JP2001520747A - ポイントの位置を決定する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、測定ポイント６および少なくとも３つの基準ポイント２、３、４を有するホルダー１を使用して、ポイントの位置を決定する方法に関し、前記測定ポイント６が測定したいポイントに置かれ、前記基準ポイント２、３、４の位置が測定され、前記ポイントの位置が計算され、前記測定ポイント６の位置が、後者を固定ポイントに保持して、ホルダー１を様々な位置に回転し、次にホルダー１の少なくとも２つの異なる位置で基準ポイント２、３、４の位置を測定し、基準ポイント２、３、４に対する測定ポイント６の相対位置を計算することによって決定されるホルダー１を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポイントの位置を決定する装置および方法 本発明は、一方で、一直線上になくて互いに対して位置が分かっている少なく とも３つの基準ポイントを有し、他方で測定ポイントを有するホルダーを使用し 、前記測定ポイントが、位置が決定されるべきポイントに対して配置され、次に 、前記基準ポイントの位置を測定し、前記基準ポイントの位置に基づき、前記ポ イントの位置を計算する、ポイントの位置を決定する方法に関する。 現在の最新技術では、測定ポイントが基準ポイントに対して常に固定位置を占 めると見なしたホルダーを使用する。その結果、前記ポイントの位置の測定が不 正確になることが多い。それはこの位置が変化し得るからである。 ドイツ特許出願第３３４０３１７号は、２つの基準ポイントが設けられた長い ホルダーについて記載し、該ホルダーはポイントの位置測定時にそれの軸を中心 に回転されなければならない。前記ホルダーをこのように回転すると、必然的に 角度がずれ、したがって測定が精密でなくなる。また、前記測定ポイントの位置 を決定することができるためには、測定ポイントから基準ポイントまでの距離を 非常に正確に人力で測定しなければならず、無視できない誤差を招くことがある 。さらに、この距離は、バーの撓みによっても変化し、その結果、大抵の場合、 特定ポイントの位置を十分正確に測定することが不可能である。 本発明は、非常に正確に測定を実行できる測定システムを提示することにより 、これらの欠点を全て克服することを目的とする。 そのため、前記測定ポイントを固定した位置に保持し、ホルダーを様々な位置 で回転させ、次にホルダーの少なくとも２つの異なる位置で基準ポイントの位置 を測定し、前記基準ポイントの測定した位置から、基準ポイントに対する測定ポ イントの相対位置を計算することによって、前記測定ポイントの位置を決定する ホルダーを使用する。 そのため、前記基準ポイントの位置は、ホルダーの位置ごとに数回測定され、 少なくとも３つの基準ポイントで平均位置が決定され、測定ポイントまたは前記 ポイントの相対位置が、少なくとも３つの基準ポイントの平均位置から計算され るのが有利である。 有利な方法では、物体上のポイントの位置は、ホルダーの少なくとも１つの位 置について、前記基準ポイントの位置を測定することによって決定されることが でき、測定ポイントが前記ポイントに対して配置され、次に基準ポイントの位置 から、基本的に測定ポイントの位置に対応する前記ポイントの位置を計算する。 特に有利な方法では、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光ポイントが前記基準 ポイントに使用され得る。 本発明による方法の特定の実施形態によると、前記基準ポイントは、好ましく はアドレス可能なカメラで、少なくとも２つの異なる位置から観察される。 本発明は、少なくとも３つの基準ポイントおよび１つの測定ポイントを設けた ホルダーで、ポイントの位置を測定する装置にも関し、前記装置は、前記基準ポ イントの位置が、特に、本発明による方法を適用することによって決定され得る ように計算装置とともに作用する検出器を備えている。 本発明による装置の好ましい実施形態によると、前記測定ポイントには、前記 ホルダーに着脱可能に装架された測定ポイントが設けられている。 本発明のさらなる好ましい実施形態によると、前記検出器は、少なくとも２つ のアドレス可能な光学カメラを備える。 前記基準ポイントは、光ポイント、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成する ことが好ましい。 本発明の他の特徴および利点は、本発明による方法および装置の実施形態に関 する以下の記述から明白になる。この記述は例証によってのみ与えられ、決して 請求された保護範囲を限定するものではなく、以下で使用する参照数字は、添付 図面に関連する。 