JP2022122712A - キャリブレーション方法、プログラム、及びキャリブレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の負荷を低減する。【解決手段】キャリブレーション方法は、移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション方法であって、複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させるステップと、同じ測定対象物の位置情報に基づき、センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、移動体の設計情報に基づき、移動体の基準位置に対する、複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、センサ間位置情報及び基準センサ位置情報に基づき、移動体の基準位置に対する、それぞれのセンサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を含む。【選択図】図８

Description

本開示は、キャリブレーション方法、プログラム、及びキャリブレーション装置に関する。

移動体には、周囲を検出するセンサが備えられる場合がある。特許文献１には、車両に設けられた各センサのキャリブレーションを実行する旨が記載されている。特許文献１には、センサが地面を走査する走査線の交点に、反射板が設けられたランドマークを設置し、それぞれのセンサに走査線の交点の位置を検出させる旨が記載されている。特許文献１においては、それぞれのセンサの座標系における走査線の交点の位置に基づき、センサのキャリブレーションを行っている。

特開２０２０－０６４０１１号公報

しかし、特許文献１においては、走査線の交点の位置を特定するための専用の機器を用いて、走査線の交点の位置を特定する作業を実行する必要があり、作業者の負荷が高くなる。そのため、移動体に設けられた複数のセンサをキャリブレーションする際に、作業者の負荷を低減することが求められている。

本開示は、上述した課題を解決するものであり、作業者の負荷を低減可能なキャリブレーション方法、プログラム、及びキャリブレーション装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るキャリブレーション方法は、移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション方法であって、前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させるステップと、前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を含む。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るプログラムは、移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させるステップと、前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を、コンピュータに実行させる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るキャリブレーション装置は、移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション装置であって、前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させる測定対象物位置取得部と、前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するセンサ間位置情報取得部と、前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得する基準センサ位置情報取得部と、前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するセンサ位置情報取得部と、を含む。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るキャリブレーション方法は、移動体に備えられて周囲を検出するセンサのキャリブレーション方法であって、治具の基準位置に対して、前記移動体の基準位置の位置及び姿勢を固定させるステップと、前記センサに、前記治具の基準位置に対する位置及び姿勢が既知である測定対象物の位置情報を検出させるステップと、前記測定対象物の位置情報の検出結果と、前記移動体の基準位置に対する前記測定対象物の位置情報とに基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を含む。

本開示によれば、作業者の負荷を低減できる。

図１は、本実施形態に係る移動体の模式図である。 図２は、移動体のセンサの検出範囲を説明する模式図である。 図３は、本実施形態に係るキャリブレーション装置の模式的なブロック図である。 図４は、測定対象物の位置情報の検出を説明する模式図である。 図５は、センサ間位置情報の算出を説明するための模式図である。 図６は、基準センサ位置情報を説明するための模式図である。 図７は、第２パスを説明する模式図である。 図８は、本実施形態に係るキャリブレーション処理のフローを説明するフローチャートである。 図９は、基準センサ位置情報の算出の他の例を説明する模式図である。 図１０は、基準センサ位置情報の算出の他の例を説明する模式図である。 図１１は、測定対象物の形状例を説明する図である。 図１２は、測定対象物の検出方法を説明する模式図である。 図１３は、測定対象物位置情報の算出方法を説明する図である。 図１４は、一方のセンサの座標系から他方のセンサの座標系に変換するための変換量の算出を説明するための図である。 図１５は、変換量の算出の他の例を説明するための図である。 図１６は、センサ間位置情報の算出を説明するための模式図である。 図１７は、点群の選択方法を説明するための模式図である。 図１８は、第４実施形態における点群の選択方法を説明するフローチャートである。 図１９は、第５実施形態に係る治具の模式図である。 図２０は、第５実施形態に係るキャリブレーション処理のフローを説明するフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（第１実施形態）
（移動体）
図１は、本実施形態に係る移動体の模式図である。本実施形態においては、移動体１０は、自動で移動可能な装置である。より詳しくは、移動体１０は、フォークリフトであり、さらにいえば、いわゆるＡＧＦ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｆｏｒｋｌｉｆｔ）である。ただし、移動体１０は、移動可能な任意の装置であってよく、フォークリフトであることに限られない。また、移動体１０は、自動で移動する装置に限られず、ユーザの運転によって移動する装置であってもよい。

（移動体の構成）
図１に示すように、移動体１０は、車体２０と、マスト２２と、フォーク２４と、複数のセンサ２６と、制御装置２８とを備えている。車体２０は、車輪２０Ａを備えている。マスト２２は、車体２０の前後方向における一方の端部に設けられている。マスト２２は、前後方向に直交する上下方向に沿って延在する。フォーク２４は、マスト２２に方向Ｚに移動可能に取付けられている。フォーク２４は、マスト２２に対して、車体２０の横方向（上下方向及び前後方向に交差する方向）にも移動可能であってよい。フォーク２４は、一対のツメ２４Ａ、２４Ｂを有している。ツメ２４Ａ、２４Ｂは、マスト２２から車体２０の前方向に向けて延在している。ツメ２４Ａとツメ２４Ｂとは、マスト２２の横方向に、互いに離れて配置されている。以下、前後方向のうち、移動体１０においてフォーク２４が設けられている側の方向を、前方向とし、フォーク２４が設けられていない側の方向を、後方向とする。

制御装置２８は、移動体１０の移動を制御する。制御装置２８は、コンピュータであり、例えば図示しない記憶部と制御部とを含む。制御装置２８の制御部は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、記憶部からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、処理を実行する。制御部の処理としては、例えば移動体１０を自動で移動させる処理などがある。

（センサ）
センサ２６は、車体２０の周辺に存在する対象物の位置及び姿勢の少なくとも１つを検出する。センサ２６は、移動体１０に対する対象物の位置と、移動体１０に対する対象物の姿勢とを検出するともいえる。本実施形態では、センサ２６は、マスト２２と、車体２０の四隅とに、すなわち車体２０の前方向側の左右の端部と後方向側の左右の端部とに、設けられている。すなわち、本実施形態では、センサ２６として、センサ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの４つが設けられている。センサ２６Ａ、２６Ｂは、フォーク２４と対向する支持部２５の先端に設けられ、センサ２６Ｃ、２６Ｄは、車体２０の後方向側に設けられる。ただし、センサ２６の設けられる位置はこれに限られず、任意の位置に設けられてもよい。また、センサ２６の数も４つに限られず、任意であってよい。また例えば、移動体１０に設けられる安全センサを、センサ２６として流用してもよい。安全センサを流用することで、新たにセンサを設ける必要がなくなる。

図２は、移動体のセンサの検出範囲を説明する模式図である。図２に示すように、以下、鉛直方向の上方を方向Ｚとし、方向Ｚに直交する一方向を方向Ｘとし、方向Ｘ及び方向Ｚに直交する一方向を方向Ｙとする。本実施形態においては、移動体１０が走行する床面は、方向Ｘ及び方向Ｙに沿っていることが好ましい。なお、本実施形態における「位置」とは、特に断りが無い限り、Ｚ方向に直交する平面上における位置（座標）を指し、「姿勢」とは、Ｚ方向に直交する平面の面内における姿勢（Ｚ方向から対象を見た場合の対象の向き）を指す。

センサ２６は、周囲の対象物からの反射光を検出（受光）することで、対象物の位置及び姿勢を検出する。さらに言えば、センサ２６は、レーザ光を照射するセンサである。センサ２６は、照射したレーザ光の反射光を検出することで、対象物の位置及び姿勢を検出する。センサ２６は、一方向に走査しつつレーザ光を照射し、照射したレーザ光の反射光から、対象物の位置及び姿勢を検出する。すなわち、センサ２６は、いわゆる２Ｄ－ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）であるともいえる。本実施形態では、センサ２６は、水平方向に、すなわち方向Ｚに直交する方向に、レーザ光を走査する。また、本実施形態では、それぞれのセンサ２６は、光軸がＺ方向に直交する平面に沿うように、すなわちセンサ２６が鉛直方向の上方や下方を向かずに水平方向を向くように、移動体１０に取り付けられていることが好ましい。言い換えれば、センサ２６の鉛直軸と、移動体１０の鉛直軸とが、同じ向きとなっていることが好ましい。

本実施形態では、隣り合うセンサ２６の検出範囲が重複する。検出範囲とは、センサ２６がレーザ光を照射可能な範囲を指し、言い換えれば、対象物の位置及び姿勢を検出可能な範囲を指す。すなわち、センサ２６は、検出範囲内の対象物から反射された反射光を受光して、対象物の位置及び姿勢を検出可能である。図２の例では、センサ２６Ａの検出範囲ＣＲＡとセンサ２６Ｂの検出範囲ＣＲＢとが一部で重複しており、センサ２６Ｂの検出範囲ＣＲＢとセンサ２６Ｃの検出範囲ＣＲＣとが一部で重複しており、センサ２６Ｃの検出範囲ＣＲＣとセンサ２６Ｄの検出範囲ＣＲＤとが一部で重複しており、センサ２６Ｄの検出範囲ＣＲＤとセンサ２６Ａの検出範囲ＣＲＡとが一部で重複している。検出範囲ＣＲＡと検出範囲ＣＲＢとが重なる領域においては、センサ２６Ａ、２６Ｂの両方が、対象物の位置及び姿勢を検出可能であり、検出範囲ＣＲＢと検出範囲ＣＲＣとが重なる領域においては、センサ２６Ｂ、２６Ｃの両方が、対象物の位置及び姿勢を検出可能であり、検出範囲ＣＲＣと検出範囲ＣＲＤとが重なる領域においては、センサ２６Ｃ、２６Ｄの両方が、対象物の位置及び姿勢を検出可能であり、検出範囲ＣＲＤと検出範囲ＣＲＡとが重なる領域においては、センサ２６Ｄ、２６Ａの両方が、対象物の位置及び姿勢を検出可能である。なお、図２の例では、隣り合う２つのセンサ２６の検出範囲のみが重複していたが、３つ以上のセンサ２６の検出範囲が重複してもよい。

また、本実施形態では、全てのセンサ２６の検出範囲を合わせると、移動体１０の周囲の全域が検出可能となっていることが好ましい。すなわち例えば、Ｚ方向から見て移動体１０の中心から径方向外側に所定距離離れた位置にある円周ＣＩは、全区間に亘って、少なくとも１つのセンサ２６の検出範囲内にあることが好ましい。

