JP2009526211A - 取扱装置の工具の動きを追跡するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 取扱装置の工具の動きを追跡するための装置及び方法を提供することである。
【解決手段】 取扱装置（２）の工具の動きを追跡するための装置（１）であって、上記工具に位置合わせされ、追跡されることができる少なくとも１つの方向性放射器（５）と、動きを決定するための信号評価装置（４）を有する装置（１）が記載される。上記方向性放射器（５）は固定された空間平面に対して調節可能な角度で方向性ビーム（６）を位置合わせさせるためのアクチュエーター、及び上記信号評価装置（４）に接続され、上記空間平面に対する現在の方向性ビームの角度を決定するための角度センサーを有する。
【選択図】

Description

本発明は取扱装置の工具の動きを追跡するための装置であって、上記工具に位置合わせさせ、追跡されることができる少なくとも１つの方向性放射器と、動きを決定するための信号評価装置とを有し、上記方向性放射器は固定された空間平面に対して調節可能な角度で方向性ビームを位置合わせさせるためのアクチュエーター、及び上記信号評価装置に接続され、空間ビーム平面に対する現在の方向性ビームの角度を決定するための角度センサーを有し、方向性ビームを検出するための方向性ビームセンサーであって、上記工具に対して固定された関係で、および移動可能に配置され、かつ上記信号評価装置に接続された方向性ビームセンサーをさらに備え、上記信号評価装置は少なくとも１つの上記方向性放射器の上記方向性ビームを割り当てられた、移動する方向性ビームセンサーに向かって追跡させるために、及び三次元空間における上記工具の任意の動きを上記方向性ビームの角度の関数として決定するために設定される。

本発明はまた、取扱装置の工具の動きを追跡するための方法に関する。

自動式又は手動式の機械又は装置の形式の取扱装置は、例えば、ロボット、取り付け補助、接着剤塗布ガンとして少なくとも部分的に（又は、適切ならば完全に）十分に周知である。

非接触の様式でかつ周囲との相互作用を伴わずに取扱装置の可動部の速度を決定するために、通常、加速度センサー及び回転速度センサー、及び場合によって磁場センサーから成る通常の慣性システムを使用することができる。

東独特許第３０１５２９Ａ７号は慣性システムで異なった影響によって動作中に位置又は配列が変化する可能性がある光学センサーを較正するための構成を記載している。

独国特許第１９６５１５４３Ｃ１号は長期的な精度を向上させるために衛星に基づいた位置検出を実行する慣性システムを開示している。国際公開ＷＯ９６１０８７３０Ａｌはこれに類似したシステムを記載している。ここで、進路を決定するために２つの衛星ナビゲーション信号受信機及び２つのアンテナが使用されている。

速度を直接的に測定せず、加速度センサーの信号の統合からそれを消去してしまうという慣性システムの性質のために、誤差が加算されてしまう。後者は誤差が大きくなる前の短時間の間だけ速度の決定を可能にする。センサー自体を向上させることによって誤差を最小にすることができるが、物理的／機械的な関係のために、誤差を完全に無くすことはできない。したがって、温度の影響やゼロ点移動によって信号ドリフトが発生する。慣例的な数値計算の限定された精度のために、誤差の丸めも問題となる。

さらに、慣性測定システムの適用はそれらの慣性センサー（角度の及び線形の加速度計）の測定精度によって制限されてしまう。測定精度を上げるために、慣性センサー及び慣性システムは出荷前及び特定の保守期間で特別な試験装置によって較正される。しかしながら、電源投入中及び動作中に確率的に変化するセンサーの特性のパラメーターは事前に較正することができず、対応する測定誤差につながる。

外部の支援的な照合が利用可能でない、非支援の慣性動作における慣性システムの測定誤差を検出及び修正するための方法は独国特許第１９８２４９０４Ａ１号に記載されている。

