特開 2022-120381 幾何要素判別装置、幾何要素判別方法、プログラム及び三次元測定機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022120381

(43)【公開日】2022-08-18

(54)【発明の名称】幾何要素判別装置、幾何要素判別方法、プログラム及び三次元測定機

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/00 20060101AFI20220810BHJP

【ＦＩ】

G01B21/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021017237

(22)【出願日】2021-02-05

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】杉田 広一

【テーマコード（参考）】

2F069

【Ｆターム（参考）】

2F069AA01

2F069AA04

2F069AA71

2F069DD15

2F069LL00

2F069NN09

2F069QQ01

(57)【要約】

【課題】幾何要素判別の誤判別に起因する判別結果の修正操作が低減され、測定効率を向上し得る幾何要素判別装置、幾何要素判別方法、プログラム及び三次元測定機を提供する。
【解決手段】測定対象物の測定データを取得する測定データ取得部、測定データを用いて測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部（９０）、二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに測定データに基づき幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部（９２）、判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出部（９２）を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物の測定データを取得する測定データ取得部と、
前記測定データを用いて前記測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部と、
二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに前記測定データに基づき前記幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部と、
判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを前記幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い前記幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出部と、
を備える幾何要素判別装置。

【請求項2】

前記判別結果導出部は、同一の幾何要素候補を導出した複数の判別方式の信頼度を合算して、前記幾何要素候補ごとの前記信頼度ポイントを導出し、前記信頼度ポイントが最大となる幾何要素候補を判別結果として導出する請求項１に記載の幾何要素判別装置。

【請求項3】

前記判別結果導出部を用いて導出される判別結果を変更する判別結果変更部を備える請求項１又は２に記載の幾何要素判別装置。

【請求項4】

前記判別結果導出部は、複数の前記幾何要素候補を導出し、前記複数の幾何要素候補を信頼度ポイントが大きい順に第二候補以降の幾何要素候補として規定し、
前記判別結果変更部は、前記第二候補以降の幾何要素候補の中から、変更後の判別結果となる幾何要素候補を選択する請求項３に記載の幾何要素判別装置。

【請求項5】

幾何要素候補を変更する際に、変更の候補とされる幾何要素候補を表示する表示部を備える請求項３又は４に記載の幾何要素判別装置。

【請求項6】

前記判別方式は、第一次元判別閾値を適用して幾何要素の次元を判別し、かつ、次元が判別された幾何要素について、第一要素判別閾値を適用して幾何要素の要素を判別する第一判別方式が含まれる請求項１から５のいずれか一項に記載の幾何要素判別装置。

【請求項7】

前記判別方式は、幾何要素判別に適用される閾値をユーザに応じて設定する第二判別方式が含まれる請求項１から６のいずれか一項に記載の幾何要素判別装置。

【請求項8】

前記第二判別方式は、ユーザに応じて設定される第二次元判別閾値を適用して幾何要素の次元を判別し、かつ、次元が判別された幾何要素について、ユーザに応じて設定される第二要素判別閾値を適用して幾何要素の要素を判別する請求項７に記載の幾何要素判別装置。

【請求項9】

前記判別方式は、判別結果を正解データとし、前記正解データが得られた測定データと前記正解データとを学習データとして学習した学習済みモデルが適用される第三判別方式が含まれる請求項１から８のいずれか一項に記載の幾何要素判別装置。

【請求項10】

前記判別方式の追加、削除及び変更の少なくともいずれかを実施するメンテナンス部を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の幾何要素判別装置。

【請求項11】

判別結果に応じて、前記判別方式ごとの信頼度を変更する信頼度変更部を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の幾何要素判別装置。

【請求項12】

幾何要素判別の各種の情報を表示させる表示部であり、判別方式ごとの有効又は無効を示す状態及び判別方式ごとの信頼度を表示する表示部を備える請求項１１に記載の幾何要
素判別装置。

【請求項13】

測定対象物の測定データを取得する測定データ取得工程と、
前記測定データを用いて前記測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定工程と、
二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに前記測定データに基づき前記幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出工程と、
判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを前記幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い前記幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出工程と、
を含む幾何要素判別方法。

【請求項14】

コンピュータに、
測定対象物の測定データを取得する測定データ取得機能、
前記測定データを用いて前記測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定機能、
二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに前記測定データに基づき前記幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出機能、及び
判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを前記幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い前記幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出機能を実現させるプログラム。

【請求項15】

測定対象物を測定するプローブを具備する測定部と、
前記プローブから測定対象物の測定データを取得する測定データ取得部と、
前記測定データを用いて前記測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部と、
二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに前記測定データに基づき前記幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部と、
判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを前記幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い前記幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出部と、
を備える三次元測定機。

【請求項16】

前記判別結果に基づき、幾何要素のパラメータを計算する幾何要素計算部を備える請求項１５に記載の三次元測定機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、幾何要素判別装置、幾何要素判別方法、プログラム及び三次元測定機に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークの幾何要素を自動的に判別する幾何要素判別機能を実現するソフトウェアが搭載される三次元測定機が知られている。幾何要素判別機能が搭載される装置では、オペレータがソフトウェアの操作をせずに、ワークを測定することができ、測定効率の向上に寄与する。

【0003】

幾何要素判別機能は、プロービング点数、プロービング方向及びプロービング点の座標値等を含むパラメータを取得し、予め決められる条件式へ取得したパラメータを入力し、ワークにおける幾何要素を判別する。

【0004】

特許文献１は、被測定物の幾何形状を測定する三次元測定機が記載される。同文献に記載の装置は、被測定物の測定値と予め入力されている複数の幾何形状を表す各々の数式とに基づき、各々の幾何形状の誤差を算出し、誤差が最小となる幾何形状と測定方向とに基づき、最適な幾何形状を認識する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６－５０７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

適切なプロービングが実施される場合は、幾何要素の自動判別において、適切な判別結果が得られる。しかしながら、ユーザの熟練度、ユーザの癖及びワークの形状等に起因し、適切なプロービングが常に実施されるとは限らない。適切でないプロービングが実施される場合、幾何要素の自動判別において、ユーザが意図しない結果が得られることが懸念される。

【0007】

幾何要素の自動判別において誤判別が発生した場合、自動判別された幾何要素をユーザが修正する操作が生じる。誤判別の発生に起因してユーザの修正操作が増え、測定効率の低下が懸念される。

【0008】

特許文献１に記載の発明は、被測定物の幾何形状の指示ミス及びジョイスティック操作の中断の抑制を課題としており、幾何形状の判別結果の修正操作に起因する測定効率の低下という課題に着目していない。また、特許文献１は、かかる課題を解決する具体的な手段を開示していない。

【0009】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、幾何要素判別の誤判別に起因する判別結果の修正操作が低減され、測定効率を向上し得る、幾何要素判別装置、幾何要素判別方法、プログラム及び三次元測定機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、次の発明態様を提供する。

【0011】

本開示に係る幾何要素判別装置は、測定対象物の測定データを取得する測定データ取得部と、測定データを用いて測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部と、二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに測定データに基づき幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部と、判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出部と、を備える幾何要素判別装置である。

【0012】

本開示に係る幾何要素判別装置によれば、二つ以上の判別方式を適用して、判別方式ごとに幾何要素候補が導出される。幾何要素候補は判別方式ごとに規定され信頼度に基づく信頼度ポイントが導出され、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補が判別結果として導出される。これにより、幾何要素判別の信頼性が向上し、幾何要素判別の誤判別の発生が抑制され、幾何要素判別の誤判別に起因する修正操作が低減され、測定効率を向上し得る。

【0013】

測定データは、幾何要素判別に適用されるパラメータを含み得る。幾何要素判別に適用されるパラメータは、プロービング点の点数、プロービング点の座標値及びプロービング方向を含み得る。

【0014】

二つ以上の判別方式は、予め記憶される複数の判別方式の中から選択し得る。予め記憶される複数の判別方式を表示する表示部を備え、表示される判別方式からユーザが選択した判別方式を採用し得る。

【0015】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別結果導出部は、同一の幾何要素候補を導出した複数の判別方式の信頼度を合算して、幾何要素候補ごとの信頼度ポイントを導出し、信頼度ポイントが最大となる幾何要素候補を判別結果として導出する。

【0016】

かかる態様によれば、判別方式の信頼度に基づく判別結果が導出される。これにより、判別結果の信頼性の向上が見込まれる。

【0017】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別結果導出部を用いて導出される判別結果を変更する判別結果変更部を備える。

