CN117836588A - 位置测定装置、位置测定***以及测定装置 - Google Patents

位置测定装置、位置测定***以及测定装置 Download PDF

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Abstract

位置测定装置包括：能够移动的移动装置；位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收来自反射元件的反射光的受光部、获取反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更测定光的照射方向的移动部；拍摄部；以及发送部，将由位置信息获取部所获取的位置信息、或基于所述位置信息的机器人的调整信息发送至机器人的控制***，移动装置使照射部、受光部、移动部及拍摄部的至少一者移动，使用拍摄部来拍摄机器人的至少一部分、反射元件的其中任一者或两者，基于拍摄部的拍摄结果来控制移动部，以将测定光照射至反射元件。

Description

位置测定装置、位置测定***以及测定装置
技术领域
本发明涉及一种位置测定装置、位置测定***以及测定装置。
背景技术
通过机器人或机床来自动进行加工或装配的工序。所述工序中，为了提高加工或装配的精度，必须高精度地测定作为控制对象的机器人的臂的位置或机床的主轴的前端的位置。例如，已知有一种通过外部的测定装置来测定机器人装置的规定的一部分的位置的装置(专利文献1)。
在机器人的控制中要求高精度地测定所述机器人的位置。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：国际公开第2007/002319号
发明内容
本发明的一形态是一种位置测定装置，包括：能够移动的移动装置；位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收来自所述反射元件的反射光的受光部、获取所述反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更所述测定光的照射方向的移动部；拍摄部；以及发送部，将由所述位置信息获取部所获取的所述位置信息、或基于所述位置信息的所述机器人的调整信息发送至所述机器人的控制***，所述移动装置使所述照射部、所述受光部、所述移动部及所述拍摄部的至少一者移动，使用所述拍摄部来拍摄所述机器人的至少一部分、所述反射元件的其中任一者或两者，基于所述拍摄部的拍摄结果来控制所述移动部，以将所述测定光照射至所述反射元件。
本发明的一形态是一种位置测定装置，包括：位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收来自所述反射元件的反射光的受光部、基于所述受光部的受光结果来获取所述反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更所述测定光的照射方向的移动部；拍摄部，拍摄所述机器人的至少一部分、所述反射元件的其中任一者或两者；发送部，将由所述位置信息获取部所获取的所述位置信息、或基于所述位置信息的所述机器人的调整信息发送至所述机器人的控制***；以及移动装置，至少包括所述照射部、所述受光部、所述移动部及所述拍摄部且能够移动，基于所述拍摄部的拍摄结果来控制所述移动部，以将所述测定光照射至所述反射元件。
本发明的一形态是一种位置测定***，包括多个所述的位置测定装置。
本发明的一形态是一种测定装置，包括：能够移动的移动装置；第一照射部，设于所述移动装置，对被设于测定对象物的第一反射元件照射第一测定光；基准照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射基准测定光；以及测定部，基于来自所述第一反射元件的所述第一测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述基准测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
本发明的一形态是一种测定装置，包括：能够移动的移动装置；照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射测定光，并对被设于测定对象物的第一反射元件照射测定光；以及测定部，基于来自所述第一反射元件的所述测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
附图说明
[图1]是表示第一实施方式的移动型位置测定装置在工厂内移动的情况的一例的图。
[图2]是表示第一实施方式的移动型位置测定装置的外观的一例的图。
[图3]是表示第一实施方式的位置测定装置的结构的一例的图。
[图4]是表示第一实施方式的位置测定装置的功能结构的一例的图。
[图5]是表示第一实施方式的位置测定处理的一例的图。
[图6]是表示第二实施方式的位置测定装置的结构的一例的图。
[图7]是表示第二实施方式的位置测定装置的功能结构的一例的图。
[图8]是表示第二实施方式的位置测定处理的一例的图。
[图9]表示第二实施方式的第二拍摄部的拍摄结果的一例。
[图10]是表示第三实施方式的位置测定装置的功能结构的一例的图。
[图11]是表示第三实施方式的位置测定处理的一例的图。
[图12]是表示第四实施方式的移动型位置测定装置测定基准位置的情况的一例的图。
