DE102020207454A1

DE102020207454A1 - Messvorrichtung

Info

Publication number: DE102020207454A1
Application number: DE102020207454.2A
Authority: DE
Inventors: Kuniyuki Nuka; Motonori Ogihara; Takeshi Kawabata
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2020-12-24
Also published as: CN112097637A; US20200400424A1; US11493324B2; JP7408303B2; JP2020204552A

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Nachführungszustand eines Targets leicht zu verstehen und eine effiziente Messung auszuführen. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung, die einen Lichtstrahl in Richtung eines Targets emittiert, das Target erfasst und nachführt und die dreidimensionalen Koordinaten des Targets misst. Die Messvorrichtung umfasst: eine Lichtquelle zum Emittieren des Lichtstrahls; eine Winkelsteuereinheit zum Steuern des Emissionswinkels des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls in der Weise, dass er das bewegte Target nachführt; eine Anzeigeeinheit, die an einer Einrichtung vorgesehen ist, die durch einen Vermesser am Körper getragen werden kann; eine Recheneinheit zum Berechnen der dreidimensionalen Koordinaten des Targets auf der Grundlage des Emissionswinkels des Lichtstrahls und des von dem Target zurückkommenden Lichts; und eine Anzeigesteuereinheit, die auf der Anzeigeeinheit angezeigte Informationen auf der Grundlage der durch die Recheneinheit berechneten dreidimensionalen Koordinaten steuert. Die Anzeigesteuereinheit führt eine Steuerung aus, um das grafische Bild der optischen Achse an einer Position der optischen Achse des Lichtstrahls zu überlagern und anzuzeigen.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung zum Messen dreidimensionaler Koordinaten eines Targets durch Erfassen und Nachführen des Targets.
Stand der Technik
Als eine Messvorrichtung zum Messen der dreidimensionalen Koordinaten eines Objekts gibt es eine dreidimensionale Messvorrichtung zum Messen der dreidimensionalen Koordinaten eines Messpunkts durch Einstrahlen eines Lichtstrahls wie etwa eines Laserstrahls in Richtung eines Targets und Erfassen und Nachführen des bewegten Targets. Mit dieser Messvorrichtung kann das Objekt wie etwa eine große Struktur dadurch, dass das Target in einem Nachführungszustand die Oberfläche des Objekts berührt, leicht und genau gemessen werden.
JP2007-057522A offenbart ein Laserinterferometer vom Nachführungstyp. In diesem Laserinterferometer vom Nachführungstyp wird ein Laserstrahl in Richtung eines Retroreflektors, der ein zu messendes Objekt ist, emittiert und wird unter Nutzung der Interferenz des durch den Retroreflektor in der Rückrichtung reflektierten Laserstrahls eine Verlagerung des Retroreflektors detektiert. Gleichzeitig wird unter Verwendung der Winkeländerung der optischen Achse des Laserstrahls eine Nachführung ausgeführt.
JP 2010-054429A offenbart ein Lasernachführungsgerät, das leicht zu verwenden ist und selbst dann eine hochgenaue Messung ausführen kann, wenn die Messung unterbrochen wird, während die geforderte Leistungsfähigkeit mit einer einfachen Konfiguration aufrechterhalten wird. In diesem Lasernachführungsgerät gibt es ein optisches Positionsdetektionsmittel zum Ausgeben eines Signals, das der Bewegungsrichtung und dem Bewegungsbetrag entspricht, wenn das Target in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse des auf das Target einfallenden Laserstrahls bewegt wird. Ein Drehmechanismus der zwei Achsen wird in der Weise gesteuert, dass das Target unter Verwendung des von dem optischen Positionsdetektionsmittel ausgegebenen Signals nachgeführt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Während in der Messvorrichtung zum Ausführen der Messung die Nachführung des Targets durch Einstrahlen eines Laserstrahls ausgeführt wird, ist es unmöglich leicht zu verstehen, ob sie in einem Nachführungszustand ist. Es kann einen sogenannten verlorenen Zustand geben, in dem das Target aus irgendeinem Grund nicht nachgeführt werden kann, wobei ein Vermesser, der das Target hält, in diesem Fall das Target in ein Lichtempfangsgebiet des Lichtstrahls bewegen und den Nachführungszustand wiederherstellen muss. Da die Trajektorie des Lichtstrahls schwer zu sehen ist, ist es allerdings nicht leicht, den Bereich zu ermitteln, in dem das Licht empfangen werden kann. Somit bewegt der Vermesser das Target dadurch, dass er sich auf die Intuition stützt. Insbesondere kann die Entfernung von dem Hauptkörper der Messvorrichtung zu dem Objekt in diesem Typ einer Messvorrichtung mehrere zehn Meter betragen, wobei es lange Zeit dauern kann, eine Position zu ermitteln, bei der der Lichtstrahl empfangen werden kann, während die Entfernung zunimmt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Nachführungszustand eines Targets leicht zu verstehen und eine effiziente Messung auszuführen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung, die einen Lichtstrahl in Richtung eines Targets emittiert, das Target erfasst und nachführt und die dreidimensionalen Koordinaten des Targets misst. Die Messvorrichtung umfasst: eine Lichtquelle zum Emittieren des Lichtstrahls; eine Winkelsteuereinheit zum Steuern eines Emissionswinkels des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls in der Weise, dass er das bewegte Target nachführt; eine Anzeigeeinheit, die an einer Einrichtung vorgesehen ist, die durch einen Vermesser am Körper getragen werden kann; eine Recheneinheit zum Berechnen der dreidimensionalen Koordinaten des Targets auf der Grundlage des Emissionswinkels des Lichtstrahls und des von dem Target zurückkommenden Lichts; und eine Anzeigesteuereinheit, die auf der Anzeigeeinheit angezeigte Informationen auf der Grundlage der durch die Recheneinheit berechneten dreidimensionalen Koordinaten steuert. Die Anzeigesteuereinheit führt eine Steuerung aus, um das grafische Bild der optischen Achse entlang einer Linie, die die Position der Lichtquelle und die Position des Targets verbindet, zu überlagern und auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Gemäß einer derartigen Konfiguration wird das grafische Bild der optischen Achse in der Messvorrichtung, die einen Lichtstrahl in Richtung des Targets emittiert, um den Lichtstrahl zu erfassen und nachzuführen, entlang der Linie, die die Position der Lichtquelle und die Position des Targets verbindet, auf der Anzeigeeinheit der durch den Vermesser am Körper zu tragenden Einrichtung auf überlagerte Weise angezeigt. Das heißt, das grafische Bild der optischen Achse wird auf dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit an einer Anzeigeposition, die der tatsächlichen Position der optischen Achse entspricht, auf überlagerte Weise angezeigt. Dadurch kann die optische Achse des Lichtstrahls, die schwer zu sehen ist, durch Bezugnahme auf die Grafik der optischen Achse leicht verstanden werden.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Winkelsteuereinheit die Änderung des Emissionswinkels des Lichtstrahls anhalten, wenn das Nachführen des Targets gelöst wird, und kann die Anzeigesteuereinheit die überlagerte Anzeige des grafischen Bilds der optischen Achse zu dem Zeitpunkt, zu dem die Nachführung des Targets gelöst wird, aufrechterhalten. Dadurch kann die Position der optischen Achse zu dem Zeitpunkt, zu dem die Nachführung des Targets gelöst wird, durch Bezugnahme auf das grafische Bild der optischen Achse leicht verstanden werden.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Anzeigesteuereinheit die Steuerung zum Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse in einer ersten Betriebsart ausführen, wenn das Target nachgeführt wird, und zum Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse in einer zweiten Betriebsart. die von der ersten Betriebsart verschieden ist, ausführen, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird. Dadurch können der Nachführungszustand und der Zustand mit gelöster Nachführung des Targets durch die Anzeigebetriebsart des grafischen Bilds der optischen Achse leicht unterschieden werden.