CN1734232A - 基准坐标计算方法、程序及其记录介质、平台和形状测量装置 - Google Patents

Abstract

把配置在比测量机(300)的测量范围宽的范围内的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出。首先，根据测量机(300)的测量范围分组多个基准点。这时，进行分组(分组工序)使各组与至少一个其它组之间含有规定个数以上的公共的基准点。在每组中测量基准点(测量工序)。在前述每组上算出把在不同的组中测量在不同的组之间公共的基准点得到的各个值坐标变换成相同的或者非常近似的坐标点的坐标变换函数(基准点坐标变换函数计算工序)。由在每组中算出的坐标变换函数坐标变换在每组测量的基准点的位置(坐标变换处理工序)。

Description

基准坐标计算方法、程序 及其记录介质、平台和形状测量装置

技术领域

本发明涉及基准坐标计算方法、基准坐标计算程序、其记录介质、平台和形状测量装置。例如，涉及把设置在宽范围内的各基准点的位置(坐标)作为单一的基准坐标系上的坐标点求出的基准坐标计算方法等。

背景技术

现有技术中，被测量物的形状测量用三坐标测量机等进行。但是，由于测量范围受三坐标测量机的载物台的限制，可以测量的被测物的大小受到限制。

因此，为了扩大测量范围，例如，日本专利公报特开平11-6728号中介绍的方法已被众所周知。

在该方法中，准备可动的测量机和预先求出了坐标值的多个基准点群。然后，根据被测量物的被测部位移动可动的测量机，同时用可动的测量机测量被测量物的形状。并且，根据测量各基准点的结果求出可动测量机的位置。通过根据每次的测量机的位置合成由测量机测量被测物得到的测量数据，求出被测量物的整体形状。

可是，在为了求出可动测量机的位置而设置基准点群的场合，由把所有的基准点都包含在测量范围内的测量机(三坐标测量机等)测量并注册各基准点的坐标。为此，存在需要非常大型的测量机的问题。准备这种大型的测量机不是简单的事情，例如，为了作为一般的工厂设备而进行设置，需要宽广的场所和较多的成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供在比测量机的测量范围更宽的范围内决定基准点坐标的基准坐标计算方法、基准坐标计算程序和其记录介质，同时提供用于在比测量机的测量范围宽的范围内进行工件的测量的平台和形状测量装置。

本发明的基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围宽的平台上的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少3个前述基准点；测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点的位置；基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

根据该结构，可以对配置在很宽范围内的基准点进行分组，用每组的坐标变换函数把按组测量的基准点的位置变换成基准坐标系上的坐标点。因而，可以与测量机的测量范围无关地在宽阔的范围内把基准点的坐标作为基准坐标系上的点算出，从而，由于不需要准备把所有基准点都包含在测量范围内的大型的测量机，所以可以实现优良的低成本化。另外，由于配置基准点的范围的宽度不受任何限制，所以只要需要，可以在广阔的区域上设置基准点，把这些基准点的位置作为基准坐标系上的坐标点求出。

再有，分组工序可以在使用者考虑基准点的配置和测量机的测量范围的关系的同时对基准点进行分组来满足上述技术方案所述的要求，或者，也可以根据基准点的配置状态和测量机的测量范围的关系由分组那样的分开程序自动地进行。

本发明的基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围宽的平台上的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少2个基准点和公共平面；测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点和前述公共平面的位置；基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点和前述公共平面进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

另外，在本发明中，前述基准点的位置最好是投影在上述公共平面上的位置。

根据这样的结构，可以起到与上述发明同样的作用。

也就是说，与测量机的测量范围无关，对于配置在宽大平台上的多个基准点，可以把这些基准点作为基准坐标系上的点求出。

在此，作为原则，在测量组之间公共的基准点，并根据这些公共的基准点的坐标把按组测量的结果作为统一的坐标系上的点进行合成的场合，在n维坐标系中，在组间必须有n个公共的基准点。关于这一点，在本发明中，把投影在公共的平面上的坐标点作为基准点坐标来求出基准点的位置，通过把组之间公共的基准点做成2个以上，测量各组中的公共平面，实际上可以得到与组间公共含有3个基准点的同样的效果，为此，在组之间公共的基准点是2个的场合，也可以把每组测量的基准点坐标合成为统一坐标。这样，由于组之间公共的基准点可以是2个，所以与3个公共的基准点的场合相比，分组时的条件变缓和了，可以简便地进行分组。