[图13]是表示第四实施方式的位置测定装置的功能结构的一例的图。
[图14]是表示第四实施方式的位置测定处理的一例的图。
[图15]是表示第四实施方式的基准位置信息生成处理的一例的图。
[图16]是表示第五实施方式的移动型位置测定装置的动作的情况的一例的图。
[图17]是表示第五实施方式的反射元件装卸于支架的情况的一例的图。
[图18]是表示第六实施方式的移动型位置测定装置对控制***进行控制的情况的一例的图。
[图19]是表示第七实施方式的移动型位置测定装置对多个机器人进行控制的情况的一例的图。
[图20]是表示第八实施方式的位置测定装置对光学扫描仪的位置信息进行测定的情况的一例的图。
[图21]是表示第九实施方式的位置测定装置在涡轮的装配及加工的工序中对位置信息进行测定的情况的一例的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，一边参照附图一边详细说明第一实施方式。图1是表示本实施方式的移动型位置测定装置1在工厂内移动的情况的一例的图。移动型位置测定装置1能够在工厂内自由移动。移动型位置测定装置1是高精度地测定配置在工厂内的机床或机器人等测定对象的位置的装置，能够根据此测定结果来高精度地自动校正机床或机器人的位置。
移动型位置测定装置1对被配置于测定对象的可动部的反射元件4照射测定光并接收反射光。移动型位置测定装置1基于受光结果来测定位置信息。所谓位置信息，是表示反射元件4相对于基准位置的位置的信息。基准位置是配置有反射元件4的空间内的规定位置。
位置信息是通过配置有反射元件4的空间内的坐标系(称作基准坐标系)的坐标来表示。位置信息例如通过图1所示的直角坐标(X，Y，Z)来表示。坐标X、坐标Y及坐标Z的组表示直角坐标(X，Y，Z)内的位置。另外，坐标X、坐标Y、坐标Z也可分别称作X方向的距离、Y方向的距离、Z方向的距离。另外，图1的直角坐标中，以X轴为中心的旋转方向的角度成分、以Y轴为中心的旋转方向的角度成分、以及以Z轴为中心的旋转方向的角度成分也可分别称作与位置相关的信息。而且，在通过球坐标来表示位置的情况下，所述球坐标的角度成分也可分别称作与位置相关的信息。而且，在通过圆柱坐标来表示位置的情况下，所述圆柱坐标的角度成分也可分别称作与位置相关的信息。另外，图1中，一并例示了移动型位置测定装置1周边的坐标系。
移动型位置测定装置1将所测定出的位置信息发送至机床或机器人的控制***。基准位置及坐标系已在移动型位置测定装置1与控制***之间预先共享。所述控制***能够基于从移动型位置测定装置1收到的位置信息来获取机床或机器人的位置，因此能够高精度地校正机床或机器人。
如上所述，移动型位置测定装置1对被配置于构成机床或机器人等测定对象的部分中的可动部等规定部分的反射元件4的位置进行测定。因此，所谓所述测定对象的位置，是指构成所述测定对象的部分中的规定部分的位置。规定部分是对构成所述测定对象的部分的整体预先规定的。因此，所述控制***能够基于从移动型位置测定装置1收到的位置信息来获取构成测定对象的部分中的规定部分的位置，并基于所述规定部分的位置来高精度地校正所述测定对象。另外，构成测定对象的部分中的规定部分也可为坐标系中的位置发生改变的部分，换言之为移动的部分。
所述控制***基于所述规定部分的位置来算出用于自动校正的修正值。所述控制***基于所算出的修正值来对控制对象进行控制。即，所述控制***基于移动型位置测定装置1所得出的测定结果来进行用于自动校正的修正值的算出、基于所述修正值的算出结果的控制。
另外，基于移动型位置测定装置1所得出的测定结果的用于自动校正的修正值的算出、基于所述修正值的算出结果的控制也可由对移动型位置测定装置1、机器人或机床等测定对象进行控制的主计算机来进行。
移动型位置测定装置1对被配置于测定对象的可动部的反射元件照射测定光并接收反射光。首先，移动型位置测定装置1基于受光结果来算出距离信息。
所谓距离信息，是指表示从移动型位置测定装置1直至反射元件4为止的距离的信息。
移动型位置测定装置1基于测定光的照射方向来算出方向信息。所谓方向信息，是指表示相对于基准方向的、反射元件4的方向的信息。所谓基准方向，例如是指从移动型位置测定装置1观察基准位置的方向。方向信息是通过纬度方向的角度与经度方向的角度的组(即，球坐标的角度成分)来表示。
移动型位置测定装置1基于所算出的距离信息及方向信息来算出反射元件4相对于移动型位置测定装置1的相对位置。移动型位置测定装置1基于移动型位置测定装置1相对于基准位置的位置与反射元件4相对于移动型位置测定装置1的相对位置，来算出反射元件4相对于基准位置的位置(即，反射元件4在基准坐标系中的位置)以作为位置信息。
所谓移动型位置测定装置1相对于基准位置的位置，换言之，是指移动型位置测定装置1在对配置有反射元件4的空间所设定的坐标系中的位置。另外，本实施方式中，移动型位置测定装置1相对于基准位置的位置既可在开始测定前预先获取，也可在开始了测定后(测定中)获取，还可在测定已完成后(测定后)获取
移动型位置测定装置1相对于基准位置的位置例如是从控制***获取。所述位置也可由移动型位置测定装置1自身来测定。关于移动型位置测定装置1相对于基准位置的位置的测定方法(原点的校准)，将在以后的实施方式中予以说明。
而且，本实施方式中，设移动型位置测定装置1与基准位置的位置关系不发生变化。或者，本实施方式中，即便在移动型位置测定装置1与基准位置的位置关系发生变化的情况下，测定结果也不会被修正。关于移动型位置测定装置1与基准位置的位置关系发生变化的情况，将在以后的实施方式中予以说明。