【0018】

かかる態様によれば、誤判別が回避され、判別結果の信頼性がより向上し得る。

【0019】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別結果導出部は、複数の幾何要素候補を導出し、複数の幾何要素候補を信頼度ポイントが大きい順に第二候補以降の幾何要素候補として規定し、判別結果変更部は、第二候補以降の幾何要素候補の中から、変更後の判別結果となる幾何要素候補を選択する。

【0020】

かかる態様によれば、判別結果の変更の際に、信頼度ポイントに応じた幾何要素候補を選択し得る。

【0021】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、幾何要素候補を変更する際に、変更の候補とされる幾何要素候補を表示する表示部を備える。

【0022】

かかる態様によれば、表示部へ表示される幾何要素候補の中から、判別結果を変更する際の幾何要素候補を選択し得る。

【0023】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別方式は、第一次元判別閾値を適用して幾何要素の次元を判別し、かつ、次元が判別された幾何要素について、第一要素判別閾値を適用して幾何要素の要素を判別する第一判別方式が含まれる。

【0024】

かかる態様によれば、規定の閾値を用いて実施される次元判別及び幾何要素判別に基づき、幾何要素候補を導出し得る。

【0025】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別方式は、幾何要素判別に適用される閾値をユーザに応じて設定する第二判別方式が含まれる。

【0026】

かかる態様によれば、ユーザの熟練度等が反映される閾値が設定される。これにより、ユーザに応じた幾何要素候補の導出を実施し得る。

【0027】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、第二判別方式は、ユーザに応じて設定される第二次元判別閾値を適用して幾何要素の次元を判別し、かつ、次元が判別された幾何要素について、ユーザに応じて設定される第二要素判別閾値を適用して幾何要素の要素を判別する。

【0028】

かかる態様によれば、規定の閾値を用いて実施される次元判別及び幾何要素判別に基づき、幾何要素候補を導出し得る。

【0029】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別方式は、判別結果を正解データとし、正解データが得られた測定データと正解データとを学習データとして学習した学習済みモデルが適用される第三判別方式が含まれる。

【0030】

かかる態様によれば、学習済みモデルが適用される幾何要素判別を実施し得る。

【0031】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別方式の追加、削除及び変更の少なくともいず
れかを実施するメンテナンス部を備える。

【0032】

かかる態様によれば、判別方式の追加等のメンテナンスを実施し得る。

【0033】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、判別結果に応じて、判別方式ごとの信頼度を変更する信頼度変更部を備える。

【0034】

かかる態様によれば、判別方式ごとの信頼性が向上し得る。

【0035】

かかる態様において、判別結果される幾何要素候補を導出した判別方式の信頼度を増加させてもよい。また、判別結果とされない幾何要素候補を導出した判別方式の信頼度を減少させてもよい。

【0036】

他の態様に係る幾何要素判別装置は、幾何要素判別の各種の情報を表示させる表示部であり、判別方式ごとの有効又は無効を示す状態及び判別方式ごとの信頼度を表示する表示部を備える。

【0037】

かかる態様によれば、判別方式ごとの状態及び判別方式ごとの信頼度をユーザが視認し得る。

【0038】

本開示に係る幾何要素判別方法は、測定対象物の測定データを取得する測定データ取得工程と、測定データを用いて測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定工程と、
二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに測定データに基づき幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出工程と、判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出工程と、を含む幾何要素判別方法である。

【0039】

本開示に係る幾何要素判別方法によれば、本開示に係る幾何要素判別装置と同様の作用効果を得ることが可能である。他の態様に係る幾何要素判別装置の構成要件は、他の態様に係る幾何要素判別方法の構成要件へ適用し得る。

【0040】

本開示に係るプログラムは、コンピュータに、測定対象物の測定データを取得する測定データ取得機能、測定データを用いて測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定機能、二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに測定データに基づき幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出機能、及び判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出機能を実現させるプログラムである。

【0041】

本開示に係るプログラムによれば、本開示に係る幾何要素判別装置と同様の作用効果を得ることが可能である。他の態様に係る幾何要素判別装置の構成要件は、他の態様に係るプログラムの構成要件へ適用し得る。

【0042】

本開示に係る三次元測定機は、測定対象物を測定するプローブを具備する測定部と、プローブから測定対象物の測定データを取得する測定データ取得部と、測定データを用いて測定対象物の幾何要素候補を導出する判別方式であり、幾何要素判別における信頼度が規定される判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部と、二つ以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとに測定データに基づき幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部と、判別方式ごとの信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を判別結果として導出する判別結果導出部と、を備える三次元測定機である。

【0043】

本開示に係る三次元測定機によれば、本開示に係る幾何要素判別装置と同様の作用効果を得ることが可能である。他の態様に係る幾何要素判別装置の構成要件は、他の態様に係る三次元測定機の構成要件へ適用し得る。

【0044】

他の態様に係る三次元装置は、判別結果に基づき、幾何要素のパラメータを計算する幾何要素計算部を備える。

【0045】

かかる態様によれば、幾何要素判別結果に基づき、幾何要素の各種のパラメータを計算し得る。

【0046】

かかる態様において、幾何要素のパラメータを表示する表示部を備え得る。

【発明の効果】

【0047】

本発明によれば、二つ以上の判別方式を適用して、判別方式ごとに幾何要素候補が導出される。幾何要素候補は判別方式ごとに規定され信頼度に基づく信頼度ポイントが導出され、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補が判別結果として導出される。これにより、幾何要素判別の信頼性が向上し、幾何要素判別の誤判別の発生が抑制され、幾何要素判別の誤判別に起因する修正操作が低減され、測定効率を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は実施形態に係る三次元測定機の全体構成図である。

【図2】図２は図１に示す三次元測定機に適用される電気的構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は図２に示す幾何要素判別部の機能ブロック図である。

【図4】図４は実施形態に係る幾何要素判別方法の手順を示すフローチャートである。

【図5】図５は図１に示す三次元測定機に適用される幾何要素判別機能の説明図である。

【図6】図６は図５に示す標準方式の手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は図５に示すキャリブレーションＡ方式の手順を示すフローチャートである。

【図8】図８は幾何要素判別に適用される初期画面の説明図である。

【図9】図９は第一プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。

【図10】図１０は第一プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。

【図11】図１１は第二プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。

【図12】図１２は第二プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。

【図13】図１３は第三プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。

【図14】図１４は第三プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。

【図15】図１５は第六プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。

【図16】図１６は第六プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。

【図17】図１７は判別結果変更の説明図である。

【図18】図１８は幾何要素選択の説明図である。

【図19】図１９は第二候補から第四候補として挙げられた幾何要素候補のいずれかへ変更される場合の説明図である。

【図20】図２０は幾何要素候補が変更された際の処理の説明図である。

【図21】図２１は幾何要素計算が実施される際の画面の説明図である。

【図22】図２２は幾何要素計算結果の表示例を示す説明図である。

【図23】図２３は信頼度の変更の一例の説明図である。

【図24】図２４は信頼度の変更の他の一例の説明図である。

【図25】図２５はメンテナンス画面の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。本明細書では、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は適宜省略する。

【0050】

［三次元測定機の全体構成］
図１は実施形態に係る三次元測定機の全体構成図である。三次元測定機１０は、ワークの測定点の座標値を取得し、ワークの三次元形状の測定及びワークに含まれる幾何要素の解析を実施する。なお、三次元測定機は、英語表記Coordinate Measuring Machineの省略語を用いてＣＭＭと称されることがある。実施形態に記載のワークは測定対象物の一例である。

【0051】

同図に示す三次元測定機１０は、架台１２、テーブル１４、右Ｙキャリッジ１６Ｒ、左
Ｙキャリッジ１６Ｌ、Ｘガイド１８、Ｘキャリッジ２０、Ｚキャリッジ２２及びプローブヘッド２４を備える。

【0052】

架台１２はテーブル１４の下面を支持する支持台である。テーブル１４は定盤が適用される。テーブル１４は、上面のＸ軸方向における一方の端部に右Ｙキャリッジ１６Ｒが立設され、他方の端部に左Ｙキャリッジ１６Ｌが立設される。

【0053】

テーブル１４のＸ軸方向における両端部の上面及び側面は、Ｙ軸方向に沿って右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌが摺動する摺動面が形成される。また、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌは、テーブル１４の摺動面に対向する位置にエアベアリングが具備される。すなわち、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌは、テーブル１４を用いて、Ｙ軸方向について移動自在に支持される。なお、右Ｙキャリッジ１６Ｒ及び左Ｙキャリッジ１６Ｌに具備されるエアベアリングの図示を省略する。

