CN111077805A - 测量程序选择辅助设备和测量控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测量程序选择辅助设备和测量控制设备。该测量程序选择辅助设备能够从视觉上确认所选择的测量程序是否适合于要测量的对象。本发明的一个方面是一种测量程序选择辅助设备，包括：测量程序数据库，用于将与对象的测量有关的测量程序和与所述对象的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储；显示单元，其能够将在虚拟空间中定义的信息叠加显示在现实空间上；以及显示控制单元，用于从所述测量程序数据库获取与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息，并且将所获取到的叠加显示信息以混合现实方式显示在所述显示单元上。

Description

测量程序选择辅助设备和测量控制设备
技术领域
本发明涉及测量程序选择辅助设备，并且更特别地涉及用于使得能够选择适合于测量设备所要测量的对象的测量程序的测量程序选择辅助设备。
背景技术
在诸如三维测量设备等的测量设备中，设置了使用存储有测量过程的测量程序(零件程序)来进行自动测量的功能。日本特开2001-059708公开了能够使用测量程序通过简单操作来高效地测量多个工件的图像测量设备。
日本特开2001-319219公开了一种零件程序生成设备，该零件程序生成设备易于操作员使用，并且可以在无需复杂操作的情况下高效地生成CNC图像测量设备所用的零件程序。
另外，在诸如三维测量设备等的测量设备中使用零件程序测量工件的情况下，需要选择适合于该工件的零件程序。日本特开2018-004362公开了具有简单结构并且能够选择对于工件而言最佳的零件程序的零件程序选择设备。
发明内容
发明要解决的问题
然而，目前，不容易确认所选择的测量程序是否真正适合于要测量的对象。例如，在存在具有相似形状的多个对象的情况下，确认适合性特别困难。另外，将夹具附接至要测量的对象，并且经常进行测量。此时，如果将夹具附接至对象的方法是错误的，则即使选择了对于对象而言适当的测量程序，测量路径和测量位置也可能不同于预期，并且可能发生诸如冲突等的事故。
本发明的目的是提供一种能够从视觉上确认所选择的测量程序是否适合于要测量的对象的测量程序选择辅助设备。
用于解决问题的方案
本发明的一方面是一种测量程序选择辅助设备，包括：测量程序数据库，用于将与对象的测量有关的测量程序和与所述对象的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储；显示单元，其能够将在虚拟空间中定义的信息叠加显示在现实空间上；以及显示控制单元，用于从所述测量程序数据库获取与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息，并且将所获取到的叠加显示信息以混合现实方式显示在所述显示单元上。
根据这样的结构，将与要测量的对象的三维形状相对应的叠加显示信息(例如，三维模型或测量路径)存储在测量程序数据库中，并且将与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息叠加在现实空间上并以混合现实方式进行显示。操作员可以通过参考显示单元上所显示的混合现实显示来从视觉上判断所选择的测量程序是否适合于对象的测量。
在上述的测量程序选择辅助设备中，所述测量程序数据库可以将所述对象的三维形状与所述对象的所述测量程序相关联地存储。所述测量程序选择辅助设备还可以包括：检测单元，用于识别所述对象的形状；以及测量程序指定单元，用于通过向所述测量程序数据库查询所述检测单元所识别的所述对象的形状，来指定与所述对象相对应的测量程序。所述显示控制单元可以将所述测量程序指定单元所指定的测量程序设置为所选择的测量程序。利用该结构，可以基于检测单元所识别的对象的形状来指定与该对象相对应的测量程序。
在上述的测量程序选择辅助设备中，所述检测单元可以获取所述对象的位置和取向，并且所述测量程序数据库可以将测量时布置信息与所述对象的测量程序相关联地存储，所述测量时布置信息指示适合于通过所述测量程序测量所述对象的所述对象的位置和取向。所述测量程序选择辅助设备还可以包括测量程序校正单元，所述测量程序校正单元用于计算所述检测单元所获取到的所述对象的位置和取向相对于与所述测量程序指定单元所指定的测量程序相对应的测量时布置信息的误差，并且以使得在所述测量程序中所指定的坐标偏移该误差的方式来校正所述坐标。利用该结构，检测单元可以获取到对象的位置和取向，并且可以校正所获取到的对象的位置和取向与在所指定的同该对象相对应的测量程序中定义的对象的位置和取向之间的偏离(误差)。