另外，位置信息既可通过球坐标或圆柱坐标来表示，也可通过其他的正交坐标系来表示。所谓正交坐标系，是指单位矢量正交的坐标系的总称。
所谓位置，是指表示物***于空间中的何处的物理量。所谓距离，是指表示对空间内的某两点间所测定的长度的物理量。距离例如为欧几里德距离。
图2是表示本实施方式的移动型位置测定装置1的外观的一例的图。移动型位置测定装置1包括位置测定装置2及移动装置3。
在图2、图3及图6中，为了方便说明，表示了作为三维正交坐标系的XYZ正交坐标系。在所述XYZ正交坐标系中，Z轴的方向为铅垂朝上。以下的说明中，与Z轴平行的方向也称作上下方向。Z轴的方向也称作朝上。与Z轴的方向相反的方向也称作朝下。Z轴方向的正侧也称作上侧，Z轴方向的负侧也称作下侧。与X轴平行的方向也称作纵深方向。X轴方向的正侧也称作跟前侧，X轴方向的负侧也称作里侧。与Y轴平行的方向也称作左右方向。Y轴方向的正侧也称作右侧，Y轴方向的负侧也称作左侧。
位置测定装置2被载置于移动装置3。移动装置3能够移动。由此，位置测定装置2由移动装置3予以搬送。移动装置3包括车轮或履带等而自动行驶。由此，移动装置3能够在工厂内自由移动。作为一例，移动装置3为无人搬送车(自动引导车(Automatic GuidedVehicle，AGV)、自主式移动机器人(Autonomous Mobile Robot，AMR))。另外，AGV、AMR也称作无人搬送机器人。
另外，移动装置3只要能够载置位置测定装置2而移动，则也可为AGV以外的搬送机械。而且，移动装置3也可设为在工厂内的规定范围或路线上移动的结构。例如，移动装置3也可沿着配设在工厂内的轨道等移动。
而且，位置测定装置2也可在从移动装置3拆卸的状态下，载置于地板等而作为单体来使用。
接下来，对位置测定装置2的结构进行说明。图3是表示本实施方式的位置测定装置2的结构的一例的图。位置测定装置2包括框体10、光梳干涉仪11、四分割位置检测元件(位置灵敏探测器(Position Sensitive Detector，PSD))12、同轴摄像机13、光束转向镜14、指向镜总成(Pointing Mirror Assy，PMA)15、第一半透反射镜16及第二半透反射镜17。
框体10是用于将位置测定装置2本体设置于设置对象的构件。当位置测定装置2被设置于设置对象时，框体10位于设置对象上。本实施方式中，所谓设置对象，是指移动装置3。本实施方式中，通过将框体10载置于移动装置3，从而位置测定装置2由移动装置3予以搬送。另外，设置对象也可为工厂的地板等。
框体10例如通过自身的载荷，相对于设置对象而固定位置测定装置2。另外，框体10也可包括将位置测定装置2固定于设置对象的机构。
而且，在框体10中，配设有位置测定装置2的各零件。在框体10中，安装有位置测定装置2的各零件。在框体10的外侧安装有光束转向镜14、PMA 15。在框体10的内侧，配设有光梳干涉仪11、四分割PSD 12、同轴摄像机13、第一半透反射镜16、第二半透反射镜17。而且，框体10在内侧具有供测定光、反射光传播的空间。
光梳干涉仪11测定从自身直至测定对象为止的距离。光梳干涉仪11包含光梳光源。光梳光源是能够生成包含等间隔地排列在频率轴上的频率成分的光(以下称作“光频梳”)来作为脉冲光的光源。此时，光梳光源将包含等间隔地排列在频率轴上的频率成分的脉冲光射出作为测定光。光梳干涉仪11将光频梳作为测定光而照射至被配置于测定对象的反射元件4。光梳干涉仪11接收所述光频梳被反射元件4反射而产生的反射光。
本实施方式中，光梳干涉仪11包括单个测定光源(即，光梳光源)。另外，光梳干涉仪11也可包括多个测定光源，例如也可包括第一测定光源与第二测定光源。多个测定光源分别射出彼此经相位同步且具有干涉性的多个测定光。例如，多个测定光源也可振荡频率不同。因此，多个测定光源分别射出的多个测定光成为脉冲频率(例如是每单位时间的脉冲光的数量，为脉冲光的发光周期的倒数)不同的多个测定光。作为一例，也可为，第一测定光源射出脉冲频率为25GHz的第一测定光，第二测定光源射出脉冲频率为25GHz+α(例如+100kHz)的第二测定光。
在使用光梳干涉仪11的距离测定中，基于光频梳的不同脉冲间的干涉条纹的产生位置而测定从光梳干涉仪11直至反射元件4为止的距离。光梳干涉仪11例如能够在亚微米级的精度上测定所述距离。
光梳干涉仪11包含照射部、受光部及信号处理部。照射部包含光梳光源、频率控制部等。照射部将所述光梳光源所产生的脉冲光作为测定光照射至测定对象。而且，照射部使所述光梳光源所产生的脉冲光的一部分分支而作为参照光照射至光梳干涉仪11内的基准面。受光部包含光检测器。所述光检测器检测反射光与被照射至基准面的参照光的干涉光。信号处理部在输入光检测器所得出的检测结果时，基于形成反射光与参照光之间的干涉光的脉冲光的产生位置来算出从光梳干涉仪11直至反射元件4为止的距离。
此处，进一步详细说明光梳干涉仪11算出从光梳干涉仪11直至反射元件4为止的距离的原理。
光梳干涉仪11包括第一光梳光源与第二光梳光源这两个来作为光梳光源。光梳干涉仪11包括第一光检测器与第二光检测器这两个来作为光检测器。
第一光梳光源产生具备第一脉冲频率的脉冲光即第一测定光来作为测定光。第二光梳光源产生具备第二脉冲频率的脉冲光即第二测定光来作为测定光。第一脉冲频率与第二脉冲频率为互不相同的频率。