図１は、３つの基準ポイントおよび１つの測定ピンを有するホルダーの略図で ある。 図２は、表面上に配置したホルダーの２つの位置を表す略図である。 図３は、測定ピンを表す略図である。 図４は、測定ボールを設けた測定ピンの一部の概略縦断面図である。 異なる図において、同じ参照番号は同じまたは同様の要素を指す。 図１に示される装置は、本発明により、３つの基準ポイント２、３および４を 有するホルダー１を備え、基準ポイントは前記ホルダー１に対して固定される。 さらに、ホルダー１には、測定ポイント６を有し、着脱可能に装架された測定ピ ン５が設けられている。この装置は、少なくとも１つの検出器（図示せず）、特 に光学カメラも備え、これは前記基準ポイント２、３および４を少なくとも２つ の異なる既知の位置から観察することができる。装置には、コンピュータの形態 の計算機構（これも図示せず）も設けられ、これによって前記基準ポイントの空 間的位置が、カメラの位置および前記カメラで観察した基準ポイント２、３また は４の位置から既知の数学的計算によって決定されることを可能にする。 この方法で前記基準ポイント２、３および４の位置を計算することにより、固 定した基準システムに対するホルダー１の位置を知ることができる。 前記基準ポイント２、３および４に対する測定ポイント６の相対位置を決定す るため、本発明による方法により、ホルダー１の測定ポイント６が固定場所に保 持される。これは、例えば前記測定ポイント６を、図２に示すように堅固な表面 ７に当てることによって実行することができる。 次に、ホルダー１が前記測定ポイント６に対して回転させられ、基準ポイント ２、３および４の位置が、ホルダー１の少なくとも２つの異なる位置について決 定される。ホルダー１の第２位置が、図２の点線で示される。 ホルダー１の回転中、基準ポイント２、３および４のそれぞれは、凸状表面上 にある。個々の凸状表面２’、３’および４’が点線で概略的に示され、これら は測定ポイント６と一致する同じ中心を有する。 この方法で、測定ポイント６の位置が、ホルダーの２つの異なる位置または方 向について、基準ポイント２、３および４の測定位置から計算される。 測定ポイント６の相対位置が、この方法で３つの基準ポイント２、３および４ に対して決定されたら、物体の任意のポイントの位置が、これから導かれ得る。 このことは、ホルダー１と共に測定ポイント６を、物体上のこの測定されるべき ポイントに当てて、ホルダー１の位置を決定し、次に基準ポイント２、３および ４の位置を測定することによりなされ得る。 本発明による方法の別の可能な実施形態では、図４に示される如く、測定ピン ５を使用する。前記ピン５はその自由端に中心ポイント８および既知の半径ｒを 有する測定ボール９が設けられ、さらに、これが中心８を中心に回転でき、した がって回転ポイントを形成するように構築される。その結果、上述した測定ポイ ント６が前記ボール９の表面上にある。 測定ボール９を有するホルダー１が、測定されるべきポイントに当てられると き、この動作中に基準ポイント２、３および４の種々の位置が測定される。これ らの位置から、ホルダーを測定されるべきポイントまで運ぶためにホルダー１が 移動した方向および向きが決定される。 上述した方法により、前記中心ポイントまたは回転ポイント８の位置は、前記 中心ポイント８に対するホルダー１の様々な回転位置について、基準ポイント２ 、３および４の測定した位置から計算されることができ、測定ポイント６の位置 は、測定ボール９の半径ｒおよび上述した方向および向きから計算されることが できる。 本発明による方法は、ホルダー１の測定ピン５が、位置が測定されるべき物体 上のポイントの位置に適した形状を有する別の測定ピン５と交換されることを許 す。上記の方法の助けにより、単純かつ迅速な方法で、ホルダー１に装架された 任意の測定ピン５の測定ポイント６の基準ポイント２、３および４に対する相対 位置を決定することができる。 測定ピン５の一例が図３に示される。この測定ピンはフック形状であり、届き にくい物体上のポイントの位置を測定することを可能にする。 測定または計算による位置への電気または機械的ノイズの影響を低下させ、し たがって精度を向上させるため、基準ポイント２、３および４の各位置が、比較 的高い頻度で数回測定される。同じ基準ポイント２、３、４の様々な測定値から 平均値が計算され、これによってノイズの影響を低下させ、基準ポイントの位置 のより正確な決定を得る。 ホルダー１の基準ポイント２、３および４は、ランプまたは発光ダイオード（ ＬＥＤ）などの光ポイントで構成することが好ましい。このような基準ポイント ２、３および４の位置を測定するために、２つの光学カメラが使用される。