所述测量程序选择辅助设备还可以包括操作输入单元，所述操作输入单元用于接受用于指定所述对象上的测量目标位置的操作。所述测量程序数据库可以将用于测量所述对象的测量目标位置的测量程序和与所述测量目标位置的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储。利用该结构，可以将操作输入单元所接受的测量目标位置与测量程序和叠加显示信息相关联地存储。
在所述测量程序选择辅助设备中，所述显示控制单元可以将指示所述对象的过去测量结果的信息叠加显示在所述对象上。结果，操作员可以在参考显示单元上所显示的对象的过去测量结果的同时进行测量。
根据本发明的一种测量控制设备，包括：控制单元，用于执行所选择的测量程序，以使得测量设备进行对象的测量；显示单元，其能够将在虚拟空间中定义的信息叠加显示在现实空间上；以及显示控制单元，其使得所述显示单元显示用于指示在执行所选择的测量程序时的所述测量设备的运动的运动预测显示，作为叠加显示信息。
在所述测量控制设备中，所述运动预测显示可以包括三维运动图像。所述运动预测显示可以包括示出所述测量设备中所包括的探测器的移动路径的图形。利用这样的运动预测显示，操作员可以从视觉上识别执行测量程序时的干扰的可能性。
所述测量控制设备还可以包括检测单元，所述检测单元用于获取所述对象的形状、位置和取向。然后，基于所述检测单元所获取到的所述对象的形状和所选择的测量程序，所述控制单元可以评价在执行所述测量程序时所述对象和所述测量设备之间的干扰的可能性，以及所述显示控制单元可以使得所述显示单元将发生干扰的可能性大于预定值的场所作为所述叠加显示信息以混合现实方式进行显示。
所述测量控制设备还可以包括视野指定单元，所述视野指定单元用于指定操作员的视野。所述控制单元可以以如下方式来控制基于所述测量程序的所述测量设备的移动：除非所述叠加显示信息落在所述视野指定单元所指定的操作员的视野内，否则不开始所述测量设备的移动。利用该结构，可以防止操作员忘记从视觉上确认叠加显示信息。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备的结构的示意图。
图2是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备的结构的框图。
图3是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备的操作的流程图。
图4是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备中的测量程序的显示示例的示意图。
图5是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备中的所选择的测量程序的显示示例的示意图。
图6是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备中的三维模型的显示示例的示意图。
图7是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备中的测量路径的显示示例的示意图。
图8是示出根据第一实施例的测量程序选择辅助设备中的测量结果的显示示例的示意图。
图9是示出根据第二实施例的测量控制设备的结构的框图。
图10是示出根据第二实施例的测量控制设备的操作的流程图。
图11A和11B是示出视野指定单元监视操作员的视野的状态的示意图。
具体实施例
[第一实施例]
以下将参考附图来说明本发明的第一实施例。在以下的说明中，相同的构件由相同的附图标记表示，并且适当省略对已说明的构件的说明。
[测量程序选择辅助设备的结构]
图1是示出根据本实施例的测量程序选择辅助设备的结构的示意图。
图2是示出根据本实施例的测量程序选择辅助设备的结构的框图。
根据本实施例的测量程序选择辅助设备1是辅助操作员P选择在用于测量对象W的测量设备100中所使用的测量程序(零件程序)的设备。在本实施例中，使用三维测量设备作为测量设备100。
三维测量设备包括：测量头110，其设置有用于指定对象W的检测位置的探测器111；以及移动机构120，用于移动测量头110。计算机系统(未示出)可以连接至三维测量设备。计算机系统执行所需的数据处理以计算对象W的三维坐标等。
将对象W放置在台112上。在台112上设置有用于移动测量头110的移动机构120。移动机构120包括X轴引导件121、Y轴引导件122和Z轴引导件123。在本实施例中，X轴方向是沿着台112的面的一个方向。Y轴方向是在沿着台112的面的方向上与X轴方向垂直的方向。Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向。Z轴方向也被称为垂直方向。X轴方向和Y轴方向也被称为水平方向。
