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公開番号2025085981
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199719
出願日2023-11-27
発明の名称計測システム及び計測プログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G06T 7/70 20170101AFI20250530BHJP(計算;計数)
要約【課題】計測された点群と理想点群との位置合わせを容易に、かつ、精度よく行うことができる計測システム及び計測プログラムを提供すること。
【解決手段】計測システムは、画像比較部と、位置合わせ部と、形状偏差計算部と、表示制御部とを備える。画像比較部は、理想計測対象を複数の視野から見た場合に相当する、理想画像と、位置合わせ用点群と、形状比較用点群とを含むそれぞれの計測対象についてのデータセット記憶したデータベースから取得される、それぞれの理想画像と計測画像との類似度の比較結果に基づいてデータベースからデータセットを選定する。位置合わせ部は、選定されたデータセットの位置合わせ用点群と計測点群との位置合わせをする。形状偏差計算部は、位置合わせ結果に基づいて、選定されたデータセットの形状比較用点群と計測点群との間の形状偏差を計算する。表示制御部は、形状偏差の計算結果に基づいて表示装置に可視化表示をする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれの計測対象に対して理想的な形状を有する理想計測対象を複数の視野から見た場合に相当する、前記理想計測対象の画像である理想画像と、前記計測対象を計測することによって得られる点群である計測点群との位置合わせのための位置合わせ用点群と、前記計測点群との形状比較のための形状比較用点群とを含むそれぞれの計測対象についてのデータセット記憶したデータベースから取得される、それぞれの前記理想画像と、前記計測対象を計測することによって得られる前記計測対象の画像である計測画像と、の類似度の比較結果に基づいて前記データベースからデータセットを選定する画像比較部と、
前記画像比較部によって選定された前記データセットに含まれる前記位置合わせ用点群と前記計測点群との位置合わせをする位置合わせ部と、
前記位置合わせ部の位置合わせ結果に基づいて、前記画像比較部によって選定された前記データセットに含まれる前記形状比較用点群と前記計測点群との間の形状偏差を計算する形状偏差計算部と、
前記形状偏差の計算結果に基づいて表示装置に可視化表示をする表示制御部と、
を具備する計測システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記位置合わせ用点群は、前記計測点群よりも疎な密度の点群であり、
前記形状比較用点群は、前記計測点群と同じ密度の点群である、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項３】
前記位置合わせ用点群は、前記形状比較用点群から前記計測点群との間での形状偏差が発生し得る部位である形状比較部位が除かれた点群である、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項４】
前記理想画像は、深度画像とカラー画像の一方又は両方を含む、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項５】
前記データベースは、前記理想計測対象を複数の視野から見た場合に相当する、前記計測点群との類似度の比較のための点群である類似度評価用点群をさらに含み、
前記画像比較部は、前記計測画像とそれぞれの前記理想画像との比較結果に基づいて前記データベースから所定の視野の範囲の複数のデータセットを選定し、
前記画像比較部によって選定されたそれぞれのデータセットの前記類似度評価用点群と前記計測点群との類似度の比較結果に基づいて前記データベースからデータセットを選定する点群比較部をさらに具備し、
前記位置合わせ部は、前記点群比較部によって選定された前記データセットに含まれる前記位置合わせ用点群と前記計測点群との位置合わせをし、
前記形状偏差計算部は、前記位置合わせ部の位置合わせ結果に基づいて、前記点群比較部によって選定された前記データセットに含まれる前記形状比較用点群と前記計測点群との間の形状偏差を計算する、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項６】
前記データベースは、作業毎にそれぞれの計測対象についての前記データセットを記憶しており、
前記画像比較部は、設定された作業についての前記データセットに含まれる前記理想画像と前記計測画像との類似度を比較する、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項７】
前記表示制御部は、前記設定された作業についての前記データセットに含まれる前記理想画像に基づいて、前記表示装置に前記計測対象の計測のためのガイド表示を行う、
請求項６に記載の計測システム。
【請求項８】
前記画像比較部は、前記計測画像と前記理想画像との間の類似性のない色を特定し、
前記位置合わせ部は、前記計測点群から前記類似性のない色の点群を除いた計測点群と前記位置合わせ用点群との位置合わせを行う、
請求項１に記載の計測システム。
【請求項９】
