JP4994162B2 - 自己補償レーザトラッカ - Google Patents

Description

本開示は、座標測定装置に関する。座標測定装置セットは、ある点の座標をその点にレーザビームを送ることによって測定する種類の機器に属する。

レーザビームを、その点に直接照射してもよく、あるいは、その点に接触している逆反射体（レトロリフレクタ）ターゲットの上に照射してもよい。いずれの場合にも、機器は、その点の座標を、ターゲットまでの距離と２つの角度とを測定することによって決定する。距離は、絶対距離メータ又は干渉計のような距離測定装置にて測定される。角度は、角度エンコーダのような角度測定装置にて測定される。機器内部のジンバルを備えたビームステアリング機構が、レーザビームを対象点に向ける。ある点の座標を決定するための例示的なシステムは、ブラウンら(Brown et al.)に対する米国特許第4,790,651号及びラウら(Lau et al.)に対する米国特許第4,714,339号に記述されている。

レーザトラッカは、それが発する一つ又はそれ以上のレーザビームで逆反射体ターゲットを追跡する、特定のタイプの座標測定装置である。レーザトラッカに近い種類の装置は、レーザスキャナである。レーザスキャナは、一つ又はそれ以上のレーザビームを拡散表面の上の点を順に照射する。レーザトラッカ及びレーザスキャナは、両方とも座標測定装置である。今日においては、レーザトラッカという用語を距離及び角度測定能力を有するレーザスキャナ装置を指すためにも使用することが慣習となっている。本願において、レーザトラッカの用語は、このレーザスキャナを含む広義の用語として用いる。

米国特許第4,790,651号明細書 米国特許第4,714,339号明細書

補償パラメータは、トラッカにアクセス可能なソフトウエア又はファームウエアに記憶される数値的な値である。これらの数値的な値が生のトラッカデータに適用されて、トラッカの精度を改善する。最初に、トラッカの製造者は、補償手順と呼ばれる測定を実行することによって、補償パラメータを求める。その後に、トラッカは、顧客の現場で測定を行うために使用される。定期的に、トラッカは、中間試験を実行することによって精度をチェックされる。精度が標準値以下であると、トラッカのオペレータは、工場のフロアにて一つ又はそれ以上の補償手順を実行する。これらは、特定のトラッカ及び必要とされる試験に応じて、数分から数時間又はそれ以上かかる場合がある。機械的な衝撃も主要因であり得るが、たいていの場合、低減されたトラッカ精度の主な原因は熱的なドリフトである。必要とされることは、座標測定装置を補償するための新しい方法である。

当該技術の上述の、及びその他の欠点は、座標測定装置の補償のための本願の装置及び方法によって克服又は低減される。対象となる座標測定装置は、例えばレーザを用いた座標測定装置、レーザトラッカまたはその他の座標測定装置とできる。一つの例示的な方法では、そのような補償は、埋め込まれたトラッカターゲットによるペイロードパラメータの自己補償を包含する。

別の例示的な実施形態では、そのような補償は、埋め込まれた温度センサによるペイロード、アジマスポスト、軸、又はＲ0パラメータの自己補償を包含する。

両方の方法が、自己補償と呼ばれ得る。なぜなら、これらは、人間の関与なしに、かつ外部ターゲットを必要とすることなく実行される補償手順であるからである。例示的な方法は、トラッカの環境内で温度変化が大きいときでさえ高いトラッカ精度を維持する、迅速で手間のかからない方法を提供する。

自己補償レーザトラッカのための装置及び方法の上述の及びその他の特徴及び効果は、以下の詳細な記述及び図面から、当業者によって認識及び理解されるであろう。

ここで図面を参照すると、同様の構成要素は、いくつかの図面において同様に番号が付けられている。

ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。それらの例は、添付の図面に描かれている。

レーザトラッカ１０の例示的なジンバルを備えたビームステアリング機構１２が図１に描かれており、これは、アジマス回転する（基準平面内で回転する）ベース１６の上に搭載されたゼニス回転する（基準平面に直交する平面内で回転する）キャリッジ１４を備えている。ゼニス及びアジマス機構の軸１８、２０は、所望の方向にレーザビームを向けるように回転される。明瞭さ及び単純化のために、以下の説明においては、このような種類のジンバル機構１２を採り上げる。しかし、他のタイプのジンバル機構が採用可能であり、ここで記述された技法もまたこれらの他のタイプにも適用可能である。

