JP2508010B2 - 物体の空間における位置及び方向を決定する装置及び方法 - Google Patents
物体の空間における位置及び方向を決定する装置及び方法Info
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、対象物の位置をつきとめ空間における向
きを決定するための手法ならびにこれを実行するための
装置に関する。
きを決定するための手法ならびにこれを実行するための
装置に関する。
対象物の位置を知り、空間におけるその向きを検討す
る問題は、可動メンバ，モデルまたはモックアップ（実
物大模型）（例えば、船，または防潮堤）の移動の管
理、表記または輪郭線の走査または取得、ロボット工
学、等の広く様々な分野にわたって生ずる。
る問題は、可動メンバ，モデルまたはモックアップ（実
物大模型）（例えば、船，または防潮堤）の移動の管
理、表記または輪郭線の走査または取得、ロボット工
学、等の広く様々な分野にわたって生ずる。
この問題を解くために、光学的手法もしくは超音波的
手法が用いられて来た。その他加速度計，容量性または
抵抗性のセンサ等を用いる手法も知られている。
手法が用いられて来た。その他加速度計，容量性または
抵抗性のセンサ等を用いる手法も知られている。
これらの方法の中のあるものは、実行上の難点を特
に、数種の媒体に関連する場合有する。更に具体的に言
えば、対象物が部分的に水中に没している場合（船，防
潮堤等）には、水中に浸っていることが使用される光波
または音波の伝播上大きな妨げとなる。輪郭線または表
記の取得または走査テーブルの場合には、テーブル上に
及ぼす手の圧力も又操作上の難しさを招来することにな
る。
に、数種の媒体に関連する場合有する。更に具体的に言
えば、対象物が部分的に水中に没している場合（船，防
潮堤等）には、水中に浸っていることが使用される光波
または音波の伝播上大きな妨げとなる。輪郭線または表
記の取得または走査テーブルの場合には、テーブル上に
及ぼす手の圧力も又操作上の難しさを招来することにな
る。
発明の要約 この発明の目的は、これらの欠点を除くことにある。
この目的のために、調査対象物に１個以上の磁気ダイポ
ールを取り付け、それによって生ずる磁場を測定するこ
とによって上記の磁気ダイポールの位置決定もしくはス
ポットマーキングを行う事から成る、全く新しい原理に
基づく手法ならびに装置を提案するものである。対象物
の空間位置ならびに向きはこの測定結果から導き出され
る。
この目的のために、調査対象物に１個以上の磁気ダイポ
ールを取り付け、それによって生ずる磁場を測定するこ
とによって上記の磁気ダイポールの位置決定もしくはス
ポットマーキングを行う事から成る、全く新しい原理に
基づく手法ならびに装置を提案するものである。対象物
の空間位置ならびに向きはこの測定結果から導き出され
る。
さらに具体的に言えば、この発明は、対象物に一定の
周波数の交流発電装置で励磁されるコイルを備えて原点
と磁気モーメントを有する磁気ダイポールの１個以上を
取り付け；対象物が存在するものと想定される空間内に
１個以上の計測システムを設置し、各システムが周囲の
磁場の軸に沿う成分を計測できる指向性磁力計を有し；
上記の計測システムによって上記の所定周波数の磁界の
軸方向成分を計測し；これらの計測データの関数とし
て、上記の測定システムを基準とした上記磁気ダイポー
ルの原点の座標を計算して、対象物をつきとめ、測定軸
に関するそのダイポール・モーメントの指向角を計算し
てその向きを示すことから成る、対象物をつきとめ空間
におけるその位置を決定する。
周波数の交流発電装置で励磁されるコイルを備えて原点
と磁気モーメントを有する磁気ダイポールの１個以上を
取り付け；対象物が存在するものと想定される空間内に
１個以上の計測システムを設置し、各システムが周囲の
磁場の軸に沿う成分を計測できる指向性磁力計を有し；
上記の計測システムによって上記の所定周波数の磁界の
軸方向成分を計測し；これらの計測データの関数とし
て、上記の測定システムを基準とした上記磁気ダイポー
ルの原点の座標を計算して、対象物をつきとめ、測定軸
に関するそのダイポール・モーメントの指向角を計算し