第一测定光在从第一光梳光源射出时，不会照射至测定对象(即，反射元件4)，而是被第一光梳光源内的光学***反射后，作为第一反射光入射至第一光检测器。另一方面，第二测定光在从第二光梳光源照射至测定对象(即，反射元件4)且被所述测定对象反射后，作为第二反射光入射至第二光检测器。
第一测定光的一部分经分支而作为第一参照光照射至光梳干涉仪11内的基准面后，入射至第二光检测器。另一方面，第二测定光的一部分经分支而作为第二参照光照射至光梳干涉仪11内的基准面后，入射至第一光检测器。
由于第一测定光的脉冲频率与第二测定光的脉冲频率不同，因此第一反射光的脉冲频率与第二参照光的脉冲频率不同。因而，第一反射光与第二参照光的干涉光成为与构成第一反射光的脉冲光和构成第二参照光的脉冲光同时入射至第一光检测器的时机同步地出现脉冲光的干涉光。
同样地，第一参照光的脉冲频率与第二反射光的脉冲频率不同。因而，第一参照光与第二反射光的干涉光成为与构成第一参照光的脉冲光和构成第二反射光的脉冲光同时入射至第二光检测器的时机同步地出现脉冲光的干涉光。
此处，形成第二光检测器所检测的干涉光的脉冲光的位置(时间轴上的位置)基于光梳干涉仪11与测定对象的位置关系发生变动。其原因在于，第二光检测器所检测的干涉光为经由测定对象朝向第二光检测器的第二反射光与不经由测定对象而朝向第二光检测器的第一参照光的干涉光。另一方面，形成第一光检测器所检测的干涉光的脉冲光的位置(时间轴上的位置)不会基于光梳干涉仪11与测定对象的位置关系发生变动。
因此，形成第二光检测器所检测的干涉光的脉冲光与形成第一光检测器所检测的干涉光的脉冲光的时间差间接地表示了光梳干涉仪11与测定对象的位置关系(典型的是，光梳干涉仪11与测定对象之间的距离)。因此，光梳干涉仪11能够基于形成第二光检测器所检测的干涉光的脉冲光与形成第一光检测器所检测的干涉光的脉冲光的时间差来算出从光梳干涉仪11直至反射元件4为止的距离。
此处，光梳干涉仪11所照射的测定光在透射过第一半透反射镜16及第二半透反射镜17后，被光束转向镜14反射而照射至反射元件4。此处，照射至反射元件4的测定光的光路与被反射元件4反射的反射光有一部分共用。
第一半透反射镜16使从光梳干涉仪11照射的测定光透射。而且，第一半透反射镜16使测定光被反射元件4反射的反射光的一部分透射至光梳干涉仪11一方，使剩余的一部分反射向四分割PSD 12一方。
第二半透反射镜17使从光梳干涉仪11照射的测定光透射。而且，第二半透反射镜17使测定光被反射元件4反射的反射光的一部分透射至光梳干涉仪11一方。使剩余的一部分反射向四分割PSD 12一方。而且，第二半透反射镜17使自然光从反射元件4反射的反射光(或通过发光二极管(Light Emitting Diode，LED)发光所形成的光)反射至同轴摄像机13侧，同轴摄像机13对自然光从反射元件4反射的反射光(或通过LED发光所形成的光)进行拍摄。
同轴摄像机13拍摄作为测定对象的反射元件4的像。同轴摄像机13通过自然光或者灯泡、荧光灯、汞灯、LED、闪光灯等的人造光被反射元件4反射的反射光来拍摄反射元件4的像。
同轴摄像机13被用于追踪反射元件4的位置。通过同轴摄像机13拍摄反射元件4的像，位置测定装置2粗略地捕捉反射元件4的位置，并粗略地调整照射测定光的方向。此处，所谓反射元件4的位置测定或照射方向的调整精度粗，如后所述，是指比使用四分割PSD 12的情况粗。
图像A1是由同轴摄像机13所拍摄的反射元件4的像的一例。
“同轴摄像机13”的“同轴”的含义既可为同轴摄像机13的光学***的一部分与光梳干涉仪11的光学***的一部分或/和四分割PSD 12的光学***的一部分共用的含义，例如也可为同轴摄像机13的光学***与光梳干涉仪11的光学***的一部分或四分割PSD 12的光学***的一部分共用相同的光学零件的含义。而且，“同轴摄像机13”的“同轴”的含义包含：同轴摄像机13的光路的一部分与光梳干涉仪11的光路的一部分或/和四分割PSD 12的光路的一部分为接近的位置关系的情况(包含通过并非完全相同的光路的情况)。作为并非完全相同的光路的一例，包含同轴摄像机13的一部分光路与光梳干涉仪11或/和四分割PSD 12的一部分光路为接近的位置关系但稍许偏离的情况，此情况也可称作稍许偏移的关系或稍许倾斜的关系等。
四分割PSD 12通过检测来自反射元件4的反射光来检测反射元件4的位置。所述反射光是光梳干涉仪11所照射的测定光被反射元件4反射的反射光。所述反射光的一部分被第一半透反射镜16反射而入射至四分割PSD 12。
四分割PSD 12例如包含光电二极管与电阻体。光电二极管呈阵列状配置。即，四分割PSD 12包含光电二极管阵列。四分割PSD 12的检测面被分割为四个。四分割PSD 12基于在被分割为四个的检测面各自中检测出的反射光的点光的光量来测定点光的位置。
四分割PSD 12被用来在通过同轴摄像机13粗略地捕捉到反射元件4的位置后，对照射测定光的方向进行微调。此处，基于由同轴摄像机13所拍摄的反射元件4的像而确定的反射元件4的位置的精度比通过四分割PSD 12所测定的反射元件4的位置的精度粗。因此，基于根据由同轴摄像机13所拍摄的反射元件4的像而确定的反射元件4的位置的、测定光的照射方向的调整精度，比基于通过四分割PSD 12所测定的反射元件4的位置的、测定光的照射方向的调整精度粗。
另外，位置测定装置2也可包括其他位置检测器以取代四分割PSD 12。所谓其他位置检测器，例如是指线传感器、二维传感器(也称作区域传感器)、相位检测方式的距离测量器等。
光束转向镜14将从光梳干涉仪11照射的测定光反射向反射元件4的方向。而且，光束转向镜14将测定光从反射元件4反射的反射光反射向光梳干涉仪11的方向。
