JP2011252794A - 情報処理システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の外縁と回転保持台の回転軸との距離が三次元測定機の測定可能範囲の長さよりも長い場合であっても回転軸の位置および姿勢の情報を取得する。
【解決手段】情報処理システムは、対象物の三次元形状を測定する三次元測定機と、所定の特徴部と、保持基準部とを備えた校正用対象物と、校正用対象物を保持する回転保持手段と、三次元測定機に対する回転保持手段の回転軸の位置および姿勢の情報である回転軸情報を取得する回転軸情報取得手段と、を備える。そして、保持基準部は、特徴部に対する回転軸の位置および姿勢が既知の配置関係に保持されるための基準であり、回転軸情報取得手段は、保持基準部によって回転保持手段に保持された校正用対象物の特徴部を三次元測定機が測定して得た測定情報を、前記既知の配置関係に基づいて変換することにより回転軸情報を取得する。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転保持台の上に保持した対象物を三次元測定機により測定して得られる複数の三次元形状データから対象物の全周的な三次元形状を表現した三次元形状データを生成する情報処理システムおよびそのプログラムに関する。

従来より、種々の対象物についての三次元形状データを非接触で得るために、光学式の三次元測定機（三次元測定装置）がしばしば用いられる。

対象物の全周についての三次元形状データを得る場合には、回転保持台を用いる手法が知られている。該手法では、先ず、対象物を回転保持台（回転ステージ）の上に保持し、回転保持台を回転させて種々の方向から三次元測定機を用いて対象物を測定することにより、対象物について測定方向の異なる複数の三次元形状データが得られる。

次に、これら複数の三次元形状データの互いの位置合わせを行って繋ぎ合わせることにより、対象物についての全周的な三次元形状データが生成される。

ここで、回転保持台を用いて測定された対象物の三次元形状データの位置合わせを行うために、回転保持台の回転軸の位置および姿勢を示す情報（回転軸情報）と、対象物の測定時における回転保持台の回転角度情報とを用いて位置合わせをする手法が知られている。

この手法によると、回転軸情報を一旦求めておくことによって、三次元測定機と回転保持台との相対的な位置および姿勢、並びに回転保持台と対象物との相対的な位置および姿勢がいずれも変化しない限り、種々の回転角度において測定した三次元形状データを、その回転軸情報と測定時の回転角度情報とを用いて効率的に位置合せすることが可能である。

従来において、特許文献１には、互いに交差する２つの平面を有する回転軸情報算出用の校正用対象物を用いて回転保持台の回転軸情報を求める方法が開示されている。

図１８および図１９は、特許文献１の三次元形状測定システムにおいて使用される回転軸情報算出用の校正用対象物８０を示す図であり、図１８は校正用対象物８０を上方側から見た図、図１９は校正用対象物８０の正面図である。なお、図１８および図１９はともに回転保持台３１上に校正用対象物８０が設置された状態を示している。

特許文献１に開示された三次元形状測定システムにおいては、校正用対象物８０を、その被測定面８１における２平面８２、８３を延長した交線が、回転保持台３１の回転軸の軸線と一致するように回転保持台３１上に配置した状態で、三次元測定機によって２平面８２、８３が測定される。

測定により得られた２平面８２、８３のそれぞれの三次元形状データからは、２平面のそれぞれの近似平面の方程式が求められ、これらの方程式から２平面８２、８３の交線の方程式、すなわち、回転保持台３１の回転軸の位置および姿勢（回転軸情報）が求められる。

次に、校正用対象物８０に代えて回転保持台３１上に対象物が保持され、回転保持台３１が所定の回転角度に回転された状態で、該対象物が三次元測定機によって測定され、該対象物の三次元形状データが求められる。

そして、求められた回転軸を中心として回転保持台３１の回転方向とは逆方向に該所定角度の回転をさせる座標変換パラメータを用いて、求められた三次元形状データを変換することによって、対象物の全周的な三次元形状を表現するように位置合わせされた三次元形状データが取得される。

特開２００２−３２８０１２号公報

ところで、回転保持台の回転軸情報を用いて測定データの位置合わせを行う場合には、回転軸情報算出用の校正用対象物の測定の開始時から各回転角度での対象物の測定の終了時まで三次元測定機と回転保持台との相対的な位置および姿勢の関係を保持する必要がある。

また、各回転角度での対象物の測定の開始時から終了時まで回転保持台と対象物との相対的な位置および姿勢の関係を保持する必要がある。

ここで、非接触式の三次元測定機は、例えば、その光学系の被写界深度などのために、通常、三次元形状データを測定することができる測定可能範囲が、所定の有限領域に限定される。

従って、対象物が回転保持台に保持されたときに、形状測定の対象となる対象物の外縁部と、回転保持台の回転軸との距離が、測定可能範囲の長さよりも長い場合には、三次元測定機と回転保持台との空間的な配置関係を保持した状態では、三次元測定機は、回転軸と、対象物の外縁とのうち一方しか測定することができない。

このため、対象物の外縁部と、回転保持台の回転軸との距離が、三次元測定機の測定可能範囲よりも長い場合には、特許文献１の手法によっては、三次元測定機に対する回転保持台の回転軸の位置および姿勢を取得することができないといった問題がある。

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、三次元測定機が測定する対象物の外縁部と、回転保持台の回転軸との距離が三次元測定機の測定可能範囲のサイズよりも長い場合であっても、三次元測定機に対する回転保持台の回転軸の位置および姿勢の情報を取得できる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、情報処理システムであって、対象物の三次元形状を測定する三次元測定機と、他の部位と識別可能な固有の造形がなされた所定の特徴部と、保持基準部とを備えた校正用対象物と、前記校正用対象物を保持する回転保持手段と、前記三次元測定機に対する前記回転保持手段の回転軸の位置および姿勢の情報である回転軸情報を取得する回転軸情報取得手段と、を備え、i)前記保持基準部は、前記特徴部に対する前記回転軸の位置および姿勢が既知の配置関係となるように前記校正用対象物が前記回転保持手段に保持されるための基準であり、ii)前記回転軸情報取得手段は、前記保持基準部によって前記回転保持手段に着脱自在に保持された前記校正用対象物の前記特徴部を前記三次元測定機が測定して得た測定情報を、前記既知の配置関係に基づいて変換することにより前記回転軸情報を取得することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載された情報処理システムであって、前記回転軸と前記特徴部とが前記保持基準部によって前記既知の配置関係に保たれた状態で、前記校正用対象物が前記回転軸の周りに前記回転保持手段に対して相対的に回転可能であることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１に記載された情報処理システムであって、前記回転軸と前記特徴部とが前記保持基準部によって前記既知の配置関係に保たれた状態で、前記校正用対象物が前記回転軸方向にスライド可能であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１に記載された情報処理システムであって、前記校正用対象物は、所定の複数の方向から前記三次元測定機によってそれぞれ測定することができる複数の箇所に、前記特徴部として相互に識別可能な部分をそれぞれ備えていることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載された情報処理システムであって、前記三次元測定機が複数の回転角度にそれぞれ設定された前記回転保持手段上の測定用対象物をそれぞれ測定することによって得た複数の測定情報に基づいて、前記測定対象物の部分的な三次元形状を所定の座標系でそれぞれ表現した複数の第１の三次元形状データを生成する三次元化手段と、前記三次元測定機に対する前記回転軸の位置および姿勢の情報と、前記複数の回転角度とに基づいて、前記複数の第１の三次元形状データをそれぞれ座標変換することによって前記測定対象物の全周的な三次元形状をそれぞれ表現するように配置合わせされた複数の第２の三次元形状データを生成する座標変換手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、コンピュータにインストールされて実行されることにより、前記コンピュータを、所定の三次元測定機に対する所定の回転保持手段の回転軸の位置および姿勢である回転軸情報を求める情報処理装置として作動させるプログラムであって、前記情報処理装置が、(ａ)前記回転保持手段上に保持された校正用対象物のうち、他の部位と識別可能な固有の造形がなされた所定の特徴部を前記三次元測定機が三次元測定して得た第１データと、(ｂ)前記回転保持手段への保持基準となる前記校正用対象物の保持基準部と、前記回転保持手段の回転軸との既知の位置および姿勢の関係を表現する第２データと、に基づいて前記回転軸情報を取得する回転軸情報取得手段を、備える情報処理装置として機能することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、校正用対象物の特徴部を三次元測定機で測定して得た測定情報を、特徴部と回転軸との既知の配置関係に基づいて変換することにより三次元測定機に対する回転保持手段の回転軸の位置および姿勢の情報を取得するので、三次元測定機が測定する測定対象物の外縁部と、回転保持手段の回転軸との距離が三次元測定機の測定可能範囲のサイズよりも長い場合であっても、三次元測定機に対する回転保持手段の回転軸の位置および姿勢の情報を取得できる。

