JP2015224960A - 位置計測装置及び位置計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定ヘッドを用いて位置計測処理とコマンド処理とを的確に切り替えて所望の処理を実行することができる位置計測装置及び位置計測方法を提供すること。
【解決手段】位置計測装置は、所定の座標系における位置の検出箇所を指定する測定ヘッドと、測定ヘッドにより指定された検出箇所の前記座標系での座標を取得する座標取得部と、前記座標系での第１領域及び第２領域を記憶する領域記憶部と、座標取得部で取得した座標に基づき処理を実行する制御部と、を備える。制御部は、座標取得部で取得した座標が第１領域内である場合、対象物の位置を測定する処理を実行する位置測定処理部と、座標取得部で取得した座標が第２領域内である場合、第２領域に対応付けされたコマンドを受け付けて実行するコマンド処理部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出箇所を測定ヘッドで指定して対象物の位置を測定する位置計測装置及び位置計測方法に関する。

三次元測定システムなどで用いられる測定ヘッドにはプローブが設けられており、このプローブの先端を測定対象物に接触等させることで測定箇所を指定して位置の測定を行っている。このような三次元測定システムにはコンピュータが接続される。このコンピュータで実行されるアプリケーションソフトウェアによって測定箇所の登録や測定結果の集計などの各種の処理が行われる。

通常、コンピュータに対する指示はマウスやキーボードといった入力デバイスを用いて行われる。特許文献１においては、測定ヘッドにトラックボールを設けておき、使用者がこのトラックボールを回すことでコンピュータの画面上のカーソルを動かすことができるようになっている。また、特許文献２においては、測定ヘッドが設けられた多関節アームの動作を加速度センサで検出し、閾値以上の加速度で多関節アームを動作させた場合に、測定ヘッドによってコンピュータに対する指示を行うよう切り替えている。

特表２０１０−５１１８６０号公報 特開２０１３−２２８２１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、測定ヘッドにトラックボールを組み込む必要があり、測定ヘッドの部品点数の増加やコストアップを招く原因になる。さらに、使用者は操作する度に測定箇所から視線を外してコンピュータの画面を参照する必要があるため、作業効率の低下を招く。特に、コンピュータの画面が小さかったり、画面が測定対象物の陰になっていたりすると操作するのが困難になる。

また、特許文献２に記載の技術においては、多関節アームの加速度を検出する加速度センサを組み込む必要があり、特許文献１と同様に部品転送の増加やコストアップの原因になる。また、加速度が閾値以上である場合にコンピュータに対する指示を行うように切り替えるため、多関節アームの動作と使用者の感覚とが合致しない場合も生じる。例えば、使用者が測定中に多関節アームを動かした際に、閾値以上の加速度が自然に出てしまった場合、使用者の意思に反してモードの切り替えが行われてしまう。反対に、使用者がモードの切り替えを行おうとして多関節アームを移動させても、閾値以上の加速度に達していないとモードの切り替えが行われないことになる。

本発明の目的は、測定ヘッドを用いて位置計測処理とコマンド処理とを的確に切り替えて所望の処理を実行することができる位置計測装置及び位置計測方法を提供することである。

本発明の位置計測装置は、所定の座標系における位置の検出箇所を指定する測定ヘッドと、測定ヘッドにより指定された検出箇所の前記座標系での座標を取得する座標取得部と、前記座標系での第１領域及び第２領域を記憶する領域記憶部と、座標取得部で取得した座標に基づき処理を実行する制御部と、を備える。制御部は、座標取得部で取得した座標が第１領域内である場合、対象物の位置を測定する処理を実行する位置測定処理部と、座標取得部で取得した座標が第２領域内である場合、第２領域に対応付けされたコマンドを受け付けて実行するコマンド処理部と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、測定ヘッドにより指定された検出箇所の位置が、予め設定された第１領域内である場合に測定を行い、第２領域内である場合にコマンド処理を行う。このため、測定ヘッドにより指定する位置に応じて測定とコマンド処理とを的確に切り替えることができるようになる。また、第２領域に対応付けされたコマンドを実行するため、使用者は視線を外すことなくコマンドの実行を指定できるようになる。

本発明の位置計測装置において、第２領域は、複数のボタン設定領域を含み、コマンド処理部は、複数のボタン設定領域のうち座標取得部で取得した座標を含むボタン設定領域と対応付けされたコマンドを受け付けて実行してもよい。このような構成によれば、使用者は、複数のボタン設定領域に対応付けされたコマンドを選択して実行させることができる。