なお、センサ２６は、以上のものに限られず任意の方法で対象物を検出するセンサであってよく、例えば、複数の方向に走査されるいわゆる３Ｄ－ＬｉＤＡＲであってもよいし、カメラであってもよい。

（キャリブレーション装置）
本実施形態に係るキャリブレーション装置３０は、以上のような移動体１０に設けられるセンサ２６のキャリブレーションを実行する装置である。すなわち、キャリブレーション装置３０は、本実施形態に係るキャリブレーション方法を実行する装置である。センサ２６のキャリブレーションとは、移動体１０の基準位置Ｐに対する移動体１０に搭載されたセンサ２６の位置及び姿勢（基準位置Ｐとセンサ２６との相対位置及び相対姿勢）を算出して、センサ２６の座標系を移動体１０の基準位置Ｐの座標系に合わせる処理である。例えば、図２の例では、移動体１０の座標系において、基準位置Ｐの座標と基準方向ＡＸＰとが、予め設定されている。図２の例では、基準位置Ｐは、フォーク２４Ａ、２４Ｂの間の位置であるが、移動体１０の任意の位置であってもよい。図２の例では、基準方向ＡＸＰは、移動体１０の進行方向であるが、移動体１０に対して任意の方向であってもよい。以下、センサ２６Ａの位置を位置ＰＡとし、センサ２６Ａの向いている方向を方向ＡＸＡとし、センサ２６Ｂの位置を位置ＰＢとし、センサ２６Ｂの向いている方向を方向ＡＸＢとし、センサ２６Ｃの位置を位置ＰＣとし、センサ２６Ｃの向いている方向を方向ＡＸＣとし、センサ２６Ｄの位置を位置ＰＤとし、センサ２６Ｄの向いている方向を方向ＡＸＤとする。なお、それぞれのセンサ２６の向いている方向は、図２の例では、Ｚ方向から見て検出範囲の中央の線に沿った方向であるが、それに限られない。

キャリブレーション装置３０は、キャリブレーションを実行して、基準位置Ｐの座標に対するセンサ２６Ａの位置ＰＡの座標（移動体１０の座標系における位置ＰＡの座標）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ａの位置として算出し、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ａの向いている方向ＡＸＡ（移動体１０の座標系における方向ＡＸＡの向き）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ａの姿勢として算出する。同様に、キャリブレーション装置３０は、基準位置Ｐの座標に対するセンサ２６Ｂの位置ＰＢの座標（移動体１０の座標系における位置ＰＢの座標）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｂの位置として算出し、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ｂの向いている方向ＡＸＢ（移動体１０の座標系における方向ＡＸＢの向き）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｂの姿勢として算出する。また、キャリブレーション装置３０は、基準位置Ｐの座標に対するセンサ２６Ｃの位置ＰＣの座標（移動体１０の座標系における位置ＰＣの座標）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｃの位置として算出し、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ｃの向いている方向ＡＸＣ（移動体１０の座標系における方向ＡＸＣの向き）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｃの姿勢として算出する。また、キャリブレーション装置３０は、基準位置Ｐの座標に対するセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標（移動体１０の座標系における位置ＰＤの座標）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｄの位置として算出し、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ｄの向いている方向ＡＸＤ（移動体１０の座標系における方向ＡＸＤの向き）を、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ｄの姿勢として算出する。

（キャリブレーション装置の構成）
図３は、本実施形態に係るキャリブレーション装置の模式的なブロック図である。キャリブレーション装置３０は、コンピュータであり、図３に示すように、記憶部３２と通信部３４と制御部３６とを含む。記憶部３２は、制御部３６の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部３２が保存する制御部３６用のプログラムは、キャリブレーション装置３０が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。通信部３４は、制御部３６に用いられて、移動体１０などの外部の装置と通信するモジュールであり、例えばアンテナなどを含んでよい。通信部３４による通信方式は、本実施形態では無線通信であるが、通信方式は任意であってよい。なお、キャリブレーション装置３０は、ユーザの入力を受け付ける入力部や、情報を出力する出力部を備えていてもよい。入力部としては、例えばタッチパネルやキーボード、マウスなどが挙げられ、出力部としては、例えば画像を表示するディスプレイが挙げられる。

制御部３６は、演算装置、すなわちＣＰＵである。制御部３６は、測定対象物位置取得部４０と、センサ間位置情報取得部４２と、基準センサ位置情報取得部４４と、センサ位置情報取得部４６とを含む。制御部３６は、記憶部３２からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、測定対象物位置取得部４０とセンサ間位置情報取得部４２と基準センサ位置情報取得部４４とセンサ位置情報取得部４６とを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部３６は、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、測定対象物位置取得部４０とセンサ間位置情報取得部４２と基準センサ位置情報取得部４４とセンサ位置情報取得部４６の少なくとも一部を、ハードウェアで実現してもよい。

（測定対象物位置取得部）
測定対象物位置取得部４０は、センサ２６に測定対象物Ｂの位置情報を検出させる。より詳しくは、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６から測定対象物Ｂの表面Ｂａへレーザ光を照射させて、センサ２６に、その測定対象物Ｂの表面Ｂａからのレーザ光の反射光を受光させる。測定対象物位置取得部４０は、センサ２６が受光した測定対象物Ｂからのレーザ光の反射光の情報に基づき、測定対象物Ｂの位置情報を算出する。測定対象物Ｂの位置情報とは、その測定対象物Ｂの位置情報を検出したセンサ２６に対する、測定対象物Ｂの位置（センサ２６の座標系における測定対象物Ｂの座標）の情報を指す。測定対象物Ｂの位置情報は、センサ２６に対する測定対象物Ｂの姿勢の情報も含んでいてもよい。以下、測定対象物Ｂの位置情報を、適宜、測定対象物位置情報と記載する。なお、測定対象物Ｂとは、キャリブレーションを行うために用いられる部材である。

測定対象物位置取得部４０は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの位置情報を検出させる。以下、具体的に説明する。

図４は、測定対象物の位置情報の検出を説明する模式図である。図４に示すように、測定対象物位置取得部４０は、移動体１０の近傍に測定対象物Ｂが配置された状態で、センサ２６に、測定対象物位置情報を検出させる。より詳しくは、測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂが隣り合うセンサ２６の検出範囲同士が重複する領域に配置された状態で、センサ２６に測定対象物位置情報を検出させる。図４の例では、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂの検出範囲が重複する位置に、測定対象物Ｂ１が配置され、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃの検出範囲が重複する位置に、測定対象物Ｂ２が配置され、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄの検出範囲が重複する位置に、測定対象物Ｂ３が配置されている。

測定対象物位置取得部４０は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの検出を行わせる。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂへレーザ光Ｌを照射させて、その測定対象物Ｂからのレーザ光Ｌの反射光を受光させることで、同じ測定対象物Ｂの測定対象物位置情報を取得する。本実施形態の例では、測定対象物位置取得部４０は、２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの検出を行わせる。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、一方のセンサ２６に検出させた測定対象物Ｂの測定対象物位置情報と、他方のセンサ２６に検出させた同じ測定対象物Ｂの測定対象物位置情報とを取得する。図４の例では、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂに、測定対象物Ｂ１に対してレーザ光Ｌを照射させて、測定対象物Ｂ１からのレーザ光Ｌの反射光を受光させることで、測定対象物Ｂ１の測定対象物位置情報を取得する。測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂ１についての測定対象物位置情報として、センサ２６Ａが検出したセンサ２６Ａに対する測定対象物Ｂ１の位置情報と、センサ２６Ｂが検出したセンサ２６Ｂに対する測定対象物Ｂ１の位置情報（センサ２６Ｂに対する測定対象物Ｂ１の位置）とを算出する。同様に、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃに、測定対象物Ｂ２に対してレーザ光Ｌを照射させて、測定対象物Ｂ２からのレーザ光Ｌの反射光を受光させることで、測定対象物Ｂ２の測定対象物位置情報を取得する。測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂ２についての測定対象物位置情報として、センサ２６Ｂが検出したセンサ２６Ｂに対する測定対象物Ｂ２の位置情報と、センサ２６Ｃが検出したセンサ２６Ｃに対する測定対象物Ｂ２の位置情報とを算出する。同様に、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄに、測定対象物Ｂ３に対してレーザ光Ｌを照射させて、測定対象物Ｂ３からのレーザ光Ｌの反射光を受光させることで、同じ測定対象物Ｂ３の測定対象物位置情報を取得する。測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂ３についての測定対象物位置情報として、センサ２６Ｃが検出したセンサ２６Ｃに対する測定対象物Ｂ３の位置情報と、センサ２６Ｄが検出したセンサ２６Ｄに対する測定対象物Ｂ３の位置情報とを算出する。

このように、本実施形態では、センサ２６Ａ、２６Ｂに測定対象物Ｂ１を検出させ、センサ２６Ｂ、２６Ｃに測定対象物Ｂ２を検出させるなど、一対のセンサ２６毎に、異なる測定対象物Ｂを検出させているが、それに限られず、一対のセンサ２６と、別の一対のセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂを検出させてもよい。また、本実施形態では、隣り合う２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂを検出させたが、それに限られず、３つ以上のセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂを検出させてもよい。

（センサ間位置情報取得部）
図５は、センサ間位置情報の算出を説明するための模式図である。センサ間位置情報取得部４２は、同じ測定対象物Ｂの測定対象物位置情報に基づき、センサ２６同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得する。センサ間位置情報取得部４２は、同じ測定対象物Ｂの測定対象物位置情報に基づき、その測定対象物Ｂを検出したセンサ２６同士のセンサ間位置情報を算出する。例えば、本実施形態の例では、センサ間位置情報取得部４２は、測定対象物Ｂ１の測定対象物位置情報に基づき、言い換えればセンサ２６Ａが検出した測定対象物Ｂ１の位置情報と、センサ２６Ｂが検出した測定対象物Ｂ１の位置情報とに基づき、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報を算出する。センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとは、同じ測定対象物Ｂ１を検出しているため、センサ２６Ａが検出したセンサ２６Ａに対する測定対象物Ｂ１の位置と、センサ２６Ｂが検出したセンサ２６Ｂに対する測定対象物Ｂ１の位置とから、センサ２６Ａに対するセンサ２６Ｂの位置及び姿勢が算出できる。センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ａに対するセンサ２６Ｂの位置及び姿勢（センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｂの位置及び姿勢）を算出する。さらに言えば、センサ間位置情報取得部４２は、図５に示すように、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｂの座標系をセンサ２６Ａの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）を算出する。なお、ｔ_ＸＢが、センサ２６Ａの座標系に対するセンサ２６Ｂの座標系のＸ軸方向の変位量、ｔ_ＹＢが、センサ２６Ａの座標系に対するセンサ２６Ｂの座標系のＹ軸方向の変位量であり、θ_Ｂが、センサ２６Ａの座標系に対するセンサ２６Ｂの座標系の回転量である。