−−埋め込まれたトラッカターゲットによる自己補償−−
例示的な自己補償方法は、トラッカのジンバル点に関するレーザビームの位置及び方向を記述する４つのペイロードパラメータ−ＴＸ、ＴＹ、ＲＸ、及びＲＹ−を決定する方法を提供する。ジンバル点は、トラッカの機械的ピボット点として定義される。理想的なトラッカでは、ジンバル点は空間の一点に固定され、１本のレーザビームが、または複数本のレーザビームがこの点を通過する。実際のトラッカでは、レーザビームは、正確にはジンバル点を通過せず、それに関して僅かにオフセットしている。ジンバル点からレーザビームまでの垂直距離として定義されるこのオフセットは、２つのパラメータＴＸ及びＴＹによって説明される。ここで、ｙはゼニス軸に沿っており、ｘはｙ及びレーザビームに垂直である。

また、理想的なレーザトラッカでは、レーザビームは、ゼニス角度を９０度に設定すると、ゼニス及びアジマス機構軸に垂直となる。実際のレーザトラッカでは、レーザビームのこの理想的な条件からの角度的なずれは、ＲＸ及びＲＹパラメータによって記述される。ＲＸの向きは、親指を立てて右手を握って、親指の向きをｘ方向に合わせたとき、他の指が指す向きである。ＲＹの向きは、右手の親指がｙ方向を指すとき、他の指が指す向きである。

現在の例示的な方法では、２つの埋め込まれたターゲット２２、２４が、図１及び図２に示されるようにレーザトラッカのボディ１６の上に配置される。これらのターゲットの一つ２４は逆反射体であり、これはキューブコーナ、レトロスフェアその他の戻りビームをそれ自身に戻す任意のタイプの装置とすることができる。第２のターゲット２２はミラーであり、これは、レーザ光がミラー上の適切な位置に送られると逆反射体としても機能することができるような方法で配置されている。

４つのパラメータを決定するために、これらの２つのターゲットの各々に関する測定をフロントサイト及びバックサイトモードで実行することができる。フロントサイトモードは、トラッカの操作の通常のモードとして定義することができる。バックサイトモードは、フロントサイトモードから始めて、それから（１）アジマス軸２０を１８０度回転し、（２）最初のゼニス角度の負の値を有するようにゼニス軸１８を回転し、（３）トラッキングをオンすることによって、得ることができる。最後のステップがレーザビームをキューブコーナ又はミラー上の適切な位置に動かし、再トレース条件が確立される。言い換えると、トラッカに戻るレーザビームは、出射レーザビームの経路をたどる、又は再トレースする。理想的なレーザトラッカでは、埋め込まれたターゲットのフロントサイト及びバックサイトでの角度測定は同じである。実際のトラッカでは、これらの角度は正確に同じではなく、その相違が、４つのパラメータを計算するために使用されることができる。

ここで適用可能であると記述される技法について、（１）機械的構造が安定でなければならない、及び（２）戻りレーザビームが出射レーザビームを正確に再トレースしなければならない、という２つの条件が満たされなければならない。

最初の条件を参照すると、トラッカ構造の安定性は、２つのパラメータ、軸非直角度（ＡＸＮＳ）及び軸オフセット（ＡＸＯＦ）の安定性によって決定される。理想的なトラッカでは、ゼニス機構軸はアジマス機構軸に正確に垂直であり、２つの機械軸は同一平面内にある（コプレナである；coplanar）。実際のトラッカでは、ＡＸＮＳは垂直性からの角度的なずれであり、ＡＸＯＦは２つの機構軸の間の垂直距離である。機械的構造が安定になるために、ＡＸＮＳ及びＡＸＯＦパラメータは、経時的に安定であるか、又は少なくとも予測可能でなければならない。