てその向きを示すことから成る、対象物をつきとめ空間
におけるその位置を決定する。
好ましい実施例では、対象物に唯１個のダイポールを
取り付け２個以上の計測用３面体を使用する。但し、別
の変形としては、対象物に３個の３面体ダイポールを取
り付け単一の計測システムを使用している。それぞれの
測定システムが３個の磁力計を備え、３個の測定軸は３
面体により方向づける様にするのが望ましい。
取り付け２個以上の計測用３面体を使用する。但し、別
の変形としては、対象物に３個の３面体ダイポールを取
り付け単一の計測システムを使用している。それぞれの
測定システムが３個の磁力計を備え、３個の測定軸は３
面体により方向づける様にするのが望ましい。
実施例の詳細説明 Fig.1はこの発明の手法の原理を、対象物が６つの自
由度を有する一般的な場合について説明している。その
位置および向きが決定される対象物は10で示されてい
る。磁気ダイポールはこの対象物と一体になっている。
磁気ダイポールは巻線12と磁気コア14で構成され；磁気
コアはうず電流を防止するために積層構成とすることが
望ましい。但し、必しも強磁性コアである必要はなく、
単に励磁コイルの寸法を増加することなく信号を増幅で
きれば良い。このダイポールは原点Ａとダイポール・モ
ーメントを有する。巻線12は発電装置16から所定周波
数の交流を供給される。対象物10のサイズの関数とし
て、発電装置16は対象物内に組み込まれる（以下に示さ
れる様に）、または、対象物から分離していて導線で接
続されても良い。抵抗18は、以下の説明で明らかになる
理由から、都合に応じて励磁周波数と等しい周波数の電
圧をタップする（分岐する）ことを可能にしている。
由度を有する一般的な場合について説明している。その
位置および向きが決定される対象物は10で示されてい
る。磁気ダイポールはこの対象物と一体になっている。
磁気ダイポールは巻線12と磁気コア14で構成され；磁気
コアはうず電流を防止するために積層構成とすることが
望ましい。但し、必しも強磁性コアである必要はなく、
単に励磁コイルの寸法を増加することなく信号を増幅で
きれば良い。このダイポールは原点Ａとダイポール・モ
ーメントを有する。巻線12は発電装置16から所定周波
数の交流を供給される。対象物10のサイズの関数とし
て、発電装置16は対象物内に組み込まれる（以下に示さ
れる様に）、または、対象物から分離していて導線で接
続されても良い。抵抗18は、以下の説明で明らかになる
理由から、都合に応じて励磁周波数と等しい周波数の電
圧をタップする（分岐する）ことを可能にしている。
空間におけるＡの位置及びの向きを決定するための
手段は、２つのシステム、E1，E2，から成り；それぞれ
のシステムは、直交３面体の向きに向いている３個の指
向性磁力計，第一システム用としてM1X，M1Y，M1Z，第
二システム用としてM2X，M2Y，M2Zで構成されている。
これらの３面体はそれぞれ原点01，02を有する。
手段は、２つのシステム、E1，E2，から成り；それぞれ
のシステムは、直交３面体の向きに向いている３個の指
向性磁力計，第一システム用としてM1X，M1Y，M1Z，第
二システム用としてM2X，M2Y，M2Zで構成されている。
これらの３面体はそれぞれ原点01，02を有する。
これらの計測システムから送られる信号（システム当
り３個の信号）は信号処理システム22に送られる：信号
処理システムは種々な機能、すなわち計算、メモリ、表
示、送信等を行うことができる。
り３個の信号）は信号処理システム22に送られる：信号
処理システムは種々な機能、すなわち計算、メモリ、表
示、送信等を行うことができる。
この発明で使用できる指向性磁力計はFR-A-2,198,146
に述べられている。この磁力計は円筒上に蒸着された薄
い強磁性体膜を使用し、円筒軸方向の周囲の磁場成分の
値を与える。この型の３個の磁力計は、直交３面体とし
てまとめられている。非常に精密な位置決めを要する場
合には、各軸上の同じ位置で計測する事にならないの
で、計測軸の間の距離を計算に入れる必要がある。
に述べられている。この磁力計は円筒上に蒸着された薄
い強磁性体膜を使用し、円筒軸方向の周囲の磁場成分の