本発明の位置計測装置において、第２領域は二次元領域や三次元領域であってもよい。第２領域が二次元領域であると、測定ヘッドで平面を指定することでコマンドの実行を指定することができる。また、第２領域が三次元領域であると、測定ヘッドで空間を指定することでコマンドの実行を指定することができるようになる。

本発明の位置計測装置において、第２領域は、所定のタイミングにおける測定ヘッドの位置及び向きを基準とした領域に設定されてもよい。このような構成によれば、測定ヘッドの位置及び向きと第２領域との相対的な位置が一定になる。これにより、測定ヘッドの姿勢に応じて第２領域の位置を的確に把握できるようになる。

本発明の位置計測方法は、所定の座標系における位置の検出箇所を測定ヘッドで指定する工程と、測定ヘッドにより指定された検出箇所の前記座標系での座標を座標取得部で取得する工程と、座標取得部で取得した座標が前記座標系での第１領域内である場合、対象物の位置を測定する処理を実行する工程と、座標取得部で取得した座標が前記座標系での第２領域内である場合、第２領域に対応付けされたコマンドを受け付けて実行する工程と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、測定ヘッドにより指定された検出箇所の位置が、予め設定された第１領域内である場合に測定を行い、第２領域内である場合にコマンド処理を行う。このため、測定ヘッドにより指定する位置に応じて測定とコマンド処理とを的確に切り替えることができるようになる。また、第２領域に対応付けされたコマンドを実行するため、使用者は視線を外すことなくコマンドの実行を指定できるようになる。

本発明の位置計測方法において、第２領域に複数のボタン設定領域が含まれる場合、コマンドを受け付けて実行する工程では、複数のボタン設定領域のうち座標取得部で取得した座標を含むボタン設定領域と対応付けされたコマンドを受け付けて実行してもよい。このような構成によれば、使用者は、複数のボタン設定領域に対応付けされたコマンドを選択して実行させることができる。

第１実施形態に係る位置計測装置の構成を例示する模式図である。 第１実施形態に係る位置計測装置のブロック構成図である。 第１の位置計測方法を例示するフローチャートである。 第２の位置計測方法を例示するフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は、位置計測方法の具体例を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態を説明する模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態を説明する模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る位置計測装置の構成を例示する模式図である。
本実施形態に係る位置計測装置１は、アーム型の三次元測定装置である。位置計測装置１は、多関節アーム１５の先端に取り付けられた測定ヘッド１０と、所定の座標系での座標を取得する座標取得部２０と、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を記憶する領域記憶部３０と、各種の処理を実行する制御部４０と、を備える。

測定ヘッド１０の先端には棒状の測定プローブ１１が設けられる。測定プローブ１１の先端には球状の測定子１１ａが設けられる。この測定子１１ａを対象物ＯＢの検出箇所に接触させることで、接触点の座標を求めることができる。

また、測定ヘッド１０にはハンドル１２が設けられる。ハンドル１２は使用者が測定ヘッド１０を持つ際の握り部分である。ハンドル１２にはボタン１２ａが設けられる。使用者は、ボタン１２ａを押下することで、そのときの測定子１１ａの座標を得ることができる。

多関節アーム１５は、例えば定盤１００の上に設置される。多関節アーム１５は、測定ヘッド１０を支持するとともに、ハンドル１２を持った使用者の動きに応じて測定ヘッド１０を様々の位置、方向に移動できるよう構成される。多関節アーム１５は、例えば６軸を中心に回転動作可能になっている。多関節アーム１５には各軸に対する角度センサ１５１が設けられている。ハンドル１２を持った使用者が測定ヘッド１０を移動させることで、各軸に対する角度センサ１５１から各軸に対する角度が出力される。

座標取得部２０は、角度センサ１５１から出力される角度の値などに基づき、測定ヘッド１０により指定された検出箇所の座標を演算して出力する。本実施形態では、Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元座標系による座標を演算する。具体的には、測定ヘッド１０の測定子１１ａが対象物ＯＢの検出箇所に接触した際に角度センサ１５１から出力される角度やアームの長さ等を用いて測定子１１ａの接触点のＸ，Ｙ，Ｚの座標を演算する。

領域記憶部３０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標系での第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを記憶する部分である。領域記憶部３０は、例えばコンピュータＰＣの記憶領域に設けられる。第１領域Ｒ１は、対象物ＯＢの位置を測定するための領域である。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１とは重複しない領域である。図１に表した例では、第２領域Ｒ２は定盤１００上の所定の二次元領域（ＸＹ平面での領域）として設定される。

第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、測定ヘッド１０を用いて設定することができる。例えば、第１領域Ｒ１を構成する複数のポイントＷ１〜Ｗ４の位置を測定ヘッド１０で指定する。これにより、複数のポイントＷ１〜Ｗ４によって構成される領域を第１領域Ｒ１として登録する。