実施形態に係る情報処理システムの主な構成を例示するブロック図である。 実施形態に係る三次元測定機の測定可能範囲の１例を示す図である。 実施形態に係る情報処理システムの主な機能構成を例示するブロック図である。 実施形態に係る校正用対象物の１例を示す図である。 実施形態に係る校正用対象物の１例を示す図である。 実施形態に係る校正用対象物の配置が変更される様子の１例を示す図である。 実施形態に係る情報処理システムが回転軸情報取得する動作の動作フローの１例を示す図である。 実施形態に係る校正用対象物の１例を示す図である。 実施形態に係る校正用対象物の１例を示す図である。 測定対象物の全周的な三次元形状を表現した三次元形状データの１例を示す図である。 実施形態に係る情報処理システムが測定対象物の三次元形状を測定する様子を例示する図である。 測定対象物の全周的な三次元形状を表現した複数の三次元形状データの取得に係る動作フローの１例を示す図である。 校正用対象物の１例を示す図である。 図１３の校正用対象物の配置が変更されて測定される様子を説明する図である。 校正用対象物の１例を示す図である。 校正用対象物の１例を示す図である。 変形例に係る情報処理システムの主な構成を例示するブロック図である。 従来例に係る回転軸情報算出用の校正用対象物の１例を示す図である。 従来例に係る回転軸情報算出用の校正用対象物の１例を示す図である。

＜Ａ．情報処理システム１００Ａの構成ついて：＞
図１は、実施形態に係る情報処理システム１００Ａの主な構成を例示するブロック図であり、図２は、実施形態に係る三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａの１例を示す図である。また、図３は、実施形態に係る情報処理システム１００Ａの主な機能構成を例示するブロック図である。

図１に示されるように、情報処理システム１００Ａは、制御処理装置２００、三次元測定機１ａ、校正用対象物２Ａ、回転保持装置３０、操作部４２、および表示部４３を主に備えて構成される。

情報処理システム１００Ａは、回転保持装置３０の回転保持台３１に保持された校正用対象物２Ａにおける所定の特徴部を三次元測定機１ａが測定して得た測定情報に基づいて、三次元測定機１ａに対する回転保持台３１の回転軸３５の位置および姿勢の情報である第２回転軸情報２９（図３）を取得する。

また、後述する図１０に示されるように校正用対象物２Ａに代えて回転保持台３１上に測定対象物２０が保持された場合には、先ず、情報処理システム１００Ａの三次元測定機１ａが、所定の各回転角度において測定対象物２０の三次元形状をそれぞれ測定し、三次元測定機１ａを基準とした所定の三次元座標系（「第１座標系」とも称する）における複数の第１三次元形状データ２２（図３）を取得する。

次に、制御処理装置２００が第２回転軸情報２９と、回転保持台３１の回転角度情報２７（図３）とを用いて複数の第１三次元形状データ２２をそれぞれ座標変換することによって、情報処理システム１００Ａは、測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現するように配置合わせされた複数の第２三次元形状データ２３（図３、図１１）を取得する。

◎回転保持装置３０について：
回転保持装置３０は、回転保持台３１と、回転保持台駆動部３２とを主に備えて構成されており、回転保持台駆動部３２は、回転保持台３１を回転させるモータなどのアクチュエータと、該アクチュエータの駆動信号を生成するドライバ回路とを主に備えている。

回転保持台３１は、校正用対象物２Ａまたは測定対象物２０（図１０、図１１）などの対象物を着脱自在に保持する機構部でる。回転保持台３１は、例えば、円盤状の板材などによって構成され、該円盤状の板材の一方の面（「保持面」とも称する）上に静止摩擦力などによって対象物を着脱自在に保持する。

また、回転保持装置３０は、制御処理装置２００の制御部１０から供給される制御信号２６（図３）に基づいて、回転保持台３１を所定の回転軸３５のまわりに矢印Ｙ１方向に回転させ得る。

なお、本発明における「保持」とは、回転保持台３１と対象物との相対的な位置および姿勢を保つことを指している。

例えば、回転保持台３１の保持面が水平上向きになるように回転保持装置３０が設置された場合には、通常、回転保持台３１は、保持面と、保持面状の対象物との間の静止摩擦力によって対象物を保持面に保持する。

また、回転保持台３１の保持面が傾いて設置される場合、あるいは、下向きになるように載置される場合には、通常、回転保持台３１は、チャック機構、ネジ止め機構、または吊り下げ機構などによって対象物を保持面に着脱自在に保持できるように構成される。

このように、回転保持台３１が、チャック機構、ネジ止め機構などによって対象物を保持面に着脱自在に保持したとしても本発明の有用性を損なうものではない。

◎三次元測定機１ａについて：
三次元測定機１ａは、校正用対象物２Ａ（図１）または測定対象物２０（図１０）などの各種対象物の三次元形状のうち、その測定可能範囲６ａ（図１、図２）に内包された三次元形状を非接触で測定する非接触式の三次元測定機である。

三次元測定機１ａは、先ず、不図示の光源および投光光学系を主に備えた投光部１８（図２）から測定用の検出光を該対象物に投光し、該検出光の該対象物からの反射光を、不図示の受光光学系および撮像素子を主に備えた受光部１９（図２）で受光する。

ここで、投光部１８が投光する検出光としては、レーザ光源またはハロゲンランプなどの各種光源からの光が、ビーム状、板状（スリット光）に整形されて、被写体上で走査それる光、または縞模様などのパターン状に整形された光などが採用される。

該撮像素子は、例えば、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）サイズの有効画素数を持つＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される撮像素子である。

受光部１９は、該撮像素子に設けられた各撮像素子がそれぞれ出力する出力信号を、信号処理回路などによって構成される画像取得部１４（図３）へと供給する。

画像取得部１４は、該出力信号を処理することによって、例えば、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）サイズのデジタル画像である画像データ２４を生成する。