在本实施例中，用于使测量头110在Z轴方向上移动的Z轴引导件123被设置成由X轴引导件121在X轴方向上可移动。X轴引导件121被设置成由Y轴引导件122在Y轴方向上可移动。通过X轴引导件121、Y轴引导件122和Z轴引导件123的移动的组合，可以使测量头110移动到XYZ的三个轴方向上的预定位置。
测量头110设置有用于指定对象W的检测位置的探测器111。探测器111可以是接触型或非接触型。在接触型的探测器111中，使探测器111的前端处设置的测量元件111a与对象W的检测位置接触以进行坐标检测。非接触型的探测器111通过例如将激光束照射到对象W的检测位置并接收反射光来检测利用激光束照射的位置的坐标。
根据本实施例的测量程序选择辅助设备1在操作员P使用测量设备100测量对象W时，辅助操作员P选择适合于对象W的测量程序。
测量程序选择辅助设备1包括测量程序数据库10、显示单元20和显示控制单元30。测量程序数据库10将与对象W的测量有关的测量程序和与对象W的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储。叠加显示信息包括与对象W的测量有关的各种类型的信息，诸如对象W的三维模型和测量程序中的测量路径等。
显示单元20是能够显示混合现实(MR)的单元，该混合现实通过将在虚拟空间中定义的信息叠加在现实空间上来显示该信息。作为显示单元20，使用平板显示器或平视显示器。在本实施例中，优选使用头戴式显示器作为显示单元20。结果，操作员P可以在获得沉浸感的同时，参考现实空间上所叠加显示的虚拟空间上的诸如图形、字符信息和运动图像等的各种信息。
显示控制单元30从测量程序数据库10获取与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息，并且进行控制以使得显示单元20以混合现实方式显示所获取到的叠加显示信息。叠加显示信息被显示成叠加在诸如对象W、测量设备100、以及测量设备100所放置的房间的墙壁等的现实空间的真实图像上。
根据本实施例的测量程序选择辅助设备1还包括检测单元50、操作输入单元60、测量程序指定单元70、测量程序校正单元80和通信单元90。
检测单元50识别对象W的形状。检测单元50包括照相机55。照相机55获取对象W或测量设备100等的图像。在使用头戴式显示器作为显示单元20的情况下，在头戴式显示器上设置照相机55。结果，可以根据操作员P的头部的取向来获取周边的图像。
检测单元50可以包括三维传感器。三维传感器可以追踪和分析操作员P的移动，或者可以检测到对象W的距离(深度)以获取对象W的表面上的三维点云数据。三维传感器可以连同照相机55一起设置，或者可以是代替照相机55而设置的。检测单元50可以包括用于检测操作员的移动的加速度传感器或陀螺仪传感器。检测单元50可以设置在头戴式显示器上，或者可以固定地设置在测量设备100的外部。
操作输入单元60接受用于指定对象W上的测量目标位置的操作。也就是说，操作输入单元60例如接收操作员P所指示的对象W的测量目标位置，并将该测量目标位置发送至测量程序数据库10。这里，操作输入单元60可以读取操作员的手的特定移动并进行基于此的控制(手势控制)。
测量程序数据库10将用于测量操作输入单元60所接收到的测量目标位置的测量程序和与该测量目标位置的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储。
测量程序指定单元70向测量程序数据库10查询检测单元50所识别的对象W的形状，并且指定与对象W相对应的测量程序。显示控制单元30使得显示单元20以混合现实方式显示与测量程序指定单元70所指定的测量程序相对应的叠加显示信息。
测量程序校正单元80进行用于使测量程序中所定义的坐标偏移的校正处理。在测量程序数据库10中，预先将如下的测量时布置信息与对象W的测量程序相关联地存储，该测量时布置信息指示适合于通过测量程序测量对象W的对象W的位置和取向。
然后，在检测单元50获取到对象W的位置和取向的情况下，测量程序校正单元80计算检测单元50所获取到的对象W的位置和取向相对于与测量程序指定单元70所指定的测量程序相对应的测量时布置信息的误差。此外，测量程序校正单元80以使得在测量程序中定义的坐标偏移所计算出的误差的方式进行校正(坐标的转动或平移)。
通信单元90是用于相对于外部进行信息的输入和输出的接口。在测量程序数据库10连接至网络的情况下，通信单元90通过无线通信或有线通信来经由网络相对于测量程序数据库10进行信息的输入和输出。
在测量程序选择辅助设备1中，将与要测量的对象W的三维形状相对应的叠加显示信息存储在测量程序数据库10中。另外，将与测量程序相对应的叠加显示信息叠加在现实空间上，并且以混合现实方式显示在显示单元20上。因此，操作员P可以通过显示单元20上所显示的混合现实显示来从视觉上判断所选择的测量程序是否符合要测量的对象W。特别地，由于将对象W的三维模型的图像或与测量有关的测量路径的图像叠加在对象W或测量设备100的真实图像上，因此操作员P可以在将现实空间的图像与叠加显示信息进行比较的同时，确认所选择的测量程序的适合性，并且可以容易地选择适合于对象W的测量程序。