値を与える。この型の３個の磁力計は、直交３面体とし
てまとめられている。非常に精密な位置決めを要する場
合には、各軸上の同じ位置で計測する事にならないの
で、計測軸の間の距離を計算に入れる必要がある。
３面体の巻線は、Fig.2に示す様に、立方体25の上に
３個のコイル25X,25Y,25Zとしてコイル巻きすることが
できる。
３個のコイル25X,25Y,25Zとしてコイル巻きすることが
できる。
Fig.3及び４は、点Ａの座標及びベクトルの向きを
磁場測定に基づいて計算するのに使用する符号を定義す
ることを可能にしている。
磁場測定に基づいて計算するのに使用する符号を定義す
ることを可能にしている。
３面体O1XYZ（Fig.3）において、ベクトル▲▼
は、球座標角ψ1，φ1を有する単位ベクトル▲▼で
スポットマークされている。従って、点Ａは球座標角ψ
1，φ1，及びR1を有し、同様にして、単位ベクトル▲
▼が球座標角ψ2，φ2を有するO2XYZにおいてはＡ点
は球座標角ψ2，φ2，及びR2を有し、O1とO2はｄだけ離
れている。
は、球座標角ψ1，φ1を有する単位ベクトル▲▼で
スポットマークされている。従って、点Ａは球座標角ψ
1，φ1，及びR1を有し、同様にして、単位ベクトル▲
▼が球座標角ψ2，φ2を有するO2XYZにおいてはＡ点
は球座標角ψ2，φ2，及びR2を有し、O1とO2はｄだけ離
れている。
原点としてＡを有する直交３面体を想定すると、磁気
ダイポール・モーメントは角γ，αでスポットマーク
されその絶対値は|M|で表される。
ダイポール・モーメントは角γ，αでスポットマーク
されその絶対値は|M|で表される。
O1，O2で測定される磁場は、それぞれの３面体の３軸
に沿った３つの成分、h1X，h1Y，h1Z，及びh2X，h2Y，h
2Z，で構成される。記号を単純化するためにマトリック
記号システムを採用し、マトリックスの大きさをアンダ
ーライン付きの文字で表すことにする。従って、E1，E2
で計測された磁場は次の値を有する： 同様にして、絶対値Ｍの磁気ダイポール・モーメントの
マトリックス、Ｍ，は次の様に表される： 単位ベクトル，u1，及び、u2，に関しては次の様にな
る： また、 ベクトルで定義され、距離Ｒにある磁気ダイポール
Ｍによって空間の１点に生ずる磁界ｈは、標準計算法に
よって次の様に決定される： 但し、u t＝ｕのトランスポースド・マトリックス（転
置行列） この方程式は、O1XYZに対する３つの方程式、及びO
2XYZに対する３つの方程式に対応している。
に沿った３つの成分、h1X，h1Y，h1Z，及びh2X，h2Y，h
2Z，で構成される。記号を単純化するためにマトリック
記号システムを採用し、マトリックスの大きさをアンダ
ーライン付きの文字で表すことにする。従って、E1，E2
で計測された磁場は次の値を有する： 同様にして、絶対値Ｍの磁気ダイポール・モーメントの
マトリックス、Ｍ，は次の様に表される： 単位ベクトル，u1，及び、u2，に関しては次の様にな
る： また、 ベクトルで定義され、距離Ｒにある磁気ダイポール
Ｍによって空間の１点に生ずる磁界ｈは、標準計算法に
よって次の様に決定される： 但し、u t＝ｕのトランスポースド・マトリックス（転
置行列） この方程式は、O1XYZに対する３つの方程式、及びO
2XYZに対する３つの方程式に対応している。
すなわち、 但し、 但し、 また、ｄ＝R1u1Y−R2u2Y （７） R1u1Z＝R2u2Z （８） R1u1X＝R2u2X （９） 従って９個の未知数に対して全部で９つの方程式が存
在することになり、の絶対値が未知な場合には、問題
は、座標の固定基準を慎重に選定して、若干の数学演算
によって、３未知数を含む３つの方程式を解くことにな
る。計算器22は、これらの方程式を解き、これらの未知
数を与える機能を有する；ψ1，φ1，R1，及びψ2，
φ2，R2は点Ａ例えば対象物をつきとめることを可能に
し、α，γ，はその向きをスポットマークすることを可
能にする。
在することになり、の絶対値が未知な場合には、問題
は、座標の固定基準を慎重に選定して、若干の数学演算
によって、３未知数を含む３つの方程式を解くことにな