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Einrichtung eine Sensoreinheit enthalten, die Erfassungsinformationen zum Berechnen einer relativen Position des Targets in Bezug auf die Einrichtung gewinnt. Daraufhin kann die Anzeigesteuereinheit in einem Zustand, in dem die Nachführung des Targets gelöst ist, unter Verwendung der Erfassungsinformationen und zweiter dreidimensionaler Koordinaten des Targets, die aus den dreidimensionalen Koordinaten und aus der Richtung der Einrichtung berechnet werden, eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen eines virtuellen Objekts, das ein Gebiet angibt, in dem das Target den Lichtstrahl auf dem Target empfangen kann, ausführen. Dadurch ist es durch Bezugnahme auf das virtuelle Objekt dadurch, dass das Target an die Position seines virtuellen Objekts bewegt wird, möglich, den Nachführungszustand leicht wiederherzustellen, wenn die Nachführung des Targets freigegeben wird. Die Informationen zum Berechnen der relativen Position des Targets in Bezug auf die Einrichtung können übrigens z. B. ein durch die Bilderzeugungseinheit erfasstes Bild des Objekts, die durch den 3D-Sensor erfassten Tiefeninformationen wie etwa ein Laufzeittyp oder ein Typ des strukturierten Lichts, die durch den Magnetsensor erfassten Informationen oder dergleichen sein.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Winkelsteuereinheit den Emissionswinkel des Lichtstrahls in der Weise steuern, dass der Lichtstrahl in Richtung des virtuellen Objekts oder einer Position des Targets emittiert wird. Somit kann das Target dadurch, dass das Target an die Position des virtuellen Objekts bewegt wird, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird, genau an die Position des Lichtstrahls bewegt werden und ist es möglich, den Nachführungszustand leicht wiederherzustellen.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Anzeigesteuereinheit die Anzeigeeinheit zum Anzeigen des virtuellen Objekts mit einer vorgegebenen relativen Positionsbeziehung in Bezug auf ein voreingestelltes Objekt steuern und kann die Winkelsteuereinheit den Emissionswinkel des Lichtstrahls in der Weise steuern, dass der Lichtstrahl in Richtung der dreidimensionalen Koordinate des virtuellen Objekts emittiert wird, wenn die Nachführung des Targets aus einem Zustand, in dem die Nachführung des Targets gelöst ist, wiederhergestellt wird. Dadurch wird der Lichtstrahl in Richtung des virtuellen Objekts emittiert und kann das Target leicht zu der Position des virtuellen Objekts bewegt werden, um den Nachführungszustand wiederherzustellen, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Anzeigesteuereinheit die Steuerung zum Anzeigen der dreidimensionalen Koordinaten des Targets in der Umgebung des Targets auf überlagerte Weise ausführen. Das heißt, in dem Videodurchsichtsystem wird das Target durch die Bilderzeugungseinheit erfasst und auf der Anzeigeeinheit angezeigt. In dem optischen Durchsichtsystem wird das Target durch die Anzeigeeinheit durchgelassen und tritt es in das Blickfeld des Vermessers ein. Andererseits werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets durch die Recheneinheit berechnet und werden die berechneten dreidimensionalen Koordinaten auf dem Target überlagert und angezeigt. Somit kann dadurch, dass die Messung ausgeführt wird, während die Einrichtung am Körper getragen wird, das Messergebnis in der Umgebung des Messpunkts angezeigt werden und kann der Vermesser das Messergebnis leicht bestätigen, während er die Messung ausführt.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Anzeigen eines Führungsbilds, um das Target zu einer Position des Lichtstrahls zu bewegen, auf überlagerte Weise in der Umgebung des Targets ausführen. Da das Führungsbild auf der durch den Vermesser getragenen Anzeigeeinheit überlagert und angezeigt wird, ist es dadurch möglich, den Nachführungszustand durch Bewegen des Targets entlang des Führungsbilds wiederherzustellen, wenn der Nachführungszustand des Targets gelöst wird.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen eines Objektbilds, das eine Lichtempfangsrichtung und ein Lichtempfangsgebiet des Targets auf dem Target angibt, als das Führungsbild ausführen. Dadurch werden die Lichtempfangsrichtung und das Lichtempfangsgebiet auf dem Target auf überlagerte Weise angezeigt und wird es möglich, den Nachführungszustand durch Bewegen des Targets unter Verwendung dieses Führungsbilds wiederherzustellen, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird.
In der oben beschriebenen Messvorrichtung kann die Einrichtung eine Koordinatenberechnungseinheit enthalten, die außer den ersten dreidimensionalen Koordinaten des Targets auf der Grundlage des Emissionswinkels des Lichtstrahls und des von dem Target zurückkehrenden Lichts auf der Grundlage der Erfassungsinformationen zum Berechnen der relativen Position des Targets in Bezug auf die Einrichtung und der dreidimensionalen Koordinaten und der Richtung der Einrichtung zweite dreidimensionale Koordinaten des Targets berechnet. Die Koordinatenberechnungseinheit kann aus der ersten dreidimensionalen Koordinate und aus der zweiten dreidimensionalen Koordinate eine dritte dreidimensionale Koordinate berechnen. Dadurch können die dreidimensionalen Koordinaten des Targets auf der Einrichtungsseite verstanden werden und kann das Führungsbild geeignet angezeigt werden, wenn die Nachführung des Objekts gelöst wird.
Die dreidimensionalen Koordinaten der Einrichtung können in der oben beschriebenen Messvorrichtung auf der Grundlage einer Differenz zwischen den ersten dreidimensionalen Koordinaten und den zweiten dreidimensionalen Koordinaten korrigiert werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
4 ist eine schematische Darstellung, die den Betrieb der Messvorrichtung darstellt.
5 ist ein Ablaufplan, der eine Operation zum Überlagern und Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse darstellt.
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der überlagerten Anzeige des grafischen Bilds der optischen Achse darstellt.
7 ist ein Ablaufplan, der den weiteren Betrieb darstellt.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der anderen überlagerten Anzeige darstellen.
9 ist ein Ablaufplan, der die Operation der anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung darstellt.
10A und 10B sind schematische Darstellungen, die Anzeigebeispiele virtueller Objekte darstellen.
11 ist ein Ablaufplan, der ein weiteres Beispiel der Führungsoperation darstellt.
12A und 12B sind schematische Darstellungen, die die Führungsoperation darstellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind Abschnitte, die bereits beschrieben worden sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ist ihre Beschreibung weggelassen.
[Konfiguration der Messvorrichtung]
1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Die Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform misst durch Emittieren eines Lichtstrahls in Richtung des durch den Vermesser U gehaltenen Targets 20 und Erfassen und Nachführen des Targets dreidimensionale Koordinaten des Targets 20. Wenn das Target 20 in dem Nachführungszustand ist, kann die Messvorrichtung 1 die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 messen. Somit können aus den dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 dadurch, dass das Target 20 in dem Nachführungszustand mit dem Messpunkt eines Objekts W in Berührung gebracht wird, dreidimensionale Koordinaten eines Messpunkts des Objekts W erhalten werden. Auf die dreidimensionalen Koordinaten, die unter Verwendung des auf das Target 20 eingestrahlten Lichtstrahls berechnet werden, kann im Folgenden dadurch, dass sie von den durch ein anderes Verfahren berechneten dreidimensionalen Koordinaten unterschieden werden, als „erste dreidimensionale Koordinaten“ Bezug genommen werden.
Die Messvorrichtung 1 enthält einen Vorrichtungskörper 10, der ein optisches Interferometer bildet. Der Vorrichtungskörper 10 ist mit einer Lichtquelle 11 zum Emittieren eines Lichtstrahls, mit einer Lichtempfangseinheit 12 zum Empfangen des von der Lichtquelle 11 emittierten und durch das Target 20 reflektierten Lichtstrahls, und mit einer Antriebseinheit 13 zum Ändern von Winkeln der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 versehen. Wenn das Target 20 nachgeführt wird, werden die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 durch die Antriebseinheit 13 in der Weise geändert, dass der von der Lichtquelle 11 emittierte Lichtstrahl immer auf das Target 20 eingestrahlt wird.
Mit dem Vorrichtungskörper 10 ist eine Messungssteuereinheit 15 verbunden. Jeder Teil des Vorrichtungskörpers 10 wird durch die Messungssteuereinheit 15 gesteuert. Die Messungssteuereinheit 15 kann durch einen Personal Computer konfiguriert sein. Die Konfiguration der Messungssteuereinheit 15 wird später beschrieben.
Als der von der Lichtquelle 11 des Vorrichtungskörpers 10 emittierte Lichtstrahl wird z. B. ein Laserstrahl L verwendet. Zur zweckmäßigen Erläuterung wird der von der Lichtquelle 11 emittierte Laserstrahl L als Laserstrahl L1 bezeichnet und wird der durch das Target 20 reflektierte Laserstrahl L als Laserstrahl L2 bezeichnet.