また、画像取得部１４は、受光部１９が連続的に撮像した測定可能範囲６ａについての画像を、測定可能範囲６ａの設定状況の確認などに供されるモニタ画像（ビデオ画像）として制御処理装置２００へと供給する。

三次元化部１５は、例えば、ＣＰＵで所定のプログラムを実行することなどによって、投光部１８および受光部１９の各撮像光学系についての基線長、および各撮像光学系の焦点距離などの三次元化パラメータを用いた三角測量の原理で画像データ２４を変換する。

この変換によって、校正用対象物２Ａまたは測定対象物２０などの対象物の三次元形状を第１座標系において表現した三次元形状データ（「第１三次元形状データ」とも称する）２２（図３）が生成される。

第１三次元形状データ２２は、画像データ２４の各画素に対応した対象物上の各点の三次元座標を、第１座標系においてそれぞれ表現した各三次元座標の集合である。

なお、三次元測定機１ａにおいては、通常、受光部１９の撮像素子サイズ、撮像光学系の焦点距離、および投光光学系および撮像光学系のそれぞれの被写界深度などのために、三次元測定機１ａが所定の精度で対象物の三次元形状を測定することができる範囲は、図２に例示されるような所定の測定可能範囲６ａに制限される。

また、三次元測定機１ａとして、上述した検出光を用いるタイプに代えて、例えば、ステレオカメラが撮像する画像間の対応関係と、ステレオカメラの構成に基づく三次元化パラメータなどに基づいて対象物の三次元形状を測定するタイプの測定機を採用したとしても本発明の有用性を損なうものではない。

三次元測定機１ａは、取得した第１三次元形状データ２２および画像データ２４を、制御処理装置２００へと供給する。

なお、上述したように、情報処理システム１００Ａにおいては、第１三次元形状データ２２は、三次元測定機１ａに設けられた三次元化部１５によって取得されているが、例えば、制御処理装置２００に設けられた三次元化部１５によって、第１三次元形状データ２２が取得されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

◎操作部４２および表示部４３について：
操作部４２は、例えば、キーボードあるいはマウスなどによって構成されており、操作者が操作部４２を操作することによって、制御処理装置２００への各種制御パラメータの設定、制御処理装置２００の各種動作モードの設定などが行われる。

表示部４３は、例えば、液晶ディスプレイなどによって構成されており、三次元測定機１ａから制御処理装置２００に供給されるモニタ画像、画像データ２４、第１三次元形状データ２２、および第２三次元形状データ２３（図３）などの各種データの表示、ならびに情報処理システム１００Ａに関する各種情報および制御用ＧＵＩ（Graphical User Interface）などの表示を行う。

情報処理システム１００Ａの操作者は表示部４３に表示されるモニタ画像を参照しつつ、三次元測定機１ａと、校正用対象物２Ａまたは測定対象物２０（図１０、図１１）との相対的な配置関係を調整することができる。

◎制御処理装置２００について：
図３に示されるように、制御処理装置２００は、制御部１０、処理部１１、記憶部４６および各種外部装置との不図示の入出力インタフェースなどを主に備えて構成される。

○制御部１０について：
制御部１０は、例えば、操作部４２から設定された設定内容などに基づいて制御信号２５および２６を三次元測定機１ａおよび回転保持装置３０にそれぞれ供給することによって、三次元測定機１ａの測定動作および回転保持装置３０の回転動作をそれぞれ制御する。

また、制御部１０は、回転保持装置３０からフィードバックされる回転保持台３１の回転角度情報２７を取得して処理部１１へと供給する。

○処理部１１について：
処理部１１は、回転軸情報取得部１２および座標変換部１３を主に備えて構成される。

○回転軸情報取得部１２について：
回転軸情報取得部１２は、先ず、校正用対象物２Ａのうち測定可能範囲６ａに内包された部位についての第１三次元形状データ２２および画像データ２４を測定情報として三次元測定機１ａから取得する。

次に、回転軸情報取得部１２は、測定された部位に設けられた特徴部７０ａ（図５）などの特徴部に対する回転軸３５の位置および姿勢を表した既知の情報である回転軸情報（「第１回転軸情報」とも称する）２８を、記憶部４６に記憶された回転軸情報データベース２８Ａ（図３）から取得する。

なお、回転軸情報データベース２８Ａは、校正用対象物２Ａに設けられた複数の特徴部のそれぞれごとに、特徴部の三次元形状を所定の座標系（「第２座標系」とも称する）で表現した各三次元座標と、特徴部に対する回転軸３５の第１回転軸情報２８とが対応付けられて登録されたデータベースである。

回転軸情報データベース２８Ａに登録されている第１回転軸情報２８は、例えば、三次元測定機１ａとは別の測定手段を用いた値付け、または設計情報に基づく値付けなどによって予め取得されている。

回転軸情報取得部１２は、回転軸情報データベース２８Ａに登録された該特徴部についての三次元形状と、第１三次元形状データ２２における該特徴部の三次元形状との対応に基づいて第１回転軸情報２８を変換し、三次元測定機１ａに対する回転軸３５の位置および姿勢の情報である回転軸情報（「第２回転軸情報」とも称する）２９（図３）を取得する。なお、第２回転軸情報２９の取得手法の詳細については、後述する。

○座標変換部１３について：
座標変換部１３は、先ず、記憶装置４６から第２回転軸情報２９を取得するとともに、制御部１０から回転保持台３１に保持された測定対象物を三次元測定機１ａが測定したときの回転保持台３１の複数の回転角度情報２７を取得する。

そして、座標変換部１３は、取得したこれらの情報を用いて測定対象物についての複数の第１三次元形状データ２２をそれぞれ座標変換することによって測定対象物の全周的な三次元形状をそれぞれ表現するように配置合わせされた複数の三次元形状データ（「第２三次元形状データ」とも称する）２３を生成する。

図３に示される制御部１０および処理部１１は、記憶部４６に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによって実現されるが、これらの機能部が、例えば、専用のハードウェア回路によって実現されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

○記憶部４６について：
記憶部４６は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびハードディスク装置などによって構成される。

記憶部４６は、処理部１１および制御部１０が実行するプログラムおよび制御情報などを記憶するとともに、制御部１０および処理部１１のワークメモリとしても機能する。

また、記憶部４６には、回転軸情報データベース２８Ａ、および回転軸情報取得部１２によって取得された第２回転軸情報２９なども記憶される。

◎校正用対象物２Ａについて：
図４および図５は、情報処理システム１００Ａにおいて第２回転軸情報２９の取得のために用いられる校正用対象物２Ａの１例を示す図である。

なお、図４は、校正用対象物２Ａが回転保持装置３０の回転保持台３１に保持されるときの校正用対象物２Ａと、回転保持台３１との位置関係を示しており、図５は、校正用対象物２Ａが回転保持台３１に保持された様子を示している。

図４および図５に示されるように、校正用対象物２Ａは、３つの平面状の板材２９ａ、２９ｂおよび２９ｃを主に備えて構成されている。

板材２９ｂは、長方形の板材であり、その一面には円筒状の突起部材などによって構成された保持基準部３ａが設けられている。

そして、保持基準部３ａが回転保持台３１に設けられた円筒状の穴部３３ａにはめ込まれることによって、校正用対象物２Ａは、図５に示されるように回転保持台３１上に保持される。