る。計算器22は、これらの方程式を解き、これらの未知
数を与える機能を有する；ψ1，φ1，R1，及びψ2，
φ2，R2は点Ａ例えば対象物をつきとめることを可能に
し、α，γ，はその向きをスポットマークすることを可
能にする。
補足的な直交３面体を形成する第三計測システムE3を
用いることも可能である。そうすると、３＝３＝６の補
足方程式が３個の未知数，ψ3，φ3，R3，に対して得ら
れることになるので、利用できる情報に或程度の冗長度
が得られることになる。
用いることも可能である。そうすると、３＝３＝６の補
足方程式が３個の未知数，ψ3，φ3，R3，に対して得ら
れることになるので、利用できる情報に或程度の冗長度
が得られることになる。
また、対象物に１個または２個の補足ダイポール（異
った周波数）を装着して同じ３面体に関して供給情報の
増加を計ることもできる。最大３個のダイポールを互に
垂直に配置して直交３面体を構成させることができる。
そうすると、問題は逆となって計測３面体が１個で良く
なり比較的に単純化されることになる。
った周波数）を装着して同じ３面体に関して供給情報の
増加を計ることもできる。最大３個のダイポールを互に
垂直に配置して直交３面体を構成させることができる。
そうすると、問題は逆となって計測３面体が１個で良く
なり比較的に単純化されることになる。
場合によっては、対象物の位置が或る決った方向にあ
る事が既知で、その方向に平行な計測軸の使用を省略し
て３面体を２面体に削減できる場合がある。もっと具体
的には、対象物が一平面上で動く場合にはこの平面を規
定する２軸だけが使用される。この測定手段の削減はこ
れまで重要な問題とされていた。
る事が既知で、その方向に平行な計測軸の使用を省略し
て３面体を２面体に削減できる場合がある。もっと具体
的には、対象物が一平面上で動く場合にはこの平面を規
定する２軸だけが使用される。この測定手段の削減はこ
れまで重要な問題とされていた。
以上述べて来た手法は単一の対象物の検出に限定され
るものではない。オーダーすなわちランクｉの対象物の
巻線を特有の周波数iで励磁することによって極めて
容易に複数の対象物に対して適用可能となる。言うまで
もなく、周波数iの高調波を避ける、すなわち、その
高調波の何れの周波数も、オーダーすなわちランクｊの
他の対象物の周波数jの近くに生じない様にし、様々
な周波数が相互に充分異なっている必要がある。これら
の実験上の条件は、要求精度、計測信号の積分時間、対
象物の移動速度、等に依存する。
るものではない。オーダーすなわちランクｉの対象物の
巻線を特有の周波数iで励磁することによって極めて
容易に複数の対象物に対して適用可能となる。言うまで
もなく、周波数iの高調波を避ける、すなわち、その
高調波の何れの周波数も、オーダーすなわちランクｊの
他の対象物の周波数jの近くに生じない様にし、様々
な周波数が相互に充分異なっている必要がある。これら
の実験上の条件は、要求精度、計測信号の積分時間、対
象物の移動速度、等に依存する。
この様にして、それぞれの対象物は周波数によって或
る程度つきとめられるので、上記の対象物の磁場の測定
は上記の周波数で別々に行われる。このことは、システ
ムE1及びE2の磁力計から供給される信号が逐次的に、異
った対象物に割当られている異った周波iで分析され
なければならない事を意味している。この目的に対する
第一の解決法は、捜索対象物の固有周波数を特徴づける
基準信号で同期検波する（例えば前述の抵抗18のターミ
ナルでタップされた電圧を用いて）ことで構成される。
この電圧は、有線または無線で磁力計から送信される。
上記磁力計の後方で、使用されている様々な周波数で逐
次同期検波が行われる。送信及び受信に同一の水晶が用
いられている場合には上記のタップ電圧を送信しなくて
も良い事にさえなる。
る程度つきとめられるので、上記の対象物の磁場の測定
は上記の周波数で別々に行われる。このことは、システ
ムE1及びE2の磁力計から供給される信号が逐次的に、異
った対象物に割当られている異った周波iで分析され
なければならない事を意味している。この目的に対する
第一の解決法は、捜索対象物の固有周波数を特徴づける
