DE102019007348A1

DE102019007348A1 - Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung und Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung

Info

Publication number: DE102019007348A1
Application number: DE102019007348.7A
Authority: DE
Inventors: Shinsaku ABE; Kuniyuki Nuka
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-06-18
Also published as: JP7221792B2; JP2020067448A; US20230214083A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung bereit, die in der Lage ist visuell zu bestätigen, ob ein ausgewähltes Messprogramm für ein zu messendes Objekt geeignet ist. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung, die umfasst: eine Messprogrammdatenbank, die ein Messprogramm betreffend die Messung eines Objekts und überlagerte Anzeigeinformationen, die einer dreidimensionalen Form des Objekts entsprechend, in Verbindung miteinander speichert; eine Anzeigeeinheit, die in der Lage ist, Informationen anzuzeigen, die in einem virtuellen Raum definiert sind, der dem realen Raum überlagert ist, und eine Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit zum Erhalten der überlagerten Anzeigeinformationen, die einem ausgewählten Messprogramm entsprechen, aus der Messprogrammdatenbank und zum Anzeigen der erhaltenen überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität bzw. Mixed Reality auf der Anzeigeeinheit.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung und insbesondere eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung zum Ermöglichen der Auswahl eines Messprogramms, das für ein von einer Messvorrichtung zu messendes Objekt geeignet ist.
Stand der Technik
Bei einer Messvorrichtung wie einer 3D-Messvorrichtung wird eine Funktion zum Durchführen einer automatischen Messung unter Verwendung eines Messprogramms (Teilprogramms) bereitgestellt, das eine Messprozedur speichert. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-059708 offenbart eine Bildmessvorrichtung, die in der Lage ist, eine Mehrzahl von Werkstücken durch eine einfache Operation unter Verwendung eines Messprogramms effizient zu messen.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-319219 offenbart eine Teilprogramm-Erzeugungsvorrichtung, die für eine Bedienperson leicht zu verwenden ist und die ein Teilprogramm für eine CNC-Bildmessvorrichtung ohne komplizierte Operationen effizient erzeugen kann.
Wenn ein Werkstück unter Verwendung eines Teilprogramms in einer Messvorrichtung wie einer 3D-Messvorrichtung gemessen wird, ist es zusätzlich erforderlich, ein für das Werkstück geeignetes Teilprogramm auszuwählen. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2018-004362 offenbart eine Teilprogramm-Auswahlvorrichtung, die eine einfache Konfiguration aufweist und in der Lage ist, ein optimales Teilprogramm für ein Werkstück auszuwählen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Derzeit ist es jedoch nicht einfach zu bestätigen, ob das ausgewählte Messprogramm wirklich für das zu messende Objekt geeignet ist. Wenn es beispielsweise mehrere Objekte mit ähnlichen Formen gibt, ist es besonders schwierig, die Eignung zu bestätigen. Zusätzlich wird eine Vorrichtung an dem zu messenden Objekt angebracht, und die Messung wird häufig durchgeführt. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Verfahren zum Anbringen der Vorrichtung an dem Objekt fehlerhaft ist, können sich der Messpfad und der Messort von den Erwarteten unterscheiden, obwohl ein geeignetes Messprogramm für das Objekt ausgewählt ist, und es kann zu einem Unfall, wie einer Kollision, kommen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, visuell zu bestätigen, ob ein ausgewähltes Messprogramm für ein zu messendes Objekt geeignet ist.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung, die umfasst: eine Messprogrammdatenbank, die ein Messprogramm betreffend die Messung eines Objekts und überlagerte Anzeigeinformationen, die einer dreidimensionalen Form des Objekts entsprechen, in Verbindung miteinander speichert; eine Anzeigeeinheit, die in der Lage ist, Informationen anzuzeigen, die in einem virtuellen Raum definiert sind, der dem realen Raum überlagert ist; und eine Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit zum Erhalten der überlagerten Anzeigeinformationen, die einem ausgewählten Messprogramm entsprechen, aus der Messprogrammdatenbank und zum Anzeigen der erhaltenen überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität bzw. Mixed Reality auf der Anzeigeeinheit.
Gemäß einer solchen Konfiguration werden überlagerte Anzeigeinformationen (z. B. ein dreidimensionales Modell oder ein Messpfad), die der dreidimensionalen Form des zu messenden Objekts entsprechen, in der Messprogrammdatenbank gespeichert, und die überlagerten Anzeigeinformationen, die dem ausgewählten Messprogramm entsprechend, werden dem realen Raum überlagert und in einer gemischten Realität bzw. Mixed Reality angezeigt. Die Bedienperson kann anhand der auf der Anzeigeeinheit angezeigten Mixed-Reality-Anzeige visuell feststellen, ob das ausgewählte Messprogramm für die Messung des Objekts geeignet ist oder nicht.
Bei der oben beschriebenen Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann die Messprogrammdatenbank die dreidimensionale Form des Objekts in Verbindung mit dem Messprogramm des Objekts speichern. Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann ferner umfassen: eine Erfassungseinheit zum Erkennen der Form des Objekts; und eine Messprogrammspezifizierungseinheit zum Spezifizieren des Messprogramms, das dem Objekt entspricht, indem die Form des von der Erfassungseinheit erkannten Objekts mit der Messprogrammdatenbank in Bezug gebracht wird. Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit kann das von der Messprogrammspezifikationseinheit spezifizierte Messprogramm als das ausgewählte Messprogramm festlegen. Mit dieser Konfiguration kann das dem Objekt entsprechende Messprogramm basierend auf der Form des von der Erfassungseinheit erkannten Objekts spezifiziert werden.
Bei der oben beschriebenen Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann die Erfassungseinheit die Position und Ausrichtung des Objekts erfassen, und die Messprogrammdatenbank kann Anordnungsinformationen zur Messung, die eine Position und eine Ausrichtung des Objekts angeben, die zum Messen des Objekts durch das Messprogramm geeignet sind, in Verbindung mit dem Messprogramm des Objekts speichern. Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann ferner eine Messprogrammkorrektureinheit zum Berechnen eines Fehlers der Position und Ausrichtung des Objekts, die von der Erfassungseinheit erfasst werden, aus den Anordnungsinformationen zur Messung, die dem von der Messprogrammspezifizierungseinheit spezifizierten Messprogramm entsprechen, und zum Korrigieren der im Messprogramm spezifizierten Koordinaten umfasst, damit sie durch den Fehler verschoben werden. Mit dieser Konfiguration können die Position und Ausrichtung des Objekts von der Erfassungseinheit erfasst werden und die Abweichung (Fehler) zwischen der erfassten Position und Ausrichtung des Objekts und der Position und Ausrichtung des Objekts, die in dem spezifizierten Messprogramm definiert sind, das dem Objekt entspricht, kann korrigiert werden.
Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann ferner eine Operationseingabeeinheit zum Akzeptieren einer Operation zum Bestimmen einer Messzielposition auf dem Objekt enthalten. Die Messprogrammdatenbank kann das Messprogramm zum Messen der Messzielposition des Objekts und die überlagerten Anzeigeinformationen, die der dreidimensionalen Form der Messzielposition entsprechen, in Verbindung miteinander speichern. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die von der Bedienungseingabeeinheit akzeptierte Messzielposition in Verbindung mit dem Messprogramm und den überlagerten Anzeigeinformationen zu speichern.
Bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung kann die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit Informationen anzeigen, die vergangene Messergebnisse des Objekts angeben, das dem Objekt überlagert ist. Infolgedessen kann die Bedienperson die Messung unter Bezugnahme auf die vergangenen Messergebnisse des auf der Anzeigeeinheit angezeigten Objekts durchführen.
Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die ein ausgewähltes Messprogramm ausführt, um eine Messvorrichtung zu veranlassen, eine Messung eines Objekts durchzuführen; eine Anzeigeeinheit, die in der Lage ist, Informationen anzuzeigen, die in einem virtuellen Raum definiert sind, der dem realen Raum überlagert ist; und eine Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit, die die Anzeigeeinheit veranlasst, als die überlagerten Anzeigeinformationen eine Bewegungsvorhersageanzeige anzuzeigen, die die Bewegung der Messvorrichtung angibt, wenn das ausgewählte Messprogramm ausgeführt wird.
Bei der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung kann die Bewegungsvorhersageanzeige ein dreidimensionales Bewegtbild enthalten. Die Bewegungsvorhersageanzeige kann eine Grafik enthalten, die den Bewegungsweg der in der Messvorrichtung enthaltenen Sonde zeigt. Mit einer solchen Bewegungsvorhersageanzeige kann die Bedienperson die Möglichkeit einer Störung bzw. eines Zusammentreffens visuell erkennen, wenn das Messprogramm ausgeführt wird.
Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung kann ferner eine Erfassungseinheit zum Erfassen der Form, Position und Ausrichtung des Objekts umfassen. Dann kann die Steuer- bzw. Regeleinheit basierend auf der Form des Objekts, die von der Erfassungseinheit und dem ausgewählten Messprogramm erfasst wird, die Möglichkeit einer Störung bzw. eines Zusammentreffens zwischen dem Objekt und der Messvorrichtung auswerten, wenn das Messprogramm ausgeführt wird, und die Anzeigesteuerungseinheit kann die Anzeigeeinheit veranlassen, anzuzeigen, wo die Möglichkeit des Auftretens einer Störung bzw. eines Zusammentreffens mehr als ein vorbestimmter Wert als die überlagerten Anzeigeinformationen in gemischter Realität ist.
Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung kann ferner eine Sichtfeldspezifizierungseinheit zum Spezifizieren des Sichtfelds der Bedienperson enthalten. Die Steuer- bzw. Regeleinheit kann die Bewegung der Messvorrichtung basierend auf dem Messprogramm so steuern bzw. regeln, dass sie nicht startet, es sei denn, die überlagerten Anzeigeinformationen fallen in das Sichtfeld der Bedienperson, das durch die Sichtfeldspezifizierungseinheit spezifiziert ist. Mit dieser Konfiguration kann verhindert werden, dass die Bedienperson vergisst, die überlagerten Anzeigeinformationen visuell zu bestätigen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel eines Messprogramms bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel eines ausgewählten Messprogramms bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel eines dreidimensionalen Modells bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel eines Messpfads bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel von Messergebnissen bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Messsteuer- bzw. - regelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
11A und 11B sind schematische Diagramme, die einen Zustand zeigen, in dem das Sichtfeld der Bedienperson durch die Sichtfeldspezifizierungseinheit überwacht wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung der Elemente, die einmal beschrieben wurden, wird in geeigneter Weise weggelassen.
[Konfiguration der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung]
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorrichtung, welche die Bedienperson P bei der Auswahl eines Messprogramms (Teilprogramms) unterstützt, das bei der Messvorrichtung 100 verwendet wird, die das Objekt W misst. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine 3D-Messvorrichtung als die Messvorrichtung 100 verwendet.
Die 3D-Messvorrichtung enthält einen Messkopf 110, der mit einer Sonde 111 zum Spezifizieren einer Erfassungsposition eines Objekts W versehen ist, und einen Bewegungsmechanismus 120 zum Bewegen des Messkopfs 110. Ein Computersystem (nicht gezeigt) kann mit der 3D-Messvorrichtung verbunden sein. Das Computersystem führt die erforderliche Datenverarbeitung aus, um dreidimensionale Koordinaten und dergleichen des Objekts W zu berechnen.
Das Objekt W wird auf dem Tisch 112 platziert. Der Bewegungsmechanismus 120 zum Bewegen des Messkopfs 110 ist auf dem Tisch 112 bereitgestellt. Der Bewegungsmechanismus 120 enthält eine X-Achsenführung 121, eine Y-Achsenführung 122 und eine Z- Achsenführung 123. In der vorliegenden Ausführungsform ist die X-Achsenrichtung eine Richtung entlang der Oberfläche des Tisches 112. Die Y-Achsenrichtung ist eine Richtung orthogonal zu der X-Achsenrichtung in einer Richtung entlang der Oberfläche des Tisches 112. Die Z-Achsenrichtung ist eine Richtung orthogonal zu der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung. Die Z-Achsenrichtung wird auch als vertikale Richtung bezeichnet. Die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung werden auch als horizontale Richtungen bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Z-Achsenführung 123 zum Bewegen des Messkopfs 110 in der Z-Achsenrichtung so bereitgestellt, dass sie durch die X-Achsenführung 121 in der X-Achsenrichtung bewegbar ist. Die X-Achsenführung 121 ist so bereitgestellt, dass sie durch die Y-Achsenführung 122 in der Y-Achsenrichtung bewegbar ist. Der Messkopf 110 kann durch eine Kombination der Bewegung der X-Achsenführung 121, der Y-Achsenführung 122 und der Z-Achsenführung 123 zu einer vorbestimmten Position in den drei axialen Richtungen von XYZ bewegt werden.
Der Messkopf 110 ist mit der Sonde 111 zum Spezifizieren einer Erfassungsposition des Objekts W versehen. Die Sonde 111 kann vom Kontakttyp oder vom berührungslosen Typ sein. Bei der Sonde 111 vom Kontakttyp wird das am Spitzenende der Sonde 111 bereitgestellte Messelement 111a mit der Erfassungsposition des Objekts W in Kontakt gebracht, um eine Koordinatenerfassung durchzuführen. Bei der Sonde 111 vom berührungslosen Typ werden Koordinaten einer mit dem Laserstrahl bestrahlten Position erfasst, indem beispielsweise der Laserstrahl auf die Erfassungsposition des Objekts W gestrahlt wird und das reflektierte Licht empfangen wird.
Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterstützt die Bedienperson P bei der Auswahl eines für das Objekt W geeigneten Messprogramms, wenn die Bedienperson P das Objekt W unter Verwendung der Messvorrichtung 100 misst.
Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 enthält eine Messprogrammdatenbank 10, eine Anzeigeeinheit 20 und eine Anzeigesteuer- bzw. - regeleinheit 30. Die Messprogrammdatenbank 10 speichert das Messprogramm, das sich auf die Messung des Objekts W bezieht, und überlagerte Anzeigeinformationen, die der dreidimensionalen Form des Objekts W entsprechen, in Verbindung miteinander. Die überlagerten Anzeigeinformationen enthalten verschiedene Arten von Informationen, die sich auf die Messung des Objekts W beziehen, wie beispielsweise ein dreidimensionales Modell des Objekts W, einen Messpfad in einem Messprogramm und dergleichen.