例えば、第１領域Ｒ１が直方体領域である場合、定盤１００上の３つのポイントＷ１〜Ｗ３と、高さ方向（Ｚ軸方向）を決めるポイントＷ４とを指定することで、直方体領域の第１領域Ｒ１が設定される。なお、領域は直方体に限らず、円柱などの他の形状であってもよい。それぞれの形状を規定するためのポイントを指定することで、第１領域Ｒ１が設定される。

同様に、第２領域Ｒ２についても登録しておく。例えば、第２領域Ｒ２が矩形領域である場合、定盤１００上の２つのポイントＶ１１及びＶ１２を指定する。これにより、２つのポイントＶ１１及びＶ１２を対角とした矩形領域の第２領域Ｒ２が設定される。第２領域Ｒ２の登録では、第２領域Ｒ２と対応付けされたコマンドも登録しておく。

制御部４０は、座標取得部２０で取得した座標に基づき各種の処理を実行する。座標取得部２０及び制御部４０は、例えばコンピュータで実行されるプログラム処理によって実現される。測定によって得られた座標はディスプレイ４５に表示される。使用者は、測定ヘッド１０を用いて対象物ＯＢの位置を検出する検出箇所の指定を行うとともに、ディスプレイ４５に表示される内容に沿って測定を進めていく。

本実施形態において、制御部４０は、後述する位置測定処理部と、コマンド処理部とを備える。制御部４０は、測定ヘッド１０によって指定された座標が第１領域Ｒ１内であるか、第２領域Ｒ２内であるかに応じて処理の切り替えを行う。

図２は、本実施形態に係る位置計測装置のブロック構成図である。
測定ヘッド１０から座標取得部２０には測定子１１ａが対象物ＯＢなどに接触したことを表す接触信号が出力される。この接触信号は、ボタン１２ａを押下したタイミングでも出力される。

座標取得部２０は、角度センサ１５１から出力される角度の情報を受ける。座標取得部２０は、測定ヘッド１０から出力された接触信号を受けたタイミングで角度センサ１５１から出力される角度の情報を受ける。そして、角度の情報などを用いて測定子１１ａのＸ，Ｙ，Ｚ座標系における座標を演算し、制御部４０へ出力する。

領域記憶部３０には、予め第１領域Ｒ１を特定するための座標データと、第２領域Ｒ２を特定するための座標データとが記憶される。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、位置計測装置１の設定によって変更可能である。

制御部４０は、位置測定処理部４１及びコマンド処理部４２を備える。位置測定処理部４１及びコマンド処理部４２は、コンピュータＰＣで実行されるプログラム処理によって実現してもよい。

制御部４０は、座標取得部２０から出力された座標が第１領域Ｒ１内である場合に位置測定処理部４１による処理を選択する。また、制御部４０は、座標取得部２０から出力された座標が第２領域Ｒ２内である場合にコマンド処理部４２による処理を選択する。

位置測定処理部４１は、対象物ＯＢの位置を測定する処理を実行する。すなわち、位置測定処理部４１は、座標取得部２０から出力された座標を、対象物ＯＢの検出箇所での測定結果として登録する処理を行う。コンピュータＰＣでは、対象物ＯＢの三次元位置を測定するためのプログラムが実行される。位置測定処理部４１は、このプログラムにおける測定結果の入力として、座標取得部２０から出力された座標の値を入力する処理を行う。

一方、コマンド処理部４２は、第２領域Ｒ２に対応付けされたコマンドを受け付けて実行する処理を行う。第２領域Ｒ２とコマンドとの対応付けは、予めコンピュータＰＣなどに登録されている。コマンド処理部４２は、座標取得部２０から出力された座標を対象物ＯＢの検出箇所での測定結果として取り扱うのではなく、所定のコマンドを実行するためのトリガーとして利用する。例えば、第２領域Ｒ２に対応付けされたコマンドが、「取り消し」コマンドであった場合、コマンド処理部４２は、コンピュータＰＣに対して「取り消し」コマンドを送る。

このように、本実施形態に係る位置計測装置１では、測定ヘッド１０によって指定された検出箇所が第１領域Ｒ１内にある場合には対象物ＯＢの位置を測定する処理が行われ、検出箇所が第２領域Ｒ２内である場合にはコンピュータＰＣに対するコマンドを実行する処理が行われる。すなわち、本実施形態に係る位置計測装置１によれば、測定ヘッド１０の位置に応じて、対象物ＯＢの位置測定と、コンピュータＰＣに対するコマンド実行とを容易に切り替えることができるようになる。これにより、使用者はコンピュータＰＣを参照しなくても測定ヘッド１０の測定子１１ａを第２領域Ｒ２内に接触させるだけでコンピュータＰＣに対するコマンドを送ることができるようになる。