こ れらのカメラは、互いに角度をつけて、それぞれ分かっているが異なる位置に配 置される。 本発明による方法の好ましい実施形態では、これらのカメラとしてアドレス可 能なカメラが選択される。このようなカメラの使用は、基準ポイントの位置の測 定および計算が非常に高速かつ非常に高精度で実行されることを許す。この場合 、ベルギー特許出願第９７００１４３号に記載された測定システムが適用され得 る。 本発明による方法の特定の実施形態では、基準ポイント２、３および４の位置 が順番に測定される。基準ポイントがＬＥＤで形成される場合、これらはそれぞ れ、計算機構が理解している順序で別個に起動される。 本発明による方法の上記の実施形態に対する変形では、前記実施形態にはスイ ッチ（図示せず）が設けられ、これによってホルダー１の静止時に信号が供給さ れることを許す。前記スイッチは、異なる基準ポイント２、３および４の位置を 測定するよう、前記信号または別の信号を計算機構および／またはカメラに提供 する。スイッチは、例えば単純な押しボタンによって、手動で操作される。特定 のケースでは、カメラまたは他の検出システムの助けにより、基準ポイント２、 ３および４が基本的にもはや移動していないことが判明した場合に、前記基準ポ イントの位置を測定するよう、自動的に作動するスイッチを設けることができる 。 場合によっては、前記測定ポイント６が物体、つまり測定されるべきポイント に当てられた時に前記信号が生成されるよう、スイッチは測定ポイント６と組み 合わせて作動することができる。このようなセンサーは、いわゆる接触センサー を形成し、測定ポイント６の位置が決定される時は、後者が測定されるべき物体 上のポイントに接触していることを保証する。 上述したスイッチは、ホルダー１に装架されることが好ましい。 本発明による装置の別の実施形態では、ホルダー１の位置に関係なく、少なく とも３つの基準ポイントの位置がカメラで観測されて測定されるよう、少なくと も幾つかの基準ポイントが、前記ホルダーを囲む円に配置される。冗長性によっ て、測定ポイント６の位置について、より高精度の結果が獲得されるよう、４つ 以上の基準ポイントの位置が測定されることが好ましい。 本発明による装置は、さらに、測定される位置の許容差を越えた場合に警告信 号を提供することができる、それ自体は既に知られている手段を備える。これは 、例えば基準ポイントのうち１つが緩むか、測定ポイント５がホルダー１に対し て多少移動した場合である。 本発明は、言うまでもなく、上述した方法および図で示した装置に制限される ものではない。例えば、ホルダー１には多様な基準ポイントを設けることができ 、それは種々の形態をとることができる。 ホルダーには、例えば反射器または超音波源など、他の形態の光ポイントを有 する基準ポイントを設け、上述した検出器を適切なマイクロフォンで形成するこ ともできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１１月２７日（１９９８．１１．２７） 【補正内容】 11．少なくとも３つの基準ポイント（２、３、４）および１つの測定ポイント （６）が設けられたホルダー（１）を備えた請求項１から１０のいずれか一項に 記載の方法を適用するための装置であって、前記装置が、計算機構とともに作動 して前記基準ポイント（２、３、４）の位置を決定する検出器を備えた装置にお いて、前記測定ポイント（６）には、前記ホルダー（１）に着脱可能に装架され た測定ピン（５）が設けられていることを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ポイントの位置を決定する方法で、測定ポイント（６）および一直線上に ない少なくとも３つの基準ポイント（２、３、４）を有するホルダー（１）を使 用し、前記測定ポイント（６）が測定したいポイントに置かれ、次に前記基準ポ イント（２、３、４）の位置が変換され、前記基準ポイント（２、３、４）の位 置に基づいて前記ポイントの位置が計算される方法において、前記測定ポイント （６）の位置が、後者を固定ポイントに保持して、ホルダー（１）を様々な位置 に回転し、次にホルダー（１）の少なくとも２つの異なる位置で基準ポイント（ ２、３、４）の位置を測定し、前記基準ポイント（２、３、４）の測定した位置 から、基準ポイント（２、３、４）に対する測定ポイント（６）の相対位置を計 算することによって決定されるホルダー（１）を使用することを特徴とする方法 。 2. 請求項１に記載の方法において、前記ホルダー（１）が前記測定ポイント （６）に対して様々な位置に回転されることを特徴とする方法。 3. 