Das Target 20 ist z. B. ein Retroreflektor. Wenn der von der Lichtquelle 11 emittierte Laserstrahl L1 durch das Target 20 reflektiert wird, kehrt der Laserstrahl L2 entlang desselben optischen Wegs wie der Laserstrahl L1 zu dem Vorrichtungskörper 10 zurück. Die Lichtempfangseinheit 12 des Vorrichtungskörpers 10 steuert die Antriebseinheit 13 unter Verwendung der Interferenz zwischen den Laserstrahlen L1 und L2, während die Entfernung zwischen dem Vorrichtungskörper 10 und dem Target 20 gemessen wird, um das bewegte Target 20 nachzuführen.
Die Antriebseinheit 13 enthält eine erste Antriebseinheit 131 zum Ändern der Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 um die erste Achse und eine zweite Antriebseinheit 132 zum Ändern der Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 um die zweite Achse senkrecht zu der ersten Achse. Zum Beispiel ist die erste Antriebseinheit 131 ein Azimutcodierer zum Ändern des Azimutwinkels, ist die zweite Antriebseinheit 132 ein Elevationscodierer zum Ändern des Elevationswinkels. Wenn das Target 20 nachgeführt wird, sind die erste Antriebseinheit 131 und die zweite Antriebseinheit 132 verriegelt, um den Emissionswinkel (den Azimutwinkel und den Elevationswinkel) der Lichtquelle 11 in der Weise einzustellen, dass der Laserstrahl L1 immer auf das Target 20 eingestrahlt wird.
Wenn die dreidimensionalen Koordinaten des Objekts W gemessen werden, hält der Vermesser U das Target 20 und bringt er das Target 20 mit dem Messpunkt des Objekts W in Berührung. Die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 werden zu einem vorgegebenen Zeitpunkt gemessen, während das Target 20 durch den Vorrichtungskörper 10 nachgeführt wird. Nachdem die Messung eines Messpunkts abgeschlossen ist, bewegt der Vermesser U das Target 20 zu dem nächsten Messpunkt. Während dieser Bewegung führt der Vorrichtungskörper 10 das Target 20 weiterhin nach und misst er die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20, während sich das Target 20 zu dem nächsten Messpunkt bewegt. Dadurch, dass dieser Prozess wiederholt wird, können die dreidimensionalen Koordinaten des Objekts W gemessen werden.
Außerdem enthält die Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Bilderzeugungseinheit 30 und eine Anzeigeeinheit 51. Die Bilderzeugungseinheit 30 und die Anzeigeeinheit 51 sind in der kopfmontierten Anzeige 50 vorgesehen, die ein Beispiel einer Einrichtung ist, die durch den Vermesser U am Körper getragen werden kann. Das durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfasste Bild wird auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 angezeigt. Der Vermesser U trägt die kopfmontierte Anzeige 50 am Körper und führt die Messung aus, während er auf das auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigte Bild Bezug nimmt.
[Blockkonfiguration der Messvorrichtung]
Nachfolgend wird eine Blockkonfiguration der Messvorrichtung 1 beschrieben.
2 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Die Messungssteuereinheit 15 der Messvorrichtung 1 weist eine Recheneinheit 151, eine Kommunikationseinheit 152, eine Winkelsteuereinheit 153 und eine Lichtmengen-Steuereinheit 155 auf. Die Recheneinheit 151 berechnet auf der Grundlage eines Signals, das von der Lichtempfangseinheit 12, die den Laserstrahl L2 empfangen hat, ausgegeben wird, die dreidimensionalen Koordinaten. Die Recheneinheit 151 berechnet auf der Grundlage des Emissionswinkels des Laserstrahls L1 und des Laserstrahls L2, der von dem Target 20 zurückkehrt, die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20. Die Kommunikationseinheit 152 führt durch drahtlose oder verdrahtete Kommunikation eine Informationsübermittlung mit externen Einrichtungen aus. Die Kommunikationseinheit 152 führt z. B. eine Informationsübermittlung mit der kopfmontierten Anzeige 50 aus.
Die Winkelsteuereinheit 153 steuert durch Steuern der Antriebseinheit 13 den Winkel der Lichtquelle 11. Die Winkelsteuereinheit 153 gibt auf der Grundlage des von der Recheneinheit 151 gesendeten Signals sowohl an die erste Antriebseinheit 131 als auch an die zweite Antriebseinheit 132 der Antriebseinheit 13 Winkeleinstellsignale, um den Winkel der Lichtquelle 11 (den Emissionswinkel des Laserstrahls L1) zum Nachführen des Targets 20 einzustellen.
Die Lichtmengen-Steuereinheit 155 steuert die Menge des Lichts des von der Lichtquelle 11 emittierten Laserstrahls L1. Das heißt, die Lichtmengen-Steuereinheit 155 sendet auf der Grundlage einer vorgegebenen Bedingung an die Lichtquelle 11 ein Signal für die Lichtmengensteuerung und steuert die Menge des emittierten Lichts des Laserstrahls L1.
Die kopfmontierte Anzeige 50 enthält die Bilderzeugungseinheit 30, die Anzeigeeinheit 51, eine Anzeigesteuereinheit 52 und eine Kommunikationseinheit 53. Die Bilderzeugungseinheit 30 ist in der Vorderseite der kopfmontierten Anzeige 50 vorgesehen, um ein Bild in einer dem Kopf des Vermessers U gegenüberliegenden Richtung zu gewinnen. Die Anzeigeeinheit 51 zeigt ein durch die Bilderzeugungseinheit 30 erzeugtes Bild, von der Messungssteuereinheit 15 gesendete Informationen und verschiedene weitere Informationen an. Die Anzeigesteuereinheit 52 steuert die Anzeigeeinheit 51. Das heißt, die Anzeigesteuereinheit 52 sendet an die Anzeigeeinheit 51 Informationen, um den anzuzeigenden Inhalt zu steuern. Die Kommunikationseinheit 53 führt durch drahtlose oder verdrahtete Kommunikation eine Informationsübermittlung mit externen Einrichtungen aus. Die Kommunikationseinheit 53 führt eine Informationsübermittlung z. B. mit der Messungssteuereinheit 15 aus.
Ferner umfasst die kopfmontierte Anzeige 50 eine Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 und eine Koordinatenberechnungseinheit 55. Die Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 gewinnt die dreidimensionalen Koordinaten und die Lage (Richtung) der kopfmontierten Anzeige 50. Die Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 kann die dreidimensionalen Koordinaten und die Orientierung der kopfmontierten Anzeige 50 auf irgendeine Weise gewinnen. Zum Beispiel kann die Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 die dreidimensionalen Koordinaten der kopfmontierten Anzeige 50 auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds und/oder anderer Informationen (wie etwa Entfernungsmessungsinformationen) gewinnen. Ferner kann die Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 die Lage der kopfmontierten Anzeige 50 z. B. unter Verwendung eines Beschleunigungssensors, eines Gyrosensors oder dergleichen (nicht gezeigt) gewinnen.
Die Koordinatenberechnungseinheit 55 berechnet auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds 20 und der dreidimensionalen Koordinaten und der Lage (Richtung) der kopfmontierten Anzeige 50 die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20. Danach können die auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds des Targets 20 und der dreidimensionalen Koordinaten und der Lage (Richtung) der kopfmontierten Anzeige 50 berechneten dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 als „zweite dreidimensionale Koordinaten“ bezeichnet werden, indem sie von den durch ein anderes Verfahren berechneten dreidimensionalen Koordinaten unterschieden werden. Obgleich die zweiten dreidimensionalen Koordinaten weniger genau als die durch die Recheneinheit 151 auf der Grundlage des von der Lichtempfangseinheit 12, die den Laserstrahl L2 empfängt, ausgegebenen Signals berechneten ersten dreidimensionalen Koordinaten sind, können die Koordinaten selbst dann berechnet werden, wenn der Laserstrahl L2 das Target nicht nachführt. Die Koordinatenberechnungseinheit kann durch die ersten dreidimensionalen Koordinaten und durch die zweiten dreidimensionalen Koordinaten dritte dreidimensionale Koordinaten berechnen. Zum Beispiel kann dadurch, dass die ersten dreidimensionalen Koordinaten unmittelbar, bevor die Nachführung unterbrochen wird, mit den zweiten dreidimensionalen Koordinaten, die auch aktualisiert werden, nachdem die Nachführung unterbrochen worden ist, kombiniert werden, die Genauigkeit der dreidimensionalen Koordinaten, die erhalten werden, nachdem die Nachführung unterbrochen worden ist, verbessert werden.