次に、本実施形態に係る位置計測装置１による位置計測方法について、２つの例を挙げて説明する。
図３は、第１の位置計測方法を例示するフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０１に表したように、測定ヘッド１０による測定が指示されたか否かを判断する。例えば、タッチプローブ型の測定子１１ａが何らかに接触したか、またはハンドル１２のボタン１２ａが押下された場合、位置測定の指示があったと判断する。位置測定の指示がない場合には測定ヘッド１０の移動中であるとして処理を終了する。

位置測定の指示がされた場合には、ステップＳ１０２に表したように、座標の演算を行う。座標は、検出箇所が指定されたタイミングで角度センサ１５１から得られる角度の情報などに基づき座標取得部２０によって演算される。

次に、ステップＳ１０３に表したように、領域判定を行う。領域判定では、検出箇所の座標が第１領域Ｒ１内であるか、第２領域内であるか、それ以外であるかを判断する。制御部４０は、座標取得部２０で演算して得た座標がＸ，Ｙ，Ｚ座標系で予め設定された第１領域Ｒ１内に属するか、第２領域Ｒ２内に属するか、それ以外であるかを判断する。座標が第１領域Ｒ１でも第２領域Ｒ２でもない場合には処理を終了する。座標が第１領域Ｒ１内に属する場合には、ステップＳ１０４に表した位置測定処理を行う。位置測定処理では、座標取得部２０で演算して得た座標を対象物ＯＢの検出箇所での座標として処理する。

一方、座標が第２領域Ｒ２内に属する場合には、ステップＳ１０５に表したコマンド送信処理を行う。コマンド送信処理では、第２領域Ｒ２に対応付けされたコマンドをコンピュータＰＣに送信する。

このような処理によって、使用者は、測定ヘッド１０により指定する位置に応じて対象物ＯＢの位置の測定と、コンピュータＰＣへのコマンド送信処理とを的確に切り替えることができるようになる。

図４は、第２の位置計測方法を例示するフローチャートである。
先ず、ステップＳ２０１に表したように、測定ヘッド１０の座標を計算する。座標は、角度センサ１５１から得られる角度の情報などに基づき座標取得部２０によって演算される。

次に、ステップＳ２０２に表したように、計算した座標が第１領域Ｒ１内であるか、第２領域内であるか、それ以外であるかを判断する。制御部４０は、座標取得部２０で演算して得た座標がＸ，Ｙ，Ｚ座標系で予め設定された第１領域Ｒ１内に属するか、第２領域Ｒ２内に属するか、それ以外であるかを判断する。座標が第１領域Ｒ１でも第２領域Ｒ２でもない場合には処理を終了する。

座標が第１領域Ｒ１内に属する場合には、ステップＳ２０３に表したように、測定ヘッド１０による測定が指示されたか否かを判断する。例えば、タッチプローブ型の測定子１１ａが何らかに接触したか、またはハンドル１２のボタン１２ａが押下された場合、位置測定の指示があったと判断する。位置測定の指示がない場合には測定ヘッド１０の移動中であるとして処理を終了する。

測定ヘッド１０によって位置測定の指示がされた場合には、ステップＳ２０４に表した位置測定処理を行う。位置測定処理では、座標取得部２０で演算して得た座標を対象物ＯＢの検出箇所での座標として処理する。

一方、ステップＳ２０２において、座標が第２領域Ｒ２内に属すると判断した場合、ステップＳ２０５に表したように、測定ヘッド１０による位置測定の指示がされたか否かを判断する。位置測定の指示がない場合には測定ヘッド１０の移動中であるとして処理を終了する。

測定ヘッド１０によって位置測定の指示がされた場合には、ステップＳ２０６に表したコマンド送信処理を行う。コマンド送信処理では、第２領域Ｒ２に対応付けされたコマンドをコンピュータＰＣに送信する。

このような処理によって、使用者は、測定ヘッド１０により指定する位置に応じて対象物ＯＢの位置の測定と、コンピュータＰＣへのコマンド送信処理とを的確に切り替えることができるようになる。

次に、位置計測方法の具体例について説明する。
図５（ａ）及び（ｂ）は、位置計測方法の具体例を示す模式図である。
先ず、予め、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を領域記憶部３０に記憶しておく。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のそれぞれは、例えばＸ，Ｙ，Ｚ座標系における領域として登録される。ここで、第１領域Ｒ１については、測定の対象物ＯＢよりも大きな領域に設定しておく。また、第２領域Ｒ２については、領域の登録とともにコマンドの対応付けを行っておく。