同様に、センサ間位置情報取得部４２は、測定対象物Ｂ２の測定対象物位置情報に基づき、言い換えればセンサ２６Ｂが検出した測定対象物Ｂ２の位置情報と、センサ２６Ｃが検出した測定対象物Ｂ２の位置情報とに基づき、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報を算出する。センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｂに対するセンサ２６Ｃの位置及び姿勢（センサ２６Ｂの座標系におけるセンサ２６Ｃの位置及び姿勢）を算出する。さらに言えば、センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｃの座標系をセンサ２６Ｂの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）を算出する。同様に、センサ間位置情報取得部４２は、測定対象物Ｂ３の測定対象物位置情報に基づき、言い換えればセンサ２６Ｃが検出した測定対象物Ｂ３の位置情報と、センサ２６Ｄが検出した測定対象物Ｂ３の位置情報とに基づき、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報を算出する。センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｃに対するセンサ２６Ｄの位置及び姿勢（センサ２６Ｃの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢）を算出する。さらに言えば、センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｄの座標系をセンサ２６Ｃの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＤ、ｔ_ＹＤ、θ_Ｄ）を算出する。

（基準センサ位置情報取得部）
図６は、基準センサ位置情報を説明するための模式図である。基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の基準位置Ｐに対する基準センサの位置及び姿勢の情報である、基準センサ位置情報を取得する。基準センサ位置情報は、移動体１０の座標系における、基準センサの位置及び姿勢の情報ともいえる。基準センサとは、複数のセンサ２６のうちで基準となるセンサ２６である。本実施形態では、センサ２６Ａを基準センサとするが、基準センサとするセンサは任意に選択されてよい。基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報に基づき、基準センサ位置情報を取得する。基準センサ位置情報取得部４４は、記憶部３２に予め記憶されていた移動体１０の設計情報を読み出してもよいし、通信部３４を介して、外部の装置から、移動体１０の設計情報を取得してもよい。移動体１０の設計情報とは、移動体１０の寸法などの設計値が含まれる情報であり、本実施形態では、移動体１０への基準センサの取り付け位置（座標）及び取り付け角度（姿勢）の設計値を含む。より詳しくは、本実施形態では、移動体１０の設計情報には、移動体１０の座標系における、移動体１０の基準位置Ｐに対する基準センサの位置（本例ではセンサ２６Ａの位置ＰＡ）と、移動体１０の基準方向ＡＸＰに対する基準センサの向いている方向（本例では方向ＡＸＡ）の角度に関する情報が含まれている。基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の座標系における、移動体１０の基準位置Ｐに対する基準センサの位置（座標）と、移動体１０の基準方向ＡＸＰに対する基準センサの向いている角度とを、基準センサ位置情報として取得する。図６の例では、基準センサ位置情報取得部４４は、基準センサ位置情報として、基準センサ（センサ２６Ａ）の座標系を移動体１０の座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＡ、ｔ_ＹＡ、θ_Ａ）を算出する旨が示されている。ｔ_ＸＡが、センサ２６Ａの座標系におけるＸ座標を移動体１０の座標系におけるＸ座標に変換するための値であり、ｔ_ＹＡが、センサ２６Ａの座標系におけるＹ座標を移動体１０の座標系におけるＸ座標に変換するための値であり、θ_Ａが、センサ２６Ａの座標系における姿勢（角度）を移動体１０の座標系における姿勢（角度）に変換するための値である。

（センサ位置情報取得部）
図７は、センサ位置情報の算出を説明するための模式図である。センサ位置情報取得部４６は、センサ間位置情報取得部４２が取得したセンサ間位置情報と、基準センサ位置情報取得部４４が取得した基準センサ位置情報とに基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、それぞれのセンサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得する。センサ位置情報は、移動体１０の座標系における、それぞれのセンサ２６の位置及び姿勢を指すともいえ、それぞれのセンサ２６の座標系を移動体１０の座標系に変換するための変換量であるともいえる。基準センサ位置情報で、移動体１０の基準位置Ｐに対する基準センサの位置及び姿勢が示され、センサ間位置情報で、基準センサに対する他のセンサの位置及び姿勢が示されているので、基準センサ位置情報及びセンサ間位置情報に基づいて、基準位置Ｐに対するそれぞれのセンサ２６の位置及び姿勢を算出できる。

本実施形態では、センサ位置情報取得部４６は、基準センサ位置情報を、すなわちここでは変換量（ｔ_ＸＡ、ｔ_ＹＡ、θ_Ａ）を、センサ２６Ａ（基準センサ）のセンサ位置情報とする。

また、本実施形態では、センサ位置情報取得部４６は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報と基準センサ位置情報とに基づいて、センサ２６Ｂのセンサ位置情報（移動体１０の座標系におけるセンサ２６Ｂの位置及び姿勢）を算出する。例えば、センサ位置情報取得部４６は、図７に示すように、変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）と変換量（ｔ_ＸＡ、ｔ_ＹＡ、θ_Ａ）をこの順で乗じた値を、センサ２６Ｂのセンサ位置情報として算出する。

また、本実施形態では、センサ位置情報取得部４６は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報と、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報と、基準センサ位置情報とに基づいて、センサ２６Ｃのセンサ位置情報（移動体１０の座標系におけるセンサ２６Ｃの位置及び姿勢）を算出する。例えば、センサ位置情報取得部４６は、変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）と変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）と変換量（ｔ_ＸＡ、ｔ_ＹＡ、θ_Ａ）とをこの順で乗じた値を、センサ２６Ｃのセンサ位置情報として算出する。

また、本実施形態では、センサ位置情報取得部４６は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報と、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報と、センサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報と、基準センサ位置情報とに基づいて、センサ２６Ｄのセンサ位置情報（移動体１０の座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢）を算出する。例えば、センサ位置情報取得部４６は、変換量（ｔ_ＸＤ、ｔ_ＹＤ、θ_Ｄ）と変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）と変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）と変換量（ｔ_ＸＡ、ｔ_ＹＡ、θ_Ａ）とをこの順で乗じた値を、センサ２６Ｄのセンサ位置情報として算出する。

センサ位置情報取得部４６は、算出した各センサ２６のセンサ位置情報を記憶部３２に記憶させる。また、センサ位置情報取得部４６は、算出した各センサ２６のセンサ位置情報を、通信部３４を介して、移動体１０や別の機器などに送信してもよい。これにより、各センサ２６のキャリブレーション処理が終了する。なお、以上の説明では、センサ２６Ｄ、センサ２６Ｃ、センサ２６Ｂ、センサ２６Ａ、基準位置Ｐの順で座標変換を行っていたが、座標変換の順はこれに限られず任意であってよい。

（キャリブレーションフロー）
以上説明した、キャリブレーション装置３０によるキャリブレーション処理のフローを説明する。図８は、本実施形態に係るキャリブレーション処理のフローを説明するフローチャートである。図８に示すように、キャリブレーション装置３０は、測定対象物位置取得部４０により、一対のセンサ２６に同じ測定対象物Ｂを検出させて、測定対象物位置情報を算出する（ステップＳ１０）。測定対象物位置取得部４０は、一対のセンサ２６毎に、すなわち隣り合う２つのセンサ２６毎に、同じ測定対象物Ｂを検出させる。測定対象物位置取得部４０は、一対のセンサ２６による同じ測定対象物Ｂの検出結果から、その測定対象物の測定対象物位置情報を算出する。

キャリブレーション装置３０は、センサ間位置情報取得部４２により、測定対象物位置情報に基づき、センサ２６同士のセンサ間位置情報を算出する（ステップＳ１２）。センサ間位置情報取得部４２は、同じ測定対象物Ｂの測定対象物位置情報に基づき、その測定対象物Ｂを検出させたセンサ２６同士のセンサ間位置情報を算出する。センサ間位置情報取得部４２は、一対のセンサ２６毎に、センサ間位置情報を算出する。

キャリブレーション装置３０は、基準センサ位置情報取得部４４により、移動体１０の設計情報に基づき、基準センサ位置情報を取得する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４は、ステップＳ１０、１２の後に実行されることに限られず、ステップＳ１４とステップＳ１０、１２の実行順は任意であってよい。例えば、ステップＳ１４は、ステップＳ１０の前に実行されてもよい。

次に、キャリブレーション装置３０は、センサ位置情報取得部４６により、センサ間位置情報と基準センサ位置情報とに基づき、それぞれのセンサ２６のセンサ位置情報（移動体１０の基準位置Ｐに対するそれぞれのセンサ２６の位置及び姿勢）を算出する（ステップＳ１６）。これにより、キャリブレーション処理が終了する。

（効果）
以上説明したように、本実施形態に係るキャリブレーション装置３０は、少なくとも２つのセンサ２６に同じ測定対象物Ｂを検出させて、その検出結果に基づき、センサ２６同士の相対位置及び姿勢（センサ間位置情報）を算出し、センサ２６同士の相対位置及び姿勢と、設計情報から取得した基準位置Ｐに対する基準センサの相対位置及び姿勢（基準センサ位置情報）とから、基準位置Ｐに対する各センサ２６の相対位置及び姿勢を算出する。本実施形態によると、一対のセンサ２６に同じ測定対象物Ｂを検出させるだけで、基準位置Ｐに対する各センサ２６の相対位置及び姿勢を算出することが可能となる。そのため、本実施形態によると、一対のセンサ２６の検出範囲に測定対象物Ｂがあれば、各センサ２６のキャリブレーションが可能となるため、測定対象物Ｂの設置位置を特定するための専用の機器が不要となり、また、測定対象物Ｂの設置位置を特定するための作業負荷が高くなることを抑制でき、作業者の負荷を低減できる。また、本実施形態によると、キャリブレーション精度が作業者の熟練度に依存する度合いを減らして、キャリブレーション精度の低下も抑制できる。