Wenn der Laserstrahl L2 das Target nachführt, kann die Messvorrichtung 1 verschiedene Prozesse unter Verwendung der hochgenauen ersten dreidimensionalen Koordinaten ausführen, und wenn der Laserstrahl L2 das Target nicht nachführt, kann die Messvorrichtung die Prozesse unter Verwendung der zweiten dreidimensionalen Koordinaten oder der dritten dreidimensionalen Koordinaten ausführen. Übrigens werden die zweiten dreidimensionalen Koordinaten in dem vorliegenden Beispiel durch die in der kopfmontierten Anzeige 50 enthaltene Koordinatenberechnungseinheit 55 berechnet, wobei die für die Berechnung erforderlichen Informationen aber von der kopfmontierten Anzeige 50 an die Messungssteuereinheit 15 gesendet werden können und die zweiten dreidimensionalen Koordinaten durch die in der Messungssteuereinheit 15 enthaltene Recheneinheit 151 berechnet werden können.
Es ist ideal, dass die ersten dreidimensionalen Koordinaten und die zweiten dreidimensionalen Koordinaten vollständig miteinander übereinstimmen, wobei aber in der Realität eine Abweichung dazwischen auftritt. Wie oben beschrieben wurde, können die ersten dreidimensionalen Koordinaten des Targets mit höherer Genauigkeit als die zweiten dreidimensionalen Koordinaten berechnet werden. Der Hauptfehlerfaktor der zweiten dreidimensionalen Koordinaten ist der Fehler, der in den dreidimensionalen Koordinaten der kopfmontierten Anzeige 50, die für die Berechnung der zweiten dreidimensionalen Koordinaten verwendet werden, enthalten ist. Durch deren Nutzung ist es bevorzugt, einen Prozess des Korrigierens der dreidimensionalen Koordinaten der kopfmontierten Anzeige 50 in der Weise auszuführen, dass die zweiten dreidimensionalen Koordinaten mit den ersten dreidimensionalen Koordinaten übereinstimmen.
[Betrieb der Messvorrichtung]
Nachfolgend wird der Betrieb der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
3 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
4 ist eine schematische Darstellung, die den Betrieb der Messvorrichtung darstellt.
Wie in Schritt S101 aus 3 gezeigt ist, wird zunächst die Nachführung begonnen. Das heißt, von der Lichtquelle 11 der Messvorrichtung 1 wird der Laserstrahl L1 emittiert, und der durch das Target 20 reflektierte Laserstrahl L2 wird durch die Lichtempfangseinheit 12 empfangen. Ein empfangenes Lichtsignal wird durch die Recheneinheit 151 verarbeitet und die Recheneinheit 151 gibt an die Winkelsteuereinheit 153 eine Anweisung derart, dass sie die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 ununterbrochen zum Nachführen des Targets 20 steuert.
In dem Nachführungszustand werden die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 in Übereinstimmung mit der Bewegung gesteuert, auch wenn das durch den Vermesser U gehaltene Target 20 bewegt wird, und wird der Laserstrahl L1 ununterbrochen in Richtung des Targets 20 emittiert. In einem Zustand, in dem das Target 20 nachgeführt wird, werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 immer berechnet. Das heißt, das durch das Target 20 reflektierte Laserlicht L2 wird durch die Lichtempfangseinheit 12 empfangen und auf der Grundlage der Entfernung von dem Vorrichtungskörper 10 zu dem Target 20 und der Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 berechnet. Diese Berechnung wird durch die Recheneinheit 151 ausgeführt.
Wie in Schritt S102 aus 3 gezeigt ist, wird nachfolgend bestimmt, ob die Nachführung aufrechterhalten wird. Falls die Nachführung aufrechterhalten wird, wird, wie in Schritt S103 gezeigt ist, bestimmt, ob sich das Target 20 an dem Messpunkt des Objekts W befindet. Zum Beispiel wird bestimmt, dass die Position des Targets 20 an dem Messpunkt ist, wenn das Target 20 für eine vorgegebene Zeitdauer anhält. Alternativ kann bestimmt werden, dass das Target 20 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorgegebenes Auslösesignal ausgegeben wird, an dem Messpunkt ist.
Falls bestimmt wird, dass das Target 20 an dem Messpunkt ist, wird, wie in Schritt S104 gezeigt ist, die Bestimmung der Koordinaten ausgeführt. Das heißt, die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 werden während des Nachführungszustands des Targets 20 immer berechnet. Wenn bestimmt wird, dass das Target 20 an dem Messpunkt ist, werden die dreidimensionalen Koordinaten zu dem Zeitpunkt als die Koordinaten des Messpunkts bestimmt.
Wie in Schritt S105 gezeigt ist, wird nach der Messung bestimmt, ob es einen nachfolgenden Messpunkt gibt. Falls es einen nachfolgenden Messpunkt gibt, kehrt der Prozess zu Schritt S102 zurück und werden die nachfolgenden Schritte wiederholt.
Falls hier die Nachführung des Targets 20 aus irgendeinem Grund gelöst wird, während derartige Messungen ausgeführt werden, wird in Schritt dieS102 Nein bestimmt. 4 zeigt einen Zustand, in dem die Nachführung gelöst ist. In diesem Fall folgt die Emissionsrichtung des Laserstrahls L1 nicht dem Target 20 und bleiben die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 an dieser Position. Dies ist der sogenannte verlorene Zustand.
Wenn die Nachführung gelöst wird, wird, wie in Schritt S106 gezeigt ist, eine Nachführungswiederherstellungsverarbeitung ausgeführt. Die Nachführungswiederherstellungsverarbeitung ist ein Prozess, in dem die Einstrahlungsposition des Laserstrahls L1 und die Position des Targets 20 in der Weise angepasst werden, dass der durch das Target 20 reflektierte Laserstrahl L2 durch die Lichtempfangseinheit 12 empfangen werden kann. Zum Beispiel wird das durch den Vermesser U gehaltene Target 20 in der Weise bewegt, dass es auf die Einstrahlungsposition des Laserstrahls L1 ausgerichtet wird. Alternativ erkennt die Recheneinheit 151 die Position des Vermessers U oder des Targets 20 und gibt sie an die Winkelsteuereinheit 153 eine Anweisung derart, dass der Laserstrahl L1 auf die Position eingestrahlt wird. Die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 können durch die Antriebseinheit 13 eingestellt werden.
Nachfolgend kehrt der Prozess zu dem Schritt S102 aus 3 zurück und wird bestimmt, ob die Nachführung im Gang ist. Falls die Nachführung im Gang ist, wird die Messung von Schritt S103 bis zu Schritt S105 ausgeführt. Falls die Nachführung nicht im Gang ist, wird die Nachführungswiederherstellungsverarbeitung des Schritts S106 wiederholt, bis der Nachführungszustand wiederhergestellt ist. Durch eine derartige Operation werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 gemessen, während das Target 20 mit einem Laserstrahl L erfasst und nachgeführt wird.
[Anzeigeoperation des grafischen Bilds der optischen Achse]
Nachfolgend wird die Anzeigeoperation des grafischen Bilds der optischen Achse beschrieben.
5 ist ein Ablaufplan, der eine Operation zum Überlagern und Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse darstellt.
6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der überlagerten Anzeige des grafischen Bilds der optischen Achse darstellt.
Während der Messung durch die Messvorrichtung 1 (während der Schritte S101 bis S105 in 3) kann die überlagerte Anzeige des grafischen Bilds der optischen Achse, die in 5 und 6 gezeigt ist, unabhängig davon angezeigt werden, ob das Target 20 nachgeführt wird oder nicht nachgeführt wird, oder angezeigt werden, wenn die Nachführung gelöst wird.