穴部３３ａの中心軸は、回転軸３５と一致しており、校正用対象物２Ａが穴部３３ａを介して回転保持台３１に保持されたときには、円筒状の保持基準部３ａの中心軸が、回転軸３５に一致し、保持基準部３ａは、穴部３３ａの内部で回転軸３５を中心として回転保持台３１に対して相対的に回転可能である。

従って、校正用対象物２Ａが穴部３３ａを介して回転保持台３１に保持された状態で、校正用対象物２Ａは、回転軸３５を回転中心として回転軸３５の周りに矢印Ｙ１に沿って自在に回転可能に構成されている。

また、板材２９ａは、板材２９ｂと略直交するように接合された板材である。より具体的には、板材２９ａおよび２９ｂは、例えば、該２つの板材のうち一方の板材が長手方向に２つに分割されて、他方の板材の表裏にそれぞれＬ字金具等を介したネジ止めされることなどによって接合されている。

校正用対象物２Ａが回転保持台３１に保持されたときの板材２９ａと回転保持台３１との接触を防止するため、図５に示されるように板材２９ｂには略長方形の切り欠き部が設けられている。

また、板材２９ｃは、略直交して接合された板材２９ａおよび２９ｂの端部に形成された＋符号状の側面にＬ字金具等を介して接合された正方形状の板材である。

校正用対象物２Ａを構成する各板材２９ａ〜２９ｃの表裏には、図５に示される３個の平面状マーカ７ａ〜７ｃと同様の平面状マーカが多数設けられている。

各平面状マーカとしては、例えば、薄い円板状の基材の表面に板材２９ａ〜２９ｃの色彩とは異なる単色の塗装が施されたものなどが採用される。すなわち、特徴部７０ａは、特徴部７０ａの周り（平面状マーカ７ａ〜７ｃの周り）の部分と識別可能な固有の造形がなされている。

なお、本発明における「造形」とは、形状、図形、模様、文字など、三次元測定機を用いて非接触で認識（検出）可能な幾何学的要素のうちの１つまたは複数の要素の組合せで構成される外形上の形態を指している。

ここで、平面状マーカ７ａ〜７ｃは、図５に示された測定可能範囲６ａに内包された特徴部７０ａを構成しており、平面状マーカ７ａ〜７ｃの中心を結ぶ線分は、三角形Ｔ１を成している。

また、特徴部７０ａは、回転軸３５に対して三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａのサイズよりも長い距離７２を隔てて設けられており、図５に示された測定可能範囲６ａの設定においては、三次元測定機１ａは、回転軸３５の近傍領域を測定することができない。

ここで、校正用対象物２Ａ上に設けられた多数の平面状マーカのうち、同一直線上にない３以上の所定個数の平面状マーカの各組み合わせは、組み合わせ毎に、特徴部７０ａと同様の特徴部を構成している。

なお、これらの各特徴部がそれぞれ表す各三次元形状（平面状の三次元形状を含む）は相互に異なっている。

このため、回転軸情報取得部１２は、測定可能範囲６ａに内包された特徴部の三次元形状に基づいて、該特徴部が回転軸情報データベース２８Ａに登録された各特徴部の何れであるかを特定することができる。

さらに、回転軸情報取得部１２は、特定された特徴部に対応する第１回転軸情報２８を回転軸情報データベース２８Ａから取得するとともに、第１回転軸情報２８に基づいて第２回転軸情報２９を取得することができる。

図６は、校正用対象物２Ａの配置が変更される様子の１例を示す図である。

図６に示される配置５ａ〜５ｃは、三次元測定機１ａの回転保持台３１に対する相互に異なった位置および姿勢である各配置を示している。

また、測定可能範囲６ａ〜６ｃは、配置５ａ〜５ｃにそれぞれ対応した三次元測定機１ａの測定可能範囲である。

図６において二点鎖線で示された校正用対象物２Ａ１および２Ａ２は、実線で示された校正用対象物２Ａが、反時計方向および時計方向にそれぞれ回転された配置を示している。

校正用対象物２Ａは、校正用対象物２Ａ、２Ａ１および２Ａ２として示された各配置において、測定可能範囲６ａ、６ｂおよび６ｃにそれぞれ内包された部分を有している。

そして、これらの内包された部分には、特徴部７０ａ（図５）と同様の特徴部がそれぞれ１以上存在している。

また、校正用対象物２Ａ（２Ａ１、２Ａ２）を構成する各板材２９ａ〜２９ｃの表裏において、測定可能範囲６ａ、６ｂおよび６ｃにそれぞれ内包された部分以外の部分にも平面状マーカが多数設けられている（図４、図５参照）。

このように、情報処理システム１００Ａにおいて、校正用対象物２Ａは、保持基準部３ａの中心軸の周りに回転保持台３１に対して自在に回転可能に構成されているとともに、校正用対象物２Ａの各部には、相互に異なる三次元形状を有する多数の特徴部が設けられている。

すなわち、校正用対象物２Ａに対する所定の複数の方向から、校正用対象物２Ａが測定することができる校正用対象物２Ａの複数の箇所には、相互に特徴部７０ａと同様の特徴部として識別可能な各特徴部をそれぞれ設けられている。

従って、三次元測定機１ａと校正用対象物２Ａとの相対的な配置関係の多くにおいて、第２回転軸情報２９を取得することが可能な第２三次元形状データ２３および画像データ２４を取得でき、測定に係る作業性を向上させることができる。

また、情報処理システム１００Ａによれば、校正用対象物２Ａは、保持基準部３ａの中心軸と、回転保持台３１の回転軸３５とが一致した状態で、回転軸３５（保持基準部３ａの中心軸）の周りに自在に回転可能に構成されている。

従って、校正用対象物２Ａがどのような回転角度にあったとしても、校正用対象物２Ａに設けられた各特徴部に対する回転軸３５の位置および姿勢、すなわち既知の第１回転軸情報２８は変動しないので、校正用対象物２Ａの回転角度に関わらず、常に、所定の回転軸情報データベース２８Ａを用いて回転軸３５の回転軸情報を取得することができるとともに、回転軸情報データベース２８Ａのデータ量を削減することもできる。

また、回転保持台３１を回転させることなく校正用対象物２Ａを回転保持台３１に対して回転させて、校正用対象物２Ａの配置を変更することによって、校正用対象物２Ａに設けられた各特徴部を、三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａに内包させることが容易となり、測定に係る作業性を向上させることができる。

ところで、三次元測定機１ａが校正用対象物２Ａを測定する測定動作中は、校正用対象物２Ａは、回転保持台３１とともに、三次元測定機１ａに対して静止しておく必要がある。

そこで、校正用対象物２Ａの回転保持台３１への保持状態が安定するように、板材２９ａ〜２９ｃ各部の厚み調整などによる重量配分の調整などによって、該保持状態における校正用対象物２Ａの重心は、回転軸３５近傍にできるだけ近づくように調整されている。

また、回転保持台３１に対して回転された校正用対象物２Ａが、各配置において回転保持台３１に確実に保持されるように、校正用対象物２Ａと回転保持台３１とは、回転保持台３１に離散的に設けられた複数の不図示のねじ穴と、板材２９ｂに離散的に設けられた複数の不図示の穴部とを介してネジ止め固定可能に構成されている。

また、例えば、穴部３３ａにチャック機構を備えて、穴部３３ａに差し込まれた保持基準部３ａを固定することなどによって、校正用対象物２Ａと回転保持台３１とを固定する手法を採用したとしても本発明の有用性を損なうものではない。