なお、本実施形態の例では、キャリブレーション装置３０は、移動体１０に搭載されない、移動体１０とは別体の装置であるが、それに限られず、移動体１０に搭載されたものであってもよい。すなわち、移動体１０の制御装置２８が、キャリブレーション装置３０として、キャリブレーション装置３０の処理を実行するものであってもよい。

（他の例）
以上の説明では、基準センサ位置情報を、移動体１０の設計情報のみから取得していたが、それに限られない。例えば、基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報と、基準センサと他のセンサ２６とのセンサ間位置情報とに基づき、基準センサ位置情報を算出してよい。以下、具体的に説明する。

図９及び図１０は、基準センサ位置情報の算出の他の例を説明する模式図である。図９は、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ａ（基準センサ）の位置を算出する方法の例を示している。図９に示すように、基準センサ位置情報取得部４４は、センサ間位置情報に基づき、センサ２６Ａの位置ＰＡとセンサ２６Ｄの位置ＰＤとの中点Ｐ０の座標を算出する。例えば、基準センサ位置情報取得部４４は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報、及びセンサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報に基づき、センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標を算出する。基準センサ位置情報取得部４４は、センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ａの位置ＰＡの座標と、センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標から、センサ２６Ａの座標系における中点Ｐ０の座標を算出する。図９の距離Ｄ１は、位置ＰＡと位置ＰＤとの距離の半分の距離を指している。そして、基準センサ位置情報取得部４４は、設計情報から、基準方向ＡＸＰの情報と、距離Ｄ２の情報とを取得する。距離Ｄ２は、基準方向ＡＸＰに沿った方向における、センサ２６Ａの位置ＰＡと基準位置Ｐとの間の距離を指す。基準センサ位置情報取得部４４は、中点Ｐ０の座標から、基準方向ＡＸＰに沿って距離Ｄ２だけ離れた位置を、基準位置Ｐの座標として算出する。基準センサ位置情報取得部４４は、算出した基準位置Ｐの座標から、基準位置Ｐに対するセンサ２６Ａの位置を算出する。

図１０は、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ａ（基準センサ）の向きを算出する方法の例を示している。図１０に示すように、基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報から、基準方向ＡＸＰと線分Ｌ０とのなす角度αを算出する。線分Ｌ０は、センサ２６Ａの位置ＰＡとセンサ２６Ｄの位置ＰＤとを結ぶ線分である。基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報から取得したセンサ２６Ａの位置ＰＡの座標とセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標とに基づき、線分Ｌ０の方向を算出する。そして、基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報から取得した基準方向ＡＸＰの情報を取得して、基準方向ＡＸＰと線分Ｌ０とのなす角度αを算出する。また、基準センサ位置情報取得部４４は、センサ間位置情報に基づき、センサ２６Ａの向いている方向ＡＸＡと線分Ｌ０とのなす角度βを算出する。基準センサ位置情報取得部４４は、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとのセンサ間位置情報、センサ２６Ｂとセンサ２６Ｃとのセンサ間位置情報、及びセンサ２６Ｃとセンサ２６Ｄとのセンサ間位置情報に基づき、センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標を算出し、センサ２６の位置ＰＡの座標とセンサ２６Ｄの位置ＰＤの座標とから、線分Ｌ０の方向を算出する。そして、基準センサ位置情報取得部４４は、算出した線分Ｌ０の方向と、方向ＡＸＡとのなす角度を、角度βとして算出する。基準センサ位置情報取得部４４は、角度αと角度βとに基づき、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ａの向きを算出する。すなわち、基準センサ位置情報取得部４４は、角度αと角度βとを足し合わせた角度を、基準方向ＡＸＰに対するセンサ２６Ａの向きとして算出する。

以上のように、基準センサと他のセンサ２６とのセンサ間位置情報にも基づき、基準センサ位置情報を算出することで、例えば基準センサの位置や姿勢が設計情報からずれていた場合にも、実際の基準センサの位置や姿勢を反映できるため、キャリブレーション精度を向上できる。なお、上記で説明した基準センサと他のセンサ２６とのセンサ間位置情報にも基づいたセンサ間位置情報の算出方法は、一例である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、測定対象物Ｂの形状が既知である点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図１１は、測定対象物の形状例を説明する図である。第２実施形態においては、測定対象物Ｂの表面Ｂａの形状が既知となっている。すなわち、キャリブレーション装置３０は、測定対象物Ｂの表面Ｂａの形状に関する情報を、取得可能である。測定対象物Ｂの形状は任意であってよいが、例えば平面状であってもよい。すなわち、測定対象物Ｂは、図１１の左側に示すように、Ｚ方向から見た場合の表面Ｂａが、直線状であってもよい。また例えば、測定対象物Ｂは、平面が交差した形状であってもよい。すなわち、測定対象物Ｂは、図１１の中央に示すように、Ｚ方向から見た場合の表面Ｂａが、直線同士が交差する形状となっていてもよい。また、測定対象物Ｂは、円筒状であってもよい。すなわち、測定対象物Ｂは、図１１の右側に示すように、Ｚ方向から見た場合の表面Ｂａが、円弧形状となっていてもよい。

（測定対象物位置情報の算出方法）
次に、第２実施形態における測定対象物位置情報の算出方法について説明する。図１２は、測定対象物の検出方法を説明する模式図である。図１２に示すように、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６に、測定対象物Ｂの表面Ｂａへレーザ光Ｌを走査しつつ照射させる。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、表面Ｂａの異なる位置のそれぞれに、レーザ光Ｌを照射させる。測定対象物位置取得部４０は、表面Ｂａの各位置で反射されたレーザ光Ｌを、反射光としてセンサ２６に受光させる。以下、表面Ｂａでレーザ光Ｌが反射された位置（レーザ光Ｌが照射された位置）を、適宜、反射位置と記載する。測定対象物位置取得部４０は、センサ２６が受光したそれぞれの反射光の情報に基づき、それぞれの反射位置の座標を算出して、測定対象物位置情報とする。なお、図１２は、センサ２６Ａ、２６Ｂに、同じ測定対象物Ｂ１を検出させた場合を例示している。

図１３は、測定対象物位置情報の算出方法を説明する図である。図１３の（Ａ）は、センサ２６Ａによって検出された反射位置の座標の例を示している。すなわち、図１３の（Ａ）は、センサ２６Ａが、図１２に示すように測定対象物Ｂ１にレーザ光Ｌを照射し、測定対象物Ｂ１の各反射位置で反射された反射光を受光した場合に、測定対象物位置取得部４０によって算出された反射位置の座標を、点群Ｍとしてプロットした図を示している。すなわち、点群Ｍとは、反射位置の座標を示す点（計測点）といえる。図１３の（Ａ）の横軸は、センサ２６Ａの座標系でのＸ座標を示し、縦軸は、センサ２６Ａの座標系でのＹ座標を示している。測定対象物位置取得部４０は、それぞれの点群Ｍの座標を、測定対象物Ｂ１の測定対象物位置情報として算出する。また例えば、測定対象物位置取得部４０は、それぞれの点群Ｍを繋ぐ線分ＬＩを生成し、線分ＬＩの座標及び方向を、測定対象物位置情報（測定対象物Ｂの位置及び姿勢の情報）として算出してもよい。線分ＬＩは、点群Ｍを通る線分であることに限られず、例えば点群Ｍ同士の近似線であってもよい。線分ＬＩは、点群Ｍの座標に基づき任意の方法で生成してもよい。

このように、測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂで反射された光をセンサ２６に検出させ、センサ２６が検出した光の情報に基づき、測定対象物Ｂの反射位置の、センサ２６の座標系における座標の情報を、測定対象物Ｂの位置情報として算出するといえる。

ここで、センサ２６は、測定対象物Ｂではない箇所にも向けてレーザ光Ｌを照射し、測定対象物Ｂではない箇所からの反射光を検出する場合がある。しかし、測定対象物Ｂではない箇所から反射された反射光に基づいて測定対象物位置情報を算出してしまうと、実際の測定対象物Ｂの表面Ｂａに対する誤差が大きくなるため、測定対象物位置情報に基づいて算出されるセンサ間位置情報の算出精度が低下するおそれがある。そのため、本実施形態に係る測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂの表面Ｂａの形状に基づき、センサ間位置情報を算出するために用いる点群Ｍ（反射位置の座標）を、選択する。具体的には、測定対象物位置取得部４０は、検出された点群Ｍのうちから、表面Ｂａの形状に相当する複数の点群Ｍを抽出し、抽出した複数の点群Ｍの座標を測定対象物位置情報とする。表面Ｂａの形状に相当する点群Ｍを選択する方法は任意であるが、例えば、点群Ｍ間の線分ＬＩと、Ｚ方向から見た場合の表面Ｂａに沿った線分との差分が所定値以下となる点群Ｍを、表面Ｂａの形状に相当する点群Ｍとして選択してよい。

なお、測定対象物Ｂの形状は既知であることに限られない。この場合、測定対象物位置取得部４０は、表面Ｂａの形状に相当する複数の点群Ｍを抽出する処理を行わなくてもよい。この場合には、例えばセンサ２６に対する測定対象物Ｂのおおよその位置は既知であるため、検出された点群Ｍのうちから、測定対象物Ｂのおおよその位置にある点群Ｍを、表面Ｂａに対応する点群Ｍとして抽出して、抽出した点群Ｍの座標を、測定対象物位置情報としてよい。

また、本実施形態では、一対のセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの検出を複数回実行させることが好ましい。例えば、測定対象物位置取得部４０は、センサ２６Ａ、２６Ｂに、測定対象物Ｂ１の検出を複数のスキャン分行わせる。そして、移動体１０に対する測定対象物Ｂ１の相対位置及び姿勢の少なくとも一方を変化させて、センサ２６Ａ、２６Ｂに、測定対象物Ｂ１の検出を更に複数のスキャン分行わせる。この場合、以上の処理を任意の回数繰り返してもよい。測定対象物位置取得部４０は、このようにして検出された複数の検出データのそれぞれについて、点群Ｍ（反射位置の座標）を算出して、測定対象物位置情報とする。測定対象物位置取得部４０は、全ての一対のセンサ２６に対して、これらの処理を行わせる。このように、同じ測定対象物Ｂの検出を複数回実行させて、同じ測定対象物Ｂについて測定対象物位置情報を複数算出することで、測定対象物位置情報に基づいて算出されるセンサ間位置情報の算出精度を向上できる。