Wie in Schritt S201 aus 5 gezeigt ist, wird zunächst ein Bild erfasst. Das Bild wird durch die an der kopfmontierten Anzeige 50 vorgesehene Bilderzeugungseinheit 30 erfasst. Durch die Bilderzeugungseinheit 30 wird das Bild vor der kopfmontierten Anzeige 50 (in der Richtung, in der der Vermesser U zu sehen ist) erfasst.
Wie in Schritt S202 gezeigt ist, wird nachfolgend eine Koordinate gewonnen. Hier werden dreidimensionale Koordinaten des Targets 20 gewonnen. Da die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 in dem Nachführungszustand des Targets 20 durch die Recheneinheit 151 berechnet werden, empfängt die kopfmontierte Anzeige 50 durch die Kommunikationseinheit 53 die Daten der dreidimensionalen Koordinaten, die von der Kommunikationseinheit 152 der Messungssteuereinheit 15 gesendet werden. Andererseits wird die Koordinatenberechnung auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 gewonnenen Bilds (d. h. der Berechnung der zweiten dreidimensionalen Koordinaten durch die Koordinatenberechnungseinheit 55) ausgeführt, falls die Nachführung des Targets 20 gelöst wird. Die Koordinatenberechnungseinheit 55 berechnet die zweiten dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds und/oder anderer Informationen (wie etwa Entfernungsmessungsinformationen).
Wie in Schritt S203 gezeigt ist, wird nachfolgend ein grafisches Bild CG1 der optischen Achse angezeigt. Die Anzeigesteuereinheit 52 der kopfmontierten Anzeige 50 führt die Steuerung zum Überlagern und Anzeigen des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse an einer Position, die der optischen Achse des Laserstrahls L entspricht, in dem Anzeigegebiet der Anzeigeeinheit 51 unter Verwendung der ersten dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20, die durch die Recheneinheit 151 der Messungssteuereinheit 15 berechnet und über die Kommunikationseinheiten 152 und 53 übertragen werden, oder der zweiten dreidimensionalen Koordinaten, die durch die Koordinatenberechnungseinheit 55 berechnet werden, aus.
Wie in 6 gezeigt ist, wird die überlagerte Anzeige des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse in Form einer Augmented Reality (AR) ausgeführt. Das heißt, das durch die Bilderzeugungseinheit 30 der kopfmontierten Anzeige 50 erfasste Bild des wirklichen Raums wird auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigt. Ferner versteht die Recheneinheit 151 die Emissionsrichtung des Laserstrahls L1 auf der Grundlage von Informationen durch die Winkelsteuereinheit 153 und erhält sie Koordinateninformationen eines auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 angezeigten Bilds und Koordinateninformationen des auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigten Targets 20. Diese Informationen werden an die Anzeigesteuereinheit 52 der kopfmontierten Anzeige 50 gesendet und das grafische Bild CG1 der optischen Achse wird in Form der Augmented Reality angezeigt.
In dem in 6 gezeigten Beispiel wird ein grafisches Bild CG1 der optischen Achse, das der optischen Achse des Laserstrahls L1 entspricht, auf dem wirklichen Bild, das tatsächlich angezeigt wird, auf überlagerte Weise angezeigt (überlagerte Anzeige). Der Vermesser U kann auf den Zustand Bezug nehmen, in dem das grafische Bild CG1 der optischen Achse, das die optische Achse des Laserstrahls L1 zeigt, auf dem Bild des wirklichen Raums, das auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 gezeigt ist, überlagert ist. In Abhängigkeit von der Wellenlänge und der Nutzungsumgebung kann der geometrische Ort des Laserstrahls L1 schwer zu sehen sein. Allerdings kann der Vermesser U auf die optische Achse des Laserstrahls L1 Bezug nehmen, da das grafische Bild CG1 der optischen Achse auf der Anzeigeeinheit 51 durch die Augmented Reality angezeigt wird. Das grafische Bild CG1 der optischen Achse wird auf der Anzeigeeinheit 51 an einer Position angezeigt, die der tatsächlichen Position der optischen Achse des Laserstrahls L1 entspricht.
Wenn der Vermesser U in der Anzeige der Augmented Reality die Position der kopfmontierten Anzeige 50 bewegt (die Richtung des Kopfs bewegt), bewegt sich die Position des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse zusammen mit der Bewegung des Bilds des wirklichen Raums. Wenn das grafische Bild CG1 der optischen Achse angezeigt wird, während das Target 20 nachgeführt wird, wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse überlagert und auf einer Linie, die die Lichtquelle 11 und das Target 20 verbindet, angezeigt, und wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse in der Weise angezeigt, dass es dem Target 20 folgt, während sich das Target 20 bewegt.
Andererseits wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse an der Position der optischen Achse angezeigt, wenn die Nachführung gelöst wird, wenn das grafische Bild CG1 der optischen Achse in einem Zustand angezeigt wird, in dem die Nachführung des Targets 20 gelöst ist. Die messende Person U kann die optische Achse (Trajektorie) des Laserstrahls L1, die tatsächlich schwer zu sehen ist, durch Bezugnahme auf das grafische Bild CG1 der optischen Achse, das an dieser Position auf überlagerte Weise angezeigt wird, leicht verstehen. Somit ist es dadurch, dass das Target 20 in der Weise bewegt wird, dass es an das grafische Bild CG1 der optischen Achse angepasst wird, möglich, den Nachführungszustand leicht wiederherzustellen.
Das Obige ist ein Beispiel, in dem die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 durch die Recheneinheit 151 der Messungssteuereinheit 15 berechnet werden. Allerdings kann die Koordinatenberechnungseinheit in der kopfmontierten Anzeige 50 vorgesehen sein und kann die Koordinatenberechnungseinheit die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 berechnen. In diesem Fall werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 durch die Koordinatenberechnungseinheit auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 der kopfmontierten Anzeige 50 erfassten Bilds des Targets 20 und der dreidimensionalen Koordinaten und der Richtung der kopfmontierten Anzeige 50 berechnet. Dadurch können die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 auf der Seite der kopfmontierten Anzeige 50 verstanden werden und kann die Führung geeignet angezeigt werden, auch wenn die Nachführung des Targets gelöst wird.
[Beispiel eines weiteren Betriebs]
Nachfolgend wird ein Beispiel einer Führungsoperation in der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
7 ist ein Ablaufplan, der den weiteren Betrieb darstellt.
Wie in Schritt S301 gezeigt ist, wird zunächst die Nachführung begonnen. Das heißt, der Laserstrahl L1 wird von der Lichtquelle 11 der Messvorrichtung 1 emittiert und der durch das Target 20 reflektierte Laserstrahl L2 wird durch die Lichtempfangseinheit 12 empfangen. Ein empfangenes Lichtsignal wird durch die Recheneinheit 151 verarbeitet und die Recheneinheit 151 gibt an die Winkelsteuereinheit 153 eine Anweisung derart, dass sie die Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 ununterbrochen zum Nachführen des Targets steuert. In einem Zustand, in dem das Target 20 nachgeführt wird, werden die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 durch die Recheneinheit 151 immer berechnet.
Wie in Schritt S302 gezeigt ist, wird nachfolgend bestimmt, ob die Nachführung aufrechterhalten wird. Falls die Nachführung aufrechterhalten wird, wird, wie in Schritt S303 gezeigt ist, das grafische Bild CG1 der optischen Achse in einer ersten Betriebsart angezeigt. Das grafische Bild CG1 der optischen Achse wird auf dem Bild des wirklichen Raums, das auf der Anzeigeeinheit 51 der von dem Vermesser U getragenen kopfmontierten Anzeige 50 angezeigt wird, in Form der Augmented Reality überlagert. In dem Nachführungszustand wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse auf einer Linie, die die Lichtquelle 11 und das Target 20 verbindet, überlagert und angezeigt. Der Vermesser U kann auf das grafische Bild CG1 der optischen Achse, das unter Verwendung der Augmented Reality auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 überlagert und angezeigt wird, Bezug nehmen und die Position der optischen Achse verstehen.
Das grafische Bild CG1 der optischen Achse in dem Nachführungszustand wird in einer ersten Betriebsart angezeigt. In der ersten Betriebsart wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse z. B. grün angezeigt. Der Vermesser U kann dadurch, dass er das grafische Bild CG1 der optischen Achse in der ersten Betriebsart anzeigt, erkennen, dass das Target in dem Nachführungszustand ist.