Die Anzeigeeinheit 20 ist eine Einheit, die eine gemischte Realität (Mixed Reality, MR) anzeigen kann, die im virtuellen Raum definierte Informationen anzeigt, indem die Informationen dem realen Raum überlagert werden. Als Anzeigeeinheit 20 wird eine flache Anzeige oder eine Head-up-Anzeige verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist es bevorzugt, eine am Kopf angebrachte Anzeige als Anzeigeeinheit 20 zu verwenden. Infolgedessen kann sich die Bedienperson P auf verschiedene Arten von Informationen beziehen, wie beispielsweise Grafiken, Zeicheninformationen und bewegte Bilder zu dem angezeigten virtuellen Raum, der dem realen Raum überlagert ist, während gleichzeitig ein Gefühl des Eintauchens vermittelt wird.
Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 30 erfasst überlagerte Anzeigeinformationen, die dem ausgewählten Messprogramm entsprechen, aus der Messprogrammdatenbank 10 und führt eine Steuerung bzw. Regelung durch, um die Anzeigeeinheit 20 zu veranlassen, die erfassten überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität anzuzeigen. Die überlagerten Anzeigeinformationen werden so angezeigt, dass sie dem realen Bild des realen Raums überlagert werden, wie beispielsweise dem Objekt W, der Messvorrichtung 100, der Wand des Raums, in dem sich die Messvorrichtung 100 befindet, und dergleichen.
Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner eine Erfassungseinheit 50, eine Operationseingabeeinheit 60, eine Messprogrammspezifizierungseinheit 70, eine Messprogrammkorrektureinheit 80 und eine Kommunikationseinheit 90.
Die Erfassungseinheit 50 erkennt die Form des Objekts W. Die Erfassungseinheit 50 umfasst eine Kamera 55. Die Kamera 55 erfasst ein Bild des Objekts W, der Messvorrichtung 100 oder dergleichen. Wenn eine am Kopf angebrachte Anzeige als Anzeigeeinheit 20 verwendet wird, ist die Kamera 55 auf der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt. Infolgedessen ist es möglich, ein Bild der Peripherie gemäß der Ausrichtung des Kopfes der Bedienperson P zu erfassen.
Die Erfassungseinheit 50 kann einen 3D-Sensor enthalten. Der 3D-Sensor kann die Bewegung der Bedienperson P verfolgen und analysieren oder den Abstand (Tiefe) zu dem Objekt W erfassen, um 3D-Punktclouddaten auf der Oberfläche des Objekts W zu erfassen. Der 3D-Sensor kann zusammen mit der Kamera 55 bereitgestellt sein, oder kann anstelle der Kamera 55 bereitgestellt sein. Die Erfassungseinheit 50 kann einen Beschleunigungssensor oder einen Gyro-Sensor zum Erfassen der Bewegung der Bedienperson umfassen. Die Erfassungseinheit 50 kann an der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt sein oder kann außerhalb der Messvorrichtung 100 fest bzw. auf fixierte Weise bereitgestellt sein.
Die Operationseingabeeinheit 60 akzeptiert eine Operation zum Bestimmen einer Messzielposition auf dem Objekt W. Das heißt, die Operationseingabeeinheit 60 empfängt beispielsweise die Messzielposition des Objekts W, die von der Bedienperson P instruiert wurde, und sendet die Messzielposition an die Messprogrammdatenbank 10. Dabei kann die Operationseingabeeinheit 60 eine spezifische Bewegung der Hand der Bedienperson lesen und eine darauf basierende Steuerung durchführen (Handgestensteuerung).
Die Messprogrammdatenbank 10 speichert ein Messprogramm zum Messen einer von der Operationseingabeeinheit 60 empfangenen Messzielposition und überlagerte Anzeigeinformationen, die der dreidimensionalen Form der Messzielposition entsprechen, in Verbindung miteinander.
Die Messprogrammspezifizierungseinheit 70 bezieht sich auf die Messprogrammdatenbank 10 für die Form des Objekts W, das von der Erfassungseinheit 50 erkannt wird, und spezifiziert ein Messprogramm entsprechend dem Objekt W. Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 30 veranlasst die Anzeigeeinheit 20, die überlagerten Anzeigeinformationen entsprechend dem Messprogramm, das von der Messprogrammspezifizierungseinheit 70 spezifiziert wird, in einer gemischten Realität anzuzeigen.
Die Messprogrammkorrektureinheit 80 führt eine Korrekturverarbeitung zum Verschieben von Koordinaten durch, die in dem Messprogramm definiert sind. In der Messprogrammdatenbank 10 werden Anordnungsinformationen zur Messung, die die Position und Ausrichtung des Objekts W angeben, die zum Messen des Objekts W durch das Messprogramm geeignet sind, vorab in Verbindung mit dem Messprogramm des Objekts W gespeichert.
Wenn dann die Position und Ausrichtung des Objekts W von der Erfassungseinheit 50 erfasst werden, berechnet die Messprogrammkorrektureinheit 80 einen Fehler der Position und Ausrichtung des Objekts W, die von der Erfassungseinheit 50 erfasst werden, aus den entsprechenden Anordnungsinformationen zur Messung entsprechend dem von der Messprogrammspezifizierungseinheit 70 spezifizierten Programm. Ferner führt die Messprogrammkorrektureinheit 80 eine Korrektur (Drehung oder Verschiebung von Koordinaten) durch, um die in dem Messprogramm definierten Koordinaten um den berechneten Fehler zu verschieben.
Die Kommunikationseinheit 90 ist eine Schnittstelle zum Eingeben und Ausgeben von Informationen nach und von außen. Wenn die Messprogrammdatenbank 10 mit dem Netzwerk verbunden ist, gibt die Kommunikationseinheit 90 Informationen an die und von der Messprogrammdatenbank 10 über das Netzwerk durch drahtlose Kommunikation oder drahtgebundene Kommunikation ein bzw. aus.
Bei der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 werden überlagerte Anzeigeinformationen, die der dreidimensionalen Form des zu messenden Objekts W entsprechen, in der Messprogrammdatenbank 10 gespeichert. Zusätzlich werden überlagerte Anzeigeinformationen entsprechend dem Messprogramm dem realen Raum überlagert und in einer gemischten Realität auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt. Daher kann die Bedienperson P visuell bestimmen, ob das ausgewählte Messprogramm mit dem Objekt W übereinstimmt oder nicht, das durch die auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigte gemischte Realität zu messen ist. Da das Bild des dreidimensionalen Modells des Objekts W oder des Messpfads betreffend die Messung dem realen Bild des Objekts W oder der Messvorrichtung 100 überlagert ist, kann insbesondere die Bedienperson P die Eignung des ausgewählten Messprogramms bestätigen, während das Bild des realen Raums mit den überlagerten Anzeigeinformationen verglichen wird, und kann leicht das für das Objekt W geeignete Messprogramm auswählen.
[Betrieb der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung]
Als nächstes wird der Betrieb der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Bei der Beschreibung des Betriebs beziehen sich die Konfigurationen und Bezugszeichen, die in dem Flussdiagramm von 3 nicht gezeigt sind, auf 1 und 2.
Zunächst wird, wie in Schritt S101 gezeigt, die Form des Objekts W erfasst. Die Bedienperson P platziert das Objekt W an einer vorbestimmten Position des Tisches 112. Das Objekt W wird an dem Tisch 112 nach Bedarf durch eine Vorrichtung fixiert. Die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 erfasst die Form des auf dem Tisch 112 platzierten Objekts W durch die Kamera 55 oder den 3D-Sensor der Erfassungseinheit 50.