PMA 15移动(变更)光束转向镜14的方向。作为一例，PMA 15包括万向节部与旋转编码器(未图示)。光束转向镜14的方向是通过驱动万向节部来变更万向节部的旋转角度而变更。万向节部可使光束转向镜14旋转以使其可分别变更经度方向及纬度方向。旋转编码器测量万向节部的旋转角度。
第一拍摄部23包含同轴摄像机13，关于“同轴摄像机13”的“同轴”的含义如上所述，本实施方式中，作为一例，所述的同轴摄像机13用于拍摄的反射光的光路与所述光梳干涉仪11用于距离测定的测定光或反射光的光路有一部分共用。即，包含第一拍摄部23的拍摄用光学***的至少一部分光路与包含光梳干涉仪11中配设的受光部的受光用光学***的至少一部分光路共用。
同轴摄像机13的拍摄方向是通过变更光束转向镜14的方向而变更，所述光束转向镜14变更光梳干涉仪11所照射的测定光的方向。即，光束转向镜14被共同用于光梳干涉仪11所照射的测定光的照射方向的变更与同轴摄像机13的拍摄方向的变更。
另外，位置测定装置2也可取代同轴摄像机13而在框体10的外侧配设摄像机。所述摄像机中，用于拍摄的反射光的光路与所述光梳干涉仪11用于距离测定的测定光或反射光的光路并不共用。而且，在此情况下，设置用于变更所述摄像机的拍摄方向的驱动机构。
反射元件4被配置于测定对象。反射元件4被配置于机床或机器人等测定对象的可动部。作为一例，反射元件4为回射器(retroreflector)。回射器是不论光束从回射器的哪个位置或方向入射，均将光束朝入射方向反射的光学元件。即，回射器具有递归反射功能。
另外，本实施方式中，对同轴摄像机13拍摄反射元件4的像以确定反射元件4的位置的情况的一例进行了说明，但并不限于此。例如，同轴摄像机13也可拍摄被设置于反射元件4的规定部分的标记等并通过对拍摄结果进行图像分析来确定反射元件4的位置。
例如，图3的图像A1中，在反射元件4的外周部拍摄到多个标记(标记M11、标记M12、标记M13、标记M14)。同轴摄像机13也可通过拍摄这些多个标记(标记M11、标记M12、标记M13、标记M14)来确定反射元件4的位置、或者位置及姿势。多个标记例如是可嵌合在反射元件4的外周部的构件。多个标记也可为印记(seal)。多个标记也可通过对反射元件4的表面实施涂装而配置于反射元件4。
而且，图3所示的、配置在反射元件4的规定部分的多个标记(标记M11、标记M12、标记M13、标记M14)也可为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。在配置在反射元件4的规定部分的多个标记为LED的情况下，能够通过闪烁、点亮来提高借助图像分析的识别的精度。此时，同轴摄像机13用于拍摄的光取代自然光被反射元件4反射的反射光而为发光的光。
另外，在配设有多个反射元件4的情况下，也可通过对应于每个反射元件4而使LED的颜色或闪烁周期不同来识别多个反射元件4的各个。
作为同轴摄像机13追踪(确定)反射元件4的位置的方法的另一例，同轴摄像机13也可拍摄距反射元件4的位置配置于规定位置的特征点，根据所述特征点的位置来确定反射元件4的位置。所述特征点例如是绘制有二维码的图案。同轴摄像机13在拍摄特征点时，基于图像识别来识别所述特征点以确定所述特征点的位置。同轴摄像机13基于所确定的位置来确定反射元件4的位置。
而且，同轴摄像机13也可通过拍摄机械臂的一部分或机床的一部分的外观上的已知特征点来确定反射元件4的位置。
如上所述，位置测定装置2被载置于移动装置3。因此，位置测定装置2所包括的光梳干涉仪11所包括的照射部及受光部、配设于PMA 15的万向节部及同轴摄像机13是通过移动装置3来移动。而且，光梳干涉仪11所包括的照射部的至少一部分、光梳干涉仪11所包括的受光部的至少一部分、配设于PMA 15的万向节部的至少一部分、及同轴摄像机13的至少一部分也可不载置于移动装置3。即，移动装置3也可使光梳干涉仪11所包括的照射部、光梳干涉仪11所包括的受光部、配设于PMA 15的万向节部、及同轴摄像机13的至少一者移动。另外，光梳干涉仪11所包括的照射部和/或受光部也可不通过移动装置3而移动。此时，也可利用光纤等光传输构件来连接照射部和/或受光部与框体10内的测定光和/或反射光的光路。
光梳干涉仪11所包括的照射部被设于移动装置3，对反射元件4照射测定光。
光梳干涉仪11所包括的受光部被设于移动装置3，接收来自反射元件4的测定光的反射光。
光梳干涉仪11所包括的信号处理部基于光梳干涉仪11所包括的受光部所得到的受光结果，获取与反射元件4相关的位置信息。另外，光梳干涉仪11所包括的信号处理部也可获取距离信息。
图4是表示本实施方式的位置测定装置2的功能结构的一例的图。位置测定装置2包括位置测定部20、控制部22、第一拍摄部23、反射光检测部24、通信部25及移动装置27。
位置测定部20包括距离测定部200、照射方向移动部201、照射方向测定部202及位置信息获取部203。
距离测定部200对反射元件4照射测定光并接收反射光，以测定直至反射元件为止的距离。距离测定部200包含照射部、受光部及信号处理部。照射部对被配置于测定对象的可动部的反射元件照射测定光。受光部接收反射光。信号处理部对来自受光部的信号进行处理，以获取直至反射元件4为止的距离信息。距离测定部200包含光梳干涉仪11。照射部包含配设在光梳干涉仪11中的光梳光源。受光部包含配设在光梳干涉仪11中的受光部。信号处理部包含配设在光梳干涉仪11中的信号处理部。
