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公開番号2025132723
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024030477
出願日2024-02-29
発明の名称データ処理装置、測定システム、データ処理方法及びプログラム
出願人株式会社ミツトヨ
代理人弁理士法人創光国際特許事務所
主分類G01B 11/02 20060101AFI20250903BHJP(測定;試験)
要約【課題】被測定物に含まれる円弧の形状を測定する精度を向上させる。
【解決手段】データ処理装置2は、被測定物Wに含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するデータ取得部241と、エッジデータに基づいて、第1評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、被測定物Wの所定位置を基準として、円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定する推定部242と、暫定中心座標から所定の範囲内に円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、第1評価関数と異なる第2評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、円の中心座標と円の半径とを特定する特定部243と、を有する。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するデータ取得部と、
前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定する推定部と、
前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定する特定部と、
を有するデータ処理装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記推定部は、前記第１評価関数を用いた最小領域法を用いることにより前記円の暫定中心座標を推定し、
前記特定部は、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという前記制約条件のもとで、前記第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索する、
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記推定部は、中心座標を共通とする、前記円弧が含まれる可能性がある円の面積と前記円弧が含まれない可能性がある円の面積との差を示す前記第１評価関数を用いることにより、前記暫定中心座標を推定する、
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記特定部は、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記中心座標（ａ，ｂ）が含まれている制約条件のもとで、前記被測定物の半径をｒ、前記複数の点の数をｉとした場合に
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が最小になるａ，ｂ，ｒを特定する、
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
被測定物を撮影することによって撮像画像データを生成する撮像装置と、
前記撮像画像データに基づいて前記被測定物の形状を特定するデータ処理装置と、
を備え、
前記データ処理装置は、
被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するデータ取得部と、
前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定する推定部と、
前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定する特定部と、
を有する測定システム。
【請求項６】
コンピュータが実行する、
被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するステップと、
前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定するステップと、
前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定するステップと、
を有するデータ処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するステップと、
前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定するステップと、
前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定するステップと、
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の形状を測定するためのデータ処理装置、測定システム、データ処理方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物（ワーク）に光を照射して得られる点群データを用いて、最小二乗法又は最小領域法により最小円と最大円を特定することによりワークの真円度を測定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７３０１５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被測定物における円弧の形状を測定するために、円弧を含む円の中心座標及び半径を特定する必要が生じる場合がある。円弧の点群データを用いて円弧を含む円の中心座標及び半径を特定する場合に、点群の位置のばらつきが大きいと測定誤差が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、被測定物に含まれる円弧の形状を測定する精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様のデータ処理装置は、被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するデータ取得部と、前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定する推定部と、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定する特定部と、を有する。
【０００７】
前記推定部は、前記第１評価関数を用いた最小領域法を用いることにより前記円の暫定中心座標を推定し、前記特定部は、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという前記制約条件のもとで、前記第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索してもよい。
【０００８】
前記推定部は、中心座標を共通とする、前記円弧が含まれる可能性がある円の面積と前記円弧が含まれない可能性がある円の面積との差を示す前記第１評価関数を用いることにより、前記暫定中心座標を推定してもよい。
【０００９】
前記特定部は、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記中心座標（ａ，ｂ）が含まれている制約条件のもとで、前記被測定物の半径をｒ、前記複数の点の数をｉとした場合に
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が最小になるａ，ｂ，ｒを特定してもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様の測定システムは、被測定物を撮影することによって撮像画像データを生成する撮像装置と、前記撮像画像データに基づいて前記被測定物の形状を特定するデータ処理装置と、を備え、前記データ処理装置は、被測定物に含まれる円弧のエッジを示す複数の点の位置を示すエッジデータを取得するデータ取得部と、前記エッジデータに基づいて、第１評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記被測定物の所定位置を基準として、前記円弧が含まれる円の暫定中心座標を推定する推定部と、前記暫定中心座標から所定の範囲内に前記円の中心座標が含まれているという制約条件のもとで、前記第１評価関数と異なる第２評価関数に基づく演算値が最小になる条件を探索することにより、前記円の中心座標と前記円の半径とを特定する特定部と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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