位置計測を行うには、先ず、定盤１００の第１領域Ｒ１内に対象物ＯＢを載置する。そして、図５（ａ）に表したように、測定ヘッド１０の測定子１１ａを対象物ＯＢの位置を検出する箇所（検出箇所）に接触させる。測定子１１ａが対象物ＯＢに接触すると、接触信号が座標取得部２０に送られる。座標取得部２０では、接触信号を受けたタイミングで多関節アーム１５に取り付けられた角度センサ１５１の角度を受けて、検出箇所の座標を演算する。

制御部４０は、座標取得部２０で演算して得た座標を受けて、この座標が第１領域Ｒ１内に属していることを判断する。これにより、制御部４０は、位置測定処理部４１を選択し、座標を対象物ＯＢの位置計測結果としてコンピュータＰＣに登録する処理を行う。

次に、測定ヘッド１０の測定子１１ａが対象物ＯＢの別の検出箇所と接触した場合、先と同様に、座標取得部２０で演算して得た座標が第１領域Ｒ１内であるとして、制御部４０は、位置測定処理部４１を選択し、その座標を対象物ＯＢの位置計測結果としてコンピュータＰＣに登録する処理を行う。座標取得部２０で演算して得た座標が第１領域Ｒ１内である限り、その座標は対象物ＯＢの位置計測結果として取り扱われる。

図５（ｂ）に表したように、使用者が測定ヘッド１０を移動して、測定子１１ａで定盤１００上の第２領域Ｒ２を測定したとする。これにより、測定ヘッド１０から座標取得部２０に接触信号が送られ、座標取得部２０では検出箇所の座標を演算する。

制御部４０は、座標取得部２０で演算して得た座標を受けて、この座標が第２領域Ｒ２内に属していることを判断する。これにより、制御部４０は、コマンド処理部４２を選択し、第２領域Ｒ２に対応付けされたコマンドをコンピュータＰＣに送る処理を行う。コンピュータＰＣは、コマンド処理部４２から送られたコマンドを受けて、このコマンドに基づく処理を実行する。

このように、使用者は測定ヘッド１０で指定する検出箇所の位置によって、対象物ＯＢを測定するモードと、コンピュータＰＣを制御するモードとの切り替えを行うことができる。したがって、コンピュータＰＣのディスプレイ４５の表示を参照しなくても、コンピュータＰＣに対する制御を行うことが可能になる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の説明を行う。
図６（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態を説明する模式図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）では、説明の便宜上、座標取得部２０、領域記憶部３０、制御部４０及びコンピュータＰＣは省略される。

図６（ａ）に表した例では、第２領域Ｒ２に複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５が設けられる。なお、図６（ａ）に表した例では５つのボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５が設けられているが、５つに限定されない。

複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５のそれぞれは、互いに重ならない二次元領域である。図６（ａ）に表した例では、ＸＹ平面に沿った二次元領域として複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５が設定される。ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５を決める座標は、領域記憶部３０に記憶される。各ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５の大きさや形状は自由に設定可能である。

これら複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５には、それぞれコマンドが対応付けされる。例えば、５つのボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５がある場合、それぞれに対応付けすることで５つのコマンドを登録することができる。

５つのボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５とコマンドとの対応付けは、予めコンピュータＰＣなどに登録されている。ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５とコマンドとの対応付けは、自由に行うことができる。例えば、使用者の位置から比較的近いボタン設定領域Ｒ２１には、頻繁に使用されるコマンドを対応付けする。また、確実に送信したいコマンドについては、範囲の広いボタン設定領域Ｒ２５に対応付けする。ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５とコマンドとの対応付けは、使用者の好みに応じて設定してもよい。また、計測装置固有の設定を行って統一的なインタフェースを構築してもよい。

使用者は、複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５の中から、コンピュータＰＣに送りたいコマンドが割り当てられたものを選択し、そこに測定ヘッド１０の測定子１１ａを接触させる。測定子１１ａを接触させると、座標取得部２０によって測定子１１ａの座標が演算され、制御部４０に送られる。

制御部４０は、座標取得部２０から送られた測定子１１ａの座標が第２領域Ｒ２内に属すると判断した場合にコマンド処理部４２を選択する。コマンド処理部４２は、測定子１１ａの座標が複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５のいずれかに属するかを判断し、そのボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５に対応付けされたコマンドをコンピュータＰＣに送信する。