照射方向移动部201变更测定光的照射方向。所谓变更照射方向，也称作移动照射方向。照射方向移动部201包含PMA 15中所含的万向节部。
此处，本实施方式中，如上所述，光束转向镜14被共同用于光梳干涉仪11所照射的测定光的照射方向的变更与同轴摄像机13的拍摄方向的变更。照射方向移动部201包含对第一拍摄部23的拍摄方向进行调整的拍摄调整部。拍摄调整部调整第一拍摄部23的拍摄方向。
照射方向测定部202对测定光的照射方向进行测定。照射方向测定部202包含被包含于PMA 15中而对万向节部的角度进行测量的旋转编码器。照射方向测定部202将照射方向的测定结果作为方向信息而输出至距离测定部200的位置信息获取部203。
位置信息获取部203根据距离测定部200所测定的直至反射元件4为止的距离(距离信息)与照射方向测定部202所测定的测定光的照射方向(方向信息)，获取反射元件4在三维空间内的位置(位置信息)。关于位置信息的获取的详情将后述。
控制部22进行位置测定装置2中所配设的其他的各机器、零件的控制。控制部22例如包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或图形处理器(Graphics ProcessingUnit，GPU)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)等，进行各种运算或信息的授受。控制部22从只读存储器(Read Only Memory，ROM)读取程序，依据所读取的程序来执行各种控制。
另外，控制部22与位置测定装置2中所配设的各机器、零件例如通过信号线而连接。另外，控制部22与位置测定装置2中所配设的各机器、零件也可通过使用光或电波等电磁波的近距离无线通信进行通信。
控制部22执行各种运算。而且，控制部22包括拍摄调整部。
第一拍摄部23拍摄反射元件4的像。第一拍摄部23包含同轴摄像机13。
反射光检测部24检测来自反射元件4的反射光。反射光检测部24包含四分割PSD12。
通信部25与外部装置进行通信。所谓外部装置，例如是指对设置有反射元件4的机器人进行控制的控制***。通信部25包含发送部及接收部。发送部将由距离测定部200中所含的位置信息获取部所获取的反射元件4的位置信息发送至所述控制***。通信部25包含用于经由无线网络进行通信的通信接口(Interface，I/F)。
作为借助通信部25所进行的通信，例如也可使用第五代移动通信***、或使用波长比毫米波短的光的移动通信***。在第五代移动通信***中，作为频段，使用450Mhz至6000Mhz的频段与24250Mhz至52600Mhz的频段。
移动装置27能够移动。移动装置27包含移动装置3。即，移动装置27例如包含AGV或AMR。
接下来，参照图5来说明移动型位置测定装置1所进行的位置测定处理。图5是表示本实施方式的位置测定处理的一例的图。位置测定处理是由控制部22来执行。
控制部22使用第一拍摄部23来拍摄反射元件4的像(步骤S10)。另外，控制部22也可使用第一拍摄部23来拍摄作为测定对象的机器人的至少一部分及反射元件4的其中任一者或两者。
此处，控制部22中所配设的拍摄调整部调整第一拍摄部23的拍摄方向，以使反射元件4包含在第一拍摄部23的拍摄范围内。所谓拍摄方向，例如是指拍摄透镜的光轴所朝的方向。在用于拍摄的光路通过光束转向镜14而弯折的情况下，拍摄透镜的光轴也可包含经弯折的光轴。拍摄调整部也可在调整第一拍摄部23的拍摄方向的过程中使所述拍摄透镜的光轴所朝的方向与反射元件4重合，即便不重合，也只要包含在拍摄范围中即可。拍摄调整部基于第一拍摄部23所得的拍摄结果即图像，来判定反射元件4是否包含在第一拍摄部23的拍摄范围内。拍摄调整部具有图像分析的功能，通过对第一拍摄部23所得的拍摄结果进行图像分析来判别反射元件4的像。拍摄调整部例如基于图案匹配来判别反射元件4的像。另外，照射方向移动部201也可预先通过人工智能(Artificial Intelligence，AI)(机器学习)来学习反射元件4的图像，基于学习所得的结果来判别反射元件4的像。而且，也可在通过图案匹配检测出反射元件4之后，拍摄调整部立即从检测出反射元件4的时机或者其之前最近/之后最近的拍摄图像中，对判别为反射元件4的像素区域的特征信息(像素的颜色信息或/和亮度信息)进行判别，并搜索之后的帧中的类似的特征信息(像素的颜色信息或/和亮度信息)，由此来判别反射元件4的像的位置。
另外，关于第一拍摄部23的拍摄方向，也可预先调整设置移动型位置测定装置1的位置和/或框体10的方向，以使反射元件4包含在第一拍摄部23的拍摄范围内。此时，也可从控制部22的结构中省略拍摄调整部。
控制部22基于第一拍摄部23所得的拍摄结果来控制照射方向移动部201，以使测定光照射至反射元件4(步骤S20)。照射方向移动部201一边使用旋转编码器对照射方向的测定结果，一边变更光束转向镜14的方向。照射方向移动部201经由万向节部而关于经度方向和/或纬度方向来变更光束转向镜14的方向。即，照射方向移动部201依据控制部22的命令来移动照射方向，以将测定光照射至基于第一拍摄部23所得的拍摄结果而判别的作为测定对象的反射元件4。
所谓纬度方向，是指在球面坐标系中由第一规定轴(图3所示的示例中为Z轴)与矢径所成的角度所表示的方向。所谓经度方向，是指由垂直于所述规定轴的平面中所含的第二规定轴(图3所示的示例中为X轴)与矢径在所述平面上的射影所成的角度所表示的方向。