＜Ｂ．情報処理システム１００Ａの動作について：＞
＜Ｂ１．第２回転軸情報２９の取得動作について：＞
次に、情報処理システム１００Ａが行う第２回転軸情報２９の取得動作について、校正用対象物２Ａの構成とともに詳しく説明する。

◎情報処理システム１００Ａの動作の説明：
図７は、実施形態に係る情報処理システム１００Ａが第２回転軸情報２９を取得する動作に係る動作フローの１例を示す図である。

以下では、図５に示された特徴部７０ａについての第２回転軸情報２９を取得する場合を例に、第２回転軸情報２９の取得に係る動作について説明する。

図７の動作フローにおいて、先ず、情報処理システム１００Ａの操作者は、測定可能範囲６ａが回転保持台３１に保持された測定対象物２０（図１０）の外縁部を内包し得るように三次元測定機１ａの配置を設定するとともに、校正用対象物２Ａを回転保持台３１の保持面上の所定位置に保持基準部３ａによって着脱自在に保持する（ステップＳ４０１）。

既述したように、回転保持台の回転軸情報を用いて測定データの位置合わせを行う場合には、回転軸情報算出用の校正用対象物の測定の開始時から各回転角度での対象物の測定の終了時まで三次元測定機と回転保持台との相対的な位置および姿勢の関係が保持される必要がある。

また、各回転角度での対象物の測定の開始時から終了時まで回転保持台と対象物との相対的な位置および姿勢の関係も保持される必要がある。

このため、図１（図５）に示された三次元測定機１ａと、図１０に示された三次元測定機１ａとは、回転保持台３１に対して同じ位置および姿勢に配置されている。

また、測定可能範囲６ａは、測定対象物２０の外縁部を内包する必要があるが、測定対象物２０のサイズが大きいため、図１（図５）および図１０（図１１）に示された測定可能範囲６ａと回転軸３５との距離は、測定可能範囲６ａのサイズよりも長くなっている。

なお、図５の例では、校正用対象物２Ａに設けられた同一直線上にない３以上の平面状マーカ７ａ〜７ｃが三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａに内包されている。

次に、操作部４２を介した操作者の操作に応じて情報処理システム１００Ａは、第２回転軸情報２９の取得動作を開始し、三次元測定機１ａは、校正用対象物２Ａの測定動作を行う。

該測定動作によって、三次元測定機１ａは、校正用対象物２Ａのうち測定可能範囲６ａに内包された部分、すなわち特徴部７０ａを有する部分についての画像データ２４（図３）および第１三次元形状データ２２（図３）を測定情報として取得し（ステップＳ４０２）、回転軸情報取得部１２に供給する。

回転軸情報取得部１２は、画像データ２４における各平面状マーカの像を画像処理によって抽出することによって、測定可能範囲６ａに内包された各平面状マーカを検出する（ステップＳ４０３）。

ここで、該画像処理の手法としては、例えば、平面状マーカが撮像された画像データ２４の濃度差などに基づいて各平面状マーカの外縁を検出する手法、またはハフ変換などが採用される。

次に、回転軸情報取得部１２は、像の重心座標を求めることなどによって、ステップＳ４０３で検出した各平面状マーカの像の位置をそれぞれ代表的に表す画像データ２４上の各座標を取得する（ステップＳ４０４）。

さらに、回転軸情報取得部１２は、第１三次元形状データ２２と、画像データ２４との対応関係に基づいて、ステップＳ４０４で取得した各座標に対応した第１三次元形状データ２２における各三次元座標を求め、検出した各平面状マーカの第１座標系における各三次元座標として取得する（ステップＳ４０５）。

回転軸情報取得部１２は、ステップＳ４０５で取得した各三次元座標に基づいて、同一直線上にない３以上の所定個数（ここでは、３個）の平面状マーカの組みである平面状マーカ７ａ〜７ｃ（図５）を特徴部７０ａ（図５）として取得する（ステップＳ４０６）。

また、回転軸情報取得部１２は、平面状マーカ７ａ〜７ｃの各三次元座標を、特徴部７０ａの三次元形状（三角形Ｔ１）を表現した第１座標系における各三次元座標として取得する（ステップＳ４０７）。

次に、回転軸情報取得部１２は、特徴部の三次元形状の一致度合に基づいて、回転軸情報データベース２８Ａに登録されている各特徴部のうちステップＳ４０７で取得した特徴部７０ａに相当するものを探索する。

特徴部の三次元形状の一致度合としては、例えば、検出した特徴部と、回転軸情報データベース２８Ａに登録されている特徴部とにおける、対応する頂角同士の角度差、または対応する辺同士の長さの差などに基づいた指標値が採用される。

この探索によって、回転軸情報取得部１２は、特徴部７０ａが回転軸情報データベース２８Ａに登録された複数の特徴部の何れに相当するかを特定する（ステップＳ４０８）。

なお、探索の結果、特徴部７０ａが回転軸情報データベース２８Ａに登録されていなかった場合には、処理はステップＳ４０６に戻されて他の特徴部が取得され、該特徴部を特定する処理が再度実施される。

特徴部７０ａの特定がなされると、回転軸情報取得部１２は、回転軸情報データベース２８Ａから特徴部７０ａに対する回転軸３５の位置および姿勢の情報である第１回転軸情報２８を取得する（ステップＳ４０９）。

なお、ステップＳ４０８での探索過程においては、特徴部７０ａについて、回転軸情報データベース２８Ａに登録された第２座標系における各三次元座標と、ステップＳ４０７で取得された第１座標系における各三次元座標とをそれぞれ対応づける対応関係も取得される。

回転軸情報取得部１２は、該対応関係に基づいて、回転軸情報データベース２８Ａに登録された特徴部７０ａの各三次元座標を、ステップＳ４０７で取得された特徴部７０ａの各三次元座標にそれぞれ座標変換する変換パラメータを取得する。

回転軸情報取得部１２は、ステップＳ４０９で取得した第１回転軸情報２８に対して該変換パラメータを用いた座標変換を施すことによって、三次元測定機１ａを基準とした回転保持台３１の回転軸３５の位置および姿勢の情報である第２回転軸情報２９を取得し（ステップＳ４１０）、記憶部４６に記憶する。

このように、特徴部７０ａが回転軸３５から三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａのサイズよりも離れており、測定対象物２０の外縁部に対応した測定可能範囲６ａに内包された部位に設けられていれば、測定対象物２０の外縁部と、回転軸３５とを同一の測定可能範囲６ａによっては測定することができない場合であっても、特徴部７０ａの測定情報に基づいて第２回転軸情報２９を取得することができる。

○校正用対象物２Ａに設けられる特徴部のバリエーションについて：
平面状マーカの色彩は、単色に限られず、各平面状マーカが撮像された画像の濃度差などに基づいて、板材２９ａ〜２９ｃから各平面状マーカの画像を抽出可能な、例えば、リング状模様などの各種彩色パターンが採用され得る。

また、各平面状マーカ間で平面状マーカ７ａ自体を相互に識別可能な彩色パターンが採用されても良い。

上述したリング状または相互に識別可能な彩色パターンなどを有する平面状マーカにおいても、平面状マーカ７ａ〜７ｃと同様に同一直線上にない３以上の平面状マーカによって１つの特徴部が構成される。