【0054】

Ｘガイド１８は、右Ｙキャリッジ１６Ｒを用いてＸ軸方向の一方の端部が支持され、左Ｙキャリッジ１６Ｌを用いてＸ軸方向の他方の端部が支持される。右Ｙキャリッジ１６Ｒ、左Ｙキャリッジ１６Ｌ及びＸガイド１８は門型フレーム２６を構成する。門型フレーム２６は、Ｙ軸方向について移動自在に構成される。

【0055】

Ｘガイド１８は、Ｘキャリッジ２０が摺動する摺動面がＸ軸方向に沿って形成される。Ｘキャリッジ２０は、Ｘガイド１８の摺動面に対向する位置にエアベアリングが具備される。Ｘキャリッジ２０は、Ｘガイド１８を用いてＸ軸方向について移動自在に支持される。なお、Ｘガイド１８の摺動面に対向する位置に具備されるエアベアリングの図示を省略する。

【0056】

Ｚキャリッジ２２は、Ｘキャリッジ２０を用いて、Ｚ軸方向に沿って移動自在に支持される。Ｘキャリッジ２０は、Ｚ軸方向についてＺキャリッジ２２を案内するエアベアリングが具備される。なお、Ｚ軸方向についてＺキャリッジ２２を案内するエアベアリングの図示を省略する。

【0057】

プローブヘッド２４は、Ｚキャリッジ２２の下端に取り付けられる。プローブヘッド２４は、プローブ２４Ａを備える。プローブ２４Ａはスライタス２４Ｂ及び接触子２４Ｃを備える。プローブヘッド２４は、プローブ２４Ａを無段階に位置決めし得る無段階位置決め機構を備える五軸同時制御プローブヘッドを適用し得る。

【0058】

三次元測定機１０は、Ｘ駆動部、Ｙ駆動部及びＺ駆動部を備える。Ｘ駆動部はＸ軸方向に沿ってＸキャリッジ２０を移動させる。Ｙ駆動部はＹ軸方向に沿って門型フレーム２６を移動させる。Ｚ駆動部はＺ軸方向に沿ってＺキャリッジ２２を移動させる。

【0059】

三次元測定機１０は、Ｘ駆動部、Ｙ駆動部及びＺ駆動部を適宜動作させて、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向について、任意の位置へプローブヘッド２４を移動させ得る。なお、図１ではＸ駆動部、Ｙ駆動部及びＺ駆動部の図示を省略する。Ｘ駆動部、Ｙ駆動部及びＺ駆動部は、駆動部２８として図２に図示する。

【0060】

三次元測定機１０は、第一回転軸の回りにプローブ２４Ａを回転させる第一回転駆動部及び第一回転軸と直交する第二回転軸の回りにプローブ２４Ａを回転させる第二回転駆動部を備える。第一回転駆動部及び第二回転駆動部は、プローブ２４Ａの姿勢を任意に回転させ得る。なお、図１では第一回転駆動部及び第二回転駆動部の図示を省略する。第一回転駆動部及び第二回転駆動部は、駆動部２８として図２に図示する。

【0061】

Ｘガイド１８は、Ｘ軸方向位置検出用リニアスケールが具備される。また、Ｘキャリッジ２０はＸ軸方向位置検出ヘッドが具備される。Ｘ軸方向位置検出ヘッドは、Ｘ軸方向位置検出用リニアスケールの値を読み取り、Ｘ軸方向位置検出信号を出力する。

【0062】

テーブル１４は、Ｘ軸方向における他方の端の側面にＹ軸方向位置検出用リニアスケールが具備される。また、右Ｙキャリッジ１６ＲはＹ軸方向位置検出ヘッドが具備される。Ｙ軸方向位置検出ヘッドは、Ｙ軸方向位置検出用リニアスケールの値を読み取り、Ｙ軸方向位置検出信号を出力する。

【0063】

Ｚキャリッジ２２は、Ｚ軸方向位置検出用リニアスケールが具備される。また、Ｘキャリッジ２０はＺ軸方向位置検出ヘッドが具備される。Ｚ軸方向位置検出ヘッドは、Ｚ軸方向位置検出用リニアスケールの値を読み取り、Ｚ軸方向位置検出信号を出力する。

【0064】

プローブヘッド２４は、プローブ２４Ａの回転角度を検出するエンコーダが具備される。プローブ２４Ａの回転角度は、Ｘ軸方向と平行の第一回転軸の回りを回転する際の第一回転方向における回転角度θ１及びＺ軸方向と平行の第二回転軸の回りを回転する際の第二回転方向における回転角度θ２を適用し得る。

【0065】

プローブヘッド２４は、プローブ２４Ａのワークへの接触を検出する接触センサを備える。接触センサは接触検出信号を出力する。すなわち、三次元測定機１０は、接触子２４Ｃのワークの任意の測定点への接触を検出した際に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置検出信号を取得し、かつ、第一回転方向及び第二回転方向の回転角度検出信号を取得し、接触子２４Ｃの座標値を導出し得る。

【0066】

三次元測定機１０は、コントローラ３０及びコンピュータ４０を備える。コントローラ３０は、Ｘ駆動部、Ｙ駆動部、Ｚ駆動部、第一回転駆動部及び第二回転駆動部へ制御信号を送信し、プローブ２４Ａの位置及び姿勢を制御する。

【0067】

コントローラ３０は、ジョイスティック等のプローブ操作部を備える。プローブ操作部は、プローブヘッド２４を手動操作する際に操作される。なお、プローブ操作部は符号３２を付して図２に図示する。

【0068】

コントローラ３０は、通信インターフェースを備える。コントローラ３０は、通信インターフェースを介して、各種の位置検出ヘッド及び接触センサ等と電気接続される。コントローラ３０は、各種の位置検出ヘッド及び接触センサ等が出力する各種の検出信号を取得する。

【0069】

コントローラ３０は、通信インターフェースを介して、コンピュータ４０と通信可能に接続される。コントローラ３０とコンピュータ４０との通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰを適用し得る。なお、ＴＣＰはTransmission Control Protocolの省略語である。また、ＩＰはInternet Protocolの省略語である。

【0070】

コントローラ３０及びコンピュータ４０は、三次元測定機１０の測定制御装置として機能する。コンピュータ４０は、三次元測定機１０の各種の機能に対応する命令が含まれるソフトウェア８０が記憶される。コンピュータ４０は、ソフトウェア８０の各種の命令を実行して、三次元測定機１０の各種の機能を実現する。

【0071】

コンピュータ４０は、測定データとしてワークのパラメータを取得し、取得したワークのパラメータを用いて、ワークの幾何要素判別を実施する幾何要素判別装置として機能する。なお、幾何要素判別の詳細は後述する。

【0072】

三次元測定機１０は、ディスプレイ装置５０及びコンピュータ操作部５２を備える。ディスプレイ装置５０は、コンピュータ４０から送信される表示信号に基づき、三次元測定機１０における各種の情報を表示する。

【0073】

コンピュータ操作部５２は、キーボート及びマウス等が含まれる。コンピュータ操作部５２はユーザが入力する各種の情報を表す信号をコンピュータ４０へ送信する。コンピュータ４０は、コンピュータ操作部５２から送信される信号に基づき、各種の処理を実施する。ディスプレイ装置５０はタッチパネル方式を適用して、操作部と一体に構成してもよい。なお、実施形態に記載のプローブヘッド２４は測定部の一例である。

【0074】

［三次元測定機の電気的構成］
図２は図１に示す三次元測定機に適用される電気的構成を示す機能ブロック図である。コンピュータ４０は、駆動制御部６０を備える。ワークの自動測定が実施される場合に、駆動制御部６０はコントローラ３０へ指令信号を送信する。

【0075】

コントローラ３０は、コンピュータ４０から送信される指令信号に基づき駆動部２８を制御して、キャリッジ２９を動作させ、かつ、プローブヘッド２４を回転させ、自動測定を実施する。

【0076】

ワークの手動測定が実施される場合に、コントローラ３０はプローブ操作部３２の操作に応じて駆動部２８を制御して、キャリッジ２９を動作させ、かつ、プローブヘッド２４を回転させる。