基準信号で同期検波する（例えば前述の抵抗18のターミ
ナルでタップされた電圧を用いて）ことで構成される。
この電圧は、有線または無線で磁力計から送信される。
上記磁力計の後方で、使用されている様々な周波数で逐
次同期検波が行われる。送信及び受信に同一の水晶が用
いられている場合には上記のタップ電圧を送信しなくて
も良い事にさえなる。
また、フーリエ変換によってスペクトル・分析を行う
こともできる。計測信号がサンプルされる場合にはディ
スクリート離散・フーリエ分析を使用でき、FFTと呼ば
れている既知のアルゴリズムを含むことになる。
こともできる。計測信号がサンプルされる場合にはディ
スクリート離散・フーリエ分析を使用でき、FFTと呼ば
れている既知のアルゴリズムを含むことになる。
今まで述べて来た型の磁力計を使用して、1m以下の距
離で1mmの距離確度で対象物をつきとめまた約１°の方
向確度でスポットマークできることが実証された。この
時使用されたダイポールは、129Hzの低周波数で励磁さ
れたフェライド棒で構成され、長さ100mm,直径10mm,透
磁率1,600,捲線数1345,励磁電流65mAであった。この棒
は、円筒の母線に平行な薄いμメタル・プレート（厚さ
0.05〜0.2mm）の積層体で置き換えられる。その場合、
ソース信号利得は、100Hz以下の周波数に対してこれを1
0とすることができる。
離で1mmの距離確度で対象物をつきとめまた約１°の方
向確度でスポットマークできることが実証された。この
時使用されたダイポールは、129Hzの低周波数で励磁さ
れたフェライド棒で構成され、長さ100mm,直径10mm,透
磁率1,600,捲線数1345,励磁電流65mAであった。この棒
は、円筒の母線に平行な薄いμメタル・プレート（厚さ
0.05〜0.2mm）の積層体で置き換えられる。その場合、
ソース信号利得は、100Hz以下の周波数に対してこれを1
0とすることができる。
すべてのパラメータの最適化（ダイポールの磁気モー
メント、励磁周波数の選択、磁力計の選択、外部作用の
最少化）によって、これらの性能を、与えられた距離に
おける確度または与えられた確度に対するレンジにおい
て10倍の改善が可能となる。
メント、励磁周波数の選択、磁力計の選択、外部作用の
最少化）によって、これらの性能を、与えられた距離に
おける確度または与えられた確度に対するレンジにおい
て10倍の改善が可能となる。
この発明は、また、上記の手法を実行する装置にも関
する。これは、事実上、Fig.5に示されている表記およ
び輪郭の取得または走査装置であり、次のもので構成さ
れる： 非導電性、非磁性（例えば硝子またはプラスチック・
プレート）二次元取得サーポート28; バッテリまたは電池36から電流を受けて所定周波数の
交流を発生する発電装置34によって励磁される巻線で作
られる磁気ダイポール32を備えたペン30; 取得サポート28の両側に位置し、それぞれに、周囲の
磁場の１軸に沿う成分を測定する指向性磁力計３個を備
え、それぞれの３個の磁力計軸が直交３面体を構成する
様に配置され、使用されているペンに属する所定周波数
の磁場成分を測定する２つの計測システムE1，E2； 磁気ダイポールの原点Ａの座標及び指向角度を決定で
き輪郭線42を追跡し、または文字を書き、または座標を
パンチし、計算メンバ38で取得ないし走査されるペン端
40からの座標を導出できる計算メンバ38。
する。これは、事実上、Fig.5に示されている表記およ
び輪郭の取得または走査装置であり、次のもので構成さ
れる： 非導電性、非磁性（例えば硝子またはプラスチック・
プレート）二次元取得サーポート28; バッテリまたは電池36から電流を受けて所定周波数の
交流を発生する発電装置34によって励磁される巻線で作
られる磁気ダイポール32を備えたペン30; 取得サポート28の両側に位置し、それぞれに、周囲の
磁場の１軸に沿う成分を測定する指向性磁力計３個を備
え、それぞれの３個の磁力計軸が直交３面体を構成する
様に配置され、使用されているペンに属する所定周波数
の磁場成分を測定する２つの計測システムE1，E2； 磁気ダイポールの原点Ａの座標及び指向角度を決定で
き輪郭線42を追跡し、または文字を書き、または座標を