加速度及び角速度の十分に正確な測定のために適当な値段で大量生産される慣性センサーの使用を可能にするために、独国特許第１９８５８６２１Ｃ２号は最初に、調整操作において試験装置で慣性センサー全体を測定することを提案している。この場合、相殺、設置場所、及びスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）に関連した誤差が慣性センサーの結合マトリクス（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍａｔｒｉｃｅｓ）の係数として取得され、補正値に変換される。そして、それは慣性センサーの測定値の精度を向上させるために動作中に使用することができる。

慣性システムの他に、工具、ロボット、又は加工品の位置を決定するために、画像評価法の支援とともに、カメラ等の画像センサーを使用するという公知の構想がある。多くの場合規定されてない周囲の状況、影の投影、及び画像評価のために必要な高い計算速度のために信頼性及び精度は制限されてしまう。

独国特許第１９７５２２９０Ａ１号は協働する機械装置の位置及び／又は方位を測定する方法及び装置を開示している。これの目的は連続的に又は可能な限り短い間隔で、かつセンサー及び／又は機械装置をそれらの空間測定位置から動かすことなく、機械装置の駆動軸とは無関係に距離、位置、立体角、又は方位、又はそれらから得られる変数の少なくとも１つの変数を相対的に決定するために、固定された測定土台に配置され、可動に配置された機械支柱のセンサー、及び機械装置と協働するセンサーを使用することである。直接座標、又は長さ及び角度測定システムやレーザー干渉計等の非接触測定システム等のために使用される基準システムに対するこれらの座標の変化を利用するセンサーの第１クラスに加え、物点の点対点関係を互いに考慮に入れるための支援となるセンサーの第２クラスを使用することが提案されている。特に、測定システムの２つの点の間の距離、及び基準システムにおける２つの点の間を接続する線の立体角が使用される。第２センサークラスからの個々のセンサーの測定はもはや測定される軸方向の動きに対応しないので、対象とする全てのデータを測定全体から計算する必要がある。これは「平行に動作しているセンサー」として示される。このシステムは可能な動きの方向に対する情報を必要とし、基本的に三次元空間の任意の動きを取得するために使用されない。

（発明の概要）
したがって、本発明の目的は取扱装置の工具の動きを追跡するための改善した装置及び方法を提供することである。

この目的は請求項１に記載の特徴を有する装置、及び請求項１６に記載の特徴を有する方法によって達成される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

動きの追跡は方向付けられるビームによる補助とともに、慣性システムと組み合わされる。そして、慣性センサーの蓄積する誤差は方向性ビームシステムによる補助とともに定期的に修正することができる。不都合な空間的条件等により、方向性ビームの中断がある場合であっても、慣性システムはさらなる追跡のために使用することができる。

好ましくは、工具の加速度を量的に取得するため、及び加速度の方向を取得するために上記工具に少なくとも１つの加速度センサーが接続される。上記加速度センサーはさらに、信号出力とともに信号評価装置に接続される。そして、信号評価装置は工具の動きを追跡するため、及び／又は方向性放射器を加速度センサーの加速度信号の関数として追跡するために設定される。

あるいは、又はそれに加え、慣性センサーはまた、工具の回転速度を量的に取得するため、及び回転方向を取得するために分割されてもよい。そして、慣性センサーに接続された信号評価装置は工具の動きを追跡するため、及び／又は方向性放射器を回転速度センサーの回転速度信号の関数として追跡するために設定される。