【0077】

なお、図２に示す駆動部２８は、Ｘ駆動部、Ｙ駆動部、Ｚ駆動部、第一回転駆動部及び第二回転駆動部が含まれる。また、キャリッジ２９は、図１に示すＸキャリッジ２０、右Ｙキャリッジ１６Ｒ、左Ｙキャリッジ１６Ｌ及びＺキャリッジ２２が含まれる。

【0078】

コンピュータ４０は、測定データ取得部６２及び幾何要素判別部６４を備える。測定データ取得部６２は、プローブヘッド２４からワークの測定データを取得する。幾何要素判別部６４は、測定データ取得部６２を適用して取得した測定データをパラメータとして、幾何要素判別を実施する。

【0079】

コンピュータ４０は、入力情報取得部６６を備える。入力情報取得部６６は、コンピュータ操作部５２から送信される入力情報を表す信号を取得する。コンピュータ４０は、入力情報に基づき各種の制御を実施する。

【0080】

コンピュータ４０は、表示制御部６８を備える。表示制御部６８は、ディスプレイ装置５０へ表示信号を送信する。ディスプレイ装置５０は、表示制御部６８から送信される表示信号に基づき、三次元測定機１０における各種の情報を表示する。なお、実施形態に記載のディスプレイ装置５０及び表示制御部６８は表示部の構成要素の一例である。

【0081】

駆動制御部６０等の各種の制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを用いて構成される。各種の制御部は、一つのプロセッサが適用されてもよいし、複数のプロセッサが適用されてもよい。また、一つのプロセッサを適用して、複数の制御部が構成されてもよい。複数のプロセッサは、同一の種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。

【0082】

コンピュータ４０、メモリ８１を備える。メモリ８１は、プログラムメモリ８２、パラメータメモリ８４及びデータメモリ８６を備える。プログラムメモリ８２は、三次元測定
機１０の各種の機能に対応する各種のプログラムが記憶される。各種のプログラムは、図１に示すソフトウェア８０に相当する。

【0083】

パラメータメモリ８４は、各種のプログラムを実行する際に使用される各種の制御パラメータが記憶される。データメモリ８６は、三次元測定機１０に適用される各種のデータが記憶される。

【0084】

［幾何要素判別部の構成例］
図３は図２に示す幾何要素判別部の機能ブロック図である。幾何要素判別部６４は判別方式選択部９０を備える。判別方式選択部９０は、幾何要素判別に適用される複数の判別方式から二つ以上の判別方式を選択する。なお、実施形態に記載の判別方式選択部９０は、判別方式を二つ以上設定する判別方式設定部の一例である。

【0085】

幾何要素判別部６４は判別処理部９２を備える。判別処理部９２は判別方式選択部９０を用いて選択された判別方式を適用し、図２に示す測定データ取得部６２を適用して取得した測定データを用いて幾何要素判別を実施し、判別方式ごとの幾何要素候補を導出する。

【0086】

判別処理部９２は、判別方式ごとの信頼度に基づき、幾何要素候補ごとの信頼度ポイントを算出する。判別処理部９２は、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を第一候補とし、判別結果を導出する。また、判別処理部９２は、信頼度ポイントの高い順に第二候補以降の幾何要素候補を導出する。

【0087】

すなわち、判別処理部９２は、判別方式ごとに幾何要素候補を導出する幾何要素候補導出部及び信頼度ポイントに基づき幾何要素候補の中から判別結果とされる幾何要素候補を導出する判別結果導出部を備える。

【0088】

幾何要素判別部６４は、図１等に示すディスプレイ装置５０へ判別結果を表示させる。すなわち、幾何要素判別部６４は、判別結果として第一候補の幾何要素候補を表示させる。幾何要素判別部６４は、判別結果として第二候補以降の幾何要素候補を表示させてもよい。

【0089】

幾何要素判別部６４は、ユーザ入力情報取得部９４を備える。ユーザ入力情報取得部９４は、図１等に示すコンピュータ操作部５２を用いて入力されるユーザの入力情報を表す信号を取得する。例えば、ユーザ入力情報取得部９４は、ユーザが第一候補の幾何要素候補を選択する旨の信号及びユーザが第一候補の幾何要素候補を選択せず、判別結果を変更する旨の信号等を取得する。ユーザ入力情報取得部９４は、図２に示す入力情報取得部６６を適用し得る。

【0090】

幾何要素判別部６４は、幾何要素計算部９５を備える。幾何要素計算部９５は幾何要素のパラメータを計算する。幾何要素判別部６４は、ディスプレイ装置５０へ幾何要素の計算結果を表示させる。例えば、幾何要素が球の場合、幾何要素計算部９５はパラメータとして球の半径等を計算し、表示させ得る。

【0091】

幾何要素判別部６４は、幾何要素変更部９６を備える。幾何要素変更部９６は、ユーザ入力情報取得部９４を介して、判別結果を変更する旨の入力情報を取得した際に、判別結果を第一候補の幾何要素候補から他の幾何要素候補へ変更する。判別結果変更の詳細は後述する。なお、実施形態に記載の幾何要素変更部９６は判別結果変更部の一例である。

【0092】

幾何要素判別部６４は、メンテナンス部９７を備える。メンテナンス部９７は、判別方
式のメンテナンスを実施する。メンテナンス部９７は、判別結果に基づき判別方式ごとの信頼度を更新する。

【0093】

幾何要素判別部６４は、判別方式記憶部９８を備える。判別方式記憶部９８は、判別方式選択部９０における選択処理の対象となる判別方式が記憶される。判別方式記憶部９８は、複数の判別方式が記憶される。また、判別方式記憶部９８は判別方式ごとの信頼度が判別方式と関連付けされ記憶される。判別方式記憶部９８は、図２示すメモリ８１を適用し得る。

【0094】

［幾何要素判別方法の手順］
図４は実施形態に係る幾何要素判別方法の手順を示すフローチャートである。測定前処理工程Ｓ１０では、図１等に示すコンピュータ４０は、ワークの測定前に実施される各種の処理を実施する。測定前に実施される各種の処理の例として、プローブの校正処理等が挙げられる。測定前処理工程Ｓ１０の後に判別方式選択工程Ｓ１２へ進む。

【0095】

判別方式選択工程Ｓ１２では、図３に示す判別方式選択部９０は判別方式記憶部９８に記憶される複数の判別方式から、二以上の判別方式を選択する。判別方式選択工程Ｓ１２の後に測定データ取得工程Ｓ１４へ進む。

【0096】

なお、実施形態に記載の判別方式選択工程Ｓ１２は判別方式設定工程の一例である。また、実施形態に記載の判別方式選択工程Ｓ１２に対応する機能は、判別方式設定機能の一例である。

【0097】

測定データ取得工程Ｓ１４では、幾何要素判別部６４は測定データ取得部６２を適用して取得されるワークの測定データを取得する。測定データ取得工程Ｓ１４の後に判別処理工程Ｓ１６へ進む。なお、実施形態に記載の測定データ取得工程Ｓ１４に対応する機能は、測定データ取得機能の一例である。

【0098】

判別処理工程Ｓ１６では、判別処理部９２は測定データ取得工程Ｓ１４において取得される測定データを用いて、判別方式選択工程Ｓ１２において選択される二以上の判別方式のそれぞれを適用して、判別方式ごとの幾何要素候補を導出する。

【0099】

また、判別処理工程Ｓ１６において、判別処理部９２は判別方式ごとに規定される信頼度に基づき、幾何要素候補ごとに信頼度ポイントを導出し、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を第一候補として導出する。

【0100】

更に、判別処理工程Ｓ１６において、判別処理部９２は信頼度ポイントの高い順に第二候補以降の幾何要素候補を導出する。判別処理工程Ｓ１６の後に判別結果表示工程Ｓ１８へ進む。

【0101】

なお、実施形態に記載の判別処理工程Ｓ１６は、幾何要素候補導出工程の一例であり、判別結果導出工程の一例である。実施形態に記載の判別処理工程Ｓ１６に対応する機能は、幾何要素候補導出機能の一例であり、判別結果導出機能の一例である。

【0102】

判別結果表示工程Ｓ１８では、幾何要素判別部６４はディスプレイ装置５０へ判別結果を表示させる。ディスプレイ装置５０へ表示される判別結果は少なくとも第一候補の幾何要素候補が含まれる。判別結果表示工程Ｓ１８の後に確定判定工程Ｓ２０へ進む。