Als nächstes wird, wie in Schritt S102 gezeigt, das Objekt W erkannt. Die Erkennung des Objekts W erfolgt auf der Grundlage eines von der Kamera 55 erfassten Bilds oder von Informationen (Punktgruppendaten oder dergleichen), die beispielsweise von dem 3D-Sensor der Erfassungseinheit 50 erfasst werden.
Als nächstes wird, wie in Schritt S103 gezeigt, ein Messprogramm ausgewählt. Die Messprogrammspezifizierungseinheit 70 stellt eine Anfrage an die Messprogrammdatenbank 10 basierend auf den Formen des Objekts W, die in dem vorhergehenden Schritt S102 erkannt wurden, und spezifiziert das Messprogramm entsprechend dem erkannten Objekt W. Wenn mehrere Messprogramme als Auswahlkandidaten vorhanden sind, kann das Messprogramm basierend auf einer Anweisung der Bedienperson P ausgewählt werden.
Als nächstes werden, wie in Schritt S104 gezeigt, die überlagerten Anzeigeinformationen erfasst. Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 30 erfasst überlagerte Anzeigeinformationen, die dem im vorherigen Schritt S103 ausgewählten Messprogramm entsprechen, aus der Messprogrammdatenbank 10. Wenn die Messprogrammdatenbank 10 mit dem Netzwerk verbunden ist, werden die überlagerten Anzeigeinformationen über die Kommunikationseinheit 90 erfasst. Die überlagerten Anzeigeinformationen umfassen ein dreidimensionales Modell des Objekts W und Informationen über einen Messpfad durch das ausgewählte Messprogramm.
Als nächstes werden, wie in Schritt S105 gezeigt, die überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität angezeigt. Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 30 veranlasst die Anzeigeeinheit 20, die in dem vorhergehenden Schritt S104 erfassten überlagerten Anzeigeinformationen auf dem Objekt W oder dergleichen auf Weise einer gemischten Realität anzuzeigen. Infolgedessen kann die Bedienperson P visuell bestimmen, ob das ausgewählte Messprogramm mit der Messung des Objekts W in Bezug auf die auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigte Mixed-Reality-Anzeige übereinstimmt.
Als nächstes wird, wie in Schritt S106 gezeigt, bestimmt, ob eine Operationseingabe empfangen wurde oder nicht. Die Bedienperson P bezieht sich auf die auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigte Mixed-Reality-Anzeige und trifft eine Entscheidung, ob die Messung durch das ausgewählte Messprogramm ausgeführt oder ein anderes Messprogramm ausgewählt oder die Messung abgebrochen werden soll. Dann akzeptiert die Operationseingabeeinheit 60 die Operation durch die Bedienperson P. Wenn die Operation akzeptiert wird, wird die akzeptierte Operation wie in Schritt S107 gezeigt ausgeführt. Wenn keine Operation akzeptiert wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S105 zurück.
Wenn beispielsweise die Bedienperson P die Operation zum Ausführen der Messung mit dem ausgewählten Messprogramm ausführt und die Operationseingabeeinheit 60 die Operation empfängt, führt die Bedienperson P die Messung des Objekts W mit dem ausgewählten Messprogramm aus. Wenn die Bedienperson P die Messzielposition des Objekts W instruiert, akzeptiert die Operationseingabeeinheit 60 die Messzielposition und führt einen Prozess des Speicherns eines Messprogramms zum Messen der Messzielposition und überlagerter Anzeigeinformationen entsprechend der dreidimensionalen Form der Messzielposition in Verbindung miteinander aus.
Als nächstes wird, wie in Schritt S108 gezeigt, bestimmt, ob der Prozess beendet werden soll oder nicht. Wenn die Verarbeitung beendet werden soll, wird der Betrieb der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 beendet, und wenn die Verarbeitung fortgesetzt werden soll, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S101 zurück, und die nachfolgende Verarbeitung wird wiederholt.
Messprogrammauswahlunterstützungsprogramm
Zumindest ein Teil jedes Schritts des Flussdiagramms des Betriebs der in 3 gezeigten Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 kann aus einem Programm bestehen, das durch den Computer zu implementieren ist (ein Messprogrammauswahlunterstützungsprogramm). Beispielsweise umfasst das Auswahlunterstützungsprogramm einen Erkennungsprozess (Schritt S101 bis Schritt S102) zum Erkennen des Objekts W, einen Auswahlprozess (Schritt S103) zum Auswählen des Messprogramms basierend auf der Form des erkannten Objekts W, einen Überlagerte-Anzeigeinformationen-Erhalteprozess (Schritt S104) zum Erhalten überlagerter Anzeigeinformationen, die dem ausgewählten Messprogramm entsprechen, und einen Anzeigeprozess (Schritt S105) zum Anzeigen der erhaltenen überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität.
[Spezifische Anwendungen]
Als nächstes wird ein spezielles Anwendungsbeispiel der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 beschrieben.
4 bis 8 sind schematische Diagramme zum Erläutern eines spezifischen Anwendungsbeispiels der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4 zeigt ein Anzeigebeispiel des Messprogramms.
Die Bedienperson P ist mit einer am Kopf angebrachten Anzeige ausgestattet. Wenn das Objekt W, das auf dem Tisch 112 der Messvorrichtung 100 platziert ist, von der Kamera 55 oder dergleichen der Erfassungseinheit 50 erkannt wird, die in der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt ist, wird ein Messprogramm, das sich auf die Messung des Objekts W bezieht, aus der Messprogrammdatenbank 10 basierend auf dem Erkennungsergebnis ausgelesen.
Auf der Anzeigeeinheit 20 wird eine Liste von aus der Messprogrammdatenbank 10 ausgelesenen Messprogrammen in einer gemischten Realität angezeigt. Beispielsweise enthält das Bild G1 Identifikationsinformationen (ID) des Objekts W und eine Liste einer Mehrzahl von Messprogrammen (z. B. Messprogramme P1, P2 und P3). Dieses Bild G1 wird so angezeigt, dass es bis zu einer vorbestimmten Position im realen Raum des realen Bilds schwebt, das von der Bedienungsperson P über die am Kopf angebrachte Anzeige betrachtet wird. Beispielsweise wird das Bild G1 in der Nähe des realen Bilds der Messvorrichtung 100 angezeigt.
Auf dem Bild G1 können Icons verschiedener Prozesse angezeigt werden. Wenn die Bedienperson P eine Operation durchführt, zum Beispiel Antippen eines gewünschten Icons des Bilds G1 mit einem Finger, wird die Operation von der Operationseingabeeinheit 60 akzeptiert, und ein Prozess, der dem angetippten Icon entspricht, wird ausgeführt.
5 zeigt ein Anzeigebeispiel des ausgewählten Messprogramms.
Wenn ein vorbestimmtes Messprogramm aus der in Bild G1 gezeigten Liste ausgewählt wird, wird das Bild G2 auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt. Beispielsweise wird das Bild G2 so angezeigt, dass es dem Bild G1 überlagert wird. Die Bedienperson P kann das ausgewählte Messprogramm unter Bezugnahme auf die Anzeige des Bilds G2 bestätigen. In dem in 5 gezeigten Beispiel ist das Messprogramm P1 ausgewählt. Wenn das „Abbrechen“-Icon in Bild G2 ausgewählt wird, verschwindet die Anzeige des Bilds G2 und die Anzeige kehrt zur Anzeige des Bilds G1 zurück. Dadurch ist es möglich, ein anderes Messprogramm auszuwählen.