図８は、実施形態に係る校正用対象物２Ｂの１例を示す図である。また、図９は、実施形態に係る校正用対象物２Ｃの１例を示す図である。

図８に示されるように、校正用対象物２Ｂには、特徴部７０ｂを構成する立体マーカ８ａ〜８ｃが設けられている。

立体マーカ８ａ〜８ｃとしては、例えば、球状、または半球状などの立体形状が採用される。

立体マーカ８ａの位置を表す三次元座標を取得する場合には、三次元測定機１ａによって測定された立体マーカ８ａの三次元形状に対して所定の精度範囲内で形状が一致する球を求め、その球の中心座標を、立体マーカ８ａの位置を表す三次元座標として採用することができる。

このように校正用対象物２Ｂを用いる場合は、立体マーカ８ａの位置を表す三次元座標を取得する工程を除いて、図７に示された動作フローと同様の動作フローによって三次元測定機１ａ（図１）に対する回転軸３５についての第２回転軸情報２９を取得することができる。

また、各立体マーカの立体形状のみに基づいて各立体マーカの検出を行うこともでき、この場合には、画像データ２４は不要となる。

なお、校正用対象物２Ｂを用いる場合には、平面状マーカ７ａ〜７ｃなどを備えた校正用対象物２Ａと同様に、３個以上の所定個数の立体マーカによって、１つの特徴部が構成される。

図９に示されるように、校正用対象物２Ｃには、特徴部７０ｃを構成する二次元コードマーカ９ａが設けられている。

二次元コードマーカ９ａは、例えば「ＱＲコード（登録商標）」などの二次元コードを備えたマーカである。

二次元コードマーカ９ａは、その画像に基づいて、各二次元コードマーカを相互に識別することができる。

従って、１つの二次元コードマーカ９ａの画像上の３以上の同一直線上にない特徴点を抽出し、各特頂点の三次元座標を取得することによって、校正用対象物２Ａを用いる場合と、ほぼ同様にして三次元測定機１ａ（図１）に対する回転軸３５についての第２回転軸情報２９を取得することができる。

すなわち、１つの二次元コードマーカ９ａによって１つの特徴部７０ｃが構成される。

上述したように、情報処理システム１００Ａにおいては、校正用対象物２Ａに代えて、例えば、立体マーカ８ａ〜８ｃを備えた校正用対象物２Ｂ、または、二次元コードマーカ９ａを備えた校正用対象物２Ｃを用いたとしても、本発明の有用性を損なうものではない。

＜Ｂ２．第２三次元形状データ２３の取得動作について：＞
図１０は、実施形態に係る情報処理システム１００Ａが測定対象物２０の全周的な三次元形状を測定する様子を例示する図である。

また、図１１は、図１０の情報処理システム１００Ａが取得した測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現した三次元形状データの１例を示す図である。

また、図１２は、測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現した三次元形状データの取得に係る動作フローの１例を示す図である。

以下では、情報処理システム１００Ａが、９０度の回転角度毎に測定対象物２０を測定し、測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現する４つの第２三次元形状データ２３ａ〜２３ｄ（図１１）を取得する動作について図１０〜図１２を用いて説明する。

まず、情報処理システム１００Ａの操作者は、図１に示される校正用対象物２Ａに代えて、図１０に示されるように測定対象物２０を回転保持台３０の回転保持台３１の保持面上に着脱自在に保持する（ステップＳ５０１）。

また、図１と図１０における三次元測定機１ａ、測定可能範囲６ａ、および回転保持台３１の相互の配置関係は同じである。

ここでは、図１０および図１１に示されるように、測定対象物２０の外縁部の測定漏れが発生せず、かつ、測定対象物２０の外縁部以外の部分もできるだけ測定できるように、測定可能範囲６ａが設定される。

このため、三次元測定機１ａは、例えば、スタンド３６（図１１）などに取り付けられて、測定可能範囲６ａに内包された部分を斜め上方から測定している。

次に、操作部４２を介して操作者が行う測定開始の操作に応じて、情報処理システム１００Ａの制御部１０（図３）は、先ず、回転保持台３１の回転角度を初期値（０度）に設定（初期化）する（ステップＳ５０２）。

回転保持台の回転動作が終了すると、三次元測定機１ａは制御部１０からの制御に応じて測定対象物２０を測定し、第１座標系で表現された第１三次元形状データ２２を取得して（ステップＳ５０３）、処理部１１（図３）に供給する。

第１三次元形状データ２２の取得がされると、制御部１０は、回転保持台３１を９０度所定の方向に回転させる（ステップＳ５０４）。

回転動作が完了すると、制御部１０は、回転保持台駆動部３２（図１０）からフィードバックされる回転角度をチェックし、回転保持台３１が１回転したことにより、回転角度が再び０度（３６０度）になったか否かを判定し（ステップＳ５０５）、回転角度が０度であれば処理を終了する。

該判定の結果、回転角度が０度でなければ、三次元測定機１ａは制御部１０からの制御に応じて測定対象物２０を測定し、第１座標系で表現された第１三次元形状データ２２を取得し（ステップＳ５０６）、処理部１１（図３）に供給する。

座標変換部１３（図３）は、記憶部４６から第２回転軸情報２９を取得し、第２回転軸情報２９により特定される回転軸の周りに、第１三次元形状データ２２を回転保持台３１の回転方向とは逆方向へ回転保持台３１の回転角度の回転をさせることによって、第２三次元形状データ２３を生成する（ステップＳ５０７）。

第２三次元形状データ２３の生成が完了すると、処理は再度ステップＳ５０４に戻されて、回転保持台３１が１回転したことにより、回転角度が再び０度（３６０度）になるまで、ステップＳ５０４〜ステップＳ５０７の測定動作と、第２三次元形状データ２３の生成処理とが繰り返される。

以上の動作によって、情報処理システム１００Ａは、測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現するように位置合わせされた第２三次元形状データ２３ａ〜２４ｄ（図１１）の取得を完了する。

上述したように情報処理システム１００Ａによれば、校正用対象物２Ａの特徴部７０ａを三次元測定機１ａで測定して得た測定情報、すなわち第１三次元形状データ２２および画像データ２４を、特徴部７０ａと回転軸３５との既知の配置関係（既知の位置および姿勢）に基づいて変換することにより三次元測定機１ａに対する回転保持台３１の回転軸３５の位置および姿勢の情報（第２回転軸情報２９）を取得することができる。

従って、三次元測定機１ａが測定する測定対象物２０の外縁部と、回転保持台３１の回転軸３５との距離が三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａのサイズよりも長い場合であっても、三次元測定機１ａに対する回転保持台３１の回転軸３５の位置および姿勢の情報（第２回転軸情報２９）を取得できる。

そして、取得した第２回転軸情報２９に基づいて、情報処理システム１００Ａは、測定対象物２０の全周的な三次元形状を表現するように位置および姿勢を調整された複数の第２三次元形状データ２３を取得することができる。

このように、情報処理システム１００Ａでは、校正用対象物２Ａの各所に複数の相互に識別可能な特徴部が三次元測定機１ａを用いて各種位置および方向から測定可能なように設けられている。

従って、情報処理システム１００Ａによれば、測定対象物のサイズが種々異なる場合であっても、通常、該測定対象物の全周的な三次元形状を表現するように位置および姿勢を調整された複数の第２三次元形状データ２３を取得することができる。