（センサ間位置情報の算出方法）
次に、第２実施形態におけるセンサ間位置情報の算出方法について説明する。図１３の（Ａ）は、上述のように、センサ２６Ａが検出した点群Ｍを示しており、より詳しくは、図１２に示すように測定対象物Ｂ１にレーザ光Ｌを照射した場合に検出された、測定対象物Ｂ１の表面Ｂａの各反射位置の座標を示す点群Ｍを、センサ２６Ａの座標系においてプロットしたものである。一方、図１３の（Ｂ）は、センサ２６Ｂが検出した点群Ｍを示しており、より詳しくは、センサ２６Ｂが図１２に示すように測定対象物Ｂ１にレーザ光Ｌを照射した場合に検出された、測定対象物Ｂ１の表面Ｂａの各反射位置の座標を示す点群Ｍを、センサ２６Ｂの座標系においてプロットしたものである。ここで、センサ２６Ａとセンサ２６Ｂとは、同じ測定対象物Ｂ１を検出している。そのため、センサ２６Ａが検出した点群Ｍをセンサ２６Ｂの座標系に変換した場合には、図１３の（Ｃ）に示すように、それらの点群（センサ２６Ｂの座標系に変換された点群Ｍ）の線分ＬＩと、センサ２６Ｂによって検出されたセンサ２６Ｂの座標系の点群Ｍの線分ＬＩとは、一致する。第２実施形態に係るセンサ間位置情報取得部４２は、この原理に基づいて、一方のセンサ２６の座標系から他方のセンサ２６の座標系に変換するための変換量を算出する。

以下、具体的に説明する。ここで、一方のセンサ２６（例えばセンサ２６Ｂ）によって検出された一方のセンサ２６の座標系における測定対象物Ｂ（例えば測定対象物Ｂ１）の反射位置の座標を、第１座標とする。また、第１座標を、他方のセンサ２６（例えばセンサ２６Ａ）の座標系に変換した座標を、第１変換座標とする。また、他方のセンサ２６によって検出された他方のセンサ２６の座標系における同じ測定対象物Ｂ（例えば測定対象物Ｂ１）の同じ反射位置の座標を、第２座標とする。この場合、例えば、センサ間位置情報取得部４２は、第１変換座標と第２座標の差分が、すなわち第１変換座標と第２座標との間の距離が、所定値以下となるような、一方のセンサ２６の座標系から他方のセンサ２６の座標系への変換量（例えば変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ））を、算出する。

図１４は、一方のセンサの座標系から他方のセンサの座標系に変換するための変換量の算出を説明するための図である。上記のように第１変換座標及び第２座標から変換量を算出する場合には、例えば、図１４に示すように、センサ２６に、点群Ｍを結んだ線分ＬＩ同士が交差するように、レーザ光Ｌを走査させてよい。そして、一方のセンサ２６の線分ＬＩ同士の交点ＭＡの座標を第１座標とし、他方のセンサ２６の線分ＬＩ同士の交点ＭＢの座標を第２座標として、センサ２６同士の座標の変換量を算出する。

以下、センサ２６Ｂの座標系をセンサ２６Ａの座標系に変換するための変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出する場合を例にして、より具体的に説明する。以下では、センサ２６Ｂが検出した測定対象物Ｂ１の反射位置の座標である第１座標を（ｘ２、ｙ２）とし、センサ２６Ａが検出した測定対象物Ｂ１の同じ反射位置の座標である第２座標を（ｘ１、ｙ１）とする。

第２座標（ｘ１、ｙ１）と第１座標（ｘ２、ｙ２）が実空間上で同じ点である場合、以下の式（１）が成り立つ。

センサ２６Ａ、２６Ｂに同じ測定対象物Ｂの検出をＮ回測定させて、第１座標と第２座標とがＮ回算出されたとする。この場合、センサ間位置情報取得部４２は、次の式（２）に示すＪ（ｔ_ｘ、ｔｙ、θ）が最小となるような、変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出する。すなわち、センサ間位置情報取得部４２は、最小二乗法を用いて、それぞれの第１変換座標と第２座標との差分の合計値の二乗が最小となるような、変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出するといえる。ただし、センサ間位置情報取得部４２は、最小二乗法を用いることに限られず、例えば、それぞれの第１変換座標と第２座標との差分に基づいた任意の方法で、変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出してよい。

次に、変換量の算出方法の他の具体例について説明する。図１５は、変換量の算出の他の例を説明するための図である。ここで、一方のセンサ２６によって検出された一方のセンサ２６の座標系における測定対象物Ｂ１の点群Ｍを結ぶ線分ＬＩを、線分ＬＩＢとし、他方のセンサ２６によって検出された他方のセンサ２６の座標系の点群Ｍを結ぶ線分ＬＩを、線分ＬＩＡとする。この場合、本例のセンサ間位置情報取得部４２は、線分ＬＩＢを他方のセンサ２６の座標系に変換した場合に、その線分ＬＩＢ（他方のセンサ２６の座標系に変換された線分ＬＩＢ）と線分ＬＩＡとの差分が、所定値以下となるような、一方のセンサ２６の座標系から他方のセンサ２６の座標系への変換量を算出する。なお、線分ＬＩ同士の差分とは、例えば、線分ＬＩの行列同士の差分を指してもよい。

ここで、センサ２６Ａが検出した測定対象物Ｂ１の点群Ｍを結ぶ線分ＬＩＡが、以下の式（３）で表されるとし、センサ２６Ｂが検出した測定対象物Ｂ１の点群Ｍを結ぶ線分ＬＩＢが、以下の式（４）で表されるとする。この場合、線分ＬＩＡと線分ＬＩＢとが実空間で一致する場合には、次の式（５）が成り立つ。

式（５）をセンサ２６Ａの座標系の線分ＬＩＡに適用すると、次の式（６）のようになる。

センサ２６Ａ、２６Ｂに同じ測定対象物Ｂの検出をＮ回測定させて、線分ＬＩＡと線分ＬＩＢとがＮ回算出されたとする。この場合、センサ間位置情報取得部４２は、次の式（７）に示すＪ（ｔ_ｘ、ｔｙ、θ）が最小となるような、変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出する。すなわち、センサ間位置情報取得部４２は、最小二乗法を用いて、それぞれの線分ＬＩＡと線分ＬＩＢとの差分の合計値の二乗が最小となるような、変換量（ｔ_Ｘ、ｔ_Ｙ、θ）を算出するといえる。

センサ間位置情報取得部４２は、以上説明したような方法で、一対のセンサ２６毎に、座標系を変換させるための変換量を算出する。ただし、上述で説明した変換量の算出方法は一例であり、他の方法で変換量を算出してもよい。

（効果）
以上説明したように、第２実施形態においては、測定対象物Ｂの形状が既知であり、測定対象物Ｂの形状に基づき、センサ間位置情報を算出するために用いる点群Ｍ（反射位置の座標）を、選択する。これにより、センサ間位置情報の算出精度の低下を抑制できる。また、第２実施形態においては、一方のセンサ２６によって検出された点群Ｍや線分ＬＩを他方のセンサ２６の座標系に変換した場合に、他方のセンサ２６によって検出された点群Ｍや線分ＬＩとの差分が所定値以下となるように、一方のセンサ２６の座標系から他方のセンサ２６の座標系への変換量を算出する。そのため、第２実施形態によると、センサ間位置情報の算出精度の低下を抑制できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、センサ２６Ｄの座標系からセンサ２６Ａの座標系への変換量も算出する点で、つまり、全てのセンサ間のセンサ間位置情報を考慮する点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。なお、第３実施形態は、第１実施形態にも適用可能である。

第３実施形態においては、センサ２６Ｄの座標系からセンサ２６Ａの座標系への変換量を算出するために、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａとに同じ測定対象物Ｂ４（図示略）を検出させる。すなわち、第４実施形態においては、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａの検出範囲が重複する位置に、測定対象物Ｂとしての測定対象物Ｂ４を配置する。測定対象物位置取得部４０は、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａに、測定対象物Ｂ４に対してレーザ光Ｌを照射させて、測定対象物Ｂ４からのレーザ光Ｌの反射光を受光させることで、同じ測定対象物Ｂ４の測定対象物位置情報を取得する。測定対象物位置取得部４０は、測定対象物Ｂ４についての測定対象物位置情報として、センサ２６Ｄに対する測定対象物Ｂ４の位置情報と、センサ２６Ａに対する測定対象物Ｂ４の位置情報とを算出する。

図１６は、センサ間位置情報の算出を説明するための模式図である。第３実施形態においては、センサ間位置情報取得部４２は、測定対象物Ｂ４の測定対象物位置情報に基づき、言い換えればセンサ２６Ｄに対する測定対象物Ｂ４の位置情報と、センサ２６Ａに対する測定対象物Ｂ４の位置情報とに基づき、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａとのセンサ間位置情報を算出する。センサ間位置情報取得部４２は、図１６に示すように、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ｄに対するセンサ２６Ａの位置及び姿勢（センサ２６Ｄの座標系におけるセンサ２６Ａの位置及び姿勢）を算出する。センサ間位置情報取得部４２は、センサ２６Ｄとセンサ２６Ａとのセンサ間位置情報として、センサ２６Ａの座標系をセンサ２６Ｄの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＡ１、ｔ_ＹＡ１、θ_Ａ１）を算出する。

ここで、センサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢は、センサ２６Ｄの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢を、変換量（ｔ_ＸＤ、ｔ_ＹＤ、θ_Ｄ）で変換し、さらに変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）で変換し、さらに変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）で変換することで算出される。このようにして算出したセンサ２６Ａの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢は、変換量（ｔ_ＸＡ１、ｔ_ＹＡ１、θ_Ａ１）で変換して、センサ２６Ｄの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢に戻した場合に、元々検出していたセンサ２６Ｄの座標系におけるセンサ２６Ｄの位置及び姿勢と合致することが好ましい。すなわち、各変換量を用いた座標系の変換は、恒等変換であることが好ましい。そのため、センサ間位置情報取得部４２は、座標系の変換が恒等変換に近づくように、各変換量を算出して、各センサ２６同士のセンサ間位置情報を算出する。例えば、センサ２６Ｄの座標系における任意の位置及び姿勢を、座標変換によってセンサ２６Ａの座標系における位置及び姿勢に変換し、さらに、変換量（ｔ_ＸＡ１、ｔ_ＹＡ１、θ_Ａ１）で変換してセンサ２６Ｄの座標系に戻した場合の、位置及び姿勢を、回帰位置及び回帰姿勢とする。この場合、センサ間位置情報取得部４２は、回帰位置及び回帰姿勢と、座標変換を経なかった元々のセンサ２６Ｄの座標系における位置及び姿勢との差分が、所定値以下となるように、変換量を算出することが好ましい。以下、具体例を説明する。