そして、好ましくは、工具の並進動作は方向性ビームセンサーの検出された信号の関数として決定され、上記工具の回転動作は回転速度信号の関数として決定される。

信号評価装置を介して協働する方向性ビームセンサー及び方向性放射器は方向性ビームから直接的に測定される変数を必要とすることなく、方向性放射器を方向性ビームセンサーに対して位置合わせさせるために容易に使用することができる。これを達成するために必要なのは、光学ビームが検出されたかどうかに関する光学ビームセンサーからの情報の項目だけである。方向性ビームが方向性ビームセンサーに対して位置合わせされたとき、方向性放射器の角度センサーによる補助とともに、固定された空間平面に対する方向性ビームの少なくとも１つの立体角を容易に決定することができる。工具が三次元空間で動いており、そしてそれに対して配置された方向性ビームセンサーが動いている間、方向性ビームは規定された移動軸に関する情報を必要とせずに、単に、方向性ビームセンサーを追跡する。そして、方向性ビームの角度又は方向性ビームの角度の変化は複雑な算術論理装置又はセンサーシステムを必要とせずに、工具の動き、すなわち、距離、位置、立体角、又は方位、又はそれらから得られる変数を確実かつ正確に追跡するために使用することができる。

この種の動作追跡の重要な長所は、慣性システムで起こるような測定誤差の蓄積が起こらないことである。

少なくとも１つの方向性放射器は方向性ビームを割り当てられた移動する方向性ビームセンサーの方に迅速に追跡させるために、工具の方向の変化を迅速かつ容易に検出することができるように各々が互いに隣り合わせで配置された一群のセンサーから形成される。そして、検出された方向性ビームは、工具が移動するときに、１つのセンサーから隣接するもう１つのセンサーに移される。そして、このことから、及び個々のセンサーの互いに対する既知の空間的位置から、工具の動きの変化を単純な方法で検出すること、及び方向性放射器を方向性ビームセンサーに対して追跡させることを容易に行うことができる。光のビームの個々のセンサーへの追跡は好ましくは、周囲の個々のセンサーが移動方向の検出及び追跡のみに使用されるように、方向性ビームセンサーの中心で実施される。

好ましくは、少なくとも１つのビームセンサーは広領域フォトダイオード、フォトトランジスター、又は位置感知装置（ＰＳＤ：ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）等の光学センサー等の感光性半導体表面部材から形成される。特に単純で、適当な値段かつ信頼性の高い方向性ビームセンサーの実施形態は感光性半導体表面部材、共通アノード又はカソード、及び上記感光性半導体表面部材の対応する表面領域に割り当てられた複数のカソード又はアノードを有する。このような一体的な感光性半導体表面部材が使用された場合、個々のカソード又はアンードは方向性ビームの上記感光性半導体表面部材の表面領域上の違反点（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｉｎｆｒｉｎｇｅｍｅｎｔ）を検出するために使用することができる。

装置は好ましくは、空間平面に対する工具の動きを検出するために単一の方向性放射器を有する。しかしながら、三次元空間の工具の動きを検出するために少なくとも２つの方向性放射器を使用して、方向付けられた放射とともに三角測量を実施することも可能である。

２つ以上の方向性放射器を使用する場合、方向性ビームセンサーが方向性ビームの発生源を検出することができるように、そして信号評価装置が、それらの関数として、方向性ビームの角度を変えるために割り当てられた方向性放射器を起動できるように、方向性放射器は互いに異なる方向性ビームを放射するほうが有利である。

方向性ビームは、例えば、互いに異なる波長、又は互いに異なる変調又は符号化を有することができる。

装置を初期化するために、すなわち、自動的な対象物追跡のために、空間領域は好ましくは、方向性ビームを用いて工具の少なくとも１つの方向性ビームの位置を突き止めるために、方向性ビームによる補助とともに配列方向の順序で走査される。

上記少なくとも１つの方向性ビームが割り当てられた方向性ビームセンサーに位置合わせされた後、上述した方法で移動の追跡を行うことができる。

工具の追跡された動きは、例えば、品質保証のためにメモリーに格納されてもよい。特に、手動式の取り付け及び処理装置の場合、この方法により、作業者が品質規則を遵守しているかを調べることが可能である。このように、例えば、乗り物の車輪を取り付けるときに、車輪のリムのための全ての留めネジが取り付けられ、かつ締められたかを調べることが可能である。