第２の条件を参照すると、戻りレーザビームの精度は、トラッキングシステムの安定性及び適切な補償に依存する。トラッカに入る戻りレーザ光の一部が分かれて、位置検出器に当たる。位置検出器は、レーザビームの重心が検出器の２次元表面上で位置している場所を示す電気信号を与える。戻りレーザビームが出射レーザビームを正確に再トレースすると、位置検出器の上の再トレース位置と呼ばれる特定の位置に当たる。角度エンコーダ、モータ、制御エレクトロニクス、及び制御ソフトウエアを含むトラッキングシステムの残りは、トラッカがトラッキングモードにあるときに、レーザビームを再トレース位置の近傍に保持する。戻りレーザビームが正確に出射レーザビームを再トレースするために、再トレース位置は正確に知られていなければならない。

ＲＸ及びＲＹパラメータは、埋め込まれたミラー２２についてバックサイト測定を実行することによって見出される。フロントサイトでのゼニス角度がＺＥ_FSで且つバックサイトでのゼニス角度がＺＥ_BSであれば、そのときにはバックサイト角度は、フロントサイト測定値の負の値とほぼ等しく、２つの角度の和は小さな値になる。
ΔＺＥ＝ＺＥ_BS＋ＺＥ_FS （１）
ＲＹパラメータは、
ＲＹ＝ΔＺＥ／２ （２）
によって与えられる。

フロントサイトにおけるアジマス角度がＡＺ_FSであり、バックサイトにおけるアジマス角度がＡＺ_BSであると、そのときにはバックサイト角度はフロントサイト角度より、πラジアンだけ大きい。アジマス角度における変化は、小さな数である。
ΔＡＺ＝ＡＺ_BS−π−ＡＺ_FS （３）
ＲＸパラメータは、
ＲＸ＝(1/2)[ΔＡＺ＋tan^-1(cos(ＺＥ)・sin(ＡＸＮＳ)／sin(ＺＥ))] （４）
によって与えられる。

ＴＸ及びＴＹパラメータは、埋め込まれたキューブコーナについてバックサイト測定を実行することによって求められる。ｄがジンバル点から埋め込まれた逆反射体までの距離であると、ＴＸ及びＴＹパラメータは、
ＴＸ＝(1/2)ΔＺＥ・ｄ−ＡＸＯＦ・cos(ＺＥ) （５）
ＴＹ＝(1/2)ΔＡＺ・ｄ・sin(ＺＥ) （６）
から求めることができる。

−−埋め込まれた温度センサによる自己補償−−
トラッカパラメータにおけるたいていの変化は、トラッカ内の構成要素の温度膨張又は収縮の結果として生じる。例示的な実施形態では、レーザトラッカ構造内の複数の位置に埋め込まれた温度センサが、温度変化をモニタする。収集された温度データは、補償パラメータがリアルタイムで調整されることを可能にする。温度に関連する調整は、（１）ペイロード、（２）アジマスポスト、（３）軸非直角度、及び（４）Ｒ0のパラメータ、に対して行なわれる。

−−温度センサによるペイロードパラメータの補償−−
図２を参照して、ペイロードはトラッカ内の有形の構造であり、アジマス機構軸によって回転する。ペイロードは前述のキャリッジ１４を指す。一つの例示的な実施形態では、ペイロード内に埋め込まれた一つ又はそれ以上の温度センサ３０が、ペイロード内の構成要素３２の温度に関する情報を提供する。これらの構成要素３２は、ビームスプリッタ及びレンズのような光学部品、並びに光学部品が搭載される機械要素を含む。

ペイロード内の構成要素の膨張又は収縮は、４つのオフセット及び角度パラメータＲＸ、ＲＹ、ＴＸ、及びＴＹにおける僅かなシフトを引き起こす。注意深く構成されたトラッカでは、これらのパラメータにおける僅かなシフトは、ペイロード温度における変化に比例する。

