルによって、
    及び／又は測定装置による同じシリーズの１つ又は複数の物体の前記測定から、
    及び／又はコンピュータシステムのマンマシンインターフェース上のオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状から、
    得られる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記シリーズの前記検査対象領域の推測的三次元幾何モデルを前記コンピュータシステムへ提供することを含み、前記推測的三次元幾何モデルは、
    前記シリーズの前記複数の物体のコンピュータ支援設計デジタルモデル、
    及び／又は測定装置による同じシリーズの１つ又は複数の物体の前記測定から得られたデジタル幾何モデル、
    及び／又はコンピュータシステムのマンマシンインターフェース上のオペレータによって入力された値及び／又は作成された図面及び／又は選択された形状から前記コンピュータシステムによって生成されたデジタル幾何モデル、
    によって得られる、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記搬送平面（ＰＣ）に１つ又は複数の前記焦点を配置することを含む、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を使用して、移動中の前記シリーズの物体について、かつ、前記物体の各断面平面について、前記断面平面において４５°以上９０°以下、有利には６０°以上９０°以下の有効角度（α）を定義する複数の投射方向（Ｄｊｉｋ）に対応する前記検査対象領域の少なくとも２つの一次元処理用放射線画像を取得することを含む、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を使用して、移動中の前記シリーズの物体について、かつ、前記物体の各断面平面について、前記移動方向（Ｔ）に対して１０°から６０°をなす開き角度（β）を有し、前記搬送平面（ＰＣ）に投射をもたらす投射方向（Ｄｊｉｋ）に対応する前記検査対象領域の少なくとも１つの放射線画像を取得することを含む、ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記１つ又は複数のイメージセンサ（Ｃｉ）を使用して、移動中の前記シリーズの各物体について、前記移動方向（Ｔ）に対して１０°未満をなす開き角度（β）を有する投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）に対応する前記検査対象領域の放射線画像を取得することを含まない、ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. １つ又は複数の前記焦点に由来し、かつ、前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）に到達する複数のＸ線が別の物体を通り抜けないように、物体の前記検査対象領域の放射線投射を実行すること及び取得することを含む、ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 移動中の前記シリーズの各物体について、かつ、各断面について、異なる複数の投射方向の前記検査対象領域の３から４０の範囲の放射線投射に由来し、好ましくは、異なる複数の投射方向の前記検査対象領域の４から１５の範囲の放射線投射に由来する、前記複数の一次元処理用放射線画像を取得することを含む、ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）は、少なくとも３つの物理センサ要素（ＣＣｉ）の一部を構成しており、前記少なくとも３つの物理センサ要素のそれぞれは支持直線（Ｌｉ）に沿って分布した複数のＸ線感応素子の直線配列を含み、焦点（Ｆｊ）とともに前記投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）を含む投射平面（ＰＰｊｉ）を定義し、これらのイメージセンサは、
    これらの物理センサ要素のそれぞれの少なくともｍ個の感応素子が、焦点（Ｆｊ）に由来するＸ線ビームによって前記検査対象領域の放射線投射を受け取り、
    異なる複数の前記物理センサ要素についての複数の前記投射平面（ＰＰｊｉ）が互いに異なり、かつ、前記搬送平面（ＰＣ）に平行ではなく、
    前記少なくとも３つの物理センサ要素のそれぞれを使用して、前記移動方向（Ｔ）に沿った各物体の増分変位毎に、前記検査対象領域の複数の一次元放射線画像が、各物体について、前記検査対象領域の全体が、複数の一次元放射線画像のセットに完全に表されるように選択された数に従って取得され、
    前記検査対象領域の複数の一次元放射線画像の少なくとも３セットが各物体について分析される、
    ように配置されている、
    ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
21. １シリーズの複数の製造物体の少なくとも１つの検査対象領域の複数の直線寸法を自動的に測定するための設備であって、
    搬送平面（ＰＣ）における直線軌道に沿って、変位ベクトルによって具体化された移動方向（Ｔ）に前記複数の物体を輸送するための装置と、ここで、前記複数の物体は、前記移動方向（Ｔ）に延びる搬送体積（Ｖｔ）を通って走行し、
    通過された前記体積（Ｖｔ）の外側に配置されたＸ線発生管の少なくとも１つの焦点（Ｆｊ）であって、前記物体の少なくとも１つの検査対象領域を通り抜けるように向けられた発散Ｘ線ビームを生成する焦点と、ここで、各焦点は、直線軌道に沿った前記移動方向（Ｔ）に平行な同一の基準直線上に配列され、
    関連付けられた焦点（Ｆｊ）に由来する複数のＸ線を受け取るように前記搬送体積（Ｖｔ）の外側に配置された複数のイメージセンサ（Ｃｉ，Ｃｉｋ）と、ここで、１つ又は複数の前記焦点（Ｆｊ）及び前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）は、前記焦点（Ｆｊ）に由来する複数のＸ線によって、前記物体がこれらのＸ線を通り抜けるとき、各イメージセンサが前記検査対象領域の放射線投射を受け取るように配置されており、これらの放射線投射の投射方向は互いに異なっており、