取扱装置は、例えば、部分的又は完全に手動式の取り付け用工具、接着剤ガン等の手動の塗布装置、ロボット、機械工具、又は取扱機械等であってもよい。

以下に、例としての実施形態及び付随する図面とともに本発明を詳細に説明する。

図１は（必須ではない）作業台３上で加工品（図示せず）を処理するために作業者によって使用される取扱装置２の動きを追跡するための装置１の概略図を図示している。取扱装置２は、例えば、接着剤を塗布するための接着剤ガン等の手動の塗布装置である。

取扱装置２は信号評価装置４を介して、方向付けられる放射線６を放射する方向性放射器５に接続されている。方向付けられる放射線６は、例えば、レーザービーム、マイクロ波放射線、テラヘルツ放射線等であってもよい。

方向性放射器５は固定された空間平面に対して調節可能な角度で方向性ビーム６を位置合わせさせるためのアクチュエーター（図示せず）を有する。空間平面は方向性放射器５の固定された取り付け位置によって決まる。方向性放射器５にはまた、空間平面に対する方向性ビーム６の現在の方向性ビーム角度（立体角）を決定するための角度センサー（図示せず）が備えられる。取扱装置２の外側には、方向性ビーム６の検出を補助する、少なくとも１つの方向性ビームセンサー７が配置される。

工具の移動中、方向性ビーム６の移動は方向性ビームセンサー７によって検出され、信号評価装置４に送られる。そして、それは方向性ビーム６を方向性ビームセンサー７の方に追跡させるために方向性放射器５のアクチュエーターを起動する。そして、工具の動きは方向性ビームの角度の変化から、又は方向性ビームの角度自体から直接的に決定することができる。

さらに、取扱装置２は選択的に、加速度センサー等の慣性センサー８を有し、取扱装置２の動きは同様に、慣性センサー８による補助によって加速度から自立的に決定される。慣性センサー８は光学ビームの角度の関数として決定される動きとともに補正を実施するため、そして慣性センサー８の測定誤差の蓄積を回避するために、同様に、信号評価装置に接続される。

加速度センサーの代わりに、又は加速度センサーに加え、慣性センサー８はまた、少なくとも１つの回転速度センサーを有し、それによる補助とともに、回転速度から取扱装置２の回転、すなわち、回転動作を自律的に決定することができる。

そして、図示された装置１は距離、位置、立体角、又は方位、又はそれらから得られる変数のパラメーターの１つを決定するため、及び工具のそれからの動きを得るために使用することができる。

慣性センサー８は上記の変数が決定される取扱装置２に恒久的に固定されている。方向付けられた放射線を処理するために、１つまたは複数の送信機及び／又は受信機が方向性ビームセンサー７として取り付けられる。

図２は取扱装置２として手動の塗布装置の側面図を概略的に図示している。取扱装置２に少なくとも１つの方向性ビームセンサー７、及び慣性センサー８が取り付けられていることが判る。信号評価装置４に伝えられる測定されたデータは、例えば、データケーブル９を介して有線的な様式で、又は選択的な無線的な様式で信号評価装置４に伝えられる。

図３は作業台３及びそれに位置合わせされた方向性放射器５の斜視図を図示している。動作追跡を初期化するために、取扱装置２の方向性ビームセンサーは作業台３によって画定される空間領域を走査することによって自動的に探索される。ここで、方向性ビームは作業台３の縦軸等の、軸の両端の２つの位置の間で交互に位置付けられる。レーザーの点を両端の位置の間で切り替えることによって線が生成される。同時に、好ましくは上記第１軸に垂直な方向を有する、方向性放射器５の第２軸は既定された増分率で、この第２軸の両端の間の全ての値に対して広がっている。これは結果的に、規定された間隔での線の積み重ねとなる。方向性放射器５の方向性ビーム６が方向性ビームセンサー７に衝突するとすぐに、方向性ビームセンサー７の位置の座標が決定される。その後の座標も同様な方法で決定することができる。