これにより、使用者は、複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５のうち、送りたいコマンドが対応付けされたものに測定ヘッド１０の測定子１１ａを接触させることで、そのコマンドをコンピュータＰＣに送ることができるようになる。

一例として、ボタン設定領域Ｒ２１に「測定プログラムのスタート／ストップ」、ボタン設定領域Ｒ２２に「画面拡大」、ボタン設定領域Ｒ２３に「画面縮小」、ボタン設定領域Ｒ２４に「印刷」、ボタン設定領域Ｒ２５に「取り消し」のコマンドを割り当てたとする。使用者が測定プログラムをスタートさせたい場合、測定ヘッド１０の測定子１１ａでボタン設定領域Ｒ２１を触る。これにより、コマンド処理部４２からコンピュータＰＣへボタン設定領域Ｒ２１に割り当てられた「測定プログラムのスタート／ストップ」のコマンドが送信され、コンピュータＰＣで測定プログラムの実行が開始される。測定プログラムの実行中にボタン設定領域Ｒ２１を測定子１１ａで触ると、測定プログラムは停止する。

同様に、例えばディスプレイ４５の表示を拡大したい場合には、測定子１１ａでボタン設定領域Ｒ２２を触る。これにより、コマンド処理部４２からコンピュータＰＣへ「画面拡大」のコマンドが送信される。測定子１１ａでボタン設定領域Ｒ２２を１回ずつ触ると、段階的に画面表示が拡大される。一方、測定子１１ａでボタン設定領域Ｒ２３を触ると、コマンド処理部４２からコンピュータＰＣへ「画面縮小」のコマンドが送信され、画面表示が縮小される。また、印刷を行いたい場合には、測定子１１ａでボタン設定領域Ｒ２４を触る。これにより、コマンド処理部４２からコンピュータＰＣへ「印刷」のコマンドが送信され、印刷出力が行われる。

このように、各ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５にコマンドを割り当てておくことで、測定ヘッド１０を利用したコマンド送信を行うことができるようになる。コンピュータＰＣが離れた位置にある場合でも、使用者はコンピュータＰＣの位置まで移動することなく手元の測定ヘッド１０を用いてコンピュータＰＣを制御することが可能になる。

なお、複数のボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５の区別をしやすくするため、例えば定盤１００に各ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５の境界線やラベルを設けておいてもよい。これにより、定盤１００の上に、コマンドを送信するためのボタンが設定されたかのように、選択に迷うことなく利用することが可能となる。

また、ボタン設定領域Ｒ２１〜Ｒ２５は、必ずしも定盤１００の上でなくてもよい。例えば、定盤１００から離れたＸＹ平面や、ＸＺ平面、ＹＺ平面など、どのような二次元領域であってもよい。

図６（ｂ）に表した例では、第２領域Ｒ２が三次元領域になっている。第２領域Ｒ２には、複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０が設けられる。なお、図６（ｂ）に表した例では５つのボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０が設けられているが、５つに限定されない。

複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０のそれぞれは、互いに重ならない三次元領域である。ボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０を決める座標は、領域記憶部３０に記憶される。各ボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０の大きさや形状は自由に設定可能である。また、例えばボタン設定領域Ｒ３０のように、定盤１００から離れた空間を設定してもよい。複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０とコマンドとの対応付けは、予めコンピュータＰＣなどに登録されている。

使用者は、複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０の中から、コンピュータＰＣに送りたいコマンドが割り当てられたものを選択し、そこに測定ヘッド１０の測定子１１ａを配置する。そして、この状態でハンドル１２に設けられたボタン１２ａを押下する。ボタン１２ａを押下すると、座標取得部２０によってそのときの測定子１１ａの座標が演算され、制御部４０に送られる。

制御部４０は、座標取得部２０から送られた測定子１１ａの座標が第２領域Ｒ２内に属すると判断した場合にコマンド処理部４２を選択する。コマンド処理部４２は、測定子１１ａの座標が複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０のいずれかに属するかを判断し、そのボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０に対応付けされたコマンドをコンピュータＰＣに送信する。

これにより、使用者は、複数のボタン設定領域Ｒ２６〜Ｒ３０のうち、送りたいコマンドが対応付けされたものに測定ヘッド１０の測定子１１ａを配置してボタン１２ａを押下することで、そのコマンドをコンピュータＰＣに送ることができるようになる。

図６（ｂ）に表した例では、測定ヘッド１０の移動範囲内において、空間のあらゆる場所にコマンドを送信するための仮想的なボタンを配置することが可能である。このため、三次元的なレイアウトで仮想的なボタンを配置でき、多種多様なユーザインタフェースを実現することが可能になる。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態について説明する。
図７（ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態を説明する模式図である。なお、図７（ａ）及び（ｂ）では、説明の便宜上、座標取得部２０、領域記憶部３０、制御部４０及びコンピュータＰＣは省略される。