パンチし、計算メンバ38で取得ないし走査されるペン端
40からの座標を導出できる計算メンバ38。
Fig.1に関連して述べられた手法との唯一の違いは、
原点Ａの位置決定が目的そのものではなく、ペン・ポイ
ントまたはチップ40の決定の為に役立てられるに過ぎな
いことである。この決定は、磁気モーメントの方向（従
ってペンの向き）及びペン・チップからダイポールの原
点ＡすなわちＡ心までの距離を知る事によって可能であ
る。
原点Ａの位置決定が目的そのものではなく、ペン・ポイ
ントまたはチップ40の決定の為に役立てられるに過ぎな
いことである。この決定は、磁気モーメントの方向（従
ってペンの向き）及びペン・チップからダイポールの原
点ＡすなわちＡ心までの距離を知る事によって可能であ
る。
好都合な配置により装置は、それぞれに異った周波数
で作動する複数個のペンを備え、それぞれのペンが追跡
し描く図形の特定の「色」に対応することが了解でき、
周波数をペンのボディまたはキャップから随意的に調節
可能とする；例えば発振器34内にある周波数分割器に結
合されているローレット付きホイール35を用いる。従っ
て、何時でも操作者がそれぞれのトレースまたは画像を
区別するために使用するペンに「色」を割り当てること
が可能である。
で作動する複数個のペンを備え、それぞれのペンが追跡
し描く図形の特定の「色」に対応することが了解でき、
周波数をペンのボディまたはキャップから随意的に調節
可能とする；例えば発振器34内にある周波数分割器に結
合されているローレット付きホイール35を用いる。従っ
て、何時でも操作者がそれぞれのトレースまたは画像を
区別するために使用するペンに「色」を割り当てること
が可能である。
さらに具体的に述べると、各ペンは非磁性円筒形ボデ
イを備え、その一端に励磁巻線で囲まれた強磁性材円筒
が取り付けられ、他端には電流発生器34、例えば水晶発
振器と電源バッテリまたは電池36が取付けられる。いう
までもなく各ペンはインキング・ペンであっても差支え
はない。
イを備え、その一端に励磁巻線で囲まれた強磁性材円筒
が取り付けられ、他端には電流発生器34、例えば水晶発
振器と電源バッテリまたは電池36が取付けられる。いう
までもなく各ペンはインキング・ペンであっても差支え
はない。
チップが移動する空間が、Fig.6の表示50で示されて
いる様に、三次元である場合には、その両側面、例えば
平行６面体50の両側面の中心、に二つの計測システム
E1，E2が取り付けられる。この様にして、ペン30はこれ
らの精密な座標をモックアップ、例えば原子力発電所の
モックアップ、中にパンチして介入ロボットを制御しま
たは空間内の枠組または形状の取得をオーソライズする
ことができる。平面サポートの場合にはこれらの二つの
システムは、両サイドに沿って、または対角線に沿って
取付けられることが好ましい。
いる様に、三次元である場合には、その両側面、例えば
平行６面体50の両側面の中心、に二つの計測システム
E1，E2が取り付けられる。この様にして、ペン30はこれ
らの精密な座標をモックアップ、例えば原子力発電所の
モックアップ、中にパンチして介入ロボットを制御しま
たは空間内の枠組または形状の取得をオーソライズする
ことができる。平面サポートの場合にはこれらの二つの
システムは、両サイドに沿って、または対角線に沿って
取付けられることが好ましい。
発明の一般原理に関連して述べられた様に、総体シス
テムに対して或る程度の冗長度を与える第三計測システ
ムを用いることができる。
テムに対して或る程度の冗長度を与える第三計測システ
ムを用いることができる。
Fig.7は、この発明による取得または走査装置の全体
図を示している。それぞれに異なった色のペン30a,30b,
及び30cを備えるペンホルダ52,及び上面に取得サポート
28を備え内部に計測用３面体を備えたテーブル54で構成
されている。このテーブルからは、６個の磁力計から来
る同様な６チャネル構成のケーブルが出ている。これら
の６チャネルはデジタル化及び同期検波回路58に導かれ
る。デジタル信号は、バルク・メモリ62,表示装置64,及
び端局66に接続されている信号処理器60によって処理さ
れる。