Wenn das ausgewählte Messprogramm P1 akzeptabel ist, wird das Icon „Bestätigung“ oder „Start“ ausgewählt. Wenn das Symbol „Start“ ausgewählt wird, wird die Messung durch das Messprogramm P1 gestartet. Wenn andererseits das „Bestätigung“-Icon ausgewählt wird, kann die Bestätigung der Informationen über das Messprogramm durchgeführt werden.
6 zeigt ein Anzeigebeispiel eines dreidimensionalen Modells.
Das heißt, die Anzeige des Bilds G3 des in 6 gezeigten dreidimensionalen Modells kann als ein Beispiel der Information über das ausgewählte Messprogramm angeführt werden. Das Bild G3 des dreidimensionalen Modells wird als überlagerte Anzeigeinformationen des auf dem Tisch 112 platzierten Objekts W erfasst. Das Bild G3 des dreidimensionalen Modells wird dem realen Bild des Objekts W überlagert angezeigt. Das Bild G3 des dreidimensionalen Modells besteht aus Informationen, die im virtuellen Raum definiert sind.
Das auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigte Bild G3 des dreidimensionalen Modells wird angezeigt, indem die von der Erfassungseinheit 50 erfassten Koordinaten des realen Raums mit den Koordinaten des virtuellen Raums abgeglichen werden. Das heißt, in dem Bild G3 des dreidimensionalen Modells werden Koordinaten, die aus den Anordnungsinformationen zur Messung erhalten werden, die die Position und Ausrichtung des Objekts W angeben, das zur Messung durch das Messprogramm P1 geeignet ist, in Übereinstimmung mit den Koordinaten des realen Raums angezeigt.
Wenn daher beispielsweise die Position und Ausrichtung des auf dem Tisch 112 platzierten Objekts W mit der Position und Ausrichtung des Objekts W übereinstimmen, das zur Messung durch das Messprogramm P1 geeignet ist, werden das reale Bild des Objekts W und das Bild G3 des dreidimensionalen Modells ohne Positionsabweichung angezeigt. Wenn hingegen die Position und Ausrichtung des Objekts W, das auf dem Tisch 112 platziert ist, und die Position und Ausrichtung des Objekts W, das zur Messung durch das Messprogramm P1 geeignet ist, abweichen, werden das reale Bild des Objekts W und das Bild G3 des dreidimensionalen Modells so angezeigt, dass sie voneinander abweichen. Die Abweichung zwischen der Position und Ausrichtung des Objekts W und der Position und Ausrichtung des Bilds G3 des dreidimensionalen Modells kann als das Bild G4 in einer gemischten Realität angezeigt werden.
Hierbei kann, wenn die Position und Ausrichtung des Objekts W, das auf dem Tisch 112 platziert ist, und die Position und Ausrichtung des Objekts W, das zur Messung durch das Messprogramm P1 geeignet ist, abweichen, der Abweichungsbetrag (Fehler) durch die Messprogrammkorrektureinheit 80 berechnet werden und die in dem Messprogramm spezifizierten Koordinaten können korrigiert werden, um um den berechneten Fehler verschoben zu werden. Zum Beispiel wird die Korrektur ausgeführt, indem die Bedienperson P das „Korrektur“-Icon des Bilds G4 auswählt. Wenn diese Korrektur durchgeführt wird, stimmt die Anzeigeposition des Bilds G3 des dreidimensionalen Modells mit der Position des realen Bilds des Objekts W überein.
Die Form des Objekts W, das auf dem Tisch 112 platziert ist, kann sich von der Form des Bilds G3 des durch das Messprogramm P1 definierten dreidimensionalen Modells unterscheiden. Die Bedienperson P kann den Unterschied zwischen den Formen des realen Bilds des Objekts W und des Bilds G3 des dreidimensionalen Modells durch die Mixed-Reality-Anzeige visuell verstehen. Wenn die Messposition aufgrund der unterschiedlichen Form beider geändert werden muss, kann die Messposition gemäß den Anweisungen der Bedienperson P geändert werden.
7 zeigt ein Anzeigebeispiel des Messpfads.
Ein weiteres Beispiel für die Informationen in Bezug auf das ausgewählte Messprogramm ist die Anzeige des in 7 gezeigten Messpfadbilds G5. Das Messpfadbild G5 ist ein Beispiel für eine Bewegungsvorhersageanzeige, die die Bewegung der Messvorrichtung 100 angibt, wenn das ausgewählte Messprogramm P1 (Teilprogramm) ausgeführt wird. Das Messpfadbild G5 wird als überlagerte Anzeigeinformationen des auf dem Tisch 112 platzierten Objekts W erfasst. Das Messpfadbild G5 wird als Bild angezeigt, das die Position und Ausrichtung des Messkopfs 110 mit der Sonde 111 angibt, um dem realen Bild des Objekts W überlagert zu werden.
Das Messpfadbild G5 ist ein grafisches Bild, das der tatsächlichen Sonde 111 und dem Messkopf 110 entspricht. Das Messpfadbild G5 kann als sich bewegendes Bild angezeigt werden, um sich entlang der Messreihenfolge des Objekts W zu bewegen, oder kann als Standbild angezeigt werden, das den Messzustand an einer gewünschten Messposition angibt. Im Fall der Anzeige als Standbild kann eine Mehrzahl von Standbildern an Positionen angezeigt werden, die dem Bewegungspfad entsprechen. Ferner kann das Messpfadbild G5 als eine Linie, ein Punkt, ein Pfeil, der den Pfad der Sonde angibt (eine Linie aller Pfade, eine Linie, die sich in der Reihenfolge vom Startpunkt erstreckt, einem sich bewegenden Punkt oder dergleichen) angezeigt werden.
Die Bedienperson P kann die Position und den Betrieb der Sonde 111 und des Messkopfs 110 visuell verstehen, wenn tatsächlich eine Messung an dem Objekt W durchgeführt wird, das auf dem Tisch 112 platziert ist, indem auf das Messpfadbild G5 Bezug genommen wird, das in einer gemischten Realität auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Unter Bezugnahme auf das Bild G5 ist es möglich zu bestimmen, ob der Messkopf 110 mit dem Objekt W zusammentrifft oder nicht.
Zusätzlich kann das Bild G6, das die Informationen der Messposition in dem Messpfad angibt, in einer gemischten Realität angezeigt werden. In diesem Bild G6 werden Icons für „Wiedergabe“ und „Bearbeiten“ des Messpfads angezeigt. Wenn die Bedienperson P das Icon „Wiedergabe“ auswählt, wird das Messpfadbild G5 wiedergegeben und in der Reihenfolge der Messung angezeigt. Wenn das Symbol „Bearbeiten“ nach Bedarf ausgewählt wird, kann eine Bearbeitung wie das Hinzufügen, Löschen und Ändern der Messreihenfolge des Messteils durchgeführt werden.
Zusätzlich kann die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 basierend auf der von der Erfassungseinheit 50 erfassten dreidimensionalen Form (dreidimensionalen Koordinaten) des Objekts W und dem Bewegungspfad (Bewegungsvorhersageanzeige) der Sonde 111 und des Messkopfs 110 berechnen, ob eine Störung bzw. ein Zusammentreffen im Messpfad auftritt oder nicht und Aufmerksamkeitsinformationen auf der Anzeigeeinheit 20 anzeigen. Das heißt, es ist bevorzugt, dass die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 das Risiko des Auftretens von Störungen zwischen dem Objekt W und der Messvorrichtung 100 bewertet, wenn das Messprogramm ausgeführt wird, und eine Warnung ausgibt, wenn eine Störung vorliegt oder die Gefahr besteht. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Bewegungsvorhersageanzeige virtuell bewegt wird und ein Zustand, wie stark die Sonde 111 oder der Messkopf 110 an der Störposition stört, als Warninformationen angezeigt wird und eine Warnung ausgegeben wird. Beispielsweise kann eine Warnung ausgegeben werden, indem auf eine Position, an der eine Störung auftritt, durch einen Pfeil oder dergleichen gezeigt wird, oder indem Zeichen oder Illustrationen angezeigt werden. Zusätzlich kann eine Warnung durch Ton, Vibration, Schock, elektrische Stimulation oder dergleichen ausgegeben werden. Diese Warnungen können auch in Kombination verwendet werden.