方向性ビームセンサー７は、例えば、移動する方向性ビーム６を移動する方向性ビームセンサー７の方に追跡させるための一群のセンサーから構成されてもよい。そして、移動方向は方向性ビーム６の衝突の点の、方向性ビームセンサー７の１つのセンサーから隣接するセンサーへの移動から検出され、方向性ビーム６は方向性放射器５の適当な傾斜によって方向性ビームセンサー７を追跡することができる。

図４は方向性ビーム６の方向性ビームセンサー７への追跡のもう１つの実施形態を図示している。取扱装置２及び方向性ビームセンサー７が移動したとき、方向性ビーム６はもはや方向性ビームセンサー７によって検出されない。動きは連続的に行われるので、比較的短い期間で比較的短い距離しか移動することができないことになる。それゆえ、方向性ビームセンサー７は事前に検知された位置のすぐ近くに存在しているはずである。方向性ビームセンサー７を再探索するために、方向付けられた放射線は、例えば、ゼロから始まる増大する間隔とともに円形、螺旋、長方形等の規定された形状で移動することができ、方向性ビームセンサー７が再び方向性ビーム６を検出するまで最後に検知された位置の周囲でこの移動が行われる。それによって、方向性ビームセンサー７及び取扱装置２又はそれに配置された工具の新規の位置を計算すること、及び取扱装置２の動きを簡単な方法で計算することが可能である。

図５は三角測量システムとして協働する３つの方向性放射器５ａ、５ｂ、５ｃを備えた装置１を図示している。各方向性放射器５ａ、５ｂ、５ｃには割り当てられた方向性ビームセンサー７ａ（隠れた位置にあるため図示されていない）、７ｂ、７ｃが備えられている。

方向性ビーム６ａ、６ｂ、６ｃは好ましくは、方向性放射器５ａ、５ｂ、５ｃを区別するために互いに区別可能である。これは方向性ビーム６ａ、６ｂ、６ｃを符号化すること、又は異なる波長を用いることによって実施することができる。

三角測量は空間平面に対する取扱装置２の動きの検出を可能にするだけではなく、取扱装置２の回転の検出を可能にする。慣性センサー８を備えた付加的な慣性システムは工具の完全な動きの追跡のために本質的に重要ではないが、方向性放射器５と割り当てられた方向性ビームセンサー７との間の二地点間が隠れてしまう場合に動きを連続的に検出することを可能にするとう点で便利である。

取扱装置２における方向性ビームセンサー７及び慣性センサー８の配置は原則的に任意であるが、規定された場合、取扱装置２の先端等の工具への不変的な参照が確実になる。工具のデザインにもよるが、例えば、工具を基準とする様式で、補正マトリクス（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍａｔｒｉｃｅｓ）で規定することができる補正変数（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ）を考慮する必要がある場合もある。

慣性センサー、方向性ビームセンサー、及び方向性ビームセンサーと位置合わせされた方向性放射器を有する、取扱装置の動きを追跡するための装置の斜視図である。 側面から見た、図１の取扱装置の概略図である。 列方向の初期化シーケンスにおける、方向性放射器が位置合わせされた作業台の斜視図を示している。 動きを追跡するための円形方向のビーム経路における作業台及び方向性放射器の概略図を示している。 三角測量のための装置及びそれに位置合わせされた３つの方向性放射器の概略図である。

Claims (24)