再有，基准点的位置，也可以不是投影在公共平面上的坐标，也可以根据二个基准点的位置和公共平面的位置按组求出基准点坐标变换函数来进行坐标变换。

作为公共平面，例如可列举平台的平台基准面。此外，作为例子可以列举把穿设在平台上的孔内所嵌入的圆球的中心作为基准点，或者把穿设在平台面上的圆锥状的孔的顶点作为基准点。而且，通过把这样设置的基准点投影在平台基准面上可以作为各基准点的坐标。

再有，在把圆球中心作为基准点的场合，可以测量球表面的4点来算出球的中心的坐标。另外，公共平面可以通过测量不在一条直线上的平台基准面上的任意的3点来求出。

本发明的基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围宽的平台基准面上的作为二维坐标系上的点的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少2个前述基准点；测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点的位置；基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

根据这样的方法，可以发挥出与上述发明同样的作用效果。即，与测量机的测量范围无关，可以把配置在宽广平台上的基准点的位置作为基准坐标系上的点来算出。

再有，由于基准点是二维坐标系上的点，所以组之间公共的基准点可以是二个。

作为使用这种二维坐标系的基准点的测量机，作为例子可以举出图像测量装置等。

在本发明中，前述基准点坐标变换函数计算工序为，最好求出由坐标变换函数把同一基准点在不同的前述组中测得的位置进行坐标变换的各个坐标点对它们的平均值的偏差，算出使前述偏差的平方为最小的前述基准点坐标变换函数。

根据该结构，由最小二乘法可以求出每组的基准点坐标变换函数。

本发明的基准坐标计算程序，其特征在于，由计算机执行前述基准点坐标计算方法的各工序。即，其特征在于，由计算机执行分组工序、基准点坐标变换函数计算工序、基准坐标变换处理工序。

本发明的记录介质，其特征在于，其以可通过计算机读取的方式记录上述基准坐标计算程序。

根据这样的结构，可以起到与上述发明同样的作用，即，与测量机的测量范围无关，可以在很宽的范围内把基准点的坐标作为基准坐标系上的点来算出。从而，不需要准备把所有基准点都包含在测量范围内的大型的测量机，另外，可以在需要的范围内设置基准点，将这些基准点的位置作为基准坐标系上的坐标点来求出。

另外，如果构成程序，使具有CPU(中央处理器)和存储器(存储装置)的计算机执行上述的各工序，可以容易地变更各工序中的参数。

例如，在分组工序中，变更组之间公共的基准点的数量，或者输入并变更基准的排列间隔和测量机的测量范围等都是容易的。或者，在基准点坐标变换函数计算工序中，除了最小二乘法之外，把按组计算的基准点坐标变换函数的计算方法变更成各种其他的计算方法也是容易的。

而且，也可以把记录该程序的记录介质直线或间接地装配在计算机上并安装程序，也可以把读取记录介质的信息的读取装置外接在计算机上，从该读取装置向计算机上安装程序，也可以将程序通过因特网、LAN电缆、电话线等通信电线或无线供给并安装在计算机上。

另外，表述程序的语言可以是任何语言，不管汇编、编译或者文本形式、图形形式的差别，作为语言处理状态，不管源码、翻译形式的中间码、结果代码的区别。

本发明的平台，其特征在于，具有由上述基准坐标计算方法求出作为单一的基准坐标系上的坐标点的位置的多个基准点。

根据该结构，由于上述基准坐标计算方法不受基准点配置的区域的限制，所以可以做成在需要的区域具有基准点的平台。其结果，例如，可以做成测量车辆和飞机等大型的工件时适合的平台。而且，由于上述基准坐标计算方法是不需要专用大型的测量机的低成本的方法，所以可以用低成本制造大型的平台。