なお、情報処理システム１００Ａにおいては、校正用対象物２Ａに設けられた検出した特徴部に対する回転軸３５の位置および姿勢を直接求めているが、例えば、該特徴部に対する校正用対象物２Ａの位置および姿勢を取得し、該取得情報と、校正用対象物２Ａと回転軸３５との既知の位置および姿勢の関係とに基づいて特徴部に対する回転軸３５の位置および姿勢を求めたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

＜変形例について：＞
◎校正用対象物２Ａのバリエーションについて：
図１３は、情報処理システム１００Ａで使用される校正用対象物２Ｂの１例を示す図である。

図１３に示される校正用対象物２Ｂは、校正用対象物２Ａ（図４、図５）の保持基準部３ａ（図４）に代えて保持基準部３ｂを備えるとともに、保持スライド部４が更に設けられていることを除いて、校正用対象物２Ａと同様に構成されている。

ここでは、校正用対象物２Ｂの各構成のうち、保持基準部３ｂと保持スライド部４とについてのみ説明し、校正用対象物２Ａと同じ構成については説明を省略する。

保持基準部３ｂは、円筒状の部材により構成されており、保持基準部３ｂが穴部３３ａ（図４）にはめ込まれることによって、保持基準部３ｂの中心軸は、回転軸３５に一致し、保持基準部３ｂは、穴部３３ａの内部で回転軸３５を中心として回転可能である。

保持スライド部４は、校正用対象物２Ａにおいて保持基準部３ａが設けられていた板材２９ｂの面とは反対側の面に設けられている部材である。

保持スライド部４は、円筒状の部材に円筒状の中空部が空けられて主に構成されるとともに、例えば、その円筒部の外面から中空部まで貫通する不図示のねじ穴を有し、該ねじ穴には不図示のネジなどが取り付けられて構成されている。

該ネジは、所定方向への回転により保持スライド部４の中空部を貫通する保持基準部３ｂを締め付けるとともに、該所定方向とは逆方向への回転によって保持基準部３ｂの締め付けを解放する。

校正用対象物２Ｂは、保持スライド部４を介した保持基準部３ｂの解放または締め付けによって、保持基準部３ｂに対して上下方向（図１３の矢印Ｙ２の方向）にスライド移動または静止可能に構成されている。

例えば、図１３に示される校正用対象物２Ｂ１は、校正用対象物２Ｂが保持基準部３ｂに沿って移動し、板材２９ｂが回転保持台３１に接したときの配置を示している。

また、保持スライド部４が保持基準部３ｂを締め付けた状態において、校正用対象物２Ｂは、回転軸３５の周りに回転可能（矢印Ｙ１方向）となる。

図１４は、校正用対象物２Ｂの配置が回転軸３５（保持基準部３ｂ）に沿ってスライド移動され、各配置において板材２９ｃにも設けられた特徴部が三次元測定機１ａによって測定される様子を説明する図である。

図１４における校正用対象物２Ｂおよび校正用対象物２Ｂ１は、図１３に示された校正用対象物２Ｂおよび２Ｂ１にそれぞれ相当している。

図１４においては、配置５ａおよび５ｂに配置された三次元測定機１ａの測定可能範囲は、それぞれ測定可能範囲６ａおよび６ｂに設定される。

また、校正用対象物２Ｂおよび２Ｂ１のそれぞれにおける板材２９ｃは、測定可能範囲６ａおよび６ｂにそれぞれ内包されている。

このように情報処理システム１００Ａにおいて校正用対象物２Ｂを用いれば、測定対象物のサイズが回転軸３５方向に大きい場合であっても該測定対象物の外縁部を測定可能な測定可能範囲に校正用対象物２Ｂに設けられた特徴部を内包できる可能性を高めることができる。

従って、校正用対象物２Ｂを用いれば、測定対象物のサイズについての自由度を高めることができ、情報処理システム１００Ａの操作性をさらに向上させることができる。

図１５は、情報処理システム１００Ａで使用される校正用対象物２Ｃの１例を示す図である。

図１５に示された校正用対象物２Ｃは、図４および図５に示された校正用対象物２Ａの回転軸３５と略直交する方向の長さ（長さ２８ａと長さ２８ｂの和）が、延長部材２１によって伸張された校正用対象物である。

延長部材２１は、長さが２８ｃである略長方形の２つの板材が略直交するように接合されたものである。２つの板材の接合は、より具体的には、例えば、２つの板材の一方が長手方向に２つに分割されて、他方の板材の表裏にそれぞれ接合された部材である。

校正用対象物２Ａは、長さ２８ａの部材と、長さ２８ｂの２つの部材が不図示の接続部材を介してネジ止め等によって取り外し可能に継ぎ合わされた構造をしている。

校正用対象物２Ａを校正用対象物２Ｃに変更するときには、校正用対象物２Ａは、該２つの部材に分割され、その間に延長部材２１が不図示の接続部材を介したネジ止め等によって取り外し可能に接合される。

校正用対象物２Ｃは、長さが校正用対象物２Ａと異なることを除いて校正用対象物２Ａと同様の構成を有している。

このように情報処理システム１００Ａにおいて校正用対象物２Ｃを用いれば、測定対象物のサイズが回転軸３５と略直交する方向について、さらに大きい場合であっても該測定対象物の外縁部を測定可能な測定可能範囲に校正用対象物２Ｃに設けられた特徴部を内包できる可能性を高めることができる。

従って、校正用対象物２Ｃを用いれば、測定対象物のサイズについての自由度を高めることができ、情報処理システム１００Ａの操作性をさらに向上させることができる。

図１６は、情報処理システム１００Ａで使用される校正用対象物２Ｄの１例を示す図である。

校正用対象物２Ｄは、図４および図５に示された校正用対象物２Ａにおいて、板材２９ｂの底面に保持基準部３ａの他に保持基準部３ｃ〜３ｅがさらに設けられて構成されている。

保持基準部３ｃ〜３ｅを除いて校正用対象物２Ｄは、校正用対象物２Ａと同じ構成を有している。

また、図１６に示される回転保持台３１ａは、図４に示される回転保持台３１において穴部３３ａの他に、保持基準部３ｃ〜３ｅにそれぞれ対応した穴部３３ｃ〜３３ｅを備えていることを除いて、回転保持台３１と同じ構成を有している。

保持基準部３ａ、３ｃ、３ｄおよび３ｅが、穴部３３ａ、３３ｃ、３３ｄおよび３３ｅにそれぞれはめ込まれことによって、校正用対象物２Ｄは、回転保持台３１ａ上に保持される。

校正用対象物２Ｄは、回転保持台３１ａに対して回転軸３５の周りに回転することはできないが、校正用対象物２Ａと同様に、回転軸３５から三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａのサイズよりも離れた部分に特徴部７０ａ（図５）と同様の特徴部を有している。

従って、情報処理システム１００Ａにおいて校正用対象物２Ｄを用いれば、該特徴部に基づいて校正用対象物２Ａと同様に、三次元測定機１ａに対する回転軸３５の第２回転軸情報２９を取得することができるので、校正用対象物２Ｄを用いたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

なお、校正用対象物２Ｄにおいては、校正用対象物２Ｄと回転保持台３１との相対的な配置は不変であるので、保持基準部３ａの中心軸が回転軸３５とは異なるように保持基準部３ａと穴部３３ａとを設けたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