1. 取扱装置（２）の工具の動きを追跡するための装置（１）であって、
   前記工具に位置合わせされ、追跡されることができる少なくとも１つの方向性放射器（５）と、
   前記動きを決定するための信号評価装置（４）とを有し、
   前記方向性放射器（５）は、固定された空間平面に対して調節可能な角度で方向性ビーム（６）を位置合わせするためのアクチュエーター、及び前記信号評価装置（４）に接続され、前記空間平面に対する現在の方向性ビームの角度を決定するための角度センサーを有し、
   方向性ビーム（６）を検出するための方向性ビームセンサー（７）であって、前記工具に対して固定された関係で、および移動可能に配置され、かつ前記信号評価装置（４）に接続された方向性ビームセンサーをさらに備え、
   前記信号評価装置（４）は、少なくとも１つの前記方向性放射器（５）の前記方向性ビーム（６）を位置合わせされた移動する方向性ビームセンサー（７）の方に追跡させるために、及び三次元空間における前記工具の任意の動きを前記方向性ビームの角度の関数として決定するために設定され、
   少なくとも１つの慣性センサー（８）は前記工具の加速度及び／又は回転速度を量的に取得するため、及び前記工具の加速度の方向及び／又は回転の方向を取得するために前記工具に接続されており、かつ信号出力とともに前記信号評価装置（４）に接続されており、前記信号評価装置（４）は前記方向性放射器（５）による補助とともに決定された移動情報を用いて、前記慣性センサー（８）の信号による補助とともに決定された移動情報を修正するため、及び前記工具の動きを追跡するため及び／又は前記慣性センサー（８）の加速度及び／又は回転速度信号の関数として前記方向性放射器（５）を追跡するために設定されている、取扱装置の工具の動きを追跡するための装置。
2. 前記信号評価装置（４）は前記工具の動きを追跡するため、及び少なくとも１つの方向性ビーム（６）の中断時に前記慣性センサー（８）による補助とともに決定される前記移動情報の関数として前記方向性放射器（５）を追跡するために設定されている、請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記信号評価装置（４）は前記方向性ビームセンサー（７）の検出された信号の関数として前記工具の並進動作を決定するため、及び前記慣性センサー（８）の回転速度信号の関数として前記工具の回転動作を決定するために設定されている、請求項１又は２に記載の装置（１）。
4. 少なくとも１つの方向性ビームセンサー（７）は各々が互いに隣り合わせで配置された一群のセンサーから形成され、そして前記信号評価装置（４）は前記方向性ビーム（６）の、１つのセンサーから隣接するセンサーへの移動の関数として、かつ前記１つのセンサーの他のセンサーに対する既知の空間位置の関数として少なくとも１つの方向性放射器（５）を追跡するために設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
5. 少なくとも１つの方向性ビームセンサー（７）は、共通アノード又はカソードを備えた感光性半導体表面部材、及び前記感光性半導体表面部材の対応する表面領域に割り当てられた複数のカソード又はアノードから形成され、そして前記信号評価装置（４）は検出された方向性ビーム（６）の、前記感光性半導体表面部材の１つの表面領域から隣接する表面領域の移動の関数として少なくとも１つの方向性放射器（５）を追跡するために設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
6. 前記感光性半導体表面部材はフォトダイオード、フォトトランジスター、又は光学センサーである、請求項５に記載の装置（１）。
7. 前記装置（１）は空間平面に対する前記工具の移動を検出するために単一の方向性放射器（５）を有する、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
8. 前記装置（１）は三次元空間で前記工具の移動を検出するために少なくとも２つの方向性放射器（５）を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の装置（１）。
9. 少なくとも１つの方向性放射器（５）は、レーザービーム、赤外線、超音波放射、マイクロ波放射、又はテラヘルツ放射を放射するように設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
10. 前記信号評価装置（４）は、前記工具の少なくとも１つの方向性ビームセンサー（７）の位置を突き止めるために、前記方向性放射器（５）の前記方向性ビーム（６）による補助とともに空間領域を配列方向の順序で走査することによって前記装置（１）を初期化するために設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