再有，在此的平台，不仅为在台上配置基准点的平台，也包含在地面上配置基准点的平台。

本发明的形状测量装置，其特征在于，具有前述平台和能在前述平台上移动的测量机。

在这样的结构中，在很宽的区域内具有基准点的平台上放置工件，根据各基准点认识位置的同时用测量机测量工件。这样一来，可以测量比测量机的测量范围大的工件。

而且，在计算配置在平台基准坐标系上的点并注册时，由于可以使用用于测量工件的测量机，所以可以实现特别低的低成本化。

附图说明

图1是表示本发明的形状测量装置的第1实施例的形状测量装置的整体结构的图。

图2是表示前述第1实施例中的平台基准点的构造的图。

图3是表示前述第1实施例中的运算处理部的结构的图。

图4是表示前述第1实施例中的基准点坐标计算部的结构的图。

图5是表示计算前述第1实施例中的基准点坐标顺序的流程图。

图6是表示测量前述第1实施例中的基准点的位置时的分组的一例的图。

图7是表示按组计算坐标变换函数的顺序的流程图。

具体实施方式

下面与附图一起参照赋予图中的各构件的符号说明本发明的实施例。

〔第1实施例〕

对本发明的形状测量装置的第1实施例进行说明。

首先，对形状测量装置的结构进行说明。

图1是表示形状测量装置的整体结构的图，图2是表示平台的基准点的构造的图，图3是表示运算处理部的结构的图。

形状测量装置100具有平台200、测量机300、运算处理部400、输入机构500、输出机构600。

平台200，例如，是一边超过2m的大型的平台，在平台200上放置工件(被测量物)W和测量机300。

在平台200上设置多个基准点R。

基准点R，例如，在平台200上配置成格子状，以400mm的间距设置6×6个。具体地讲，在平台200上穿通设置能嵌入加工成圆球的基准球220的圆锥状的孔210(参照图2)，作为各基准点R的位置，定为嵌入孔210中的基准球220的中心点。

而且，在本实施例中，把基准球220的中心点垂直地投影到平台基准面上，将其坐标值定为基准点坐标Cr，作为单一的基准坐标系上坐标点求出并存储各基准点R的基准点坐标Cr，同时使用该基准点坐标进行大工件的测量。

在此，例如，当求基准球220的中心点时，先测量基准球220表面的任意4点，根据该4点算出基准球220的中心坐标值。然后，把前述基准球220的中心点投影到特定的平台基准面上，求出基准点R的基准点坐标Cr，该平台其准面通过测量平台200上的不在一条直线上的3点(例如，图1中的B₁～B₃)而定。

再有，对于把各基准点的基准点坐标作为统一的基准坐标系上的点求出的方法，在后面参照图4～图7叙述。

测量机300是可以搬运的，或者是通过设置移动用的脚轮(小脚轮)等可以移动的测量机，例如，是多臂间接型三坐标测量机。测量机300放置在平台200上，根据工件W的测量部位移动其位置。

测量机300具有台座部310、经连接部324可变更姿势地与台座部310连接的可动臂部320、回转自由地与可动臂部320的顶端连接的接触测头330。

可动臂部320构成为，通过万向接头325·326可变更相互角度地连接第1臂321、第2臂322和第3臂323。而且，与工件W接触并检测工件表面的接触测头330经万向接头327连接在第3臂323的顶端上。

如图3所示，运算处理部400具有基准点坐标计算部410、基准点坐标存储部420、位置和姿势认识部43、坐标系变换部440、测量数据存储部450、工件形状解析部460。

参照图4～图7对基准点坐标计算部410的结构和基准点坐标计算方法(基准点坐标计算部的动作)进行说明。

图4是表示基准点坐标计算部410的结构的图。图5是表示计算基准点坐标的顺序的流程图，图6是表示测量基准点的位置时的分组的一例的图。图7是表示按组计算基准点坐标变换函数的顺序的流程图。