[测量程序选择辅助设备的操作]
接着，将说明根据本实施例的测量程序选择辅助设备1的操作。
图3是示出根据本实施例的测量程序选择辅助设备的操作的流程图。
在该操作的说明中，图3的流程图中未示出的结构和附图标记应参考图1和图2。
首先，如步骤S101所示，获取对象W的形状。操作员P将对象W放置在台112的预定位置上。根据需要，利用夹具将对象W固定到台112。测量程序选择辅助设备1通过检测单元50的照相机55或三维传感器获取台112上所放置的对象W的形状。
接着，如步骤S102所示，识别对象W。基于照相机55所获取到的图像或者例如检测单元50的三维传感器所检测到的信息(点群数据等)来进行对象W的识别。
接着，如步骤S103所示，选择测量程序。测量程序指定单元70基于在前一步骤S102中识别出的对象W的形状来向测量程序数据库10进行查询，并且指定与所识别的对象W相对应的测量程序。在存在作为选择候选的多个测量程序的情况下，可以基于来自操作员P的指示来选择测量程序。
接着，如步骤S104所示，获取叠加显示信息。显示控制单元30从测量程序数据库10获取与在前一步骤S103中选择的测量程序相对应的叠加显示信息。在测量程序数据库10连接至网络的情况下，经由通信单元90获取叠加显示信息。叠加显示信息包括对象W的三维模型和与通过所选择的测量程序的测量路径有关的信息。
接着，如步骤S105所示，以混合现实方式显示叠加显示信息。显示控制单元30使得显示单元20将在前一步骤S104中获取到的叠加显示信息以混合现实方式叠加显示在对象W等上。结果，操作员P可以参考显示单元20上所显示的混合现实显示来从视觉上判断所选择的测量程序是否符合对象W的测量。
接着，如步骤S106所示，判断是否接收到操作输入。操作员P参考显示单元20上所显示的混合现实显示，并且决定是通过所选择的测量程序执行测量、还是选择另一测量程序、还是取消测量。然后，操作输入单元60接受操作员P的操作。在接受到该操作的情况下，如步骤S107所示，执行所接受的操作。如果未接受到操作，则处理返回到步骤S105。
例如，在操作员P进行利用所选择的测量程序执行测量的操作、并且操作输入单元60接收到该操作的情况下，操作员P利用所选择的测量程序执行对象W的测量。在操作员P指示对象W的测量目标位置的情况下，操作输入单元60接受该测量目标位置，并且执行将用于对测量目标位置进行测量的测量程序和与该测量目标位置的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储的处理。
接着，如步骤S108所示，判断是否终止该处理。在要终止该处理的情况下，终止测量程序选择辅助设备1的操作，并且在要继续该处理的情况下，处理返回到步骤S101，并且重复后续的处理。
测量程序选择辅助程序
图3所示的测量程序选择辅助设备1的操作的流程图中的各步骤的至少一部分可以包括计算机所要实现的程序(测量程序选择辅助程序)。例如，选择辅助程序包括用于识别对象W的识别处理(步骤S101～步骤S102)、用于基于所识别的对象W的形状来选择测量程序的选择处理(步骤S103)、用于获得与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息的叠加显示信息获得处理(步骤S104)、以及用于以混合现实方式显示所获得的叠加显示信息的显示处理(步骤S105)。
[具体应用]
接着，将说明测量程序选择辅助设备1的具体应用示例。
图4～图8是用于说明根据本实施例的测量程序选择辅助设备的具体应用示例的示意图。
图4示出测量程序的显示示例。
操作员P配备有头戴式显示器。在通过头戴式显示器中所设置的检测单元50的照相机55等识别出测量设备100的台112上所放置的对象W时，基于识别结果来从测量程序数据库10读出与对象W的测量有关的测量程序。
在显示单元20上，以混合现实方式显示从测量程序数据库10读出的测量程序的列表。例如，图像G1包括对象W的识别信息(ID)以及多个测量程序(例如，测量程序P1、P2和P3)的列表。该图像G1被显示成上浮到操作员P通过头戴式显示器所观看的现实空间真实图像中的预定位置。例如，图像G1显示在测量设备100的真实图像的附近。
在图像G1上可以显示各种处理的图标。在操作员P进行例如用手指轻击图像G1的期望图标的操作的情况下，通过操作输入单元60接受到该操作，并且执行与所轻击的图标相对应的处理。
图5示出所选择的测量程序的显示示例。