此处，进而，控制部22基于第一拍摄部23所得的拍摄结果来控制照射方向移动部201，以使测定光追随于作为测定对象的反射元件4的移动。由于照射方向移动部201受到驱动以使测定光追随于反射元件4，因此即便在反射元件4发生了移动的情况下，测定光也能持续照射反射元件4，从而第一拍摄部23能够持续拍摄反射元件4。
而且，在变更测定对象的情况下，可通过对设置于变更后的测定对象的反射元件4进行拍摄来确定所述变更后的测定对象的位置。例如，在图1中将测定对象由机器人R1变更为机器人R2的情况下，第一拍摄部23将拍摄对象由设置于机器人R1的反射元件4变更为设置于机器人R2的反射元件4，以确定机器人R2的位置。
照射方向移动部201通过对第一拍摄部23所得的拍摄结果进行图像分析来判别反射元件4的像。照射方向移动部201在驱动照射部以使其追随于反射元件4的过程中，反复执行图像分析，以在各时刻判别反射元件4的像。
如上所述，第一拍摄部23接收来自配设有反射元件4的空间的光。即，第一拍摄部23被包含于第二检测部，所述第二检测部接收来自配设有反射元件4的空间的光。
照射方向移动部201基于所述第二检测部所得出的检测结果来判别作为测定对象的反射元件4的位置，并移动测定光的照射方向。
这样，距离测定部200中所含的光梳干涉仪11的测定光朝向反射元件4照射(步骤S30)。当测定光照射至反射元件4时，反射光通过全反射而反射。
另外，反射元件4也可并非进行全反射的元件。例如，作为反射元件4，也可使用三直角锥反射器(corner cube reflector)。三直角锥反射器也可为具有反射增强膜的三直角锥的反射元件。作为反射元件4，也可使用球形反射器或猫眼。
此处，在拍摄所述反射元件4的像的处理(步骤S10)中，移动装置3也可处于移动中。基于第一拍摄部23所得的拍摄结果来控制照射方向移动部201以将测定光照射至反射元件4的处理(步骤S20)是在移动装置3停止后执行。因此，朝向反射元件4照射测定光的处理(步骤S30)是在移动装置3停止后执行。即，配设于距离测定部200的照射部在移动装置3停止后对反射元件4照射测定光。另外，配设于距离测定部200的照射部也可在移动装置3正在移动的状态中(移动装置3的移动中)对反射元件4照射测定光。
来自反射元件4的反射光逆向地通过与测定光相同的路径而被包含光梳干涉仪11的距离测定部200的受光部接收(步骤S40)。而且，反射光的一部分由四分割PSD 12予以检测。控制部22基于四分割PSD 12所得出的检测结果来再次控制照射方向移动部201，以将测定光持续照射至反射元件4。此处，控制部22基于四分割PSD 12所得出的检测结果，通过照射方向移动部201对测定光的照射方向进行微调。
此处，四分割PSD 12接收来自配设有反射元件4的空间的光。四分割PSD 12被包含于第一检测部，所述第一检测部接收来自配设有反射元件4的空间的光。因此，照射方向移动部201基于所述第一检测部所得出的检测结果来判别作为测定对象的反射元件4的位置，并驱动配设于距离测定部200的照射部以将测定光照射至反射元件4。
移动型位置测定装置1中，即便在测定过程中测定光有所损失的情况下，也能够通过照射方向移动部201来驱动照射部，以通过光梳干涉仪11以亚微米级的精度将测定光照射至反射元件4。例如，所谓测定光有所损失的情况，是指在距离测定部200与反射元件4之间留有障碍物的情况等。
位置信息获取部203根据包含光梳干涉仪11的距离测定部200所得出的检测结果(距离信息)、及由照射方向测定部202所测定的方向信息，获取反射元件4的位置信息(步骤S50)。所获取的位置信息经由控制部22而输出至运算部26。所述位置信息是以将位置测定装置2作为基准的三维球面坐标来表示。此时，位置信息也可转换为将位置测定装置2作为基准的正交坐标。
控制部22将由位置信息获取部所获取的位置信息发送至控制***(步骤S60)。所述控制***是对设置有反射元件4的机器人进行控制的控制***。控制部22使通信部25通过无线通信来发送位置信息。
以上，控制部22结束位置测定处理。
控制***在从移动型位置测定装置1收到位置信息时，基于所述位置信息来进行机器人的控制。控制***基于所述位置信息来校正机器人的可动部的位置。
另外，本实施方式中，对移动型位置测定装置1测定反射元件4的位置信息的情况的一例进行了说明，但并不限于此。移动型位置测定装置1也可将距离信息与方向信息中的任一个以上作为测定结果而发送至控制***。
(第二实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第二实施方式。
所述第一实施方式中，对下述情况进行了说明，即，移动型位置测定装置1将由第一拍摄部23(同轴摄像机13)拍摄到反射元件4的拍摄结果用于测定光的照射方向的变更。本实施方式中，对下述情况进行说明，即，在第一拍摄部23拍摄反射元件4之前，通过具有比第一拍摄部23的拍摄范围广的拍摄范围的第二拍摄部来预先拍摄反射元件4。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1a，将位置测定装置称作位置测定装置2a。
另外，对于与所述第一实施方式相同的结构标注相同的符号，对于相同的结构及动作有时省略其说明。
图6是表示本实施方式的位置测定装置2a的结构的一例的图。位置测定装置2a包括框体10、光梳干涉仪11、四分割PSD 12、同轴摄像机13、光束转向镜14、PMA 15、第一半透反射镜16、第二半透反射镜17及360度摄像机18。