下面，由图4所示的结构，对实施图5、图7所示顺序的处理动作进行说明。

在图5中的ST100中，对各基准点R赋予(编号)基准位置号码j(j＝1、2、3---)。

例如，如图1所示，对各基准点从R₁开始顺序赋予号码。赋予各基准点R的基准位置号码j存储在基准点号码存储部411内。

在ST101中，按不随测量机300移动而可以用测量机300测量的范围(测量区域)对平台200上的基准点R分组(分组工序)。这时，进行分组使各组与至少一个其它组之间含有2个以上的公共的基准点R。例如，在图6中，在G1和G2之间，基准点R3和基准点R7共用。

这种分组处理，是由预先设定在分组机构412上的程序执行的处理，输入基准点R的排列和测量机300的测量范围就能自动执行分组的程序被装入分组机构412中。

在ST102中，按组把各基准点R的位置投影在平台基准面上的坐标作为测量值来求出。

也就是说，首先，在把基准球220嵌入孔210内的状态下，计算基准球220的中心点，其次，把投影在由平台200上的3点确定的平台基准面上的前述基准球220的中心点的坐标点作为测量值来求出。

例如，在图6中，在求G1组中的基准点(R₁、R₂、R₃、R₅、R₆、R₇)的坐标时，(1)由平台200的表面的3点决定测量G1组的基准点(R₁～R₃、R₅～R₇)时的平台基准面(公共平面)，(2)由嵌入基准点R(例如基准点R₁)内的基准球220表面的4点求出基准球220的中心点，(3)将其基准球220的中心点投影在平台基准面上并把G1中的基准点R的基准点坐标Cr作为测量值来求出。

在其他的组中，其他的基准点R上也同样地把在平台基准面上投影了基准点R的坐标点(基准点坐标Cr)作为测量值来求出。

在此，在求各组中的公共平面(平台基准面)时，例如，如图1中的B₁～B₃那样，测量平台上的不在一条直线上的3点并由它们的测量值确定平面。

另外，在求基准球220的中心点时，可以测量基准球220的表面的4点并从这些4点的测量值求出基准球220的中心。在基准球220的直径(或者半径)已知的场合，测量基准球220的表面的3点，从它们3点的测量值和直径也可以求出基准球220的中心点。

再有，在进行了图6那样的分组的场合，由于在组之间含有公共的基准点，所以对于基准点R₁、R₂、R₄、R₉、R10₁₀、R₁₂只进行一次测量，对于基准点R₃、R₅、R₆、R₈、R₁₁进行2次测量，对于基准点R₇进行4次测量。

这时，由于因测量机300自身的位置使测量中的原点不同，所以即使在相邻组之间测量基准点R的基准点坐标Cr的场合，同一个基准点R的基准点坐标Cr(X坐标、Y坐标)在一组为(20、20)，在另一组或者成为(30.01、10)。

由这样的测量得到的测量值，顺序存储在测量值存储部413中，测量值连带存储的基准点号码j存储在基准点号码存储部411中。

在ST103中，按组算出把测量基准点R得到的测量值变换成基准坐标系上的坐标点的基准点坐标变换函数F。

对于该工序，参照图7的流程图进行说明。

把测量得到的基准点R的测量值(基准点坐标Cr)连带基准点号码j存储在基准点号码存储部411中，在图7的ST200中，把测量次数号码i赋予测量各基准点R得到的测量值。即，把测量次数号码i赋予对组间公共含有的基准点R重复得到的测量值。在此，测量次数号码i是i＝1、2、---n_j，n_j表示对基准点R_j重复测量得到的数据数量。这样一来，对于基准位置号码是j、测量次数号码是i的测量值赋予P_ji的识别号码。在此，P表示由x坐标值和y坐标值组成的二维矢量。

在ST201中，对测量值P_ji赋予测量值P_ji所属的组的号码。

组号码的赋予，由组号码赋予部414接受来自测量值存储部413的数据输出并执行。

组号码赋予部414根据由分组机构412进行的分组，相对于基准点号码j和测量次数号码i自动生成对应于测量值P_ji所属的组(G1、G2、---)的表。组号码赋予部414参照该表把组的号码g(ji)赋予测量值P_ji。在此，g(ji)是表示基准点号码是j且测量次数号码是i的测量值P_ji所属的组号码(即，G1、G2、---)的函数。

