三次元座標測定における測定の不確かさの評価方法の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450099
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高増 潔 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70154896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古谷 涼秋 東京電機大学, 工学部, 教授 (50219119)
• Keywords: 測定の不確かさ / 三次元座標測定機 / バーチャル測定機 / 精度評価 / 形状測定

Research Abstract

三次元座標測定機の測定戦術と測定対象の形状偏差に起因する測定の不確かさに対して,その評価方法をシミュレーションおよび統計的な実験によって明らかした.
1.シミュレーションによる形状偏差の影響
円形状に対して,特定な自己相関関数を持つ形状偏差を与えた.この円形状を種々の測定戦略によって測定するシミュレーションを行った.この結果,測定戦略(測定場所,測定点数)に依存した,測定結果(円形状の中心座標と直径)の不確かさをシミュレーションで求めることができた.
2.形状偏差の影響の理論解析
最小二乗法に対して,自己相関により誤差行列の分散共分散を計算することで,理論的に形状偏差の影響を評価することができる.この手法をシミュレーション結果と比較して,理論的な解析の有効性を確認した.
さらに,理論的な解析により,最適な測定戦略(測定コストを含めた,測定点数,測定場所)を求める方法を導出した.
3.三次元座標測定機の実際の測定実験
三次元測定機により,実際の円穴を測定し,上記のシミュレーションと理論解析の結果との比較を行った.この結果,実際の測定に対して,測定戦略と測定の不確かさの関係が,シミュレーションおよび理論解析と一致し,シミュレーションおよび理論解析が有効であることが確認できた.
以上の実験とシミュレーションより,提案する手法の実現性が証明された.

Research Products

• [Publications] K.Shimojima, R.Furutani, K.Takamasu, S.Ozono: "The Estimation Method of Uncertainty of Articulated Coordinate Measuring Machine"IEEE ICIT' 02. 411-415 (2002)
• [Publications] M.Abbe, K.Takamasu: "Modelling of Spatial Constraint in CMM Error for Uncertainty Estimation"Proc. Euspen 2002. 2. 637-640 (2002)
• [Publications] 高増潔, 阿部誠, 古谷涼秋, 大園成夫: "形体計測における不確かさの見積り(第2報)-円形体の計測における形状偏差の寄与-"精密工学会誌. 68・4. 191-195 (2002)