図を示している。それぞれに異なった色のペン30a,30b,
及び30cを備えるペンホルダ52,及び上面に取得サポート
28を備え内部に計測用３面体を備えたテーブル54で構成
されている。このテーブルからは、６個の磁力計から来
る同様な６チャネル構成のケーブルが出ている。これら
の６チャネルはデジタル化及び同期検波回路58に導かれ
る。デジタル信号は、バルク・メモリ62,表示装置64,及
び端局66に接続されている信号処理器60によって処理さ
れる。
この様なシステムは、在来手法のシステム（抵抗変
化、または在来型の容量的，音響的，電磁的処理に基づ
く）に比べて数多くの利点を有する。すなわち： ペンと取得システムの間に配線を必要としない； 取得テーブル上に手で生ずるおそれのある圧力に対し
て完全に無関係である； 周波数弁別によって同時に数個の取得を行うことがで
きる様になる； 二次元でも三次元でも作動可能である。
化、または在来型の容量的，音響的，電磁的処理に基づ
く）に比べて数多くの利点を有する。すなわち： ペンと取得システムの間に配線を必要としない； 取得テーブル上に手で生ずるおそれのある圧力に対し
て完全に無関係である； 周波数弁別によって同時に数個の取得を行うことがで
きる様になる； 二次元でも三次元でも作動可能である。
第１図は発明の原理の図式説明、 第２図は直交３面体計測を可能にする巻線例、 第３図は２個の直交３面体を有する基準システムで１点
をつきとめまたはスポットマーキングするための図、 第４図はダイポール・モーメントの向きをつきとめまた
はスポット・マーキングする事を可能にする図、 第５図はこの発明による輪郭線もしくは表記取得システ
ムの説明図、 第６図は三次元取得サポートに関する２個の基準３面体
の位置を示す図、 第７図はこの発明に基づく取得装置の一般系統図であ
る。
をつきとめまたはスポットマーキングするための図、 第４図はダイポール・モーメントの向きをつきとめまた
はスポット・マーキングする事を可能にする図、 第５図はこの発明による輪郭線もしくは表記取得システ
ムの説明図、 第６図は三次元取得サポートに関する２個の基準３面体
の位置を示す図、 第７図はこの発明に基づく取得装置の一般系統図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 クロード ソンレル フランス国，38320 イーベン，ブリ エ アンゴーネ，ドメイン デ アンゴ ーネ（番地なし) (56)参考文献 特開 昭59−180402（ＪＰ，Ａ) 米国特許4317078（ＵＳ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】対象物に、対象物により定まる所定の周波
数を有する交流発電装置で電流を流すことにより励磁さ
れる巻線を有し、原点及び磁気モーメントを有する磁気
ダイポールを１個以上取り付け、 対象物が存在すると想定される空間に、それぞれ周囲の
磁場の軸方向成分を測定し得る指向性磁力計を備えた計
測システムを１個以上設置し、 上記計測システムによって上記の所定周波数の軸方向の
磁場成分を測定し、 測定データの関数として、計測システムに関するダイポ
ールの原点の座標を計算し、 対象物の位置及びダイポールモーメントの指向角を決定
することを特徴とする、物体の空間における位置及び方
向を決定する方法。 - 【請求項２】対象物に単一のダイポールを装着し、２個
以上の計測システムを用いることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】対象物に、３面体構成で３個のダイポール
を装着することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
記載の方法。 - 【請求項４】計測システムが３個の指向性磁力計を備
え、その３軸が３面体を構成することを特徴とする、特
許請求の範囲第２項に記載の方法。 - 【請求項５】各対象物の交流発電装置の周波数がすべて
異なっており、それぞれの対象物に対する測定を区別す
るこれらの周波数の１つ１つで測定を行う事によって複
数個の対象物をつきとめ、空間における各対象物の位置