最初に、４つの角度パラメータは、指示補償又は埋め込まれたミラー及び埋め込まれたキューブコーナによる自己補償という２つの方法のいずれかで決定することができる。埋め込まれたミラー及びキューブコーナによる自己補償方法は、上記で論じられた。指示補償は、工場で実行される測定手順であり、要望があれば顧客の場所でも実行することができる。この手順では、球面に搭載された逆反射体（ＳＭＲ）が、少数の場所にてフロントサイト及びバックサイトで測定される。球面に搭載された逆反射体は金属球体であって、そこにキューブコーナ逆反射体が、キューブコーナの頂点が球体の中心にあるように搭載される。補償の時点では、パラメータの値がＲＸ₀、ＲＹ₀、ＴＸ₀、及びＴＹ₀として、ペイロードの初期温度Ｔ_{PAYLOAD_0}と共に記録される。その後に、ペイロードの温度がＴ_PAYLOADに変化すると、ペイロード温度の変化は、
ΔＴ_PAYLOAD＝Ｔ_PAYLOAD−Ｔ_{PAYLOAD_0} （７）
と定義される。リアルタイムで補正された４つのパラメータの値は、
ＲＸ＝ＲＸ₀＋ｋ_RX・ΔＴ_PAYLOAD （８）
ＲＹ＝ＲＹ₀＋ｋ_RY・ΔＴ_PAYLOAD （９）
ＴＸ＝ＴＸ₀＋ｋ_TX・ΔＴ_PAYLOAD （１０）
ＴＹ＝ＴＹ₀＋ｋ_TY・ΔＴ_PAYLOAD （１１）
となる。

比例定数ｋ_RX、ｋ_RY、ｋ_TX、及びｋ_TYは、代表的なトラッカを囲い内に配置して、それから温度を変えながら埋め込まれたミラー及びキューブコーナターゲットをフロントサイト及びバックサイトモードで同時に測定してＲＸ、ＲＹ、ＴＸ、及びＴＹにおける値をモニタすることによって、決定することができる。比例定数は、パラメータ値の変化を温度の変化によって割ることによって、算出される。

−−温度センサによるアジマスポストパラメータの補償−−
図１及び図２の例示的なトラッカによって描かれているように、トラッカは、アジマスポストと呼ばれる構造ベースの上に設置することができる。アジマスポストは前述のボディ１６を指す。アジマスポスト内にある機構軸はベアリング上を回転して、トラッカにアジマス運動を与える。例示的なトラッカはアジマスポストの底部に搭載されている。一つの実施形態では、トラッカは直立位置に搭載され、アジマスポストの膨張がジンバル点の高さを増加させる。

アジマスポストに取り付けられた温度センサ４０、４２は、ポストの温度をモニタする。測定セッションの開始時に、アジマスポストの温度はＴ_{AZ_POST_0}である。測定が進むと、初期値からの温度の変化は、
ΔＴ_{AZ_POST}＝Ｔ_{AZ_POST}−Ｔ_{AZ_POST_0} （１２）
である。