在从图像G1所示的列表中选择预定测量程序的情况下，将图像G2显示在显示单元20上。例如，图像G2被显示成叠加在图像G1上。操作员P可以通过参考图像G2的显示来确认所选择的测量程序。在图5所示的示例中，选择了测量程序P1。在图像G2中选择“取消”图标的情况下，图像G2的显示消失，并且显示返回到图像G1的显示。这使得可以选择其它测量程序。
如果所选择的测量程序P1是可接受的，则选择“确认”或“开始”图标。在选择“开始”图标的情况下，开始通过测量程序P1的测量。另一方面，在选择“确认”图标的情况下，可以进行与测量程序有关的信息的确认。
图6示出三维模型的显示示例。
也就是说，可以举出图6所示的三维模型的图像G3的显示作为与所选择的测量程序有关的信息的一个示例。获取三维模型的图像G3作为台112上所放置的对象W的叠加显示信息。三维模型的图像G3叠加显示在对象W的真实图像上。三维模型的图像G3是在虚拟空间中定义的信息。
通过将检测单元50所检测到的现实空间的坐标与虚拟空间的坐标匹配，来显示显示单元20上所显示的三维模型的图像G3。也就是说，在三维模型的图像G3中，根据现实空间的坐标来显示从指示适合于通过测量程序P1的测量的对象W的位置和取向的测量时布置信息所获得的坐标。
因此，例如，在台112上所放置的对象W的位置和取向与适合于通过测量程序P1的测量的对象W的位置和取向一致的情况下，在无任何位置偏离的情况下显示对象W的真实图像和三维模型的图像G3。另一方面，在台112上所放置的对象W的位置和取向与适合于通过测量程序P1的测量的对象W的位置和取向发生偏离的情况下，对象W的真实图像和三维模型的图像G3被显示成彼此偏离。可以将对象W的位置和取向与三维模型的图像G3的位置和取向之间的偏离以混合现实方式显示为图像G4。
这里，在台112上所放置的对象W的位置和取向与适合于通过测量程序P1的测量的对象W的位置和取向发生偏离的情况下，测量程序校正单元80可以计算该偏离量(误差)，并且可以以使在测量程序中指定的坐标偏移所计算出的误差的方式校正这些坐标。例如，通过操作员P选择图像G4的“校正”图标来执行校正。在进行该校正的情况下，三维模型的图像G3的显示位置与对象W的真实图像的位置一致。
台112上所放置的对象W的形状可以不同于测量程序P1所定义的三维模型的图像G3的形状。操作员P可以通过混合现实显示来从视觉上掌握对象W的真实图像和三维模型的图像G3的形状之间的差异。如果由于这两者的形状上的差异而需要改变测量位置，则可以根据操作员P的指示来改变测量位置。
图7示出测量路径的显示示例。
与所选择的测量程序有关的信息的其它示例是图7所示的测量路径图像G5的显示。测量路径图像G5是指示在执行所选择的测量程序P1(零件程序)时的测量设备100的运动的运动预测显示的示例。获取测量路径图像G5作为台112上所放置的对象W的叠加显示信息。将测量路径图像G5以叠加在对象W的真实图像上的方式显示为指示具有探测器111的测量头110的位置和取向的图像。
测量路径图像G5是与实际的探测器111和测量头110相对应的图形图像。测量路径图像G5可被显示为运动图像以便沿着对象W的测量顺序移动，或者可以被显示为指示期望的测量位置处的测量的状态的静止图像。在显示为静止图像的情况下，可以在与移动的路径相对应的位置处显示多个静止图像。此外，测量路径图像G5可被显示为指示探测器的路径的线、点、箭头(所有路径的线、从起点顺次延伸的线、或移动点等)。
操作员P可以通过参考显示单元20上以混合现实方式显示的测量路径图像G5，来从视觉上掌握在实际对台112上所放置的对象W进行测量的情况下的探测器111和测量头110的位置和操作。通过参考图像G5，可以判断测量头110是否干扰对象W。
另外，可以以混合现实方式来显示指示测量路径中的测量位置的信息的图像G6。在该图像G6中，显示测量路径的“播放”和“编辑”的图标。在操作员P选择“播放”图标的情况下，按测量的顺序播放和显示测量路径图像G5。在根据需要选择“编辑”图标的情况下，可以进行测量部位的诸如添加、删除和测量顺序的改变等的编辑。
另外，测量程序选择辅助设备1可以基于检测单元50所检测到的对象W的三维形状(三维坐标)以及探测器111和测量头110的移动路径(运动预测显示)来计算在测量路径中是否发生干扰，并且在显示单元20上显示注意信息。也就是说，优选地，测量程序选择辅助设备1在执行测量程序的情况下评价在对象W和测量设备100之间发生干扰的风险，并且在存在干涉或风险的情况下给出警告。更具体地，优选地，使运动预测显示虚拟地移动，并且将在干涉位置处探测器111或测量头110干扰的程度的状态显示为警示信息，并且给出警告。例如，可以通过用箭头等指向发生干扰的位置、或者通过显示字符或插图来给出警告。另外，可以通过声音、振动、冲击或电气刺激等给出警告。这些警告也可以组合使用。
图8示出测量结果的显示示例。