及び向きを決定出来る様にする事を特徴とする、特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項６】対象物を特徴付ける所定の周波数で計測を
行うために、上記の対象物内にダイポールを作る交流励
磁電流の一部をタップして計測システムへ送り、この周
波数で同期検波を行う事を特徴とする、特許請求の範囲
第１項に記載の方法。 - 【請求項７】対象物を特徴付ける所定の周波数で計測を
行うために、測定信号をこの周波数でスペクトル分析を
行い上記周波数を有する成分を抽出することを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項８】非導電性、非磁性の二次元以上の取得サポ
ートと 所定周波数の交流発電装置で励磁される巻線を有し原点
及び磁気モーメントを有する１個以上の磁気ダイポール
を有する１個以上のペンと、 取得サポートの近くに位置して軸方向が３面体を構成し
て周囲の磁場のそれぞれの軸方向成分を測定し得る３個
の指向性磁力計を有し、それぞれにその使用するペンに
属する所定の周波数の磁場成分を計測出来る少なくとも
１個の計測システムと 磁気ダイポールの原点の座標とダイポールの指向角を決
定してペンの端末の座標を導き出すことのできる計算装
置とを有する事を特徴とする、輪郭線取得装置。 - 【請求項９】使用周波数がすべて異なる一群のペンを含
むことを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の装
置。 - 【請求項１０】各ペンが円筒形非磁性ボディから成り、
その中に励磁巻線に囲まれた強磁性体円筒を配置し、そ
の上部にオペレータ操作可能な部材を介して周波数が調
整でき、上記巻線に接続されている交流発電装置を置
き、電源が上記交流発電装置に電源を供給することを特
徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8512327 | 1985-08-13 | ||
| FR8512327A FR2586302B1 (fr) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | Procede pour localiser un objet et determiner son orientation dans l'espace et dispositif de mise en oeuvre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238301A JPS6238301A (ja) | 1987-02-19 |
| JP2508010B2 true JP2508010B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=9322197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP61187937A Expired - Lifetime JP2508010B2 (ja) | 1985-08-13 | 1986-08-12 | 物体の空間における位置及び方向を決定する装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0215695B1 (ja) |
| JP (1) | JP2508010B2 (ja) |
| CA (1) | CA1314993C (ja) |
| DE (1) | DE3669586D1 (ja) |
| FR (1) | FR2586302B1 (ja) |
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| GB8913200D0 (en) * | 1989-06-08 | 1989-07-26 | Woodbridge Electronics Limited | Method and device for locating branches in drains |
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