図７（ａ）及び（ｂ）では、測定ヘッド１０の位置及び向きを基準に第２領域Ｒ２が設定される例が示される。例えば、図７（ａ）に表したように、測定ヘッド１０の測定子１１ａが第１領域Ｒ１以外の位置に配置されている状態で、使用者によってボタン１２ｂが押下されたとする。座標取得部２０は、ボタン１２ｂが押下された際の測定ヘッド１０の位置（座標）と、測定プローブ１１の先端の向きとを求める。

次に、制御部４０は、座標取得部２０で求めた測定ヘッド１０の位置及び向きを基準として第２領域Ｒ２を設定する。図７（ａ）に表した例では、測定ヘッド１０の右側に第２領域Ｒ２が設定される。すなわち、第２領域Ｒ２は、測定ヘッド１０を基準にした右側の所定領域に設定される。

第２領域Ｒ２が設定された状態で、使用者は測定ヘッド１０の測定子１１ａを第２領域Ｒ２に配置してボタン１２ａを押下する。これにより、第２領域Ｒ２と対応付けされたコマンドがコンピュータＰＣに送信される。

その後、使用者が測定ヘッド１０の測定子１１ａを第１領域Ｒ１に配置して対象物ＯＢに接触させると、対象物ＯＢの位置の測定が行われる。この際、先に設定した第２領域Ｒ２は解除してもよい。

次に、図７（ｂ）に表したように、使用者の立ち位置が変わり、測定ヘッド１０の位置が図７（ａ）に示す位置とは大きく変わったとする。この状態で、使用者によってボタン１２ｂが押下されたとする。座標取得部２０は、ボタン１２ｂが押下された際の測定ヘッド１０の位置（座標）と、測定プローブ１１の先端の向きとを求める。

次に、制御部４０は、座標取得部２０で求めた測定ヘッド１０の位置及び向きを基準として第２領域Ｒ２を設定する。図７（ｂ）に表した例では、測定ヘッド１０の右側に第２領域Ｒ２が設定される。この際、図７（ａ）に表した例とは異なる位置に第２領域Ｒ２が設定される。つまり、第２領域Ｒ２は、測定ヘッド１０の位置及び向きに応じて配置が変化することになる。

新たな位置に第２領域Ｒ２が設定された状態で、使用者は測定ヘッド１０の測定子１１ａを第２領域Ｒ２に配置してボタン１２ａを押下する。これにより、第２領域Ｒ２と対応付けされたコマンドがコンピュータＰＣに送信される。

このように、本実施形態では、測定ヘッド１０の位置及び向きに応じて第２領域Ｒ２の配置が決定される。つまり、第２領域Ｒ２と測定ヘッド１０との相対的な位置が一定になるように第２領域Ｒ２が設定される。これにより、使用者は測定ヘッド１０の姿勢との関係で第２領域Ｒ２の位置を的確に把握することができる。例えば、測定ヘッド１０の右側の所定位置に常に第２領域Ｒ２が設定されるとすると、使用者は測定ヘッド１０をどのような姿勢で利用しても、測定ヘッド１０の右側の所定位置に第２領域Ｒ２があると認識して、コマンド送信処理を行うことが可能になる。

なお、上記の例では測定ヘッド１０の右側に第２領域Ｒ２が設定される例を示したが、これ以外の位置であっても同様である。また、測定ヘッド１０の位置及び向きを基準として複数のボタン設定領域が設定されてもよい。また、使用者がボタン１２ａを押下したタイミングで第２領域Ｒ２を設定する例を示したが、ボタン１２ａの押下以外のタイミングで第２領域Ｒ２を設定するようにしてもよい。例えば、測定子１１ａが第１領域Ｒ１内から外に出た後、一定時間その位置で停止していた場合が挙げられる。この場合、対象物ＯＢを測定するモードからコンピュータＰＣを制御するモードに切り替わったことを示す報知（例えば、測定ヘッド１０やコンピュータＰＣのスピーカからのブザー音や、測定ヘッド１０に装着されたＬＥＤ等の表示手段の点灯）を行ってもよい。

また、第２領域Ｒ２を指示してコンピュータＰＣにコマンドを送るタイミングは、ボタン１２ａの押下や、ボタン１２ａを押下しなくても測定子１１ａが第２領域Ｒ２内にある状態で一定時間その位置で停止していた場合が挙げられる。コマンドを送信した場合、先と同様な報知を行ってもよい。