【0103】

確定判定工程Ｓ２０では、判別処理部９２はディスプレイ装置５０へ表示される第一候補の幾何要素候補を、判別結果として確定させるか否かを判定する。すなわち、確定判定
工程Ｓ２０において、ユーザ入力情報取得部９４が、第一候補の幾何要素候補を確定させずに変更する旨を表す信号を取得する場合はＮｏ判定となる。Ｎｏ判定の場合、幾何要素選択工程Ｓ２２へ進む。

【0104】

幾何要素選択工程Ｓ２２では、判別処理部９２は、ユーザ入力情報取得部９４を介して幾何要素候補の選択情報を取得する。幾何要素選択工程Ｓ２２の後に表示変更工程Ｓ２４へ進む。

【0105】

表示変更工程Ｓ２４では、判別処理部９２はディスプレイ装置５０へ幾何要素選択工程Ｓ２２において選択される幾何要素候補を表示させる。表示変更工程Ｓ２４の後に確定判定工程Ｓ２０へ進む。以降、確定判定工程Ｓ２０においてＹｅｓ判定となるまで、確定判定工程Ｓ２０から表示変更工程Ｓ２４までの各工程をくり返し実行する。

【0106】

一方、確定判定工程Ｓ２０において、ユーザ入力情報取得部９４が、第一候補の幾何要素候補を、判別結果として確定させる旨を表す信号を取得する場合はＹｅｓ判定となる。Ｙｅｓ判定の場合、判別処理部９２は第一候補の幾何要素候補を、判別結果として確定させ、幾何要素計算工程Ｓ２６へ進む。

【0107】

幾何要素計算工程Ｓ２６では、幾何要素計算部９５は確定した幾何要素のパラメータを計算する。例えば、幾何要素が球の場合、幾何要素のパラメータとして球の半径等が計算される。幾何要素計算工程Ｓ２６の後に幾何要素計算結果表示工程Ｓ２８へ進む。

【0108】

幾何要素計算結果表示工程Ｓ２８では、幾何要素判別部６４は、ディスプレイ装置５０へ幾何要素の計算結果を表示させる。幾何要素計算結果表示工程Ｓ２８の後に、コンピュータ４０は幾何要素判別方法を終了させる。

【0109】

［幾何要素判別機能の詳細な説明］
図５は図１に示す三次元測定機に適用される幾何要素判別機能の説明図である。三次元測定機１０に適用される幾何要素判別機能は、標準方式に加えて、キャリブレーション方式及び学習方式など、複数の判別方式を適用して幾何要素を自動的に判別する。

【0110】

判別方式は、それぞれが個別にプラグインとして構成される。三次元測定機１０は判別方式の追加及び削除が可能に構成される。図５には、キャリブレーション方式として、キャリブレーションＡ方式及びキャリブレーションＢ方式を例示する。また、学習方式として、学習Ａ方式及び学習Ｂ方式を例示する。

【0111】

判別方式は、信頼度が規定される。判別方式の信頼度は、判別結果がどれだけ信頼できるかを定量的に表す数値である。図５に示す複数の判別方式は、信頼度の値が７０のキャリブレーションＢ方式が最も信頼度が高く、信頼度の値が５の学習Ａ方式が最も信頼度が低い。

【0112】

幾何要素判別機能は、入力情報としてプロービング点数、プロービング点の座標値及びプロービング方向を取得する。図５に示す入力情報は、図２に示す測定データ取得部６２を適用して取得される測定データに含まれる。

【0113】

判別方式は、入力情報を用いて幾何要素を導出する。図５に示す例では、標準方式は幾何要素候補として円を導出し、キャリブレーションＡ方式は幾何要素候補として平面を導出し、キャリブレーションＢ方式は幾何要素候補として円筒を導出する。また、学習Ａ方式は幾何要素候補として球を導出し、学習Ｂ方式は幾何要素候補として円を導出する。

【0114】

幾何要素判別機能は、幾何要素候補ごとに信頼度を合算して信頼度ポイントを算出する。図５に示す例では、幾何要素候補が円の場合、標準方式の信頼度の値である５０と学習Ｂ方式の信頼度の値である６０とを合算して、信頼度ポイントとして１１０が算出される。

【0115】

幾何要素判別機能は、複数の幾何要素候補が導出される場合に、信頼度ポイントが最も高い幾何要素候補を第一候補とし、信頼度ポイントの高い順に第二候補以降の幾何要素候補を規定する。幾何要素判別機能は、第一候補の幾何要素候補を判別結果として導出する。

【0116】

図５に示す例では、第一候補は信頼度ポイントが１１０の円であり、第二候補は信頼度ポイントが７０の円筒である。また、第三候補は信頼度ポイントが２０の平面であり、第四候補は信頼度ポイントが５の球である。判別結果として円が導出される。

【0117】

［判別方式の具体例］
〔標準方式〕
図６は図５に示す標準方式の手順を示すフローチャートである。次元判別工程Ｓ１００では、次元判別の閾値を適用し、プロービング点数及びプロービング点の座標を用いて、幾何要素の次元が判別される。幾何要素の次元は、０次元、一次元、二次元又は三次元のいずれかである。

【0118】

幾何要素の次元が０次元の場合は、幾何要素候補１１０として点が導出される。また、幾何要素の次元が一次元の場合は、一次元要素判別工程Ｓ１０１が実施される。一次元要素判別工程Ｓ１０１では、一次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向及びプロービング点数を用いて、幾何要素候補を直線とするか又は中点とするかが判定される。すなわち、一次元要素判別工程Ｓ１０１では、幾何要素候補１１２として直線が導出されるか又は幾何要素候補１１３として中点が導出される。

【0119】

幾何要素の次元が二次元の場合は、二次元要素判別工程Ｓ１０２が実施される。二次元要素判別工程Ｓ１０２では、二次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向を用いて、幾何要素候補を平面とするか又は円とするかが判定される。すなわち、二次元要素判別工程Ｓ１０２では、幾何要素候補１１４として平面が導出されるか又は幾何要素候補１１６として円が導出される。

【0120】

二次元要素判別工程Ｓ１０２において、ｎを整数とし、ｎ点のプロービング点群から算出される平面の法線ベクトルＮが算出される。法線ベクトルＮは、プロービング点を用いて平面の計算を行う、公知の手法を用いて算出し得る。なお、本明細書ではベクトルを表す矢印線等を省略する。

【0121】

下記の式１を適用して、法線ベクトルＮと各プロービングベクトルｐ_ｉとの内積の平均ａを算出する。

【0122】

ａ＝（１／ｎ）×Σ^Ｎ _ｉ=1（ｐ_ｉ×Ｎ） …式１
式１を用いて算出される内積の平均ａが閾値を超える場合は、幾何要素候補１１４として平面が導出される。一方、内積の平均ａが閾値以下の場合は、幾何要素候補１１６としいて円が導出される。

【0123】

幾何要素の次元が三次元の場合は、三次元要素判別工程Ｓ１０４が実施される。三次元要素判別工程Ｓ１０４では、三次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向及びプロービング点の座標値を用いて、幾何要素候補が球であるか、円筒であるか又は円錐である
かが判定される。

【0124】

すなわち、三次元要素判別工程Ｓ１０４では、幾何要素候補１１８として球が導出されるか、幾何要素候補１２０として円筒が導出されるか又は幾何要素候補１２２として円錐が導出される。

【0125】

なお、実施形態に記載の標準方式は第一判別方式の一例である。実施形態に記載の次元判別工程Ｓ１００に適用される閾値は第一次元判別閾値の一例である。実施形態に記載の二次元要素判別工程Ｓ１０２及び三次元要素判別工程Ｓ１０４に適用される閾値は、第一要素判別閾値の一例である。

【0126】

〔キャリブレーションＡ方式〕
図７は図５に示すキャリブレーションＡ方式の手順を示すフローチャートである。キャリブレーションＡ方式は、標準方式における次元判別に適用される閾値及び要素判別に適用される閾値をユーザに合わせて変更する方式である。キャリブレーションＡ方式は、任意の閾値を静的に設定する方式である。

【0127】

閾値設定工程Ｓ１２０では、キャリブレーションＡ方式に適用される閾値が設定される。ここでいう閾値の設定は、既に設定される閾値を変更する態様を含み得る。キャリブレーションＡ方式に適用される各種の閾値が設定された後に、次元判別工程Ｓ１２２へ進む。

【0128】

閾値設定工程Ｓ１２０が実施される前に、ユーザ情報を取得するユーザ情報取得工程が実施されてもよい。閾値設定工程Ｓ１２０では、ユーザ情報に応じてユーザごとの閾値を設定してもよい。