在进行对象W的测量的情况下，将各个测量点处的测量值的图像G7和G8以混合现实方式显示在显示单元20上。可以将图像G7和G8连同指示对象W的测量位置的标记一起显示。另外，可以显示指示对象W的过去(例如先前测量)的测量结果的图像。结果，操作员P可以在参考显示单元20上所显示的对象W的过去测量结果的情况下进行测量。
如上所述，根据第一实施例，操作员P可以通过参考以混合现实方式叠加显示在对象W等的真实图像上的图像来从视觉上确认测量程序是否适当，并且可以正确且容易地选择适合于对象W的测量程序。
[第二实施例]
图9是示出根据第二实施例的测量控制设备的结构的框图。根据本实施例的测量控制设备1001提供了用于在执行测量程序的情况下降低对象W和测量设备100之间的干扰的风险的更增强的功能。测量控制设备1001是用于控制测量设备100的操作的设备，并且可被设置为测量设备100的一部分。测量设备100的结构与上述第一实施例的结构相同，并且将省略对该结构的说明。
测量控制设备1001包括测量设备控制单元1010、显示单元1020、显示控制单元1030和视野指定单元1040。测量设备控制单元1010根据与对象W的测量有关的测量程序，通过控制测量设备100的测量头110和移动机构120来进行测量。
显示单元1020是能够显示叠加在现实空间上并显示虚拟空间中所定义的信息的混合现实(MR)的单元。使用平板显示器或平视显示器作为显示单元1020。在本实施例中，优选使用头戴式显示器作为显示单元1020。结果，操作员P可以在获得沉浸感的同时，参考现实空间上叠加显示的虚拟空间上的诸如图形、字符信息和运动图像等的各种信息。
显示控制单元1030进行控制，以使得显示单元1020以混合现实方式显示与要执行的测量程序相对应的叠加显示信息。本实施例中的叠加显示信息至少包括指示在执行测量程序的情况下的测量设备100的移动路径的信息。作为这样的叠加显示信息的具体示例，可以使用所谓的运动预测显示，其中在该运动预测显示中，按时间序列显示在执行测量程序的情况下的测量设备100的探测器111和测量头110的移动路径。运动预测显示可被显示为运动图像以便沿着对象W的测量顺序移动，或者可被显示为指示期望的测量位置处的测量的状态的静止图像。在显示为静止图像的情况下，可以在与移动的路径相对应的位置处显示多个静止图像。另外，运动预测显示可以是诸如指示探测器的轨迹的线、点、箭头(所有路径的线、从起点顺次延伸的线、移动点)等的图形。另外，作为叠加显示信息，可以将测量设备100、以及测量设备100所放置的房间的墙壁等叠加显示在现实空间的真实图像上。
视野指定单元1040指定操作员P的视野。视野指定单元1040指定操作员P的视野所利用的方法是任意的。视野指定单元1040例如使用来自头戴式显示器中所设置的位置/取向传感器的检测信息来指定操作员P的视野。可选地，可以利用照相机等来追踪操作员P的视线方向来指定操作员P的视野。
根据本实施例的测量控制设备1001还包括检测单元1050、操作输入单元1060、测量程序校正单元1080和通信单元1090。
检测单元1050识别对象W的形状。检测单元1050包括照相机1055。照相机1055获取对象W或测量设备100等的图像。在使用头戴式显示器作为显示单元1020的情况下，在头戴式显示器中设置照相机1055。结果，可以根据操作员P的头部的取向来获取周边的图像。
检测单元1050可以包括三维传感器。三维传感器可以追踪和分析操作员P的移动，或者可以检测到对象W的距离(深度)以获取对象W的表面上的三维点云数据。三维传感器可以连同照相机1055一起设置，或者可以是代替照相机1055而设置的。检测单元1050可以包括用于检测操作员的移动的加速度传感器或陀螺仪传感器。检测单元1050可以设置在头戴式显示器上，或者可以固定地设置在测量设备100的外部。
操作输入单元1060接收到用于指定对象W上的测量目标位置的操作。也就是说，操作输入单元1060例如接收到操作员P所指示的对象W的测量目标位置，并将该测量目标位置发送至测量程序数据库10。这里，操作输入单元1060可以读取和控制操作员的手的特定移动(手势控制)。
如上所述，根据本实施例的测量控制设备1001包括与第一实施例中所述的测量程序选择辅助设备1共通的许多组件。因此，测量控制设备1001可以使用与测量程序选择辅助设备1的硬件相同的硬件来实现。也就是说，根据第一实施例的测量程序选择辅助设备1和根据第二实施例的测量控制设备1001可以由一组硬件来实现。
[测量控制设备的操作]
接着，将说明根据本实施例的测量控制设备1001的操作。
图10是示出根据本实施例的测量控制设备1001的操作的流程图。
首先，如步骤S1001所示，获取对象W的形状。操作员P将对象W放置在台112的预定位置上。根据需要，利用夹具将对象W固定到台112。测量控制设备1001通过检测单元1050的照相机1055或三维传感器来获取台112上所放置的对象W的形状。此时，获取到对象W的形状作为例如检测单元1050的三维传感器所检测到的信息(点云数据等)。