ここで、センサ２６同士の座標系を変換するための変換量を、（ｔ_ｉｘ、ｔ_ｉｙ、θ_ｉ）とする。ただし、ｉは１、２、３、４のいずれかである。ｉが１の場合の変換量（ｔ_１ｘ、ｔ_１ｙ、θ_１）が、センサ２６Ｂの座標系をセンサ２６Ａの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）に相当し、ｉが２の場合の変換量（ｔ_２ｘ、ｔ_２ｙ、θ_２）が、センサ２６Ｃの座標系をセンサ２６Ｂの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）に相当し、ｉが３の場合の変換量（ｔ_３ｘ、ｔ_３ｙ、θ_３）が、センサ２６Ｄの座標系をセンサ２６Ｃの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＤ、ｔ_ＹＤ、θ_Ｄ）に相当し、ｉが４の場合の変換量（ｔ_４ｘ、ｔ_４ｙ、θ_４）が、センサ２６Ａの座標系をセンサ２６Ｄの座標系に変換するための変換量（ｔ_ＸＡ１、ｔ_ＹＡ１、θ_Ａ１）に相当するとする。この場合、次の式（８）を満たす場合に、座標系の変換が恒等変換を満たすといえる。

第３実施形態に係るセンサ間位置情報取得部４２は、次の式（９）に示すＪ（ｔ_１ｘ、ｔ_１ｙ、θ_１、ｔ_２ｘ、・・・、θ_４）が最小となるような、変換量（ｔ_ｉｘ、ｔ_ｉｙ、θ_ｉ）を算出する。なお、式（９）の右辺の１項目（左側の項）は、第１実施形態で示したＪ（ｔ_ｘ、ｔｙ、θ）の、一対のセンサ２６毎の合計値である。

（効果）
以上説明したように、第３実施形態に係るセンサ間位置情報取得部４２は、第１センサ（例えばセンサ２６Ｄ）の座標系から第２センサ（例えばセンサ２６Ａ）の座標系への変換量（例えば、変換量（ｔ_ＸＤ、ｔ_ＹＤ、θ_Ｄ）、変換量（ｔ_ＸＣ、ｔ_ＹＣ、θ_Ｃ）及び変換量（ｔ_ＸＢ、ｔ_ＹＢ、θ_Ｂ）を用いて、第１センサの座標系における任意の位置及び姿勢を第２センサの座標系における位置及び姿勢に変換し、第２センサの座標系から第１センサの座標系への変換量（例えば変換量（ｔ_ＸＡ１、ｔ_ＹＡ１、θ_Ａ１））を用いて、第２センサの座標系における位置及び姿勢を第１センサの座標系における位置及び姿勢に変換した場合に、変換前の第１センサの座標系における位置及び姿勢と、変換後の第１センサの座標系における位置及び姿勢との差分が所定値以下となるように、第１センサの座標系から第２センサの座標系への変換量を設定する。このように、第３実施形態においては、座標系の変換が恒等変換に近づくように、変換量を算出するため、センサ間位置情報の算出精度の低下を適切に抑制できる。

（第４実施形態）
第４実施形態においては、レーザ光Ｌの走査方向における両端の一部の点群Ｍを除外して、残った点群Ｍを測定対象物位置情報として用いる点で、第２実施形態とは異なる。第４実施形態において、第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。なお、第４実施形態は、第１実施形態や第３実施形態にも適用可能である。

センサ２６は、走査方向に沿って走査させながら、測定対象物Ｂにレーザ光Ｌを照射させて、点群Ｍを検出する。この場合、走査方向における測定対象物Ｂの端部付近では、検出が不安定となり、キャリブレーション精度が低下する可能性がある。それに対して、第４実施形態においては、走査方向における測定対象物Ｂの端部付近の点群Ｍを除外することで、キャリブレーション精度の低下を抑制している。以下、具体的な処理を説明する。

図１７は、点群の選択方法を説明するための模式図であり、図１８は、第４実施形態における点群の選択方法を説明するフローチャートである。測定対象物位置取得部４０は、センサ２６に、走査方向に沿った表面Ｂａの異なる位置のそれぞれに向けて、レーザ光Ｌを照射させて、走査方向に沿ったそれぞれの反射位置で反射された反射光を、受光させる。従って、点群Ｍ（反射位置の座標）は、図１７に示すように、走査方向ＳＣに沿って並ぶ。言い換えれば、測定対象物位置取得部４０は、点群Ｍが走査方向ＳＣに並ぶように、センサ２６に走査方向ＳＣに沿って反射光を受光させる。図１８に示すように、測定対象物位置取得部４０は、点群Ｍを選択する際には、最初に、測定対象物Ｂの表面Ｂａの形状に基づき、センサ２６が検出した複数の点群Ｍ（反射位置の座標）のうちから、使用する点群Ｍを抽出する（ステップＳ２０）。測定対象物位置取得部４０は、表面Ｂａの形状に相当する複数の点群Ｍを、使用する点群Ｍとして抽出する。図１７の例では、表面Ｂａの形状に相当しない点群Ｍ０が除外されて、表面Ｂａの形状に相当する点群Ｍのみが、使用する点群Ｍとして抽出されている。

次に、測定対象物位置取得部４０は、抽出した点群Ｍに対して、走査方向ＳＣ（点群Ｍが並ぶ方向）における両端部から順に付番する（ステップＳ２２）。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、抽出した点群Ｍに対し、走査方向ＳＣに沿った最も一方側に位置する点群Ｍ１、走査方向ＳＣに沿った最も他方側に位置する点群Ｍ２、走査方向ＳＣに沿った最も一方側の点群に対して他方側に隣り合う点群Ｍ３、走査方向ＳＣに沿った最も他方側の点群に対して一方側に隣り合う点群Ｍ４、・・・の順で、それぞれの点群Ｍに番号を付与する。また、測定対象物位置取得部４０は、抽出した点群Ｍに基づき、測定対象物Ｂの形状を推定する（ステップＳ２４）。言い換えれば、測定対象物位置取得部４０は、抽出した点群Ｍを結ぶ線分ＬＩを生成する。図１７の例では、点群Ｍ１～Ｍ４を含む、抽出した全体の点群Ｍから、線分ＬＩを生成している。なお、ステップＳ２４は、ステップＳ２２の後に行われることに限られず、ステップＳ２２、Ｓ２４の処理順番は任意であってよい。

その後、測定対象物位置取得部４０は、抽出した点群Ｍのうちの一部を、番号順に除去する（ステップＳ２６）。測定対象物位置取得部４０は、番号が若い点群Ｍから、すなわち走査方向ＳＣに沿った両端側から順に、所定数だけ点群Ｍを除去する。ここでの所定数は、任意に設定してよい。そして、測定対象物位置取得部４０は、除去されずに残った点群Ｍに基づき、測定対象物Ｂの形状を推定する（ステップＳ２８）。言い換えれば、測定対象物位置取得部４０は、除去されずに残った点群Ｍを結ぶ線分ＬＩを生成する。図１７の例では、点群Ｍ１～Ｍ４が除去されて、点群Ｍ１～Ｍ４以外の点群Ｍを結ぶ線分ＬＩを生成している。

測定対象物位置取得部４０は、除去前後で形状が閾値以上異なるかを判断する（ステップＳ３０）。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、ステップＳ２４で点群Ｍから生成した線分ＬＩと、ステップＳ２８で除去されずに残った点群Ｍから生成した線分ＬＩとの差分が、閾値以上であるかを判断する。線分ＬＩ同士の差分とは、例えば線分ＬＩの行列同士の差分であってもよい。また、閾値は任意に設定してよい。除去前後で形状が閾値以上異ならない場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、すなわち線分ＬＩ同士の差分が閾値未満である場合、残っている点群Ｍを、測定対象物位置情報として用いる（ステップＳ３２）。センサ間位置情報取得部４２は、測定対象物位置情報として用いるとして決定された点群Ｍに基づき、センサ間位置情報を算出する。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、両端部の点群Ｍの除去前後で線分ＬＩの変化が少ない場合には、検出が安定しない点群Ｍを除去できたと判断して、残った点群Ｍを測定対象物位置情報として用いる。一方、除去前後で形状が閾値以上異なる場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、すなわち線分ＬＩ同士の差分が閾値以上である場合、ステップＳ２６に戻り、残っている点群Ｍの一部を、番号が若い順に所定数除去する処理を繰り返す。この場合、測定対象物位置取得部４０は、ステップＳ３０において、前回生成した線分ＬＩと、今回更に点群Ｍを除去して生成された線分ＬＩとの差分が閾値以上かを判断する。すなわち、測定対象物位置取得部４０は、両端部の点群Ｍを所定数ずつ除去しながら、線分ＬＩの形状を都度比較して、線分ＬＩの形状差が小さくなったら、その時点で残っている点群Ｍを、測定対象物位置情報として用いる。

（効果）
このように、第４実施形態においては、走査方向ＳＣ（所定方向）における両端の所定数の点群Ｍ（反射位置の座標）以外の点群Ｍに基づき、センサ間位置情報を算出する。第４実施形態によると、走査方向における測定対象物Ｂの端部付近の点群Ｍを除外することで、キャリブレーション精度の低下を抑制できる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態は、測定対象物Ｂとの位置及び姿勢が既知の治具に移動体１０を固定させて、キャリブレーションを実行する点で、第１実施形態とは異なる。第５実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。なお、第５実施形態は、第２～第４実施形態にも適用可能である。

（治具）
図１９は、第５実施形態に係る治具の模式図である。治具１００は、移動体１０の位置を固定するための治具である。治具１００には、固定部１００Ａが設けられている。固定部１００Ａは、移動体１０を治具１００に対して固定する機能を有している。例えば、固定部１００Ａは、移動体１０の一部が挿入される窪みであってよい。この場合、移動体１０は、一部が窪みである固定部１００Ａ内に挿入されることで、治具１００に対する位置が固定される。図１９の例では、固定部１００Ａは、支持部２５の先端が挿入可能な窪みであり、移動体１０は、支持部２５が窪みである固定部１００Ａ内に挿入されることで、治具１００に対する位置が固定される。