11. 前記信号評価装置（４）は、規定された幾何学形状を走査するために、又は互いに平行に広がる前記空間領域の列を時間内に順番に走査するために設定されている、請求項１０に記載の装置（１）。
12. 前記信号評価装置（４）は、特に、経路曲線を記録するために、前記工具の追跡された動きをメモリーに記録するために設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
13. 複数の方向性放射器（５）は、互いに異なる波長、変調、及び／又は符号化の方向性ビーム（６）を放射するように備えられ、そして前記方向性ビームセンサー（７）及び／又は前記信号評価装置（４）は前記互いに異なる方向性ビーム（６）を選択的に検出するために設定されている、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
14. 前記取扱装置（２）は、手動式取り付け用工具、手動の塗布装置、又は接着剤ガン等の少なくとも部分的に手動式の装置である、先行の請求項のいずれかに記載の装置（１）。
15. 前記取扱装置（２）は、ロボット、機械工具、及び／又は取扱機械である、請求項１〜１４のいずれかに記載の装置（１）。
16. 取扱装置（２）の工具の動きを追跡するための方法であって、
    前記工具に位置合わせされ、追跡されることができる少なくとも１つの方向性放射器（５）を有し、
    ａ）少なくとも１つ方向性放射器（５）の方向性ビーム（６）が前記工具に対して固定され、および移動可能に配置された方向性ビームセンサー（７）によって検出されるように、固定された空間平面に対して特定の角度で前記方向性ビーム（６）を位置合わせさせることと、
    ｂ）移動する工具の場合、前記方向性ビームセンサー（７）によって前記方向性ビーム（６）が検出され続けるように、前記少なくとも１つの方向性放射器（５）とともに前記方向性ビーム（６）を前記方向性ビームセンサー（７）の方に追跡させることと、
    ｃ）追跡中に変化する前記方向性ビームの角度の関数として三次元空間の前記工具の任意の動きを決定することと、の各ステップを有し、
    慣性センサー（８）による補助とともに前記工具の加速度を量的に取得すること、前記方向性放射器（５）による補助とともに決定された移動情報を用いて、前記慣性センサー（８）の信号による補助とともに決定された移動情報を修正すること、及び前記慣性センサー（８）の加速度信号の関数として前記工具の動きを追跡することを継続させることによって特徴付けられる、取扱装置（２）の工具の動きを追跡するための方法。
17. 各々が互いに隣り合わせで配置された一群のセンサーから形成される方向性ビームセンサー（７）による補助とともに前記方向性ビームを検出すること、前記方向付けられた方向性ビーム（６）の、１つのセンサーから隣接するセンサーへの移動を評価すること、及び検出された移動の関数として前記少なくとも１つの方向性放射器（５）を追跡することによって特徴付けられる、請求項１６に記載の方法。
18. 前記検出された方向性ビーム（６）の、感光性半導体表面部材の１つの表面領域から同一の感光性半導体表面部材の隣接する表面領域への移動の関数として前記少なくとも１つの方向性放射器（５）を追跡することによって特徴付けられる、請求項１６又は１７に記載の方法。
19. 少なくとも１つの方向性ビーム（６）の中断時に前記慣性センサー（８）による補助とともに決定される前記移動情報の関数として前記方向性放射器（５）を追跡することによって特徴付けられる、請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記方向性ビームセンサー（７）の検出された信号の関数として前記工具の並進動作を決定すること、及び前記慣性センサー（８）の信号の関数として前記工具の回転動作を決定することによって特徴付けられる、請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
21. 前記工具の前記少なくとも１つの方向性ビームセンサー（７）の位置を突き止めるために、前記方向性放射器（５）の前記方向性ビーム（６）による補助とともに空間領域を配列方向の順序で走査することによる前記装置の初期化が先行することによって特徴付けられる、請求項１６〜２０のいずれかに記載の方法。
22. 規定された幾何学形状を走査すること、又は互いに平行に広がる前記空間領域の列を時間内に順番に走査することによって特徴付けられる、請求項２１に記載の方法。
23. 特に、前記工具の経路曲線を記録するために、前記工具の追跡された動きをメモリーに記録することによって特徴付けられる、請求項１６〜２２のいずれかに記載の方法。
24. 互いに異なる波長及び／又は符号化を有する複数の方向性ビーム（６）を放射すること、及び前記互いに異なる方向性ビーム（６）を選択的に検出することによって特徴付けられる、請求項１６〜２３のいずれかに記載の方法。

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