也就是说，由分组机构412把基准点R分组成组G1、G2、---那样，在组之间有公共的基准点，由组号码赋予部414赋予组号码g(ji)，该g(ji)用于表示基准号码是j且次数号码是i的测量值P_ji是从哪个组中得到的测量值。

接着，在ST202中，临时设定把测量值P_ji变换成基准坐标系的基准点坐标变换函数为Fg_(ji)。

在此，基准点坐标变换函数F是表示把测量值从用测量机300测量基准点R时的坐标系转移到基准坐标系的映射的矩阵，例如，通过平行移动和回转操作，用例如下面(式1)那样的形式表示基准点坐标变换函数F，设定输入并存储在基准点坐标变换函数临时设定部415中。

再有，在(式1)的场合，平行移动与伴随测量机300的移动的原点移动相对应，回转操作与测量机300和平台基准面的倾斜(相对姿势)相对应。

(式1)

$F(x,y)=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x-x_0\\ y-y_0\end{array}\right]$

在ST203中，算出基准点坐标变换函数Fg_(ji)。

这是通过如下方式进行的，即对基准点R_j在不同的组中重复测量得到的测量数据P_ji(i＝1、2、～nj，在此，n_j表示对基准点R_j重复测量得到的数据数量)，调整基准点坐标变换函数临时设定部415临时设定的基准点坐标变换函数Fg_(ji)，使坐标变换了的值“Fg_(ji)(P_ji)”为相同的值(或者非常近似的值)。即，由最小二乘法，通过如下那样使偏差的平方总和为最小来求出基准点坐标变换函数Fg_(ji)。

(式2)

$e_{\mathrm{ji}}={\mathrm{Fg}}_{\left(\mathrm{ji}\right)}-\frac{\underset{i=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Fg}}_{\left(\mathrm{ji}\right)}\left(P_{\mathrm{ji}}\right)}{n_j}$

(式3)

$\underset{j=1}{\overset{\max }{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{n_j}{\mathrm{\Σ}}}{\left|e_{\mathrm{ji}}\right|}^2\→\min$

这样的处理(ST203)，通过在基准点坐标变换函数计算机构416中，把存储在测量值存储部413中的测量值代入基准点坐标变换函数临时设定部415临时设定的(式1)中，同时用(式2)和(式3)来执行。

在图5的ST104中，通过坐标变换函数Fg(ji)按组(G1、G2......)把测量值Pji变换成基准坐标系的工序由基准点坐标变换处理机构417执行，其中，坐标变换函数Fg(ji)在ST103计算。

在ST105中，把在ST104中变换处理并算出的各基准点R的基准点坐标Cr注册在基准点坐标存储部420上。其中，在相同基准点R的变换后的值有多个的场合，使用它们的平均值。

接下来，说明运算处理部400的结构，同时用存储在基准点坐标存储部420中的基准坐标系中的基准点坐标对进行工件的测量的场合进行说明。

基准点坐标存储部420使由基准点坐标计算部410算出的各基准点R的基准点坐标Cr与赋予各基准点R的号码j(j＝1、2、---)做成对并存储起来。

位置和姿势认识部430认识平台200上的测量机300的位置和测量机300的姿势(相对于平台200的倾角等)。在位置和姿势认识部430上连接平台基准面计算部431，该平台基准面计算部431根据用测量机300测量的平台200上的点(例如、图1中B₁～B₃，其中B₁～B₃是不在一条直线上的点)的结果算出平台基准面与测量机300的相对姿势。

然后，位置和姿势认识部430根据用平台基准面计算部431算出的平台面和测量2个基准点R得到的坐标值认识测量机300的位置和姿势。

坐标系变换部440把由放置在平台200上的测量机300测量工件W得到的测量值变换处理成基准坐标系上的坐标点。

另外，在坐标系变换部440上连接测量点坐标变换函数计算部441，测量点坐标变换函数计算部441根据由位置和姿势认识部430认识的测量机300的位置和姿势，算出把由测量机300测量的测量值变换成基准坐标系的测量点坐标变换函数。