それぞれの計測対象に対して理想的な形状を有する理想計測対象を複数の視野から見た場合に相当する、それぞれの計測対象についての複数の理想画像と、前記計測対象を計測することによって得られる点群である計測点群との位置合わせのための位置合わせ用点群と、前記計測点群との形状比較のための形状比較用点群とを含むそれぞれの計測対象についてのデータセット記憶したデータベースから取得される、それぞれの前記理想画像と、前記計測対象を計測することによって得られる前記計測対象の画像である計測画像と、の類似度の比較結果に基づいて前記データベースからデータセットを選定することと、
選定された前記データセットに含まれる前記位置合わせ用点群と前記計測点群との位置合わせをすることと、
前記位置合わせ結果に基づいて、選定された前記データセットに含まれる前記形状比較用点群と前記計測点群との間の形状偏差を計算することと、
前記形状偏差の計算結果に基づいて表示装置に可視化表示をすることと、
をプロセッサに実行させるための計測プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、計測システム及び計測プログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
大型構造物の製造を支援する技術の１つとして、製造中の大型構造物の部品の３次元計測に基づく部品の３次元映像に理想形状の部品の３次元映像を重ねて表示することによって、製造中の部品の形状の理想形状に対する偏差を可視化する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６７３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した可視化技術においては、計測された点群と理想点群とを精度よく位置合わせできることが求められる。さらに、計測された点群と理想点群との精度のよい位置合わせを短時間で行うためには、理想点群と類似する計測点群が得られていることが望ましいが、理想点群と類似する計測点群を用意することは一般的には困難である。
【０００５】
実施形態は、計測された点群と理想点群との位置合わせを容易に、かつ、精度よく行うことができる計測システム及び計測プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様の計測システムは、画像比較部と、位置合わせ部と、形状偏差計算部と、表示制御部とを備える。画像比較部は、それぞれの計測対象に対して理想的な形状を有する理想計測対象を複数の視野から見た場合に相当する、理想計測対象の画像である理想画像と、計測対象を計測することによって得られる点群である計測点群との位置合わせのための位置合わせ用点群と、計測点群との形状比較のための形状比較用点群とを含むそれぞれの計測対象についてのデータセット記憶したデータベースから取得される、それぞれの理想画像と、計測対象を計測することによって得られる計測対象の画像である計測画像と、の類似度の比較結果に基づいてデータベースからデータセットを選定する。位置合わせ部は、画像比較部によって選定されたデータセットに含まれる位置合わせ用点群と計測点群との位置合わせをする。形状偏差計算部は、位置合わせ部の位置合わせ結果に基づいて、画像比較部によって選定されたデータセットに含まれる形状比較用点群と計測点群との間の形状偏差を計算する。表示制御部は、形状偏差の計算結果に基づいて表示装置に可視化表示をする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係る計測システムの一例の構成を示すブロック図である。
図２は、計測システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
図３は、第１の実施形態における計測システムの動作としての形状偏差可視化処理を示すフローチャートである。
図４は、深度画像の比較の概念図である。
図５は、位置合わせの概念図である。
図６は、形状偏差の計算の概念図である。
図７は、第１の実施形態の変形例に係る計測システムの一例の構成を示すブロック図である。
図８は、第１の実施形態の変形例における計測システムの動作としての形状偏差可視化処理を示すフローチャートである。
図９は、点群の比較の概念図である。
図１０は、第２の実施形態の形状ＤＢに記憶されるデータセットの概念図である。
図１１は、第２の実施形態における計測システムの動作を示すフローチャートである。
図１２は、ガイド表示の一例を示す図である。
図１３は、第３の実施形態における計測システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明される。図１は、第１の実施形態に係る計測システムの一例の構成を示すブロック図である。計測システム１は、計測対象の３次元形状の計測に用いられ得る。
【００１０】
実施形態における計測システム１は、カメラ２によって計測される計測対象Ｏの３次元形状と、予め用意されている計測対象Ｏに対して理想的な３次元形状を有する理想計測対象の３次元形状との形状偏差を比較し、その形状偏差をユーザに提示する。計測対象は、これに限定されるものではないが、例えば大型構造物に溶接される部品である。計測対象は、１種類である必要はなく、複数種類であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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