接着，在步骤S1002中，选择测量程序。测量程序可以由第一实施例中所述的测量程序选择辅助设备1选择，或者可以通过操作员P的指示来选择。
接着，测量控制设备1001基于所选择的测量程序和检测单元1050所获取到的对象W的形状，来评价在执行测量程序时对象W干扰测量设备100的可能性(步骤S1003)。
接着，在步骤S1004中，显示控制单元1030使得显示单元1020将与在前一步骤S1002中所选择的测量程序相对应的叠加显示信息以混合现实方式显示在显示单元1020上。如上所述，本实施例中的叠加显示信息至少包括指示在执行测量程序的情况下的测量设备100的移动路径的信息以及指示作为步骤S1003中的评价结果、干扰的可能性高(干扰的可能性等于或大于预定阈值)的位置的警告信息等。由此，操作员P可以通过参考显示单元1020上所显示的混合现实显示，来从视觉上确认在执行所选择的测量程序的情况下发生测量设备100和对象W之间的干扰的可能性。在存在干扰的可能性高的位置的情况下，除了显示叠加显示信息之外，还可以通过诸如语音、振动、冲击、电气刺激等的其它方法给出警告。
随后，视野指定单元1040开始指定操作员P的视野。接着，如图11A和11B所示，监视叠加显示信息的混合现实显示是否落在操作员P的视野内。在叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内的情况下，(例如在诸如存储器等的存储单元中)记录这一事实(步骤S1005)。图11A示出叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内的状态。图11B示出叠加显示信息的混合现实显示未落在操作员P的视野内的状态。
操作员P参考在步骤S1004中显示在显示单元1020上的混合现实显示，并且判断是通过所选择的测量程序执行测量、选择另一测量程序、还是取消测量。在测量控制设备1001接收到操作员P的指示测量程序的执行的操作输入的情况下(步骤S1006)，测量控制设备1001判断叠加显示信息的混合现实显示是否落在操作员P的视野内(步骤S1007)。
在没有记录叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内这一事实的情况下(步骤S1007中为“否”)，测量控制设备1001的测量设备控制单元1010不执行通过测量程序的测量设备100的移动，并且使处理返回到步骤S1007。之后，在视野指定单元1040可以确认出叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内之前，不执行通过测量程序的测量设备100的移动。应当注意，“不执行通过测量程序的测量设备100的移动”可以意味着不执行整个测量程序。可选地，在测量程序中可以不执行涉及测量设备100中的测量头或探测器等的物理移动的过程，并且可以允许执行其它过程。
另一方面，在记录了叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内的情况下(步骤S1007中为“是”)，测量控制设备1001的测量设备控制单元1010通过所选择的测量程序执行对象W的测量(步骤S1008)，并且处理结束。
利用上述的结构和操作，除非操作员P从视觉上确认出指示在执行测量程序的情况下的测量设备100的移动路径的信息，否则根据本实施例的测量控制设备不允许测量设备100中的测量头或探测器等的物理移动。因此，可以防止由于忽略了视觉确认而导致的探测器等和对象W之间的冲突和干扰。
[测量控制程序]
图10所示的测量控制设备1001的操作的流程图中的各步骤的至少一部分可以包括计算机所要执行的程序(测量控制程序)。例如，测量控制程序可以包括用于识别对象W的识别处理(步骤S1001～步骤S1002)、用于选择测量程序的选择处理(步骤S1003)、以及用于显示与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息的显示处理(步骤S1004)。
[实施例的变形]
尽管以上已经说明了各实施例，但本发明不限于这些示例。例如，在上述的第一实施例中，已经说明了选择与对象W的形状相对应的测量程序的示例，但可以通过操作员P的手势等指定对象W的测量位置来从测量程序数据库10读出包括测量位置的测量程序。另外，尽管已经说明了三维测量设备作为测量设备100的示例，但测量设备100可以是除三维测量设备以外的测量设备。
在上述的各个实施例中，在存在干扰或干扰的风险的情况下给出警告，但除该警告之外，可以对测量程序的执行施加限制。例如，在存在干扰或干扰的风险的情况下，可以不执行通过测量程序的测量设备100的移动。可选地，在通过测量程序使测量设备100移动到干扰位置的前方相距预定移动距离的位置的情况下，可以停止移动。在移动停止之后，可以修改测量程序或者可以重新定位对象W，以在去除干扰的风险的情况下进行后续测量。