8 zeigt ein Anzeigebeispiel des Messergebnisses.
Wenn die Messung des Objekts W durchgeführt wird, werden die Bilder G7 und G8 der Messwerte an den jeweiligen Messpunkten in einer gemischten Realität auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt. Die Bilder G7 und G8 können zusammen mit einer Markierung angezeigt werden, die eine Messposition des Objekts W angibt. Zusätzlich kann ein Bild angezeigt werden, das das vergangene Messergebnis des Objekts W angibt, beispielsweise die vorherige Messung. Infolgedessen kann die Bedienperson P die Messung unter Bezugnahme auf die vergangenen Messergebnisse des auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigten Objekts W durchführen.
Wie oben beschrieben, kann die Bedienperson P gemäß der ersten Ausführungsform visuell bestätigen, ob das Messprogramm geeignet ist oder nicht, indem sie sich auf das Bild bezieht, das in einer gemischten Realität angezeigt wird, die dem realen Bild des Objekts W oder dergleichen überlagert ist, und kann genau und einfach das für das Objekt W geeignete Messprogramm auswählen.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Messsteuer- bzw. - regelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt eine verbesserte Funktion zum Reduzieren des Störungsrisikos zwischen dem Objekt W und der Messvorrichtung 100 bereit, wenn das Messprogramm ausgeführt wird. Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 ist eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln des Betriebs der Messvorrichtung 100 und kann als Teil der Messvorrichtung 100 bereitgestellt sein. Die Konfiguration der Messvorrichtung 100 ist dieselbe wie die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 umfasst eine Messvorrichtungssteuer- bzw. -regekeinheit 1010, eine Anzeigeeinheit 1020, eine Anzeigesteuer- bzw. - regeleinheit 1030 und eine Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040. Die Messvorrichtungssteuer- bzw. -regekeinheit 1010 führt eine Messung durch Steuern bzw. Regeln des Messkopfs 110 und des Bewegungsmechanismus 120 der Messvorrichtung 100 gemäß einem Messprogramm durch, das sich auf die Messung des Objekts W bezieht.
Die Anzeigeeinheit 1020 ist eine Einheit, die eine gemischte Realität (Mixed Reality, MR) anzeigen kann, die dem realen Raum überlagert ist und im virtuellen Raum definierte Informationen anzeigt. Als Anzeigeeinheit 1020 wird eine flache Anzeige oder eine Head-up-Anzeige verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist es bevorzugt, eine am Kopf angebrachte Anzeige als Anzeigeeinheit 1020 zu verwenden. Infolgedessen kann sich die Bedienperson P auf verschiedene Arten von Informationen beziehen, wie beispielsweise Grafiken, Zeicheninformationen und bewegte Bilder zu dem angezeigten virtuellen Raum, der dem realen Raum überlagert ist, während gleichzeitig ein Gefühl des Eintauchens vermittelt wird.
Die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 1030 führt eine Steuerung bzw. Regelung durch, um die Anzeigeeinheit 1020 zu veranlassen, die überlagerten Anzeigeinformationen anzuzeigen, die dem in einer gemischten Realität auszuführenden Messprogramm entsprechen. Die überlagerten Anzeigeinformationen in der vorliegenden Ausführungsform enthalten zumindest Informationen, die einen Bewegungspfad der Messvorrichtung 100 angeben, wenn das Messprogramm ausgeführt wird. Als ein spezielles Beispiel für solche überlagerte Anzeigeinformationen kann eine sogenannte Bewegungsvorhersageanzeige verwendet werden, bei der der Bewegungspfad der Sonde 111 und des Messkopfs 110 der Messvorrichtung 100, wenn das Messprogramm ausgeführt wird, in Zeitreihen angezeigt werden. Die Bewegungsvorhersageanzeige kann als sich bewegendes Bild angezeigt werden, um sich entlang der Messreihenfolge des Objekts W zu bewegen, oder kann als ein Standbild angezeigt werden, das den Messzustand an einer gewünschten Messposition angibt. Im Fall der Anzeige als Standbild kann eine Mehrzahl von Standbildern an Positionen angezeigt werden, die dem Bewegungspfad entsprechen. Zusätzlich kann die Bewegungsvorhersageanzeige eine Grafik sein, wie beispielsweise eine Linie, ein Punkt, ein Pfeil, der die Trajektorie der Sonde angibt (eine Linie für alle Pfade, eine Linie, die sich in der Reihenfolge vom Startpunkt erstreckt, ein sich bewegender Punkt) oder dergleichen. Zusätzlich können als die überlagerte Anzeigeinformationen die Messvorrichtung 100, die Wand des Raums, in dem die Messvorrichtung 100 platziert ist, und dergleichen dem realen Bild des realen Raums überlagert angezeigt werden.
Die Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040 spezifiziert das Sichtfeld der Bedienperson P. Das Verfahren, mit dem die Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040 das Sichtfeld der Bedienperson P spezifiziert, ist beliebig. Die Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040 kann das Sichtfeld der Bedienperson P zum Beispiel unter Verwendung von Erfassungsinformationen von einem Positions-/Ausrichtungssensor spezifizieren, der in der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt ist. Alternativ kann die Blickrichtung der Bedienperson P durch eine Kamera oder dergleichen verfolgt werden, um das Sichtfeld der Bedienperson P zu spezifizieren.
Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ferner eine Erfassungseinheit 1050, eine Operationseingabeeinheit 1060, eine Messprogrammkorrektureinheit 1080 und eine Kommunikationseinheit 1090.
Die Erfassungseinheit 1050 erkennt die Form des Objekts W. Die Erfassungseinheit 1050 enthält eine Kamera 1055. Die Kamera 1055 erfasst ein Bild des Objekts W, der Messvorrichtung 100 oder dergleichen. Wenn eine am Kopf angebrachte Anzeige als die Anzeigeeinheit 1020 verwendet wird, ist eine Kamera 1055 in der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt. Infolgedessen ist es möglich, ein Bild der Peripherie in Übereinstimmung mit der Ausrichtung des Kopfs der Bedienperson P zu erfassen.
Die Erfassungseinheit 1050 kann einen 3D-Sensor enthalten. Der 3D-Sensor kann die Bewegung der Bedienperson P verfolgen und analysieren oder kann den Abstand (Tiefe) zu dem Objekt W erfassen, um 3D-Punktclouddaten auf der Oberfläche des Objekts W zu erfassen. Der 3D-Sensor kann zusammen mit der Kamera 1055 bereitgestellt sein, oder kann anstelle der Kamera 1055 bereitgestellt sein. Die Erfassungseinheit 50 kann einen Beschleunigungssensor oder einen Gyro-Sensor zum Erfassen der Bewegung der Bedienperson umfassen. Die Erfassungseinheit 1050 kann an der am Kopf angebrachten Anzeige bereitgestellt sein oder kann außerhalb der Messvorrichtung 100 fest bzw. auf fixierte Weise bereitgestellt sein.