Wie in Schritt S304 gezeigt ist, wird nachfolgend bestimmt, ob sich das Target 20 an dem Messpunkt des Objekts W befindet. Zum Beispiel wird bestimmt, dass die Position des Targets 20 an dem Messpunkt ist, wenn das Target 20 für eine vorgegebene Zeitdauer anhält. Alternativ kann zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorgegebenes Auslösesignal ausgegeben ist, bestimmt werden, dass das Target 20 an dem Messpunkt ist.
Falls bestimmt wird, dass das Target 20 an dem Messpunkt ist, wird, wie in Schritt S305 gezeigt ist, die Bestimmung der Koordinaten ausgeführt. Das heißt, die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 werden während des Nachführungszustands des Targets 20 immer berechnet. Wenn bestimmt wird, dass das Target 20 an dem Messpunkt ist, werden die dreidimensionalen Koordinaten zu dem Zeitpunkt als die Koordinaten des Messpunkts bestimmt.
Wie in Schritt S306 gezeigt ist, wird nach der Messung bestimmt, ob es einen nachfolgenden Messpunkt gibt. Falls es einen nachfolgenden Messpunkt gibt, kehrt der Prozess zu Schritt S302 zurück und werden die nachfolgenden Schritte wiederholt.
Falls hier die Nachführung des Targets 20 aus irgendeinem Grund gelöst wird, während derartige Messungen ausgeführt werden, wird in Schritt S302 Nein bestimmt. Wenn die Nachführung gelöst wird, wird, wie in Schritt S307 gezeigt ist, eine Winkeländerung angehalten. Dadurch bleibt der Winkel der Lichtquelle 11 und der Lichtempfangseinheit 12 der Winkel zu dem Zeitpunkt, zu dem die Nachführung gelöst wird.
Wie in Schritt S308 gezeigt ist, wird nachfolgend das grafische Bild CG1 der optischen Achse in einer zweiten Betriebsart angezeigt. Die zweite Betriebsart ist ein Anzeigeformat, das von der ersten Betriebsart verschieden ist. Zum Beispiel wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse in der zweiten Betriebsart rot angezeigt. Mit der Anzeige des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse in der zweiten Betriebsart auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 kann der Vermesser U erkennen, dass die Nachführung gelöst wird.
Wie in Schritt S309 gezeigt ist, wird nachfolgend eine Nachführungswiederherstellungsverarbeitung ausgeführt. Die Nachführungswiederherstellungsverarbeitung ist dieselbe wie die in Schritt S106 aus 3 gezeigte Nachführungswiederherstellungsverarbeitung. Nachfolgend kehrt der Prozess zu dem Schritt S302 zurück und wird bestimmt, ob eine Nachführung im Gang ist. Falls eine Nachführung im Gang ist, wird das grafische Bild CG1 der optischen Achse auf die Anzeige in der ersten Betriebsart geändert (Schritt S303) und wird die Messung der Schritte S304 bis 306 ausgeführt. Falls die Nachführung nicht im Gang ist, wird die Nachführungswiederherstellungsverarbeitung ausgeführt, bis der Nachführungszustand wiederhergestellt ist.
In einer derartigen Operation ändert sich die Anzeigebetriebsart des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse (ändert sich z. B. die Farbe) in Abhängigkeit davon, ob die Nachführung des Targets 20 im Gang ist. Somit kann der Vermesser U in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart des grafischen Bilds CG1 der optischen Achse leicht bestimmen, ob das Bild in dem Nachführungszustand oder in dem Zustand mit gelöster Nachführung ist.
[Beispiel einer anderen überlagerten Anzeige]
Nachfolgend wird ein Beispiel einer anderen überlagerten Anzeige in der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der anderen überlagerten Anzeige darstellt.
8 zeigt ein Beispiel der Überlagerung und Anzeige des Messergebnisses des Objekts W. Zum Beispiel wird ein grafisches Bild CG2, das die dreidimensionalen Koordinaten angibt, das das Ergebnis der Berechnung ist, in der Umgebung des tatsächlichen Bilds des Targets 20 in Form der Augmented Reality überlagert und angezeigt, wenn die Berechnung der dreidimensionalen Koordinaten ausgeführt wird, während das Target 20 mit dem Messpunkt des Objekts W berührt wird. Dadurch kann der Vermesser U durch Bezugnahme auf das grafische Bild CG2 der optischen Achse des in der Umgebung des Targets 20 angezeigten Messergebnisses das Messergebnis bestätigen, ohne von dem Target 20 wegzusehen.
[Beispiel einer anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung]
Nachfolgend wird ein Beispiel einer anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung in der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
9 ist ein Ablaufplan, der die Operation der anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung darstellt.
10A und 10B sind schematische Darstellungen, die ein Anzeigebeispiel eines virtuellen Objekts mit einer vorgegebenen relativen Positionsbeziehung in Bezug auf das Objekt, das voreingestellt ist, darstellen. Allgemein ist es zweckmäßig, ein zu messendes Objekt als das Objekt einzustellen, wobei es aber, nicht beschränkt auf das zu messende Objekt, möglich ist, irgendetwas in dem Raum als das Objekt einzustellen.
Der in 9 gezeigte Prozess ist in der in Schritt S106 aus 3 oder in Schritt S309 aus 7 gezeigten Nachführungswiederherstellungsverarbeitung enthalten.
Wenn die Nachführung des Targets 20 gelöst wird, wird zunächst das virtuelle Objekt mit einer vorgegebenen relativen Positionsbeziehung in Bezug auf das Objekt, wie in Schritt S401 gezeigt ist, angezeigt. 10A zeigt ein Beispiel eines grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts. Obgleich die grafischen Bilder CG3 der virtuellen Objekte irgendeine Form aufweisen können, ist es bevorzugt, dass das grafische Bild CG3 eine Form aufweist, die die Ausrichtung des Targets 20, wenn die Nachführungswiederherstellung ausgeführt wird, erleichtert. In der vorliegenden Ausführungsform ist als ein Beispiel das virtuelle Objekt einer Kugel verwendet.
Das grafische Bild CG3 des virtuellen Objekts wird auf der optischen Achse des Laserstrahls L1 zu dem Zeitpunkt angezeigt, zu dem die Nachführung des Targets 20 gelöst wird. Das heißt, das grafische Bild CG des virtuellen Objekts wird in Form einer Augmented Reality auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 überlagert und angezeigt.
Wie in Schritt S402 aus 9 gezeigt ist, wird nachfolgend der Lichtstrahl in Richtung des virtuellen Objekts emittiert. 10B zeigt ein Beispiel, in dem der Laserstrahl L in Richtung des grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts emittiert wird. Auf der Grundlage der von der Recheneinheit 151 gesendeten dreidimensionalen Koordinate des grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts weist die Winkelsteuereinheit 153 die Antriebseinheit 13 an, den Laserstrahl L z. B. in Richtung der Mitte des grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts einzustrahlen. Dadurch wird ein Winkel der Lichtquelle 11 eingestellt und wird der Laserstrahl L von der Lichtquelle 11 in Richtung der Positionen der grafischen Bilder CG3 des virtuellen Objekts eingestrahlt.
Wenn mit einem Laserstrahl L eingestrahlt wird, kann das grafische Bild CG1 der optischen Achse überlagert angezeigt werden. Zu dieser Zeit kann das grafische Bild CG1 der optischen Achse in der Anzeigebetriebsart, die den Zustand mit gelöster Nachführung angibt, (der zweiten Betriebsart) angezeigt werden.
Wie in Schritt S403 aus 9 gezeigt ist, wird nachfolgend eine Ausrichtung des Targets 20 ausgeführt. Der Vermesser U bewegt das Target 20 in der Weise, dass es auf das grafische Bild CG3 des virtuellen Objekts ausgerichtet wird, indem er das auf der Anzeigeeinheit 51 überlagerte grafische Bild CG3 des virtuellen Objekts in der Augmented Reality als eine Führung verwendet. Da der Laserstrahl L in Richtung des grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts emittiert wird, wird der Laserstrahl L1 durch Ausrichten des Targets 20 auf die Position des grafischen Bilds CG3 des virtuellen Objekts sicher auf das Target 20 eingestrahlt und kann der durch das Target 20 reflektierte Laserstrahl L2 zu der Lichtempfangseinheit 12 zurückgeleitet werden. Dadurch kann der Nachführungszustand des Targets 20 wiederhergestellt werden.