【0129】

次元判別工程Ｓ１２２では、次元判別の閾値を適用し、プロービング点数及びプロービング点の座標を用いて、幾何要素の次元が判別される。幾何要素の次元が０次元の場合は幾何要素候補１１０として点が導出される。

【0130】

幾何要素の次元が一次元の場合は、一次元要素判別工程Ｓ１２４が実施される。一次元要素判別工程Ｓ１２４では、一次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向及びプロービング点数を用いて、幾何要素候補を直線とするか又は中点とするかが判定される。すなわち、一次元要素判別工程Ｓ１２４では、幾何要素候補１１２として直線が導出されるか又は幾何要素候補１１３として中点が導出される。

【0131】

幾何要素の次元が二次元の場合は二次元要素判別工程Ｓ１２６が実施される。二次元要素判別工程Ｓ１２６では、二次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向を用いて、幾何要素候補を平面とするか又は円とするかが判定される。すなわち、二次元要素判別工程Ｓ１２６では、幾何要素候補１１４として平面が導出されるか又は幾何要素候補１１６として円が導出される。

【0132】

幾何要素の次元が三次元の場合は三次元要素判別工程Ｓ１２８が実施される。三次元要素判別工程Ｓ１２８では、三次元要素判別の閾値を適用し、プロービング方向及びプロービング点の座標値を用いて、幾何要素が球であるか、円筒であるか又は円錐であるかを判別する。

【0133】

すなわち、三次元要素判別工程Ｓ１２８では、幾何要素候補１１８として球が導出されるか、幾何要素候補１２０として円筒が導出されるか又は幾何要素候補１２２として円錐が導出される。

【0134】

〔キャリブレーションＢ方式〕
キャリブレーションＢ方式は、ユーザの操作を学習し、次元判別等に適用される閾値が動的に設定される方式である。ユーザの操作の学習は、判別結果をユーザが変更したことをトリガとして、判別結果とされた幾何要素候補とユーザが選択した幾何要素候補とが異なる原因となる条件式に対して、新たな閾値が導出され、新たな閾値が再設定される。

【0135】

再設定される閾値は、ユーザが選択した幾何要素候補を算出し得る閾値と、これまでに再設定された閾値の平均との閾値が採用される。具体的には、ユーザが選択した幾何要素候補を算出し得る閾値をｔ_ａとし、既に設定されている閾値をｔ_ｂとし、これまでにユーザが判別結果を変更した回数であるキャリブレーション回数をｃとする。新たな閾値ｔ_ｃは、以下の式２を用いて表される。

【0136】

ｔ_ｃ＝｛（ｔ_ａ－ｔ_ｂ）／（ｃ＋２）｝＋ｔ_ｂ …式２
例えば、既に設定されている閾値ｔ_ｂをｔ_ｂ＝３０とし、ユーザが選択した幾何要素候補を算出し得る閾値ｔ_ａをｔ_ａ＝５０とする。判別結果をユーザが修正していない場合、新たな閾値ｔ_ｃは、ｔ_ｃ＝｛（５０－３０）／（０＋２）｝＋３０＝４０となる。また、判別結果をユーザが二回修正している場合、新たな閾値ｔ_ｃは、ｔ_ｃ＝｛（５０－３０）／（２＋２）｝＋３０＝３５となる。

【0137】

ここで、新たな閾値ｔ_ｃは、次元判別に適用される閾値及び各次元の要素判別に適用される閾値が含まれる。すなわち、次元判別に適用される閾値及び各次元の要素判別に適用される閾値のそれぞれは、上記の式２を適用して、適宜、更新される。

【0138】

以下に、新たな閾値ｔ_ｃの計算の具体例を示す。法線ベクトルＮをＮ＝（０，０，－１）とし、プロービング点数ｎをｎ＝３とする。

【0139】

プロービングベクトルｐ_１をｐ_１＝（０．７０７１，０．００００，－０．７０７１）とし、プロービングベクトルｐ_２をｐ_２＝（０．００００，０．７０７１，－０．７０７１）とし、プロービングベクトルｐ_３をｐ_３＝（－０．７０７１，０．００００，－０．７０７１）とする。なお、プロービングベクトルｐ_１、プロービングベクトルｐ_２及びプロービングベクトルｐ_３における各成分は、プロービング点の座標値に対応する。

【0140】

既に設定されている閾値ｔ_０をｔ_０＝０．５とし、キャリブレーション回数ｃをｃ＝０とする。上記の式１を用いて、法線ベクトルＮと各プロービングベクトルｐ_ｉとの内積の平均ａを算出すると、ａ＝０．７０７１となる。既に設定されている閾値ｔ_０＝０．５と内積の平均ａとを比較すると、ａ＞ｔ_０を満たすので幾何要素候補として平面が導出される。

【0141】

判別結果として平面が導出され、ユーザが判別結果の平面を採用せずに、円を選択する場合、上記の式２を用いて、新たな閾値ｔ_ｃが算出される。すなわち、新たな閾値ｔ_ｃは、ｔ_ｃ＝｛（０．７０１０－０．５）／（０＋２）｝＋０．５＝０．６０３６となる。

【0142】

一方、ユーザが判別結果の円を変更せずに選択する場合は、新たな閾値ｔ_ｃの算出は実施されず、既に設定されている閾値ｔ_０＝０．５が維持される。

【0143】

次回のプロービングにおいて、上記したプロービングベクトルｐ_１、プロービングベクトルｐ_２及びプロービングベクトルｐ_３が得られ、ユーザが判別結果である平面を採用せずに、円を選択する場合、新たな閾値ｔ_ｃが算出される。新たな閾値ｔ_ｃはｔ_ｃ＝｛（０
．７０１０－０．６０３６）／（１＋２）｝＋０．６０３６＝０．６３８１となる。

【0144】

このようにして、測定の進行に応じて、閾値が０．５、０．６０３６、０．６３８１と変化する。これにより、ユーザが期待する結果が得られる幾何要素判別が、徐々にできるようになる。

【0145】

閾値の更新が繰り返される場合、キャリブレーション回数ｃの値が大きくなり過ぎてしまい、一回のキャリブレーションにおいて変化し得る閾値の範囲が少なくなる懸念がある。そこで、キャリブレーション回数ｃの上限値が設定される。これにより、キャリブレーション回数ｃの回数が重ねられる場合であっても、閾値のキャリブレーションが機能し得る。

【0146】

ユーザが球を円に変更した場合など、ユーザが判別結果を次元が異なる幾何形状へ変更した場合は、次元判別に適用される閾値が修正される。また、円錐を円筒へ変更した場合など、ユーザが判別の結果を同一の次元の幾何形状へ変更した場合は、各次元の要素判別に適用される閾値が修正される。

【0147】

なお、実施形態に記載のキャリブレーションＡ方式及びキャリブレーションＢ方式は第二判別方式の一例である。実施形態に記載の次元判別工程Ｓ１２２に適用される閾値は第二次元判別閾値の一例である。実施形態に記載の一次元要素判別工程Ｓ１２４、二次元要素判別工程Ｓ１２６及び三次元要素判別工程Ｓ１２８に適用される閾値は、第二要素判別閾値の一例である。

【0148】

〔学習Ａ方式〕
学習Ａ方式は、ユーザが実際に測定した結果を学習した学習済みモデルを適用して、幾何要素候補を導出する方式である。学習Ａ方式は、判別結果として確定した幾何要素候補を正解データとし、正解データが得られた測定データと正解データとの組を学習データとする教師あり学習を実施した学習済みモデルを適用し得る。

【0149】

〔学習Ｂ方式〕
学習Ｂ方式は、学習Ａ方式と異なるアルゴリズムが適用される学習済みモデルを適用して、幾何要素候補を導出する方式である。なお、実施形態に記載の学習Ａ方式及び学習Ｂ方式は第三判別方式の一例である。

【0150】

［幾何要素判別における画面遷移及び処理遷移の説明］
図８は幾何要素判別に適用される初期画面の説明図である。図８に示す初期画面２００は、ワークの測定前に表示される。なお、図８に示す初期画面２００等の各種の画面は、図１等に示すディスプレイ装置５０へ表示される。

【0151】

初期画面２００は、メニュー領域２０２、文字情報表示領域２０４、測定条件表示領域２０６及び測定データ表示領域２０８が含まれる。メニュー領域２０２は、各種の機能が割り付けられる複数のボタン２１０が含まれる。なお、符号２１０はメニュー領域２０２に含まれる任意のボタンを表す。