このように、治具１００は、移動体１０を固定するため、移動体１０が治具１００に対して固定された状態においては、治具１００の基準位置ＰＪに対して、移動体１０の基準位置Ｐの位置及び姿勢が固定されるといえる。基準位置ＰＪは、図１９の例では、移動体１０が治具１００に対して固定された状態において移動体１０の基準位置Ｐと重なる位置となっているが、それに限られない。

また、治具１００は、基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置及び姿勢が既知となっている。本実施形態では、測定対象物Ｂが治具１００に取り付けられることで、治具１００の基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置及び姿勢が固定されている。ただし、測定対象物Ｂは、基準位置ＰＪに対する位置及び姿勢が既知であれば、治具１００に取り付けられていることに限られない。また、測定対象物Ｂの位置及び姿勢は、治具１００の基準位置ＰＪに対して固定されていることに限られず、治具１００の基準位置ＰＪに対して可変であってもよい。例えば、図１９に示すように、測定対象物Ｂは、レール１０２を介して治具１００に取り付けられており、レール１０２に沿って移動可能となっていてもよい。この場合例えば、レール１０２には、レール１０２の延在方向に沿って複数のストッパが設けられており、測定対象物Ｂは、いずれかのストッパによって位置が固定されることが好ましい。ストッパの位置及び姿勢は、治具１００の基準位置ＰＪに対して固定されているため、測定対象物Ｂを移動させたとしても、いずれかのストッパで位置を固定した状態でキャリブレーションを実行することで、基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置及び姿勢が既知のまま、キャリブレーションを実行できる。

なお、以上説明した治具１００の構造や、治具１００に対する測定対象物Ｂの取り付け状態は、一例である。例えば、治具１００は、基準位置ＰＪに対して、移動体１０の基準位置Ｐの位置及び姿勢が固定可能なものであれば、任意の構造であってもよい。また、治具１００に対する測定対象物Ｂの取り付け状態は、基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置及び姿勢が既知となる任意のものであってよい。

(キャリブレーション処理)
図２０は、第５実施形態に係るキャリブレーション処理のフローを説明するフローチャートである。図２０に示すように、第５実施形態においては、最初に、移動体１０の基準位置Ｐを、治具１００の基準位置ＰＪに対して固定する（ステップＳ４０）。この場合、例えば移動体１０を治具１００の固定部１００Ａで固定することで、移動体１０の基準位置Ｐの位置及び姿勢を、治具１００の基準位置ＰＪに対して固定させる。

次に、キャリブレーション装置３０は、移動体１０の基準位置Ｐが治具１００の基準位置ＰＪに対して固定された状態で、測定対象物位置取得部４０により、センサ２６に測定対象物Ｂの位置情報（測定対象物位置情報）を検出させる（ステップＳ４２）。測定対象物位置取得部４０は、センサ２６の座標系における測定対象物Ｂの位置情報を、測定対象物位置情報として取得する。測定対象物位置取得部４０は、移動体１０の基準位置Ｐが治具１００の基準位置ＰＪに対して固定された状態で、センサ２６に測定対象物Ｂへ向けてレーザ光Ｌを照射させ、測定対象物Ｂからの反射光を受光させて、測定対象物位置情報を算出する。この処理は第１実施形態から第４実施形態と同様である。

次に、キャリブレーション装置３０は、センサ位置情報取得部４６により、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置情報と、センサ２６に対する測定対象物Ｂの位置情報である測定対象物位置情報とに基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対するセンサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得する（ステップＳ４４）。

以下、ステップＳ４４の処理を具体的に説明する。ここで、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置は、治具１００の基準位置ＰＪに対する移動体１０の基準位置Ｐの位置と、基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置とから算出できる。移動体１０が治具１００に対して固定されたら、治具１００の基準位置ＰＪに対する移動体１０の基準位置Ｐの位置は、一義に定まるため、予め算出できる。また、基準位置ＰＪに対する測定対象物Ｂの位置も、既知であるため、予め算出できる。そのため、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置も、予め算出可能といえる。センサ位置情報取得部４６は、予め算出された、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置情報を、取得する。センサ位置情報取得部４６は、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置情報として、移動体１０の座標系における測定対象物Ｂの位置情報を取得するともいえる。

センサ位置情報取得部４６は、移動体１０の座標系における測定対象物Ｂの位置情報と、センサ２６の座標系における測定対象物Ｂの位置情報（測定対象物位置情報）とから、移動体１０の座標系におけるセンサ２６の位置及び姿勢を、センサ位置情報として算出する。言い換えれば、センサ位置情報取得部４６は、センサ２６の座標系を移動体１０の座標系に変換するための変換量を、センサ位置情報として算出する。

このように、第５実施形態によれば、移動体１０の位置及び姿勢を治具１００に対して固定した状態でキャリブレーションを実行するため、移動体１０の座標系における測定対象物Ｂの位置が既知となる。そのため、センサ２６の座標系における測定対象物Ｂの位置情報を検出させるだけで、センサ位置情報を算出してセンサ２６のキャリブレーションを行うことができる。すなわち、第３実施形態では、治具１００を用いてキャリブレーションを実行するため、第１実施形態のように設計情報を用いた基準センサ位置情報を用いる必要がなくなる。第５実施形態によると、設計情報を用いる必要がないため、例えば設計情報と実際の状態がずれている場合などでも、センサ位置情報の算出精度の低下を抑制できる。

また、第５実施形態においては、全てのセンサ２６に、治具１００に対して位置が固定された測定対象物Ｂを検出させてよい。この場合、全てのセンサ２６について、図２０で説明した処理を実行することで、センサ２６毎にセンサ位置情報を直接算出することが可能となる。この場合、第１～第４実施形態のような、センサ２６間のキャリブレーション、すなわちセンサ間位置情報の算出が不要となる。なお、複数のセンサ２６に治具１００に対して位置が固定された測定対象物Ｂを検出させる場合には、複数のセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂを検出させてもよいし、治具１００に対して位置が固定された異なる測定対象物Ｂを検出させてもよい。

ただし、第５実施形態においては、少なくとも一部のセンサ２６に、治具１００に対して位置が固定された測定対象物Ｂを検出させればよい。この場合、治具１００に対して位置が固定された測定対象物Ｂを検出させなかったセンサ２６に対しては、第１～第４実施形態と同様の方法で、センサ位置情報を算出すればよい。すなわちこの場合、図２０で説明した処理によってセンサ位置情報が算出されたセンサ２６と、他のセンサ２６とに、位置及び姿勢が未知の測定対象物Ｂ（対象物）を検出させて、センサ間位置情報を算出し、そのセンサ間位置情報に基づき、他のセンサ２６のセンサ位置情報を算出できる。

（効果）
以上説明したように、本開示に係るキャリブレーション方法は、移動体１０に備えられて周囲を検出する複数のセンサ２６のキャリブレーションを行う。本キャリブレーション方法は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの位置情報（測定対象物位置情報）を検出させるステップと、同じ測定対象物Ｂの位置情報に基づき、センサ２６同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、移動体１０の設計情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、複数のセンサ２６のうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、センサ間位置情報及び基準センサ位置情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、それぞれのセンサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を含む。本方法によると、少なくとも２つのセンサ２６に同じ測定対象物Ｂを検出させるだけで、基準位置Ｐに対する各センサ２６の相対位置及び姿勢を算出することが可能となる。そのため、本方法によると、一対のセンサ２６の検出範囲に測定対象物Ｂがあれば、各センサ２６のキャリブレーションが可能となるため、作業者の負荷を低減できる。また、本方法によると、キャリブレーション精度が作業者の熟練度に依存する度合いを減らして、キャリブレーション精度の低下も抑制できる。

基準センサ位置情報を取得するステップにおいては、基準センサと他のセンサ２６とのセンサ間位置情報にも基づき、基準センサ位置情報を取得する。本方法によると、移動体１０の設計情報に加えて、センサ間位置情報にも基づき基準センサ位置情報を取得するため、キャリブレーション精度の低下が抑制できる。

測定対象物Ｂの位置情報を検出させるステップにおいては、測定対象物Ｂで反射された光をセンサ２６に検出させ、センサ２６が検出した光の情報に基づき、センサ２６の座標系における反射位置の座標を算出し、反射位置の座標に基づき、測定対象物Ｂの位置情報を算出する。本方法によると、測定対象物Ｂの反射位置の座標に基づき測定対象物Ｂの位置情報を算出するため、センサ２６のキャリブレーションを適切に実行できる。

また、本開示では、測定対象物Ｂの形状が既知であり、センサ間位置情報を取得するステップにおいては、測定対象物Ｂの形状に基づき、センサ間位置情報を算出するために用いる反射位置の座標（点群Ｍ）を選択する。本方法によると、センサ間位置情報の算出精度の低下を抑制できる。

センサ間位置情報を取得するステップにおいては、第１センサ（例えばセンサ２６Ｂ）によって検出された第１センサの座標系における反射位置の第１座標を第２センサ（例えばセンサ２６Ｂ）の座標系に変換した第１変換座標と、第２センサによって検出された第２センサの座標系における反射位置の第２座標との差分が、所定値以下となるように、第１センサの座標系から前記第２センサの座標系への変換量を設定する。本方法によると、第１変換座標と第２座標との差分が所定値以下となるように座標系の変換量を設定するため、センサ２６のキャリブレーション精度の低下を抑制できる。

測定対象物Ｂの位置情報を検出させるステップにおいては、第１センサ（例えばセンサ２６Ｂ）と第２センサ（例えばセンサ２６Ａ）とに、反射位置の座標を複数回検出させる。そして、センサ間位置情報を取得するステップにおいては、それぞれの第１変換座標と第２座標との差分に基づいて、変換量を設定する。本方法によると、複数のデータを用いて変換量を設定するため、センサ２６のキャリブレーション精度の低下を抑制できる。