温度変化に応答して、ジンバル点の高さは、
ΔＺ_GIMBAL＝ｋ_{AZ_POST}・ΔＴ_{AZ_POST} （１３）
だけ変化する。

例示的なトラッカでは、トラッカの側部に沿ったエレクトロニクスはアジマスポストを不均一に加熱し得る。この場合、アジマスポスト内の温度勾配は、ポストを曲げる原因になり得る。この曲げは２つの効果を有する。第１に、ジンバル点をアジマス軸に垂直な平面内でΔＸ_GIMBAL及びΔＹ_GIMBALだけ動かす原因になる。方向Ｘ及びＹが、一般には以前に議論した方向ｘ及びｙに対応しないことに留意されたい。第２に、温度勾配はアジマスポストの端の方向を変える原因になる。ゼニス軸を含むキャリッジはアジマスポストの端に搭載されているので、アジマスポストの曲げはトラッカを離れるレーザビームの向きの変化を引き起こす。アジマスポストの端の角度方向の変化は、ΔＡngＸ_{AZ_POST}及びΔＡngＹ_{AZ_POST}とされる。ここで、ΔＡngＸ_{AZ_POST}及びΔＡngＹ_{AZ_POST}は、右手の親指がそれぞれＸ又はＹ方向を指すときに曲げられた他の指によって与えられる角度方向である。アジマスポストの曲げに関連したパラメータは、アジマスポストの対向する側部における温度の変化に関連している。Ｘ及びＹ方向におけるアジマスポストの２つの側部の間の代表的な温度差がΔＴ_{AZ_POST_X}及びΔＴ_{AZ_POST_Y}であると、そのときには、ポストの曲げによって生じる変化は、
ΔＸ_GIMBAL＝ｋ_{AZ_POST_X_GIMBAL}・ΔＴ_{AZ_POST_X} （１４）
ΔＹ_GIMBAL＝ｋ_{AZ_POST_Y_GIMBAL}・ΔＴ_{AZ_POST_Y} （１５）
ΔＡngＸ_{AZ_POST}＝ｋ_{AZ_POST_X_ANGLE}・ΔＴ_{AZ_POST_Y} （１６）
ΔＡngＹ_{AZ_POST}＝ｋ_{AZ_POST_Y_ANGLE}・ΔＴ_{AZ_POST_X} （１７）
によって与えられる。

これら４つの量がトラッカ構造全体の参照フレームにあり、これは実験室に対して固定されていることに留意されたい。対照的に、量ＴＸ、ＴＹ、ＲＸ、及びＲＹは参照ペイロードフレームにあり、これはアジマス及びゼニス方向に回転して、実験室に対して固定されていない。これらの異なる補償効果は、最初に一つの参照フレームから他のものへの数学的変換を実行することによって組み合わされる。

等式（１４）〜（１７）における比例定数は、トラッカが４つのＳＭＲターゲットの反復測定を行いながら周囲環境の温度を変えることによって算出される。全ての４つのＳＭＲは、ほぼ同じ水平面内に位置している。ＳＭＲの２つはトラッカに比較的接近しており、トラッカからみて角度的に約９０度離れた向きにある。他の２つのＳＭＲはトラッカからより離れており、同じように約９０度離れた向きにある。ジンバル点が動くと、４つのターゲットの示された位置が変化する。より近いターゲットは、トラッカから遠くのターゲットより、アジマスポストの端の方向における変化によって比較的より多く影響され、かつジンバルΔＸ及びΔＹにおける動きによっては比較的少なくしか影響を受けない。感度におけるこの差は、４つの比例定数が等式から導かれることを可能にする。

−−温度センサによる軸非直角度パラメータの補償−−
先に、理想的なトラッカでは、ゼニス機構軸がアジマス機構軸に正確に垂直であると説明された。実際のトラッカでは、垂直度からの角度的ずれは軸非直角度と呼ばれる。ターゲット位置の計算において、軸非直角度の効果は、軸非直角度（ＡＸＮＳ）パラメータによって取り除かれる。注意深く構成されたレーザトラッカでは、軸非直角度は安定で、周囲空気温度によって比較的影響されない。しかし、比較的大きなモータが、速いゼニス運動を得るために必要とされることがある。このモータはゼニス機構軸に搭載されて、長い時間にわたって急速な動作がなされると、顕著に熱を発生する場合がある。この熱は、アジマス軸の一端の近くで熱膨張を引き起こすことがある。これは、ゼニス機械軸の移動を引き起こすことがあり、ＡＸＮＳパラメータが変化される結果となる。ＡＸＮＳパラメータにおける変化をリアルタイムで考慮するために、温度センサ４４、４６がゼニス軸の各々の端に配置される。これらの温度における差はΔＴ_{ZE_AXIS}と呼ばれ、ＡＸＮＳパラメータにおける対応する変化は、
ΔＡＸＮＳ＝ｋ_AXNS・ΔＴ_{ZE_AXIS} （１８）
である。