    移動中の各物体について、複数の一次元処理用放射線画像のセットを取得するように、前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ，Ｃｉｋ）に接続された取得システムと、ここで、前記セットは、
    前記基準直線を含むいくつか（ＮＫ）の異なる断面平面（Ｐｋ）についての前記複数の一次処理用放射線画像と、
    異なる各断面平面（Ｐｋ）についての、前記検査対象領域のいくつか（ＮＰ）の前記一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）と、ここで、前記一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）は、前記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られ、
    を含み、
    異なる各断面平面（Ｐｋ）について、前記断面平面における少なくとも３つの異なる投射方向（Ｄｉｊｋ）に沿って得られた前記複数の一次元処理用放射線画像（Ｓｐｋ）から、前記断面平面（Ｐｋ）における前記物体の描写を特定するように構成された、コンピュータシステムと、
    を備える、
    設備。
22. 前記直線軌道に沿った移動方向（Ｔ）に平行な前記同一の基準直線上の２つの異なる位置に別々に配置された、少なくとも２つのＸ線発生焦点（Ｆ１，Ｆ２）、及び少なくとも３つのイメージセンサ（Ｃｉ）を含み、前記少なくとも３つのイメージセンサは、複数のＸ線に感度を持ち、かつ、
    各焦点が、少なくとも前記検査対象領域を通り抜けて少なくとも１つの関連付けられたセンサ（Ｃｉ，Ｃｉｋ）に到達するように、そのビームを放出し、
    各センサ（Ｃｉ）が、焦点に関連付けられ、かつ、前記焦点に由来して前記検査対象領域を通り抜けた後の複数のＸ線を受け取る、
    ように配置されている、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の設備。
23. ９０°以上の開きを持つ発散Ｘ線ビームが得られる少なくとも１つの焦点、又は開きの合計が９０°以上であり、複数の発散Ｘ線ビームが得られる少なくとも２つの焦点を含む、ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の設備。
24. 前記搬送平面（ＰＣ）に配置された少なくとも１つの焦点を含む、ことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１項に記載の設備。
25. 少なくとも１つの焦点及び２つのイメージセンサは、それらが受け取る前記検査対象領域の複数の前記投射方向が、それらの間に４５°以上９０°以下、有利には６０°以上９０°以下の有効角度（α）を有するように配置されている、ことを特徴とする、請求項２２、請求項２２に従属する場合の請求項２３、又は請求項２２に従属する場合の請求項２４のいずれか１項に記載の設備。
26. 少なくとも1つの焦点及び１つのイメージセンサ（Ｃｉ）は、物体が前記複数のセンサの視野を通り抜けるとき、前記イメージセンサ（Ｃｉｋ，Ｃｉ）上の前記検査対象領域の前記投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）が、前記移動方向（Ｔ）に対して１０°から６０°をなす開き角度（β）を有するように配置されている、ことを特徴とする請求項２１から２５のいずれか１項に記載の設備。
27. Ｘ線発生管の焦点（Ｆｊ）が通過された前記体積（Ｖｔ）に配置されておらず、かつ、イメージセンサ（Ｃｉ）が前記搬送体積（Ｖｔ）に配置されていないので、前記イメージセンサ（Ｃｉ）上の前記検査対象領域の前記投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）が、前記移動方向（Ｔ）で１０°未満の開き角度（β）をなすことはない、ことを特徴とする請求項２１から２６のいずれか１項に記載の設備。
28. 前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）及び複数の前記焦点（Ｆｊ）は、前記１つ又は複数の焦点に由来し、かつ、前記複数のイメージセンサ（Ｃｉｋ，Ｃｉ）に到達して前記物体の前記検査対象領域を通り抜ける前記複数のＸ線が、一度に別の物体を通り抜けないように配置されている、ことを特徴とする請求項２１から２７のいずれか１項に記載の設備。
29. 前記１つ又は複数のＸ線発生管に由来する、１つから４つの焦点（Ｆｊ）を含む、ことを特徴とする請求項２１から２８のいずれか１項に記載の設備。
30. 前記複数のイメージセンサ（Ｃｉｋ）の及び関連付けられた前記複数の焦点の数及び配置は、移動中の前記シリーズの各物体について、前記複数のイメージセンサ上の前記検査対象領域の前記複数の放射線投射が、３から４０の範囲の異なる投射方向、好ましくは４から１５の範囲の異なる投射方向を有するようになっている、ことを特徴とする請求項２１から２９のいずれか１項に記載の設備。
31. 前記複数のイメージセンサ（Ｃｉ）は、リニアタイプの複数の物理センサ要素（ＣＣｉ）の一部を構成し、各要素は、支持直線（Ｌｉ）に沿って分布した複数のＸ線感応素子の直線配列を含み、関連付けられた焦点（Ｆｊ）で前記投射方向（Ｄｊｉ，Ｄｊｉｋ）を含む投射平面（ＰＰｊｉ）を定義し、これらのイメージセンサは、
    これらの物理センサ要素（ＣＣｉ）のそれぞれの少なくともｍ個の感応素子が、前記関連付けられた焦点（Ｆｊ）に由来するＸ線ビームによって前記検査対象領域の前記放射線投射を受け取り、
    前記異なる複数のセンサについての複数の前記投射平面（ＰＰｊｉ）が互いに異なり、かつ、前記搬送平面（ＰＣ）に平行ではない、
    ように配置されている、
    ことを特徴とする請求項２１から３０のいずれか１項に記載の設備。
32. 少なくとも３つのリニアイメージセンサ（Ｃｉ）の前記支持直線（Ｌｉ）は、互いに平行である、ことを特徴とする請求項３１に記載の設備。
33. 少なくとも３つのリニア物理センサ要素（ＣＣｉ）の前記支持直線（Ｌｉ）は、前記搬送平面（ＰＣ）に直交している、ことを特徴とする請求項３１又は３２に記載の設備。

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