◎情報処理システムのバリエーションについて：
図１７は、変形例に係る情報処理システム１００Ｂの主な構成を例示するブロック図である。

情報処理システム１００Ｂは、情報処理システム１００Ａ（図１）の三次元測定機１ａに代えてロボット装置５１を備えて構成されており、ロボット装置５１以外の情報処理システム１００Ｂの構成は、情報処理システム１００Ａと同じである。

情報処理システム１００Ｂは、ロボット装置５１に対する回転保持台３１の回転軸３５の位置と姿勢を取得し、取得結果に基づいてロボット装置５１を用いてワークを回転保持台３１の中心位置に載置するパレタイジング動作を行う。

ロボット装置５１は、制御駆動部５２、関節部を有して屈伸可能な腕部５３、腕部５３の先端に取り付けられた手部５４、および三次元測定機１ａを主に備えて構成される。

制御駆動部５２は、制御処理装置２００からの制御に基づいて、回転軸３５ａ周りの腕部５３の回転動作と、関節部での腕部５３の屈伸動作とを制御するとともに、手部５４によるワークの把持解放動作を制御する。

ロボット装置５１は、制御駆動部５２の制御によってワークの回転保持台３１へのパレタイジング動作を行う。

ここで、情報処理システム１００Ｂによって該パレタイジング動作を行うためには、制御駆動部５２に対する回転保持台３１の回転軸３５の位置および姿勢の配置情報が必要となる。

該配置情報を取得するために、例えば、手部５４に三次元測定機１ａを備えて、回転保持台３１の中心部（回転軸３５）を探索する手法も考えられるが、三次元測定機１ａの重量がロボット装置５１の許容重量を超える場合には、この手法を採用できない。

そこで情報処理システム１００Ｂにおいては、制御駆動部５２に対する位置および姿勢が既知である三次元測定機１ａを備えており、三次元測定機１ａが、回転保持台３１に保持された校正用対象物２Ａの特徴部を測定した測定情報に基づいて、回転軸３５の位置および姿勢の配置情報を取得することができる。

また、該配置情報の取得においては、情報処理システム１００Ｂは、三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａが、回転軸３５から測定可能範囲６ａのサイズよりも離れて設定されたとしても、情報処理システム１００Ａと同様に該配置情報を取得することができる。

従って、三次元測定機１ａの重量による制約などのために、三次元測定機１ａの測定可能範囲６ａが、回転軸３５の近傍領域を内包できない場合であっても、情報処理システム１００Ｂは、回転軸３５の位置と姿勢を取得することができ、ワークを回転保持台３１の中心位置に載置するパレタイジング動作を精度良く行うことが可能となる。

また、情報処理システム１００Ｂにおいて、校正用対象物２Ｄ（図１６）を用いれば、校正用対象物２Ｄと回転保持台３１との相対的な配置関係は不変であるため、三次元測定機１ａすなわち制御駆動部５２に対する回転軸３５の位置および姿勢の情報だけでなく、回転保持台３１の回転角度をも取得することが可能となる。

従って、情報処理システム１００Ｂは、ワークの姿勢を考慮しつつ、ワークを回転保持台３１の中心位置に載置するパレタイジング動作を精度良く行うことが可能となる。

１００Ａ，１００Ｂ 情報処理システム
１ａ 三次元測定機
２Ａ，２Ａ１，２Ａ２，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 校正用対象物
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ 保持基準部
４ 保持スライド部
５ａ，５ｂ，５ｃ 配置
６ａ，６ｂ，６ｃ 測定可能範囲
７ａ，７ｂ，７ｃ 平面状マーカ
８ａ，８ｂ，８ｃ 立体マーカ
９ａ 二次元コードマーカ
１８ 投光部
１９ 受光部
２０ 測定対象物
２１ 延長部材
２２ 第１三次元形状データ
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 第２三次元形状データ
２４ 画像データ
２５，２６ 制御信号
２７ 回転角度情報
２８Ａ 回転軸情報データベース
２８ 第１回転軸情報
２９ 第２回転軸情報
３１，３１ａ 回転保持台
３３ａ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ 穴部
３５，３５ａ 回転軸
３６ スタンド
５１ ロボット装置
５２ 制御駆動部
５３ 腕部
５４ 手部
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 特徴部
７２ 距離
Ｔ１ 三角形
Ｙ１，Ｙ２ 矢印

Claims (6)

1. 情報処理システムであって、
   対象物の三次元形状を測定する三次元測定機と、
   他の部位と識別可能な固有の造形がなされた所定の特徴部と、保持基準部とを備えた校正用対象物と、
   前記校正用対象物を保持する回転保持手段と、
   前記三次元測定機に対する前記回転保持手段の回転軸の位置および姿勢の情報である回転軸情報を取得する回転軸情報取得手段と、
   を備え、
   i)前記保持基準部は、前記特徴部に対する前記回転軸の位置および姿勢が既知の配置関係となるように前記校正用対象物が前記回転保持手段に保持されるための基準であり、
   ii)前記回転軸情報取得手段は、前記保持基準部によって前記回転保持手段に着脱自在に保持された前記校正用対象物の前記特徴部を前記三次元測定機が測定して得た測定情報を、前記既知の配置関係に基づいて変換することにより前記回転軸情報を取得することを特徴とする情報処理システム。
2. 請求項１に記載された情報処理システムであって、
   前記回転軸と前記特徴部とが前記保持基準部によって前記既知の配置関係に保たれた状態で、前記校正用対象物が前記回転軸の周りに前記回転保持手段に対して相対的に回転可能であることを特徴とする情報処理システム。
3. 請求項１に記載された情報処理システムであって、
   前記回転軸と前記特徴部とが前記保持基準部によって前記既知の配置関係に保たれた状態で、前記校正用対象物が前記回転軸方向にスライド可能であることを特徴とする情報処理システム。
4. 請求項１に記載された情報処理システムであって、
   前記校正用対象物は、所定の複数の方向から前記三次元測定機によってそれぞれ測定することができる複数の箇所に、前記特徴部として相互に識別可能な部分をそれぞれ備えていることを特徴とする情報処理システム。
5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載された情報処理システムであって、
   前記三次元測定機が複数の回転角度にそれぞれ設定された前記回転保持手段上の測定用対象物をそれぞれ測定することによって得た複数の測定情報に基づいて、前記測定対象物の部分的な三次元形状を所定の座標系でそれぞれ表現した複数の第１の三次元形状データを生成する三次元化手段と、
   前記三次元測定機に対する前記回転軸の位置および姿勢の情報と、前記複数の回転角度とに基づいて、前記複数の第１の三次元形状データをそれぞれ座標変換することによって前記測定対象物の全周的な三次元形状をそれぞれ表現するように配置合わせされた複数の第２の三次元形状データを生成する座標変換手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする情報処理システム。
6. コンピュータにインストールされて実行されることにより、前記コンピュータを、所定の三次元測定機に対する所定の回転保持手段の回転軸の位置および姿勢である回転軸情報を求める情報処理装置として作動させるプログラムであって、
   前記情報処理装置が、
   (ａ)前記回転保持手段上に保持された校正用対象物のうち、他の部位と識別可能な固有の造形がなされた所定の特徴部を前記三次元測定機が三次元測定して得た第１データと、
   (ｂ)前記回転保持手段への保持基準となる前記校正用対象物の保持基準部と、前記回転保持手段の回転軸との既知の位置および姿勢の関係を表現する第２データと、
   に基づいて前記回転軸情報を取得する回転軸情報取得手段を、
   備える情報処理装置として機能することを特徴とするプログラム。

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