この等式における比例定数ｋ_AXNSを算出するために、温度変化ΔＴ_{ZE_AXIS}がモニタされる一方で、ＡＸＮＳパラメータにおける変化もまた測定される。ペイロードパラメータＲＸ、ＲＹ、ＴＸ、及びＴＹが正確に知られていると、そのときには、ＡＸＮＳパラメータは、単純にＳＭＲをトラッカからの３つの異なる距離でフロントサイト及びバックサイトモードで測定することによって、容易に決定されることができる。例えば、ＳＭＲは、トラッカから２、４、及び６ｍの距離で床に糊付けされた磁気ネストに配置することができる。先に論じられたように、ペイロードパラメータは、オントラッカミラー及びキューブコーナによって正確に決定されることができ、３ターゲットアプローチは良好なものである。ＡＸＮＳパラメータを決定するためのさらにより正確なアプローチは、垂直平面内にて半円パターンで、ＳＭＲをトラッカから等距離に保持するための固定具を構成することである。ターゲットはそれから、フロントサイト及びバックサイトモードで測定される。このアプローチの利点は、ＲＸ、ＲＹ、ＴＸ、及びＴＹから独立したＡＸＮＳパラメータの計算を可能にすることである。しかし、ＡＸＮＳパラメータがこの特別な固定具なしに正確に決定されることができるので、３つのフロアターゲットを使用するアプローチが、通常は好適である。

ＡＸＮＳパラメータに密接に関係したパラメータは、ＡＸＯＦパラメータである。先に議論されたように、理想的なトラッカでは、アジマス及びゼニス機構軸は同一平面上に位置する。実際のトラッカでは、ＡＸＯＦは、２つの機構軸の間の垂直距離である。温度変化をリアルタイムで考慮するようにＡＸＯＦを補償することが可能である。しかし、注意深く構成されたトラッカでは、ＡＸＯＦパラメータは小さく、おそらく１０マイクロメータで、パラメータにおける変化は、温度の変化に比較的敏感ではない。この理由により、ＡＸＯＦパラメータをリアルタイムで補償することは、通常は必要ではない。

−−温度センサによるＲ0パラメータの補償−−
パラメータＲ0は、ジンバル点からトラッカのホーム位置までの距離として定義される。ホーム位置２６は、トラッカ構造に堅固に固着された磁気ネストに位置している。例示的なトラッカでは、磁気ネストはトラッカの下方部分の近傍に位置しており、トラッカの動作する角度範囲は妨害されない。Ｒ0パラメータの値は、補償手順によって、工場で又は顧客の場所で決定される。この手順では、２つの磁気ネストが機器スタンドに糊付けされ、機器スタンドの高さは、これらのネスト内に配置されたＳＭＲの中心がトラッカのジンバル点の中心と同じ高さになるように調節される。最初に、トラッカは、２つの機器スタンドと直接に並んでいるが、その外側に配置される。トラッカは、第１のネストに配置されたＳＭＲまで及び第２のネストに配置されたＳＭＲまでの距離を測定する。これら２つのＳＭＲ位置までの距離における差は、２つのＳＭＲの間の真の距離である。次に、トラッカは、２つの機器スタンドと並んで、ただしその間を動かされる。再び、トラッカは２つのネストの各々に配置されたＳＭＲまでの距離を測定する。理想的なトラッカでは、トラッカが機器スタンドの間にあるときに測定された距離の和は、トラッカが２つの機器スタンドの外側にあるときに測定された距離に、正確に等しい。これら２つの値の間の相違は、Ｒ0値を補正するために使用される。

Ｒ0補正手順が実行される時点で、初期Ｒ0値Ｒ0₀、及びジンバル点とホーム点との間の経路を示す初期温度Ｔ_{R0_0}が、少なくとも一つの温度センサ４８から記録される。Ｒ0をリアルタイムで補正するために、初期温度が現在の温度Ｔ_R0から引き算され、温度差
ΔＴ_R0＝Ｔ_R0−Ｔ_{R0_0} （１９）
を得る。
Ｒ0パラメータにおける変化は、
ΔＲ0＝ｋ_R0・ΔＴ_R0 （２０）
によって与えられる。