Die Operationseingabeeinheit 1060 empfängt eine Operation zum Spezifizieren einer Messzielposition auf dem Objekt W. Das heißt, die Operationseingabeeinheit 1060 empfängt zum Beispiel eine Messzielposition des Objekts W, die von der Bedienungsperson P angewiesen wurde, und sendet die Messzielposition an die Messprogrammdatenbank 10. Dabei kann die Operationseingabeeinheit 1060 eine spezifische Bewegung der Hand der Bedienperson lesen und steuern (Handgestensteuerung).
Wie oben beschrieben, enthält die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der vorliegenden Ausführungsform viele Komponenten, die der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemeinsam sind. Daher kann die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 unter Verwendung der gleichen Hardware wie die der Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 realisiert werden. Das heißt, die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der zweiten Ausführungsform können durch einen Satz von Hardware realisiert werden.
[Betrieb der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung]
Als nächstes wird der Betrieb der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Zunächst wird, wie in Schritt S1001 gezeigt, die Form des Objekts W erfasst. Die Bedienperson P platziert das Objekt W an einer vorbestimmten Position des Tischs 112. Das Objekt W wird an dem Tisch 112 nach Bedarf durch eine Spannvorrichtung fixiert. Die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 erfasst die Form des auf dem Tisch 112 platzierten Objekts W durch die Kamera 1055 oder den 3D-Sensor der Erfassungseinheit 1050. Zu diesem Zeitpunkt wird die Form des Objekts W als Informationen (Punktclouddaten oder dergleichen) erfasst, die beispielsweise durch einen 3D-Sensor der Erfassungseinheit 1050 erfasst werden.
Als nächstes wird in Schritt S1002 das Messprogramm ausgewählt. Das Messprogramm kann durch die in der ersten Ausführungsform beschriebene Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung 1 ausgewählt werden, oder es kann durch eine Anweisung der Bedienperson P ausgewählt werden.
Als nächstes bewertet die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 die Möglichkeit, dass das Objekt W mit der Messvorrichtung 100 zusammentrifft bzw. diese stört, wenn das Messprogramm ausgeführt wird, basierend auf dem ausgewählten Messprogramm und der Form des Objekts W, die von der Erfassungseinheit 1050 erfasst wird (Schritt S1003).
Als nächstes veranlasst die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit 1030 in Schritt S1004 die Anzeigeeinheit 1020, die überlagerten Anzeigeinformationen, die dem in dem vorherigen Schritt S1002 ausgewählten Messprogramm entsprechen, auf der Anzeigeeinheit 1020 in einer gemischten Realität anzuzeigen. Wie oben beschrieben, umfassen die überlagerten Anzeigeinformationen in der vorliegenden Ausführungsform zumindest Informationen, die den Bewegungspfad der Messvorrichtung 100 angeben, wenn die Messprogramme ausgeführt werden, Warninformationen, die eine Position angeben, an der eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Störung bzw. eines Zusammentreffens besteht (die Möglichkeit einer Störung bzw. eines Zusammentreffens ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert), als Ergebnis der Bewertungen in S1003 der Schritte, und dergleichen. Dadurch kann die Bedienperson P visuell die Möglichkeit bestätigen, dass die Störung zwischen der Messvorrichtung 100 und dem Objekt W auftritt, wenn das ausgewählte Messprogramm ausgeführt wird, und zwar unter Bezugnahme auf die auf der Anzeigeeinheit 1020 angezeigte Mixed-Reality-Anzeige. Zusätzlich zu der Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen können Warnungen durch andere Methoden ausgegeben werden, wie Sprache, Vibration, Schock, elektrische Stimulation etc., wenn es eine Position gibt, an der eine hohe Wahrscheinlichkeit von Störung bzw. Zusammentreffen besteht.
Anschließend beginnt die Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040, das Sichtfeld der Bedienperson P zu spezifizieren. Wie in 11A und 11B gezeigt wird dann überwacht, ob die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt oder nicht. Wenn die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt, wird diese Tatsache aufgezeichnet (zum Beispiel in einer Speichereinheit wie einem Speicher) (Schritt S1005). 11A zeigt einen Zustand, in dem die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt. 11B zeigt einen Zustand, in dem die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformation nicht in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt.
Die Bedienperson P nimmt auf die in Schritt S1004 auf der Anzeigeeinheit 1020 angezeigte Mixed-Reality-Anzeige Bezug und bestimmt, ob die Messung durch das ausgewählte Messprogramm ausgeführt, ein anderes Messprogramm ausgewählt oder die Messung abgebrochen werden soll. Wenn die Messsteuer- bzw. - regelvorrichtung 1001 eine Operationseingabe empfängt, die die Ausführung des Messprogramms durch die Bedienperson P anweist (Schritt S1006), bestimmt die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001, ob die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt (Schritt S1007).
Wenn die Tatsache, dass die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt, nicht aufgezeichnet wird (Schritt S1007; Nein), führt die Messvorrichtungssteuer- bzw. -regeleinheit 1010 der Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 die Bewegung der Messvorrichtung 100 durch das Messprogramm nicht durch und kehrt zu Schritt S1007 zurück. Danach wird die Bewegung der Messvorrichtung 100 durch das Messprogramm nicht ausgeführt, bis die Sichtfeldspezifizierungseinheit 1040 bestätigen kann, dass die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt. Es sei angemerkt, dass „die Bewegung der Messvorrichtung 100 durch das Messprogramm nicht ausgeführt wird“ bedeuten kann, dass nicht das gesamte Messprogramm ausgeführt wird. Alternativ können die Prozeduren, die eine physikalische Bewegung des Messkopfs, der Sonde oder dergleichen in der Messvorrichtung 100 beinhalten, nicht in dem Messprogramm ausgeführt werden, und andere Prozeduren können ausgeführt werden.
Wenn hingegen aufgezeichnet wird, dass die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen in das Sichtfeld der Bedienperson P fällt (Schritt S1007; JA), führt die Messvorrichtungssteuer- bzw. -regeleinheit 1010 der Messsteuer- bzw. - regelvorrichtung 1001 die Messung des Objekts W durch das ausgewählte Messprogramm (Schritt S1008) aus, und der Prozess endet.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration und Funktionsweise erlaubt die Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine physikalische Bewegung des Messkopfs, der Sonde oder dergleichen in der Messvorrichtung 100, es sei denn, die Bedienperson P bestätigt visuell die Informationen, die den Bewegungspfad der Messvorrichtung 100 angeben, und zwar im Fall der Ausführung des Messprogramms. Daher ist es möglich, eine Kollision und Störung bzw. eine Zusammentreffen zwischen der Sonde oder dergleichen und dem Objekt W aufgrund einer Nichtbeachtung der visuellen Bestätigung zu verhindern.
[Messsteuer- bzw. -regelprogramm]
Zumindest ein Teil jedes Schritts in dem Flussdiagramm des Betriebs der in 10 gezeigten Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung 1001 kann ein von dem Computer auszuführendes Programm (ein Messsteuer- bzw. -regelprogramm) umfassen. Beispielsweise kann das Messsteuer- bzw. -regelprogramm einen Erkennungsprozess (Schritt S1001 bis Schritt S1002) zum Erkennen des Objekts W, einen Auswahlprozess (Schritt S1003) zum Auswählen des Messprogramms und einen Anzeigeprozess (Schritt S1004) zum Anzeigen von überlagerten Anzeigeinformationen entsprechend dem ausgewählten Messprogramm enthalten.