此外，在上述的第二实施例中，除非叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内，否则不开始测量设备的移动，但除了叠加显示信息的混合现实显示落在操作员P的视野内之外，可以使用其它条件(例如，按下按钮、触摸画面、输入语音命令、手势等)作为用于开始移动的条件。
另外，只要提供了本发明的主旨，本领域技术人员可以针对上述各实施例适当地添加、删除或改变构成元件的设计或者适当地组合各实施例的特征，这些包括在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种测量程序选择辅助设备，包括：
测量程序数据库，用于将与对象的测量有关的测量程序和与所述对象的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储；
显示单元，其能够将在虚拟空间中定义的信息叠加显示在现实空间上；以及
显示控制单元，用于从所述测量程序数据库获取与所选择的测量程序相对应的叠加显示信息，并且将所获取到的叠加显示信息以混合现实方式显示在所述显示单元上。
2.根据权利要求1所述的测量程序选择辅助设备，其中，所述测量程序数据库将所述对象的三维形状与所述对象的测量程序相关联地存储，并且所述测量程序选择辅助设备还包括：
检测单元，用于识别所述对象的形状；以及
测量程序指定单元，用于通过向所述测量程序数据库查询所述检测单元所识别的所述对象的形状，来指定与所述对象相对应的测量程序，
其中，所述显示控制单元将所述测量程序指定单元所指定的测量程序设置为所选择的测量程序。
3.根据权利要求2所述的测量程序选择辅助设备，其中，所述检测单元获取所述对象的位置和取向，并且所述测量程序数据库将测量时布置信息与所述对象的测量程序相关联地存储，所述测量时布置信息指示适合于通过所述测量程序测量所述对象的所述对象的位置和取向，以及
所述测量程序选择辅助设备还包括测量程序校正单元，所述测量程序校正单元用于计算所述检测单元所获取到的所述对象的位置和取向相对于与所述测量程序指定单元所指定的测量程序相对应的测量时布置信息的误差，并且以使得在所述测量程序中所指定的坐标偏移该误差的方式来校正所述坐标。
4.根据权利要求1所述的测量程序选择辅助设备，还包括操作输入单元，所述操作输入单元用于接受用于指定所述对象上的测量目标位置的操作，
其中，所述测量程序数据库将用于测量所述对象的测量目标位置的测量程序和与所述测量目标位置的三维形状相对应的叠加显示信息彼此关联地存储。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量程序选择辅助设备，其中，所述显示控制单元将指示所述对象的过去测量结果的信息叠加显示在所述对象上。
6.一种测量控制设备，包括：
控制单元，用于执行所选择的测量程序，以使得测量设备进行对象的测量；
显示单元，其能够将在虚拟空间中定义的信息叠加显示在现实空间上；以及
显示控制单元，其使得所述显示单元显示用于指示在执行所选择的测量程序时的所述测量设备的运动的运动预测显示，作为叠加显示信息。
7.根据权利要求6所述的测量控制设备，其中，所述运动预测显示包括三维运动图像。
8.根据权利要求6所述的测量控制设备，其中，所述运动预测显示包括示出所述测量设备中所包括的探测器的移动路径的图形。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的测量控制设备，还包括检测单元，所述检测单元用于获取所述对象的形状、位置和取向，
其中，所述控制单元基于所述检测单元所获取到的所述对象的形状和所选择的测量程序，评价在执行所述测量程序时所述对象和所述测量设备之间的干扰的可能性，以及
其中，所述显示控制单元使得所述显示单元将发生干扰的可能性大于预定值的场所作为所述叠加显示信息以混合现实方式进行显示。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的测量控制设备，还包括视野指定单元，所述视野指定单元用于指定操作员的视野，
其中，所述控制单元以如下方式来控制基于所述测量程序的所述测量设备的移动：除非所述叠加显示信息落在所述视野指定单元所指定的操作员的视野内，否则不开始所述测量设备的移动。
11.根据权利要求9所述的测量控制设备，还包括视野指定单元，所述视野指定单元用于指定操作员的视野，
其中，所述控制单元以如下方式来控制基于所述测量程序的所述测量设备的移动：除非所述叠加显示信息落在所述视野指定单元所指定的操作员的视野内，否则不开始所述测量设备的移动。
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