比例定数ｋ_R0は、ＳＭＲをホーム位置に配置して、干渉計又はトラッカ内の絶対距離計を使用してＳＭＲまでの距離の変化を温度Ｔ_R0の関数としてモニタすることによって、工場で算出される。

温度センサの例示的な配置を参照しながら、測定されるべきパラメータに関する温度変化の兆候を提供するために有効なトラッカ内又は上における任意の配置がここで企図されていることに留意されたい。

さらに、例示的な実施形態が示され且つ説明されてきたが、様々な改変及び変化が、本発明の考え又は範囲から逸脱することなくここで開示されたレーザトラッカの自己補償のための装置及び方法に対してなされ得ることは、当業者に明らかである。したがって、様々な実施形態が制約のためではなく描写のために記述されてきたことを理解されたい。

自己補償要素を組み込んでいる例示的なジンバル化ビームステアリング機構の斜視図である。 図１の例示的なジンバル化ビームステアリング機構の頂部平面図である。

Claims (11)

1. 自己補償レーザトラッカ（１０）であって、
   アジマスポスト（１６）と、
   前記アジマスポスト（１６）に取り付けられたベアリング上で第１の軸（２０）を中心にして回転可能であり、キャリッジ（１４）を搭載するキャリッジ支持部を備えるアジマス機構軸と、
   前記キャリッジ支持部によって支持されており、第２の軸（１８）を中心にして回転可能であり、前記アジマス機構軸に対してほぼ垂直であり、ジンバル点にて前記アジマス機構軸と交差し、前記キャリッジの一部であるゼニス機構軸と、
   前記キャリッジ上に搭載され、前記レーザトラッカ（１０）から測定対象までの距離および角度の測定に使用されるレーザビームを発するレーザ光源と、
   前記アジマスポスト（１６）または前記キャリッジの温度を測定するよう構成された複数の温度センサと、を備え、
   前記キャリッジ（１４）は、前記ゼニス機構軸を軸として回転し、前記第１の軸（２０）および前記第２の軸（１８）を中心にして回転可能であり、
   前記複数の温度センサによって測定された温度の変化に基づいて、距離測定値または角度測定値の変化を補償するよう構成されている、自己補償レーザトラッカ。
2. 前記複数の温度センサの一つが前記キャリッジの光学部品上又は内部に設けられている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
3. 前記複数の温度センサの一つが、ビームスプリッタ、レンズ、又は光ファイバ部品上又は内部に設けられている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
4. 前記複数の温度センサの一つが前記アジマスポスト上又は内部に設けられている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
5. 前記複数の温度センサのうちの四つが前記アジマスポストの曲がりを測定するよう構成されている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
6. 前記複数の温度センサの一つが前記キャリッジ上又は内部に設けられている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
7. 前記複数の温度センサのうちの二つが前記キャリッジの互いに異なる部分上又は内部に設けられている、請求項１に記載の自己補償レーザトラッカ。
8. 直交する２軸のそれぞれの軸回りに照射方向を回転させ、前記２軸の交点であるジンバル点を通るレーザビームを発するレーザトラッカの自己補償方法であって、
   前記レーザトラッカの一部上又は内部に少なくとも一つの温度センサを設けるステップと、
   第１の時間期間内に、理想的状態からの前記レーザビームの第１の角度的な逸脱、又は前記ジンバル点に対する前記レーザビームの第１のオフセットを計算するステップと、
   前記第１の時間期間内に、前記少なくとも一つの温度センサから第１の温度を計算又は記録するステップと、
   第２の時間期間内に、理想的状態からの前記レーザビームの第２の角度的な逸脱、又は前記機械的ジンバル点に対する前記レーザビームの第２のオフセットを計算するステップと、