[Modifikationen der Ausführungsformen]
Obwohl jede Ausführungsform oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Beispielsweise wurde in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, in dem das Messprogramm entsprechend der Form des Objekts W ausgewählt wird, aber das Messprogramm einschließlich der Messposition kann jedoch aus der Messprogrammdatenbank 10 ausgelesen werden, indem die Messposition des Objekts W durch eine Geste der Bedienperson P oder dergleichen bestimmt wird. Obwohl eine 3D-Messvorrichtung als ein Beispiel der Messvorrichtung 100 beschrieben wurde, kann die Messvorrichtung 100 zusätzlich eine andere Messvorrichtung als die 3D-Messvorrichtung sein.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Warnung ausgegeben, wenn eine Störung bzw. ein Zusammentreffen vorliegt oder die Gefahr einer Störung bzw. eines Zusammentreffens besteht, aber zusätzlich zu der Warnung kann der Ausführung des Messprogramms eine Einschränkung auferlegt werden. Wenn beispielsweise eine Störung vorliegt oder die Gefahr einer Störung besteht, kann die Bewegung der Messvorrichtung 100 durch das Messprogramm nicht ausgeführt werden. Alternativ kann die Bewegung gestoppt werden, wenn die Messvorrichtung 100 durch das Messprogramm um eine vorbestimmte Bewegungsstrecke zu einer Position vor der Störposition bewegt wird. Nachdem die Bewegung gestoppt wurde, kann das Messprogramm geändert oder das Objekt W neu positioniert werden, um nachfolgende Messungen durchzuführen, wenn das Risiko einer Störung beseitigt ist.
Ferner wird in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform die Bewegung der Messvorrichtung nicht gestartet, es sei denn, die Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationen fällt in das Sichtfeld der Bedienperson P, aber zusätzlich zu der Mixed-Reality-Anzeige der überlagerten Anzeigeinformationenen, die in das Sichtfeld der Bedienperson P fallen, können andere Bedingungen (z. B. Drücken einer Taste, Berühren eines Bildschirms, Eingeben eines Sprachbefehls, eine Geste etc.) als Bedingungen zum Starten der Bewegung verwendet werden.
Zusätzlich kann ein Fachmann, solange der Kern der vorliegenden Erfindung gegeben ist, das Design der Bestandteile in geeigneter Weise ergänzen, löschen oder ändern oder die Merkmale jeder Ausführungsform in Bezug auf jede der oben beschriebenen Ausführungsformen in geeigneter Weise kombinieren, wobei das oben Beschriebene im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001059708 [0002]
JP 2001319219 [0003]
JP 2018004362 [0004]

Claims

Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung, umfassend: eine Messprogrammdatenbank, die ein Messprogramm betreffend die Messung eines Objekts und überlagerte Anzeigeinformationen, die einer dreidimensionalen Form des Objekts entsprechen, in Verbindung miteinander speichert; eine Anzeigeeinheit, die in der Lage ist, Informationen anzuzeigen, die in einem virtuellen Raum definiert sind, der dem realen Raum überlagert ist; und eine Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit zum Erhalten der überlagerten Anzeigeinformationen, die einem ausgewählten Messprogramm entsprechen, aus der Messprogrammdatenbank und zum Anzeigen der erhaltenen überlagerten Anzeigeinformationen in einer gemischten Realität bzw. Mixed Reality auf der Anzeigeeinheit.
Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messprogrammdatenbank die dreidimensionale Form des Objekts in Verbindung mit dem Messprogramm des Objekts speichert und die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung ferner umfasst: eine Erfassungseinheit zum Erkennen der Form des Objekts; und eine Messprogrammspezifizierungseinheit zum Spezifizieren des Messprogramms, das dem Objekt entspricht, indem die Form des von der Erfassungseinheit erkannten Objekts mit der Messprogrammdatenbank in Bezug gebracht wird, wobei die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit das durch die Messprogrammspezifizierungseinheit spezifizierte Messprogramm als das ausgewählte Messprogramm einstellt.
Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinheit die Position und Ausrichtung des Objekts erfasst und die Messprogrammdatenbank Anordnungsinformationen zur Messung, die eine Position und Ausrichtung des Objekts angeben, die zum Messen des Objekts durch das Messprogramm geeignet sind, in Verbindung mit dem Messprogramm des Objekts speichert, und wobei die Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung ferner eine Messprogrammkorrektureinheit zum Berechnen eines Fehlers der Position und Ausrichtung des Objekts, die von der Erfassungseinheit erfasst werden, aus den Anordnungsinformationen zur Messung, die dem von der Messprogrammspezifizierungseinheit spezifizierten Messprogramm entsprechen, und zum Korrigieren der im Messprogramm spezifizierten Koordinaten umfasst, um durch den Fehler verschoben zu werden.
Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Operationseingabeeinheit zum Akzeptieren einer Operation zum Bestimmen einer Messzielposition auf dem Objekt. wobei die Messprogrammdatenbank das Messprogramm zum Messen der Messzielposition des Objekts und die überlagerten Anzeigeinformationen, die der dreidimensionalen Form der Messzielposition entsprechen, in Verbindung miteinander speichert.
Messprogrammauswahlunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit Informationen anzeigt, die die vergangenen Messergebnisse des Objekts angeben, das dem Objekt überlagert ist.
Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung, umfassend: eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die ein ausgewähltes Messprogramm ausführt, um eine Messvorrichtung zu veranlassen, eine Messung eines Objekts durchzuführen; eine Anzeigeeinheit, die in der Lage ist, Informationen anzuzeigen, die in einem virtuellen Raum definiert sind, der dem realen Raum überlagert ist; und eine Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit, die die Anzeigeeinheit veranlasst, als die überlagerten Anzeigeinformationen eine Bewegungsvorhersageanzeige anzuzeigen, die die Bewegung der Messvorrichtung angibt, wenn das ausgewählte Messprogramm ausgeführt wird.
Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bewegungsvorhersageanzeige ein dreidimensionales Bewegtbild enthält.
Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bewegungsvorhersageanzeige eine Grafik enthält, die einen Bewegungspfad einer in der Messvorrichtung enthaltenen Sonde zeigt.
Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend eine Erfassungseinheit zum Erhalten einer Form, einer Position und einer Ausrichtung des Objekts, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit basierend auf der Form des von der Erfassungseinheit erfassten Objekts und dem ausgewählten Messprogramm die Möglichkeit einer Störung bzw. eines Zusammentreffens zwischen dem Objekt und der Messvorrichtung bewertet, wenn das Messprogramm ausgeführt wird, und wobei die Anzeigesteuer- bzw. -regeleinheit die Anzeigeeinheit veranlasst, anzuzeigen, wo die Möglichkeit des Auftretens einer Störung bzw. eines Zusammentreffens mehr als ein vorbestimmter Wert als die überlagerten Anzeigeinformationen in gemischter Realität ist.
Messsteuer- bzw. -regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend eine Sichtfeldspezifizierungseinheit zum Spezifizieren des Sichtfelds der Bedienperson. wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit die Bewegung der Messvorrichtung basierend auf dem Messprogramm so steuert bzw. regelt, dass sie nicht startet, es sei denn, die überlagerten Anzeigeinformationen fallen in das Sichtfeld der Bedienperson, das durch die Sichtfeldspezifizierungseinheit spezifiziert ist.