测量工件W得到的测量值由坐标系变换部440变换成基准坐标系上的坐标点的值，测量数据存储部450把该值作为测量数据进行存储。

工件形状解析部460根据存储在测量数据存储部450中的测量数据解析工件形状。例如，对主要工件或设计值进行比较评价等。

下面，对由形状测量装置100进行的测量工件的动作进行说明。

首先，对设置在平台200上的各基准点R的基准点坐标Cr求出在基准坐标系上的坐标值并注册在基准点坐标存储部420上。参照图4～图7说明该处理。

把作为测量对象的工件W放置在平台200上，同时在与工件W的测量部位对应的位置上放置测量机300。

在实际测量工件W之前，为了认识测量机300的位置和姿势，由测量机300测量平台200上的任意的3点(例如，B₁～B₃，其中B₁～B₃不在一条直线上)和2个基准点R。所谓测量基准点R，就是在把基准球220嵌入孔210内的状态下，测量基准球220的表面的4点并求出基准球220的中心点，求出把该基准球220的中心点投影在平台基准面上的点(基准点坐标)。

根据测量平台200上的3点的结果，由平台基准面计算部431求出平台基准面与测量机300的相对姿势。然后，把测量2个基准点R得到的值(基准点坐标)与存储(注册)在基准点坐标存储部420上的基准坐标系上的基准点坐标对比，由位置和姿势认识部430求出测量机300的位置和姿势。

根据由位置和姿势认识部430认识的测量机300的位置和姿势，由测量点坐标变换函数计算部441算出用于把由测量机300测出的测量值变换成基准坐标系的测量点坐标变换函数。算出的测量点坐标变换函数输出给坐标系变换部440。

下面由测量机300实际地测量工件W。

这时，不变更测量机300的位置，按用测量机300的现位置可以测量的区域进行测量。

测量工件W得到的测量值输出给坐标系变换部440，并在坐标系变换部440中通过测量点坐标变换函数变换处理成基准坐标系上的点。

变换处理成基准坐标系上的点的值存储在测量数据存储部450中。

在变更测量机300的位置的场合，重新测量平台200上的3点和2个基准点R来认识测量机300的位置和姿势。

根据存储在测量数据存储部450中的测量数据，由工件形状解析部460进行工件W的形状解析。例如，进行主要工件或设计值的比较等。

根据具有这种结构的形状测量装置100，可以具有下述的效果。

(1)在分组和测量了各基准点R之后，按组求出测量值坐标变换函数F，这样可以用测量区域狭窄的测量机300把宽范围的基准点R的位置作为基准坐标系上的坐标点算出并注册。这时，由于可以用在工件W的测量中使用的测量机300求出基准点R的坐标，与另外准备大型的测量机相比，可以格外地实现低成本化。

(2)在作为单一的基准坐标系上的点来求出各基准点R的坐标(基准点坐标)时，由于可以在分组并测量了各基准点R之后按组求出坐标变换函数F，所以设置基准点R的范围宽度不受任何限制，只要需要，可以尽可能地宽。例如，即使是激光测长仪，在可以测量的区域上也有限制，根据本实施例，无论多么大工件(例如，车辆、飞机)都可以测量。

(3)在本实施例中，把基准点的位置在平台基准面上投影的坐标点作为基准点坐标，求出配置在公共的平面上的基准点坐标。由此，即使在测量组之间公共的基准点并根据这些公共的基准点的坐标按组把测量结果作为统一的坐标系上的点来合成的场合，也可以把组间公共的基准点做成二个以上。一般说来，在n维坐标系中，在组之间需要n个公共的基准点，通过在测量组之间2个基准点的同时测量各组中的公共面，实质上可以得到与组之间包含3个公共基准点同样的效果。这样，由于组之间公共基准点可以用2个，与3个公共基准点的场合相比，分组时的条件变得缓和，可以简便地进行分组。