【0152】

文字情報表示領域２０４は、各種の文字情報が表示される。図８には、基準プローブ校正の実施を促す第一文字情報２２０、幾何要素判別の有効又は無効を表す第二文字情報２２２及びプロービング点の点数を表す第三文字情報２２４が表示される。

【0153】

図８に示す初期画面２００は、第二文字情報２２２として幾何要素判別の有効を表す文字情報である自動が表示され、かつ、第三文字情報２２４としてプロービング点の情報の
未取得を表す数値０が表示される。

【0154】

測定条件表示領域２０６は、各種の測定条件が表示される。測定データ表示領域２０８は、現在の接触子２４Ｃの位置を表す座標値が表示される。図８にはワーク座標系が適用される例を図示する。なお、図８に示す座標値は任意の値である。

【0155】

図９は第一プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。同図に示す第一プロービング点測定画面２３０は、文字情報表示領域２０４へ表示される第二文字情報２２２として、第一候補の幾何要素候補を表す点が表示される。また、第一プロービング点測定画面２３０は、第三文字情報２２４として、プロービング点数が１であることを表す数値１が表示される。

【0156】

図１０は第一プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。表２３２は、判別方式ごとの信頼度及び幾何要素候補を示す。表２３４は、幾何要素候補及び信頼度ポイントを示す。

【0157】

プロービング点の点数が１の場合、全ての判別方式は、幾何要素候補として点を導出する。幾何要素候補は第一候補の点のみである。図３に示す判別処理部９２は、プロービング点の情報が取得される都度、判別処理を実施し得る。

【0158】

図１１は第二プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。同図に示す第二プロービング点測定画面２４０は、文字情報表示領域２０４へ表示される第二文字情報２２２として、第一候補の幾何要素候補を表す直線が表示される。また、第二プロービング点測定画面２４０は、第三文字情報２２４として、プロービング点数が２であることを表す数値２が表示される。

【0159】

第二プロービング点測定画面２４０は、メニュー領域２０２へ表示される第二候補選択ボタン２１０Ａは第二候補の中点が表示され、第三候補選択ボタン２１０Ｂは第三候補の点が表示される。なお、第四候補選択ボタン２１０Ｃは第四候補の幾何要素候補を表示可能であるが、第四候補の幾何要素候補が導出されていないので、第四候補選択ボタン２１０Ｃは幾何要素候補が未表示とされる。

【0160】

図１２は第二プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。表２４２は、判別方式ごとの信頼度及び幾何要素候補を示す。表２４４は、幾何要素候補及び信頼度ポイントを示す。

【0161】

プロービング点の点数が２の場合、標準方式、キャリブレーションＡ方式及び学習Ｂ方式は幾何要素として直線を導出し、キャリブレーションＢ方式は幾何要素として中点を導出し、学習Ａ方式は幾何要素として点を導出する。

【0162】

プロービング点の点数が２の場合、第一候補から第三候補までの幾何要素候補が導出される。信頼度ポイントが最も高い直線が第一候補とされ、信頼度ポイントが高い順に第二候補が中点とされ、第三候補が点とされる。

【0163】

図１３は第三プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。同図に示す第三プロービング点測定画面２５０は、文字情報表示領域２０４へ表示される第二文字情報２２２として、第一候補の幾何要素候補を表す円が表示される。また、第三プロービング点測定画面２５０は、第三文字情報２２４として、プロービング点数が３であることを表す数値３が表示される。

【0164】

第三プロービング点測定画面２５０は、第二候補選択ボタン２１０Ａは第二候補の平面が表示され、第三候補選択ボタン２１０Ｂは第三候補の直線が表示される。一方、第四候補選択ボタン２１０Ｃは幾何要素候補が非表示である。

【0165】

図１４は第三プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。表２５２は、判別方式ごとの信頼度及び幾何要素候補を示す。表２５４は、幾何要素候補及び信頼度ポイントを示す。

【0166】

プロービング点の点数が３の場合、標準方式、キャリブレーションＢ方式及び学習Ｂ方式は幾何要素候補として円を導出し、キャリブレーションＡ方式は幾何要素候補として平面を導出し、学習Ａ方式は幾何要素候補として直線を導出する。

【0167】

プロービング点の点数が３の場合、第一候補から第三候補までの幾何要素候補が導出される。信頼度ポイントが最も高い円が第一候補とされ、信頼度ポイントが高い順に第二候補が平面とされ、第三候補が直線とされる。

【0168】

図１５は第六プロービング点がプロービングされた際の画面の説明図である。同図に示す第六プロービング点測定画面２６０は、文字情報表示領域２０４へ表示される第二文字情報２２２として、第一候補の幾何要素候補を表す円錐が表示される。また、第六プロービング点測定画面２６０は、第三文字情報２２４として、プロービング点数が６であることを表す数値６が表示される。

【0169】

第六プロービング点測定画面２６０は、メニュー領域２０２へ表示される第二候補選択ボタン２１０Ａは第二候補の球が表示され、第三候補選択ボタン２１０Ｂは第三候補の円筒が表示され、第四候補選択ボタン２１０Ｃは第四候補の円が表示される。

【0170】

プロービング点数が６の場合、図１６に示すように第五候補の幾何要素が導出される。図１５に示す第六プロービング点測定画面２６０は、第五候補の幾何要素が表示されるボタンが設定されていないが、第六プロービング点測定画面２６０は第五候補の幾何要素が表示されるボタンが設定されてもよい。

【0171】

図１６は第六プロービング点がプロービングされた際の判別処理の説明図である。表２６２は、判別方式ごとの判別結果を示す。表２６４は、幾何要素候補及び信頼度ポイントを示す。

【0172】

プロービング点の点数が６の場合、標準方式は幾何要素候補として球を導出し、キャリブレーションＡ方式は幾何要素候補として円筒を導出し、キャリブレーションＢ方式は幾何要素候補として円錐を導出する。また、学習Ａ方式は幾何要素候補として円を導出し、学習Ｂ方式は幾何要素候補として平面を導出する。

【0173】

プロービング点の点数が６の場合、第一候補から第五候補までの幾何要素候補が導出される。信頼度ポイントが最も高い円錐が第一候補とされ、信頼度ポイントが高い順に第二候補が球とされ、第三候補が円筒とされ、第四候補が円とされ、第五候補が平面とされる。

【0174】

［判別結果の変更］
図１７は判別結果変更の説明図である。同図には、図１５に示す第六プロービング点測定画面２６０における幾何要素変更ボタン２１０Ｄを強調して図示する。なお、図１５では符号２１０Ｄの図示が省略されている。

【0175】

幾何要素判別機能は、判別結果として導出される幾何要素を、ユーザが手動で変更し得る。判別結果として導出された第一候補の幾何要素を、第二候補から第四候補に挙げられていない幾何要素へ変更する場合は、図１７に示す幾何要素変更ボタン２１０Ｄが選択される。ボタンの選択は、マウス等を用いてユーザがボタンをクリックする態様及びユーザがボタンをタッチする態様等を適用し得る。

【0176】

図１８は幾何要素選択の説明図である。同図に示す幾何要素選択画面２７０は、図１７に示す幾何要素変更ボタン２１０Ｄが選択された場合に、図１等に示すディスプレイ装置５０へ表示される。

【0177】

図１８に示す幾何要素選択画面２７０は、複数の幾何要素選択ボタン２７２が表示される。幾何要素選択ボタン２７２は、図１７に示す第六プロービング点測定画面２６０に、第二候補以降の幾何要素候補として挙げられる球、円筒及び円のそれぞれに対応するボタンが含まれる。

【0178】

また、幾何要素選択ボタン２７２は、第二候補以降の幾何要素候補として挙げられていない、点、直線、部分円、平面、円錐及び中点に対応するボタンが含まれる。なお、図１８に示す幾何要素選択ボタン２７２は図示の例に限定されず、追加、削除及び変更等が可能である。

【0179】

ユーザは、幾何要素選択ボタン２７２の中から一つのボタンを選択し、ＯＫボタン２７４を選択する。同図には、ユーザが球を選択する場合を図示する。図３に示すユーザ入力情報取得部９４は幾何要素候補の選択情報を取得し、幾何要素変更部９６は幾何要素候補の選択情報に基づき、変更後の幾何要素候補を確定させる。ユーザがキャンセルボタン２７６を選択した場合は、幾何要素選択ボタン２７２の選択が解除され、幾何要素候補の選択待ちとなる。