Wie oben beschrieben wurde, ist es dadurch, dass das grafische Bild CG3 des virtuellen Objekts, das als eine Führung für die Nachführungswiederherstellung in der virtuellen Realität dient, überlagert und angezeigt wird, wenn die Nachführung des Targets 20 gelöst wird, möglich, leicht zu verstehen, auf welche Position das Target 20 ausgerichtet werden sollte, um die Nachführung wiederherzustellen.
[Beispiel einer anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung]
Nachfolgend wird ein Beispiel einer anderen Nachführungswiederherstellungsverarbeitung in der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die andere Nachführungswiederherstellungsverarbeitung wird ausgeführt, wenn die Nachführung gelöst wird (Nein in dem in 3 gezeigten Schritt S102). In diesem Fall wird zunächst die Bilderzeugung durch die Bilderzeugungseinheit 30 ausgeführt. Das heißt, der Vermesser U erfasst unter Verwendung der Bilderzeugungseinheit 30 der durch den Vermesser U getragenen kopfmontierten Anzeige 50 ein Bild der Umgebung des Targets 20 und des Targets 20 selbst.
Nachfolgend wird eine Koordinatenberechnung ausgeführt. Die Koordinatenberechnung 55 berechnet auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds und/oder anderer Informationen (wie etwa Entfernungsmessungsinformationen) und der durch die Positions-/Lagegewinnungseinheit 54 gewonnenen dreidimensionalen Koordinaten und der Lage (Richtung) der kopfmontierten Anzeige 50 die dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20.
Nachfolgend wird der Emissionswinkel der Lichtquelle 11 eingestellt. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Nachführung gelöst ist, wird der Emissionswinkel der Lichtquelle 11 in einer vorgegebenen Richtung eingestellt und wird der Laserstrahl L1 emittiert. Der Winkel der Lichtquelle 11 wird hier in der Weise eingestellt, dass sie einen Laserstrahl L1 in den zuvor berechneten dreidimensionalen Koordinaten des Targets 20 emittiert. Dadurch kann die Koordinatenberechnungseinheit 55 die dreidimensionalen Koordinaten (zweiten dreidimensionalen Koordinaten) des Targets 20 unter Verwendung der dreidimensionalen Koordinaten der kopfmontierten Anzeige 50 und des durch die Bilderzeugungseinheit 30 oder dergleichen erfassten Bilds berechnen und kann der Emissionswinkel des Laserstrahls L1 automatisch in Richtung der Position der zweiten dreidimensionalen Koordinaten eingestellt werden, so dass die Nachführung des Targets 20 schnell wieder hergestellt werden kann, auch wenn die Nachführung gelöst wird.
[Anderes Beispiel der Führungsoperation]
Nachfolgend wird ein anderes Beispiel der Führungsoperation in der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
11 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel der Führungsoperation darstellt.
12A und 12B sind schematische Darstellungen, die die Führungsoperation darstellen.
Da die in 11 gezeigte Verarbeitung von Schritt S501 bis zu Schritt S505 dieselbe Verarbeitung wie die in 3 gezeigte Verarbeitung von Schritt S101 bis zu Schritt S105 ist, sind die Beschreibungen davon weggelassen.
Wenn die Nachführung der Targets 20 gelöst wird (Nein in der Bestimmung des Schritts S502), führt die Bilderzeugungseinheit 30, wie in Schritt S506 gezeigt ist, die Bilderzeugung aus. Das heißt, unter Verwendung der durch den Vermesser U am Körper getragenen Bilderzeugungseinheit 30 der kopfmontierten Anzeige 50 erfasst der Vermesser U ein Bild der Umgebung des Targets 20 und des Targets 20 selbst.
Wie in Schritt S507 gezeigt ist, wird nachfolgend eine Koordinatenberechnung ausgeführt. Die Koordinatenberechnungseinheit 55 berechnet auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds und/oder anderer Informationen (wie etwa Entfernungsmessungsinformationen) die dreidimensionalen Koordinaten des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Objekts.
Wie in Schritt S508 gezeigt ist, wird nachfolgend der Emissionswinkel der Lichtquelle 11 eingestellt. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Nachführung gelöst ist, wird der Emissionswinkel der Lichtquelle 11 in einer vorgegebenen Richtung eingestellt und wird der Laserstrahl L1 emittiert. Zum Beispiel wird der Winkel der Lichtquelle 11 in der Weise eingestellt, dass der Laserstrahl L1 auf die in dem oben beschriebenen Schritt S507 berechneten dreidimensionalen Koordinaten des vorgegebenen Objekts emittiert wird. Das Objekt, auf das das Laserlicht L1 eingestrahlt werden soll, kann ein Objekt sein, das durch Ausführen einer Erkennung auf der Grundlage des durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bilds, z. B. durch Erkennen des Bilds des Targets 20, voreingestellt ist und das einen Laserstrahl L1 in Richtung des erkannten Targets 20 oder seiner Umgebung emittiert. Es wird angemerkt, dass der Schritt S508 weggelassen werden kann.
Nachfolgend wird die in Schritt S509 gezeigte Führungsanzeige ausgeführt. Das heißt, die Anzeigesteuereinheit 52 führt eine Steuerung zum Anzeigen eines Führungsbilds zum Einstrahlen des Laserstrahls L1 auf das Target 20 auf überlagerte Weise an dem auf der Anzeigeeinheit 51 anzuzeigenden Bild aus. Beispiele der überlagerten Anzeige des Führungsbilds werden später beschrieben.
Wie in Schritt S510 gezeigt ist, wird nachfolgend eine Ausrichtung des Targets 20 ausgeführt. Der Vermesser U bewegt das Target 20, um die Einstrahlungsposition des Laserstrahls L1 in Bezug auf das auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigte Führungsbild anzupassen. Dadurch kann der Nachführungszustand des Targets 20 wiederherstellt werden.
Es werden hier Beispiele der in den Schritten S509 gezeigten überlagerten Anzeigen des Führungsbilds beschrieben. Das Führungsbild wird auf überlagerte Weise in Form der Augmented Reality angezeigt. Die kopfmontierte Anzeige 50 ist mit der Bilderzeugungseinheit 30 versehen und das durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfasste Bild des wirklichen Raums wird auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigt. Ferner erhält die Recheneinheit 151 der Messungssteuereinheit 15 Informationen über die Emissionsrichtung des Laserstrahls L1. Diese Informationen werden an die Anzeigesteuereinheit 52 der kopfmontierten Anzeige 50 gesendet. Die Koordinatenberechnungseinheit 52 enthält die Koordinateninformationen des auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 angezeigten Bilds und die durch die Koordinatenberechnungseinheit 55 berechneten Koordinateninformationen (d. h. die zweiten dreidimensionalen Koordinaten) des Targets 20. Die Anzeigesteuereinheit 52 veranlasst, dass die Anzeigeeinheit 51 das Führungsbild auf der Grundlage dieser Informationen in Form der Augmented Reality anzeigt.
In den in 12A gezeigten Beispielen werden ein grafisches Bild CG4, das eine Richtung und/oder einen Winkel und/oder eine Entfernung zum Bewegen des Targets 20 führt, auf dem wirklichen Bild des Targets 20 überlagert und angezeigt. Das grafische Bild CG4 ist z. B. ein Bild einer geometrischen Figur wie etwa eines Pfeils und wird auf überlagerte Weise in der Umgebung des wirklichen Bilds des Targets 20 angezeigt. Durch die Anzeige der Richtung und der Entfernung durch den Pfeil kann der Vermesser U die Richtung und die Entfernung zum Bewegen des Targets 20 selbst dann erkennen, wenn das grafische Bild CG1 der optischen Achse außerhalb des Anzeigebereichs der Anzeigeeinheit 51 ist.
Das heißt, wenn das Bild des Targets 20 auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 angezeigt ist, ist das grafische Bild CG4 in der Umgebung des Bilds überlagert und angezeigt. Durch Erfassen des Bilds des Targets 20 durch die Bilderzeugungseinheit 30 erkennt die Recheneinheit 151 die Richtung des Targets 20 (die Richtung des Reflektors) und erkennt sie eine Richtung, in der das Target gerichtet werden sollte, um den Laserstrahl L1 zu empfangen.