再有，本发明不局限于前述的实施例，可以实现本发明的目的的范围内的变形、改良等都包含在本发明中。

平台上的基准点，不局限于排列成格子状，可以随便地配置。

作为分组基准点的方法，也可以分组成与其它组之间有3个公共的基准点。在该场合，不需要把基准球的中心投影到平台基准面上，原封不动地把基准球220的中心作基准点坐标用。这样一来，可以省略测量平台基准面的任意的3点来算出平台基准面的工序。在基准点像图像测量机使用的基准点那样是二维坐标系上的点的场合，组之间公共的基准点可以是2个。

在此，在对基准点进行分组时，如图6所示，作为整体，组最好形成闭环。例如，当在分组成的组中有起点组和终点组时，基于组之间公共的基准点算出坐标变换函数，这种情况下，存在如下问题，即，误差逐渐积累，用始点组和终点组不能成为统一的基准坐标系。但通过将所有组连接起来(关联)，可以排出误差的积累，生成统一的基准坐标系。

另外，在把没有投影到公共平面上的基准点R的位置原封不动地作为基准点坐标的场合，当认识测量机的位置和姿势时，可以省略确定平台基准面的工序，通过简单地测量3个基准点可以认识测量机的位置。

测量机的结构没有特别的限制，例如，也可以使用激光测长仪，这样一来，可以进一步扩大测量区域本来就很宽的激光测长仪的测量区域。而且，在该场合，可以根据激光测长仪的测量区域扩大基准点的间隔。另外，在基准点为二维坐标系上的点的场合，测量机如图像测量机那样做成二维传感器。

Claims (9)

1.一种基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围还宽的平台上的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：

分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少3个前述基准点；

测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点的位置；

基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；

基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

2.一种基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围还宽的平台上的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：

分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少2个基准点和公共平面；

测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点和前述公共平面的位置；

基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点和前述公共平面进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；

基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

3.如权利要求2所述的基准坐标计算方法，其特征在于，前述基准点的位置是投影在前述公共平面上的位置。

4.一种基准坐标计算方法，是把配置在比测量机的测量范围还宽的平台基准面上的作为二维坐标系上的点的多个基准点的位置作为单一的基准坐标系上的坐标点来求出的基准坐标计算方法，其特征在于，具有：

分组工序，其把包含在不伴随前述测量机自身的位置的移动而可以测量的区域内的前述基准点形成一个组，对多个前述基准点进行分组后，使分成的各组与至少一个其它组之间公共含有至少2个前述基准点；

测量工序，其按前述组由前述测量机测量前述基准点的位置；

基准点坐标变换函数计算工序，其按前述组算出基准点坐标变换函数，该基准点坐标变换函数为如下函数，即，在不同的组中对不同的组之间公共的前述基准点进行测量，并将得到的各自的位置坐标变换成相同或者非常近似的坐标点；

基准点坐标变换处理工序，其根据按前述组算出的前述基准点坐标变换函数，把按前述组测量的前述各基准点的位置进行坐标变换。

5.如权利要求1至4的任一项所述的基准坐标计算方法，其特征在于，

前述基准点坐标变换函数计算工序为，求出由坐标变换函数把同一基准点在不同的前述组中测得的位置进行坐标变换的各个坐标点对它们的平均值的偏差，算出使前述偏差的平方为最小的前述基准点坐标变换函数。

6.一种基准坐标计算程序，其特征在于，由计算机执行从权利要求1至权利要求5的任一项所述的基准坐标计算方法的各工序。

7.一种记录介质，其特征在于，其以可通过计算机读取的方式记录权利要求6所述的基准坐标计算程序。

8.一种平台，其特征在于，具有多个基准点，该多个基准点作为单一基准坐标系上的坐标点，其位置能由从权利要求1到权利要求5的任一项所述的基准坐标计算方法求出。

9.一种形状测量装置，其特征在于，具有权利要求8所述的平台和能在前述平台上移动的测量机。

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