請求項１または２に記載の方法において、前記ホルダー（１）が前記測定 ポイント（６）から既知の距離（ｒ）で回転ポイント（８）に対して様々な位置 に回転され、前記測定ポイント（６）が位置が決定されるべきポイントに置かれ たとき、測定ポイント（６）に対する前記回転ポイント（８）の相対位置が前記 ホルダー（１）の動作方向から決定されることを特徴とする方法。 4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、前記基準ポイント （２、３、４）の位置がホルダー（１）の同じ位置で数回測定され、少なくとも ３つの基準ポイント（２、３、４）で平均位置が決定され、測定ポイント（６） または前記ポイントの相対位置が少なくとも３つの基準ポイント（２、３、４） の平均位置から計算されることを特徴とする方法。 5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の方法において、物体上のポイント の位置がホルダー（１）の少なくとも１つの位置で前記基準ポイント（２、３、 ４）の位置を測定することによって決定され、測定ポイント（６）が前記ポイン トにおかれ、次に測定ポイントの位置に基本的に対応する前記ポイントの位置が 前記基準ポイント（２、３、４）の位置から計算されることを特徴とする方法。 6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の方法において、発光ダイオード（ ＬＥＤ）などの光ポイントが前記基準ポイント（２、３、４）に使用されること を特徴とする方法 7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法において、前記基準ポイント （２、３、４）が好ましくはアドレス可能なカメラで少なくとも２つの異なる位 置から観察されることを特徴とする方法。 8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法において、前記検出器（１） が基本的に静止している時に感知され、前記検出器（１）が基本的に静止してい る時に基準ポイント（２、３、４）の位置が測定されることを特徴とする方法。 9. 請求項から８のいずれか一項に記載の方法において、自由端が上述した測 定ポイント（６）を形成する交換可能な測定ピン（５）を有するホルダー（１） が使用されることを特徴とする方法 10．測定ポイント（６）および一直線上にない少なくとも３つの基準ポイント （２、３、４）を有するホルダー（１）を較正する方法において、ホルダー（１ ）の前記測定ポイント（６）が固定位置に保持され、次にホルダー（１）が様々 な位置に回転され、ホルダー（１）の少なくとも２つの位置で基準ポイント（２ 、３、４）の位置が測定され、基準ポイント（２、３、４）に対する測定ポイン ト（６）の相対位置が基準ポイント（２、３、４）の相対位置から計算されるこ とを特徴とする方法。 11．少なくとも３つの基準ポイント（２、３、４）および１つの測定ポイント （６）が設けられたホルダー（１）でポイントの位置を測定する装置であって、 前記装置が、計算機構とともに作動して前記基準ポイント（２、３、４）の位置 を決定する検出器を備え、特に請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を 適用する装置において、前記測定ポイント（６）には、前記ホルダー（１）に着 脱可能に装架された測定ピン（５）が設けられていることを特徴とする装置。 12．請求項１１に記載の装置において、前記検出器が少なくとも２つのアドレ ス可能な光学カメラを備えることを特徴とする装置。 13．請求項１１または１２に記載の装置において、前記基準ポイント（２、３ 、 ４）が光ポイント、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されることを特徴とす る装置。 14．請求項１１から１３のいずれか一項に記載の装置において、前記基準ポイ ント（２、３、４）の少なくとも幾つかが前記ホルダー（１）を囲む円上にあり 、したがって少なくとも３つの基準ポイント（２、３、４）が前記ホルダー（１ ）の位置に関係なく、前記検出器から観察され、測定され得ることを特徴とする 装置。 15．請求項１１から１４のいずれか一項に記載の装置において、該装置が、ホ ルダー（１）が静止しているか、測定ポイント（６）が測定されるべきポイント に置かれたとき、常に信号を提供できるようにするスイッチを備え、この信号が 前記測定ポイント（６）の位置を測定すべき時を決定することを特徴とする装置 。 16．請求項１５に記載の装置において、前記スイッチがホルダー（１）上に設 けられていることを特徴とする装置。