また、第２領域Ｒ２は、使用者の位置及び向きを基準として設定されてもよい。例えば、図示しないカメラによって使用者の顔や体の位置及び向きを検知し、この検知した位置及び向きを基準として第２領域Ｒ２を設定してもよい。これにより、使用者が顔や体の向きを変えながら測定作業をする場合であっても、変化する使用者の位置及び向きに応じて第２領域Ｒ２が設定される。例えば、使用者の右側に第２領域Ｒ２が設定される場合には、使用者がどのような位置及び向きで作業していても、常に体の右側に第２領域Ｒ２が設定されることになり、的確にコマンド送信処理を行うことが可能になる。

以上説明したように、本実施形態に係る位置計測装置１及び位置計測方法によれば、次のような効果がある。例えば、使用者は、コンピュータＰＣのディスプレイ４５を参照しなくても、コンピュータＰＣに対してコマンドを送信することが可能となる。また、測定ヘッド１０を用いた検出箇所の座標によって処理を切り替えるため、処理を切り替えるための特別なハードウェアを追加する必要はない。また、使用者の好みに応じたレイアウトでコマンドを実行する仮想的なボタンを定義することが可能になる。また、測定の対象物ＯＢの近くに第２領域Ｒ２を設定しておけば、離れた位置に配置されたコンピュータＰＣまで出向いてコマンドを入力する動作が不要になり、作業効率が向上する。さらに、位置計測と同じ操作でコンピュータＰＣに対するコマンドを実行できることから、特別な訓練や慣れを必要とせず容易に処理の切り替えを実行することが可能になる。

このように、本実施形態に係る位置計測装置１及び位置計測方法によれば、測定ヘッド１０を用いて位置計測処理とコマンド処理とを的確に切り替えて所望の処理を実行することが可能になる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

本発明は、多関節アーム１５を用いた三次元測定機以外でも、門型の移動手段を用いた三次元測定機であって、使用者が測定ヘッド１０を手動で移動可能なものにも好適に利用できる。また、測定ヘッド１０として接触式プローブ以外でも、レーザプローブのような非接触式プローブを用いた位置計測装置にも適用可能である。

１…位置計測装置
１０…測定ヘッド
１１…測定プローブ
１１ａ…測定子
１２…ハンドル
１２ａ…ボタン
２０…座標取得部
３０…領域記憶部
４０…制御部
４１…位置測定処理部
４２…コマンド処理部
ＯＢ…対象物
Ｒ１…第１領域
Ｒ２…第２領域

Claims (7)

1. 所定の座標系における位置の検出箇所を指定する測定ヘッドと、
   前記測定ヘッドにより指定された前記検出箇所の前記座標系での座標を取得する座標取得部と、
   前記座標系での第１領域及び第２領域を記憶する領域記憶部と、
   前記座標取得部で取得した座標に基づき処理を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記座標取得部で取得した座標が前記第１領域内である場合、対象物の位置を測定する処理を実行する位置測定処理部と、
   前記座標取得部で取得した座標が前記第２領域内である場合、前記第２領域に対応付けされたコマンドを受け付けて実行するコマンド処理部と、
   を備えたことを特徴とする位置計測装置。
2. 前記第２領域は、複数のボタン設定領域を含み、
   前記コマンド処理部は、前記複数のボタン設定領域のうち前記座標取得部で取得した座標を含むボタン設定領域と対応付けされたコマンドを受け付けて実行することを特徴とする請求項１記載の位置計測装置。
3. 前記第２領域は、二次元領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測装置。
4. 前記第２領域は、三次元領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測装置。
5. 前記第２領域は、所定のタイミングにおける前記測定ヘッドの位置及び向きを基準とした領域に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の位置計測装置。
6. 所定の座標系における位置の検出箇所を測定ヘッドで指定する工程と、
   前記測定ヘッドにより指定された前記検出箇所の前記座標系での座標を座標取得部で取得する工程と、
   前記座標取得部で取得した座標が前記座標系での第１領域内である場合、対象物の位置を測定する処理を実行する工程と、
   前記座標取得部で取得した座標が前記座標系での第２領域内である場合、前記第２領域に対応付けされたコマンドを受け付けて実行する工程と、
   を備えたことを特徴とする位置計測方法。
7. 前記第２領域に複数のボタン設定領域が含まれる場合、前記コマンドを受け付けて実行する工程では、前記複数のボタン設定領域のうち前記座標取得部で取得した座標を含むボタン設定領域と対応付けされたコマンドを受け付けて実行することを特徴とする請求項６記載の位置計測方法。
   

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