船舶、航空機などのエンジンは体積を小さくするために、エルボ接続に代えて斜口管路溶接を採用しており、配管システムにおける管路端部の姿勢は溶接の整合の前提条件です。斜口管路端部姿勢の効率的かつ高精度な測定課題に対し、管路軸線および管路端面を再構成して端部姿勢を正確に測定する方法を提案しました。シードシリンダーを取得し、非線形最適化アルゴリズムを設計してシリンダー適合精度を向上させ、高精度シードシリンダーの拡散再構成により管路軸線を得ました。双曲率閾値探索手法により管路境界を探索し、管路端面境界点の整数ピクセル座標を取得しました。端面から抽出した整数ピクセル座標に対して楕円フィッティングを行い、射線交差法と組み合わせて端面境界のサブピクセル座標を求め、補間法によるサブピクセル座標計算が環境光の影響を大きく受ける問題を回避しました。最後に逐点最小二乗法を用いて空間投影面を再構成し、平面上に残差最小の空間楕円を得て、その中心が管路端点となり、この投影面が端面所在平面となり、端部姿勢の高精度測定を実現しました。実験結果より、本手法の測定精度は0.05mm、角度測定誤差は0.1°未満に達し、斜口管路端部の姿勢測定精度要求を概ね満たしており、配管の組立に良好な指針となります。

空間投影面;管路;端部姿勢測定;端面再構成