センサ間位置情報を取得するステップにおいては、第１センサ（例えばセンサ２６Ｄ）の座標系から第２センサ（例えばセンサ２６Ａ）の座標系への変換量を用いて、第１センサの座標系における任意の位置及び姿勢を、第２センサの座標系における位置及び姿勢に変換し、第２センサの座標系から第１センサの座標系への変換量を用いて、第２センサの座標系における位置及び姿勢を第１センサの座標系における位置及び姿勢に変換した場合に、変換前の第１センサの座標系における位置及び姿勢と、変換後の第１センサの座標系における位置及び姿勢との差分が所定値以下となるように、第１センサの座標系から第２センサの座標系への変換量を設定する。本方法によると、座標系の変換が恒等変換に近づくように変換量を設定するため、センサ２６のキャリブレーション精度の低下を抑制できる。

測定対象物Ｂの位置情報を検出させるステップにおいては、反射位置の座標を示す点群Ｍが所定方向（走査方法ＳＣ）に並ぶように、センサ２６に所定方向に沿って光を検出させる。また、センサ間位置情報を取得するステップにおいては、所定方向における両端の所定数の点群Ｍ（反射位置の座標）以外の反射位置の座標に基づき、センサ間位置情報を算出する。本方法によると、走査方向における測定対象物Ｂの端部付近の点群Ｍを除外することで、キャリブレーション精度の低下を抑制できる。

センサ間位置情報を取得するステップにおいては、両端の座標を除去する前の点群Ｍに基づいて特定された測定対象物Ｂの形状（線分ＬＩ）と、両端の座標を除去した後の点群Ｍに基づいて特定された測定対象物Ｂの形状（線分ＬＩ）との差が、閾値以上であるかを判定する。そして、差が閾値以上である場合には、両端の座標の除去前後で特定された測定対象物Ｂの形状（線分ＬＩ）の差が閾値未満となるまで、両端の座標を除去した後の点群Ｍからさらに両端の座標を除去する処理を繰り返し、差が閾値未満となった際に残っている点群Ｍに基づき、センサ間位置情報を算出する。本方法によると、特定される形状が安定するまで点群Ｍの除去を行うため、精度が低い点群Ｍを適切に除去して、キャリブレーション精度の低下を抑制できる。

本開示に係るプログラムは、移動体１０に備えられて周囲を検出する複数のセンサ２６のキャリブレーション方法をコンピュータに実行させる。本プログラムは、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの位置情報（測定対象物位置情報）を検出させるステップと、同じ測定対象物Ｂの位置情報に基づき、センサ２６同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、移動体１０の設計情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、複数のセンサ２６のうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、センサ間位置情報及び基準センサ位置情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、それぞれのセンサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を、コンピュータに実行させる。本プログラムによると、作業者の負荷を低減できる。

本開示に係るキャリブレーション装置３０は、移動体１０に備えられて周囲を検出する複数のセンサ２６のキャリブレーションを実行するものであり、測定対象物位置取得部４０と、センサ間位置情報取得部４２と、基準センサ位置情報取得部４４と、センサ位置情報取得部４６とを含む。測定対象物位置取得部４０は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ測定対象物Ｂの位置情報（測定対象物位置情報）を検出させる。センサ間位置情報取得部４２は、同じ測定対象物Ｂの位置情報に基づき、センサ２６同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得する。基準センサ位置情報取得部４４は、移動体１０の設計情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、複数のセンサ２６のうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得する。センサ位置情報取得部４６は、センサ間位置情報及び基準センサ位置情報に基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、それぞれのセンサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得する。本装置によると、作業者の負荷を低減できる。

本開示に係るキャリブレーション方法は、移動体１０に備えられて周囲を検出するセンサ２６のキャリブレーション方法である。本キャリブレーション方法は、治具１０の基準位置ＰＪに対して、移動体１０の基準位置Ｐの位置及び姿勢を固定させるステップと、センサ２６に、治具１００の基準位置ＰＪに対する位置及び姿勢が既知である測定対象物Ｂの位置情報を検出させるステップと、測定対象物Ｂの位置情報の検出結果と、移動体１０の基準位置に対する測定対象物Ｂの位置情報とに基づき、移動体１０の基準位置Ｐに対する、センサ２６の位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、を含む。本方法によると、作業者の負荷を低減できる。

また、移動体１０は複数のセンサ２６を備えており、本開示に係るキャリブレーション方法は、複数のセンサ２６のうちの少なくとも２つのセンサ２６に、同じ対象物の位置情報を検出させるステップと、同じ対象物の位置情報に基づき、センサ２６同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、をさらに含む。また、センサ位置情報を取得するステップにおいては、測定対象物Ｂの位置情報の検出結果と、センサ間位置情報と、移動体１０の基準位置Ｐに対する測定対象物Ｂの位置情報とに基づき、それぞれのセンサ２６についてのセンサ位置情報を取得する。本方法によると、作業者の負荷を低減できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１０ 移動体
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ センサ
３０ キャリブレーション装置
４０ 測定対象物位置取得部
４２ センサ間位置情報取得部
４４ 基準センサ位置情報取得部
４６ センサ位置情報取得部
Ｂ 測定対象物
Ｐ 基準位置

Claims (13)

1. 移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション方法であって、
   前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させるステップと、
   前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、
   前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、
   前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、
   を含む、キャリブレーション方法。
2. 前記基準センサ位置情報を取得するステップにおいては、前記基準センサと他の前記センサとの前記センサ間位置情報にも基づき、前記基準センサ位置情報を取得する、請求項１に記載のキャリブレーション方法。
3. 前記測定対象物の位置情報を検出させるステップにおいては、前記測定対象物で反射された光を前記センサに検出させ、前記センサが検出した光の情報に基づき、前記センサの座標系における、前記測定対象物の前記光が反射された箇所である反射位置の座標を算出し、前記反射位置の座標に基づき、前記測定対象物の位置情報を算出する、請求項１又は請求項２に記載のキャリブレーション方法。
4. 前記測定対象物は形状が既知であり、
   前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、前記測定対象物の形状に基づき、前記センサ間位置情報を算出するために用いる前記反射位置の座標を選択する、請求項３に記載のキャリブレーション方法。
5. 前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、第１センサによって検出された前記第１センサの座標系における前記反射位置の第１座標を第２センサの座標系に変換した第１変換座標と、前記第２センサによって検出された前記第２センサの座標系における前記反射位置の第２座標との差分が、所定値以下となるように、前記第１センサの座標系から前記第２センサの座標系への変換量を設定する、請求項３又は請求項４に記載のキャリブレーション方法。
6. 前記測定対象物の位置情報を検出させるステップにおいては、前記第１センサと前記第２センサとに、前記反射位置の座標を複数回検出させ、
   前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、それぞれの前記第１変換座標と前記第２座標との差分に基づいて、前記変換量を設定する、請求項５に記載のキャリブレーション方法。
7. 前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、前記第１センサの座標系から前記第２センサの座標系への変換量を用いて、前記第１センサの座標系における任意の位置及び姿勢を前記第２センサの座標系における位置及び姿勢に変換し、前記第２センサの座標系から前記第１センサの座標系への変換量を用いて、前記第２センサの座標系における位置及び姿勢を前記第１センサの座標系における位置及び姿勢に変換した場合に、変換前の前記第１センサの座標系における位置及び姿勢と、変換後の前記第１センサの座標系における位置及び姿勢との差分が所定値以下となるように、前記第１センサの座標系から前記第２センサの座標系への変換量を設定する、請求項５又は請求項６に記載のキャリブレーション方法。
8. 前記測定対象物の位置情報を検出させるステップにおいては、前記反射位置の座標を示す点群が所定方向に並ぶように、前記センサに前記所定方向に沿って光を検出させ、
   前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、前記所定方向における両端の所定数の前記反射位置の座標以外の前記反射位置の座標に基づき、前記センサ間位置情報を算出する、請求項３から請求項７のいずれか１項に記載のキャリブレーション方法。
9. 前記センサ間位置情報を取得するステップにおいては、
   両端の座標を除去する前の点群に基づいて特定された前記測定対象物の形状と、両端の座標を除去した後の点群に基づいて特定された前記測定対象物の形状との差が、閾値以上であるかを判定し、
   前記差が閾値以上である場合には、両端の座標の除去前後で特定された前記測定対象物の形状の差が閾値未満となるまで、両端の座標を除去した後の点群からさらに両端の座標を除去する処理を繰り返し、前記差が閾値未満となった際に残っている点群に基づき、前記センサ間位置情報を算出する、請求項８に記載のキャリブレーション方法。
10. 移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させるステップと、
    前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、
    前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得するステップと、
    前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、
    を、コンピュータに実行させる、
    プログラム。
11. 移動体に備えられて周囲を検出する複数のセンサのキャリブレーション装置であって、
    前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ測定対象物の位置情報を検出させる測定対象物位置取得部と、
    前記同じ測定対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するセンサ間位置情報取得部と、
    前記移動体の設計情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記複数のセンサのうちの基準となるセンサである基準センサの位置及び姿勢の情報である基準センサ位置情報を取得する基準センサ位置情報取得部と、
    前記センサ間位置情報及び前記基準センサ位置情報に基づき、前記移動体の基準位置に対する、それぞれの前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するセンサ位置情報取得部と、
    を含む、キャリブレーション装置。
12. 移動体に備えられて周囲を検出するセンサのキャリブレーション方法であって、
    治具の基準位置に対して、前記移動体の基準位置の位置及び姿勢を固定させるステップと、
    前記センサに、前記治具の基準位置に対する位置及び姿勢が既知である測定対象物の位置情報を検出させるステップと、
    前記測定対象物の位置情報の検出結果と、前記移動体の基準位置に対する前記測定対象物の位置情報とに基づき、前記移動体の基準位置に対する、前記センサの位置及び姿勢の情報であるセンサ位置情報を取得するステップと、
    を含む、キャリブレーション方法。
13. 前記移動体は、複数の前記センサを備えており、
    前記複数のセンサのうちの少なくとも２つのセンサに、同じ対象物の位置情報を検出させるステップと、
    前記同じ対象物の位置情報に基づき、前記センサ同士の相対位置及び相対姿勢の情報であるセンサ間位置情報を取得するステップと、をさらに含み、
    前記センサ位置情報を取得するステップにおいては、前記測定対象物の位置情報の検出結果と、前記センサ間位置情報と、前記移動体の基準位置に対する前記測定対象物の位置情報とに基づき、それぞれの前記センサについての前記センサ位置情報を取得する、請求項１２に記載のキャリブレーション方法。

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