【0180】

また、図１７に示す第二候補選択ボタン２１０Ａ、第三候補選択ボタン２１０Ｂ及び第四候補選択ボタン２１０Ｃのいずれかが選択された場合、判別結果として導出された第一候補の幾何要素候補が、選択されたボタンに対応する幾何要素候補へ変更される。

【0181】

すなわち、図３に示すユーザ入力情報取得部９４は、選択された第二候補選択ボタン２１０Ａ、第三候補選択ボタン２１０Ｂ及び第四候補選択ボタン２１０Ｃのいずれかに対応する幾何要素候補の選択情報を取得する。幾何要素変更部９６はユーザ入力情報取得部９４を介して取得される幾何要素候補の選択情報に基づき、変更後の幾何要素候補を確定させる。

【0182】

図１９は第二候補から第四候補として挙げられた幾何要素候補のいずれかへ変更される場合の画面の説明図である。図２０は幾何要素候補が変更された際の処理の説明図である。図１９に示す幾何要素変更対応画面２８０は、図１５に示す第六プロービング点測定画面２６０に対して、第二文字情報２２２が球へ変更され、第二候補選択ボタン２１０Ａが円錐へ変更される。

【0183】

図２０に示す表２６４Ａは、図３等に示す幾何要素判別部６４において、図１６に示す表２６２の処理が、第一候補の幾何要素候補である円錐から、第二候補の幾何要素候補である球へ変更されたことを模式的に表す。

【0184】

［幾何要素計算］
図２１は幾何要素計算が実施される際の画面の説明図である。図２１には、図１９に示す幾何要素変更対応画面２８０におけるターミネートボタン２１０Ｅを強調して図示する
。なお、図１９では符号２１０Ｅの図示が省略されている。

【0185】

幾何要素変更対応画面２８０におけるターミネートボタン２１０Ｅが選択されると、図３に示す判別処理部９２は第二文字情報２２２へ表示される幾何要素候補を、判別結果として確定させる。幾何要素計算部９５は確定した判別結果の幾何要素に対して幾何要素計算を実施する。なお、判別結果が修正されない場合も、ターミネートボタン２１０Ｅが選択され、判別結果が確定し、幾何要素計算が実施される。

【0186】

図２２は幾何要素計算結果の表示例を示す説明図である。同図に示す計算結果表示画面２９０の幾何要素計算結果表示領域２１２には、計算対象の幾何要素を表す第四文字情報２９２及び計算結果２９４が表示される。

【0187】

図２２には表形式が適用される計算結果２９４を図示する。計算結果２９４として、公差ラベルごとの実測値が算出される。なお、図２２に示す公差ラベルは一例であり、幾何要素に応じて追加、削除及び変更し得る。また、図２２に示す実測値は任意の値である。

【0188】

［判別方式のメンテナンス］
ユーザの入力に応じて、測定データから自動的に導出される判別結果が変更される場合、図３に示すメンテナンス部９７は判別方式のメンテナンスを実施する。すなわち、メンテナンス部９７は、判別方式のメンテナンスとして、判別結果の変更に応じた判別方式ごとの信頼度の変更を実施する。

【0189】

図２３は信頼度の変更の一例の説明図である。図２３には、図１６に示す表２６２に示す信頼度が、表２６２Ａに示す信頼度に変更される例を模式的に示す。例えば、第一候補の幾何要素候補である円錐が球へ変更される場合、球を導出した標準方式の信頼度を１ポイント増加させる。一方、球ではない幾何要素候補を導出したキャリブレーションＡ方式、キャリブレーションＢ方式、学習Ａ方式及び学習Ｂの信頼度を１ポイント減少させる。

【0190】

図２４は信頼度の変更の他の一例の説明図である。図２４には、図１６に示す表２６２に示す信頼度が、表２６２Ｂに示す信頼度に変更される例を模式的に示す。例えば、第一候補の幾何要素候補である円錐が円筒へ変更される場合、円筒を導出したキャリブレーションＡ方式の信頼度を１ポイント増加させる。一方、円筒ではない幾何要素候補を導出した標準方式、キャリブレーションＢ方式、学習Ａ方式及び学習Ｂの信頼度を１ポイント減少させる。なお、実施形態に記載のメンテナンス部９７は信頼度変更部の一例である。

【0191】

図２５はメンテナンス画面の説明図である。図３に示すメンテナンス部９７は、図１等に示すディスプレイ装置５０へ、図２５に示すメンテナンス画面３００を表示させる。メンテナンス画面３００は、判別方式の状態をユーザへ報知し得る。

【0192】

メンテナンス画面３００は、判別方式一覧３０２が含まれる。判別方式一覧３０２は判別方式ごとの各種の情報が含まれる。図２５には表形式が適用される判別方式一覧３０２を図示する。同図に示す判別方式一覧３０２は、判別方式ごとの各種の情報として、識別番号、状態、ファイル名、信頼度及びメモが含まれる。

【0193】

メンテナンス画面３００には、状態切替ボタン３０４が表示される。状態切替ボタン３０４は、判別方式ごとに有効化又は無効化の実施の際に操作される。例えば、図２５に示す標準方式が選択される状態において状態切替ボタン３０４が操作されると、有効である標準方式が無効化される。

【0194】

メンテナンス画面３００は、メモボタン３０６が表示される。メモボタン３０６はメモ
欄の編集を実施する際に操作される。例えば、図２５に示す標準方式が選択される状態においてメモボタン３０６が操作されると、標準方式のメモ欄の編集が可能となる。

【0195】

メンテナンス画面３００は、追加ボタン３０８及び削除ボタン３１０が表示される。追加ボタン３０８は判別方式を追加する際に操作される。削除ボタン３１０は判別方式を削除する際に操作される。

【0196】

三次元測定機１０は一つ以上の有効な判別方式が存在する必要がある。そこで、有効な判別方式が一つの場合、状態切替ボタン３０４及び削除ボタン３１０の操作は無効とされる。

【0197】

メンテナンス画面３００は、閉じるボタン３１２が表示される。閉じるボタン３１２が操作されると、メンテナンス画面３００が閉じられる。

【0198】

［実施形態に係る三次元測定機及び幾何要素判別方法の作用効果］
上記の如く構成された三次元測定機１０及び幾何要素判別方法によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。

【0199】

〔１〕
幾何要素判別において、複数の判別方式から二つ以上の判別方式を選択し、判別方式ごとに幾何要素候補を導出し、判別方式ごとに規定される信頼度に基づく信頼度ポイントを幾何要素候補ごとに算出し、信頼度ポイントが最大となる幾何要素候補を判別結果として導出する。これにより、幾何要素判別における判別結果の信頼性が向上し、判別結果の誤判別に起因する判別結果の修正を回避し得る。

【0200】

〔２〕
ユーザが判別結果を変更し得る。これにより、誤判別が回避され、判別結果の信頼性がより向上し得る。

【0201】

〔３〕
ユーザが判別結果を変更する際に、ディスプレイ装置５０へ変更の候補となる幾何要素候補が表示される。これにより、ユーザはディスプレイ装置５０へ表示される幾何要素候補の中から、変更後の幾何要素候補を選択し得る。

【0202】

〔４〕
ユーザの判別結果を変更に応じて、判別方式ごとの信頼度が変更される。これにより、判別方式ごとに導出される幾何要素候補の信頼性が向上し得る。

【0203】

〔５〕
判別方式は、それぞれがプラグインとして構成される。これにより、判別方式の追加、削除及び変更等のメンテナンスを実施し得る。

【0204】

〔６〕
判別方式は、標準方式、ユーザに応じて閾値が設定されるキャリブレーション方式及び判別結果と測定データとの組を学習データとして学習を実施した学習済みモデルが適用される学習方式が含まれる。これにより、ユーザの熟練度及びユーザの癖等に起因する測定データのばらつきに依存しない幾何要素候補の導出を実施し得る。

【0205】

〔７〕
キャリブレーション方式は、判別結果に応じて閾値が変更される。これにより、ユーザ
の熟練度及びユーザの癖等に応じた、キャリブレーション方式のカスタマイズが可能となる。

【0206】

以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者により、多くの変形が可能である。

【符号の説明】

【0207】

１０…三次元測定機、４０…コンピュータ、５０…ディスプレイ装置、６２…測定データ取得部、６４…幾何要素判別部、６８…表示制御部、８０…ソフトウェア、８１…メモリ、９０…判別方式選択部、９２…判別処理部、９４…ユーザ入力情報取得部、９５…幾何要素計算部、９６…幾何要素変更部、９７…メンテナンス部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】