Das grafische Bild CG4 wird in der Weise angezeigt, dass eine zum Empfangen des Laserstrahls L1 erforderliche Bewegungsrichtung des Targets 20 angegeben wird. Somit ist es dadurch, dass der Vermesser U das Target 20 in Übereinstimmung mit dem grafischen Bild CG4 bewegt, möglich, den Nachführungszustand leicht wiederherzustellen.
In dem in 12B gezeigten Beispiel ist ein grafisches Bild CG5 zur Angabe des Lichtempfangsbereichs des Targets 20 auf einem wirklichen Bild des Targets 20 überlagert. Das grafische Bild CG5 ist z. B. ein Bild einer geometrischen Figur wie etwa ein Kegelformbild, das dem Lichtempfangsbereich entspricht, der in der Lage ist, das Target 20 nachzuführen, und wird auf dem tatsächlichen Lichtempfangsbereich des Targets 20 auf überlagerte Weise angezeigt.
Ähnlich den in 12A gezeigten Beispielen wird das grafische Bild CG5 in der Umgebung des Bilds angezeigt, wenn das Bild des Targets 20 auf der Anzeigeeinheit 51 der kopfmontierten Anzeige 50 angezeigt wird. Dadurch, dass das Bild des Targets 20 durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfasst wird, erkennt die Recheneinheit 151 die Richtung des Targets 20 (die Richtung des Reflektors) und versteht sie auf der Grundlage der erkannten Richtung des Targets 20 den Lichtempfangsbereich.
Das grafische Bild CG5 wird in der Weise angezeigt, dass der Lichtempfangsbereich des Targets 20 angegeben wird, der erforderlich ist, um den Laserstrahl L1 zu empfangen. Somit ist es dadurch, dass der Vermesser U das Target 20 in Übereinstimmung mit dem grafischen Bild CG5 bewegt, möglich, den Nachführungszustand leicht wiederherzustellen.
Wie oben beschrieben wurde, kann der Nachführungszustand des Targets 20 gemäß der Ausführungsform leicht verstanden werden und kann der Vermesser U leicht veranlassen, dass die Messvorrichtung den Nachführungszustand wiederherstellt, wenn der Nachführungszustand des Targets 20 unterbrochen worden ist. Dies ermöglicht, die Arbeitseffizienz der Messung der dreidimensionalen Koordinaten des Objekts W zu verbessern.
[Änderung der Ausführungsform]
Obgleich oben die vorliegende Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben worden, in dem der Vermesser U das Target 20 hält und die Messung ausführt. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet werden, in dem das Target 20 an einem selbstangetriebenen Roboter wie etwa einem Bewegungsmechanismus mit einem Mehrachsenarm angebracht ist und dadurch die Messung ausgeführt wird. Die Form der grafischen Bilder in der Führungsanzeige ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt.
Obgleich in der oben beschriebenen Ausführungsform die Augmented Reality durch die kopfmontierte Anzeige 50 des sogenannten Videodurchsichtsystems verwirklicht ist, in dem ein Bild eines virtuellen Objekts oder dergleichen auf einem durch die Bilderzeugungseinheit 30 erfassten Bild des wirklichen Raums auf der Anzeigeeinheit 51 überlagert und angezeigt wird, kann ferner die kopfmontierte Anzeige des optischen Durchsichtsystems verwendet werden.
Ferner ist eine Erfindung, in der der Fachmann auf dem Gebiet den Entwurf der oben beschriebenen Ausführungsformen geeignet ergänzt, entfernt oder ändert, oder eine Kombination der Merkmale der jeweiligen Ausführungsformen nach Bedarf, solange sie den Hauptgedanken der vorliegenden Erfindung aufweist, ebenfalls in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
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 2007057522 A [0003]
JP 2010054429 A [0004]

Claims

Messvorrichtung, die einen Lichtstrahl in Richtung eines Targets emittiert, das Target erfasst und nachführt und die dreidimensionalen Koordinaten des Targets misst, wobei die Messvorrichtung Folgendes umfasst: eine Lichtquelle zum Emittieren des Lichtstrahls; eine Winkelsteuereinheit zum Steuern eines Emissionswinkels des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls in der Weise, dass er das bewegte Target nachführt; eine Anzeigeeinheit, die an einer Einrichtung vorgesehen ist, die durch einen Vermesser am Körper getragen werden kann; eine Recheneinheit zum Berechnen der dreidimensionalen Koordinaten des Targets auf der Grundlage des Emissionswinkels des Lichtstrahls und des von dem Target zurückkommenden Lichts; und eine Anzeigesteuereinheit, die auf der Anzeigeeinheit angezeigte Informationen auf der Grundlage der durch die Recheneinheit berechneten dreidimensionalen Koordinaten steuert, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung ausführt, um das grafische Bild der optischen Achse an einer Position der optischen Achse des Lichtstrahls zu überlagern und anzuzeigen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Winkelsteuereinheit die Änderung des Emissionswinkels des Lichtstrahls anhält, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird, und die Anzeigesteuereinheit die überlagerte Anzeige des grafischen Bilds der optischen Achse zu dem Zeitpunkt, zu dem die Nachführung des Targets gelöst wird, aufrechterhält.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse in der ersten Betriebsart, wenn das Target nachgeführt wird, und zum Anzeigen des grafischen Bilds der optischen Achse in der zweiten Betriebsart, die von der ersten Betriebsart verschieden ist, wenn die Nachführung des Targets gelöst wird, ausführt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einrichtung Folgendes umfasst: eine Sensoreinheit, die Erfassungsinformationen zum Berechnen einer relativen Position des Targets in Bezug auf die Einrichtung gewinnt; und eine Koordinatenberechnungseinheit, die auf der Grundlage der durch die Sensoreinheit gewonnenen Erfassungsinformationen und der dreidimensionalen Koordinaten und der Richtung der Einrichtung zweite dreidimensionale Koordinaten des Targets berechnet, wobei die Anzeigesteuereinheit in einem Zustand, in dem die Nachführung des Targets gelöst ist, eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen eines virtuellen Objekts, das ein Gebiet angibt, in dem das Target den Lichtstrahl auf dem Target empfangen kann, ausführt.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Winkelsteuereinheit den Emissionswinkel des Lichtstrahls auf der Grundlage der zweiten dreidimensionalen Koordinaten des Targets in der Weise steuert, dass der Lichtstrahl in Richtung einer Position des virtuellen Objekts oder des Targets emittiert wird.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Anzeigen eines virtuellen Objekts mit einer vorgegebenen relativen Positionsbeziehung in Bezug auf das Objekt auf der Anzeigeeinheit ausführt, und die Winkelsteuereinheit den Emissionswinkel des Lichtstrahls in der Weise steuert, dass der Lichtstrahl in Richtung der dreidimensionalen Koordinaten des virtuellen Objekts emittiert wird, wenn die Nachführung des Targets von dem Zustand, in dem die Nachführung gelöst ist, wiederherstellt wird.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen der dreidimensionalen Koordinate des Targets ausführt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen eines Führungsbilds, das eine Richtung und/oder einen Winkel und/oder eine Entfernung zum Bewegen des Targets in der Umgebung des auf der Anzeigeeinheit angezeigten Bilds des Targets führt, ausführt.
Messvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anzeigesteuereinheit eine Steuerung zum Überlagern und Anzeigen eines Objektbilds, das eine Lichtempfangsrichtung und ein Lichtempfangsgebiet des Targets als das Führungsbild auf dem Target angibt, ausführt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7 bis 9, wobei die Einrichtung eine Koordinatenberechnungseinheit enthält, die auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinaten und der Richtung der Einrichtung und der Erfassungsinformationen zweite dreidimensionale Koordinaten des Targets berechnet, um eine relative Position des Targets in Bezug auf die Einrichtung zu berechnen, und die Einrichtung als die dreidimensionalen Koordinaten des Targets die ersten dreidimensionalen Koordinaten oder die zweiten dreidimensionalen Koordinaten oder die dritten dreidimensionalen Koordinaten, die auf den ersten dreidimensionalen Koordinaten und auf den zweiten dreidimensionalen Koordinaten des Targets beruhen, verwendet.
Messvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die dreidimensionalen Koordinaten der Einrichtung auf der Grundlage einer Differenz zwischen den ersten dreidimensionalen Koordinaten und den zweiten dreidimensionalen Koordinaten korrigiert werden.