   前記第２の時間期間内に、前記少なくとも一つの温度センサから第２の温度を計算又は記録するステップと、
   前記少なくとも一つの温度センサから第３の温度を計算又は記録するステップと、
   理想的状態からの前記レーザビームの第３の角度的な逸脱、又は前記ジンバル点に対する前記レーザビームの第３のオフセットを計算するステップと、
   を含み、
   前記第３の角度的な逸脱は、前記第１の温度と、前記第２の温度と、前記第３の温度と、前記第１の角度的な逸脱と、前記第２の角度的な逸脱とに基づくものであり、前記第３のオフセットは、前記第１の温度と、前記第２の温度と、前記第３の温度と、前記第１のオフセットと、前記第２のオフセットとに基づくものであり、
   前記レーザトラッカが、前記第１、第２、および第３のオフセットと、前記第１、第２、および第３の角度的な逸脱とにそれぞれ基づいて、測定した距離値および角度値のうちの一方または両方を補償する、
   レーザトラッカの自己補償方法。
9. 第１の軸を中心にして回転するアジマス機構軸と、
   前記アジマス機構軸に支持されており、前記第１の軸と直交する第２の軸とを中心にして回転するキャリッジと、を備え、
   前記第１の軸と前記第２の軸との間の角度の測定値から９０度を減算したものを軸非直角度パラメータとするレーザトラッカにおける、レーザトラッカの自己補償方法であって、
   前記キャリッジの温度を測定するよう構成された第１の温度センサおよび第２の温度センサを設けるステップと、
   第１の時間期間内に第１の軸非直角度パラメータを測定するステップと、
   前記第１の時間期間内に、前記第１および第２の温度センサから第１の複数温度のセットを計算又は記録するステップと、
   第２の時間期間内に第２の軸非直角度パラメータを測定するステップと、
   前記第２の時間期間内に、前記第１および第２の温度センサから第２の複数温度のセットを計算又は記録するステップと、
   第３の時間期間内に、前記第１および第２の温度センサから第３の複数温度のセットを計算又は記録するステップと、
   前記第１の軸非直角度パラメータと、前記第２の軸非直角度パラメータと、前記第１の複数温度のセットと、前記第２の複数温度のセットと、前記第３の複数温度のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記第３の時間期間内の第３の軸非直角度パラメータを計算するステップと、
   前記第３の軸非直角度パラメータに基づいて距離測定値および角度測定値を補償するステップと、
   を包含する、レーザトラッカの自己補償方法。
10. 前記温度センサが前記キャリッジの両端に位置している、請求項９に記載のレーザトラッカの自己補償方法。
11. アジマスポストと、
    アジマスポストに搭載され、直交する２軸のそれぞれの軸回りに照射方向を回転させ、前記２軸の交点であるジンバル点を通るレーザビームを発するレーザ光源と、
    を備え、ジンバル点からアジマスポスト上に固定されたホーム位置との距離をＲ0パラメータとするレーザトラッカの自己補償方法であって、
    前記レーザトラッカ上の一部分又は内部に少なくとも１つの温度センサを設けるステップと、
    第１の時間期間内に第１のＲ0パラメータを計算又は記録するステップと、
    前記第１の時間期間内に、前記少なくとも一つの温度センサから第１の温度を計算又は記録するステップと、
    第２の時間期間内に第２のＲ0パラメータを計算又は記録するステップと、
    前記第２の時間期間内に、前記少なくとも一つの温度センサから第２の温度を計算又は記録するステップと、
    第３の時間期間内に、前記少なくとも一つの温度センサから第３の温度を計算又は記録するステップと、
    前記第１のＲ0パラメータと、前記第２のＲ0パラメータと、前記第１の温度と、前記第２の温度と、前記第３の温度とに少なくとも部分的に基づいて、第３のＲ0パラメータを計算するステップと、
    前記第３のＲ0パラメータに基づいて距離測定値および角度測定値を補償するステップと、
    を包含する、レーザトラッカの自己補償方法。

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