360度摄像机18以360度的范围来拍摄自身的周围。360度摄像机18是通过具有规定拍摄范围的拍摄部沿水平方向周期性地旋转，从而以360度的范围来拍摄自身的周围。
以下的说明中，拍摄范围是通过水平视场角和或垂直视场角来表示。水平视场角是水平方向的视场角，垂直视场角是垂直方向的视场角。360度摄像机18的拍摄范围为：水平视场角为360度，垂直视场角例如为-45度至225度。
假设设置有反射元件4的机器人包含在360度摄像机18的拍摄范围内。假设在360度摄像机18与机器人之间未配置有使所述机器人不包含在360度摄像机18的拍摄范围内的物体(障碍物)。
另外，基于由360度摄像机18所拍摄的反射元件4的像而确定的反射元件4的位置的精度，比基于由同轴摄像机13所拍摄的反射元件4的像而判定的反射元件4的位置的精度粗。
另外，位置测定装置2a也可取代360度摄像机18而包括具备规定视场角的摄像机。所述摄像机例如也可为具备120度至150度的水平视场角的广角摄像机。而且，所述摄像机的视场角也可为比120度至150度的水平视场角大的水平视场角、比120度至150度的水平视场角小的水平视场角。
图7是表示本实施方式的位置测定装置2a的功能结构的一例的图。位置测定装置2a包括位置测定部20、控制部22、第一拍摄部23、反射光检测部24、通信部25、移动装置27及第二拍摄部28。
第二拍摄部28拍摄反射元件4的像。第二拍摄部28的拍摄范围比第一拍摄部23的拍摄范围广。第二拍摄部28包含360度摄像机18。另外，第二拍摄部28也可取代360度摄像机18而包括具备规定视场角的摄像机。所述摄像机例如也可为具备120度至150度的水平视场角的广角摄像机。而且，所述摄像机的视场角也可为比120度至150度的水平视场角大的水平视场角、比120度至150度的水平视场角小的水平视场角。
接下来，参照图8来说明移动型位置测定装置1a所进行的位置测定处理。图8是表示本实施方式的位置测定处理的一例的图。位置测定处理是由控制部22来执行。
配设于控制部22的拍摄调整部使用第二拍摄部28来拍摄作为测定对象的机器人的像(步骤S110)。拍摄调整部只要使用第二拍摄部28来拍摄所述机器人的至少一部分即可。
配设于控制部22的拍摄调整部基于第二拍摄部28的拍摄结果来判别作为测定对象的机器人的位置(步骤S120)。此处，配设于控制部22的拍摄调整部基于图像分析而在第二拍摄部28的拍摄结果的视场角内判别所述机器人的像。拍摄调整部例如基于图案匹配和或机器学习等的图像分析来判别所述机器人的像，由此来判别所述机器人的位置。
图9表示第二拍摄部28的拍摄结果的一例。拍摄范围D1表示由第二拍摄部28所拍摄的位置测定装置2周围的360度的范围。拍摄范围D2表示第一拍摄部23的拍摄范围。作为一例，第一拍摄部23的拍摄范围为大致长方形。图9所示的示例中，机器人R91、机器人R92、机器人R93及机器人R94各自的像包含在拍摄范围D1内。图9所示的示例中，设置于机器人R91的反射元件4包含在拍摄范围D2内。
此处，第二拍摄部28的拍摄范围关于水平方向与垂直方向这两个方向而比第一拍摄部23的拍摄范围广。因此，拍摄调整部基于第二拍摄部28的拍摄结果，关于水平方向与垂直方向这两个方向而判别反射元件4的位置。
另外，图9所示的拍摄范围D1是第二拍摄部28包括360度摄像机18时的所述360度摄像机18的拍摄范围。在第二拍摄部28取代360度摄像机18而包括具备规定视场角的摄像机的情况下，拍摄范围D1对应于所述视场角而变化。例如，在第二拍摄部28包括具备120度至150度的水平视场角的广角摄像机的情况下，拍摄范围D1表示位置测定装置2周围的120度至150度的范围。
而且，在第二拍摄部28例如包括水平视场角为360度且垂直视场角为180度的全天球摄像机的情况下，拍摄范围D1成为像全天球图像那样的、水平视场角为360度且垂直视场角为180度的拍摄范围。而且，在第二拍摄部28例如包括水平视场角为360度且垂直视场角小于180度的半球摄像机的情况下，拍摄范围D1成为像半天球图像那样的、水平视场角为360度且垂直视场角小于180度的拍摄范围。
返回图8继续位置测定处理的说明。
配设于控制部22的拍摄调整部调整第一拍摄部23的拍摄方向(步骤S130)。此处，配设于控制部22的拍摄调整部基于第二拍摄部28所得的拍摄结果来判别作为测定对象的机器人的位置，并进行调整以使第一拍摄部23的拍摄方向朝向机器人的位置。
此处，拍摄调整部基于第二拍摄部28所得的拍摄结果来调整第一拍摄部23的拍摄方向，以使其追随于作为测定对象的机器人。拍摄调整部通过对第二拍摄部28所得的拍摄结果中所含的规定对象进行图像识别，从而使第一拍摄部23的拍摄方向追随于所述机器人。所谓规定对象，例如是指机器人整体的特征、机械臂的前端部位的特征、前端部位以外的机器人的一部分的特征、对机器人赋予的标记的特征、附在机器人前端的末端执行器、反射元件等中的任一个以上。由于调整第一拍摄部23的拍摄方向以使其追随于所述机器人，因此即便在所述机器人发生了移动的情况下，第一拍摄部23也能够持续拍摄所述机器人。
另外，在步骤S120中判别位置的测定对象并不限于使第一拍摄部23的拍摄方向追随的当前的测定对象。控制部22也可基于第二拍摄部28的拍摄结果来判别新设为测定对象的机器人的位置。例如，所述的图9所示的示例中，配设于控制部22的拍摄调整部将机器人R91作为测定对象来判别所述机器人R91的位置，但配设于控制部22的拍摄调整部在将测定对象由机器人R91变更为机器人R92、机器人R93、机器人R94等的情况下，也可根据第二拍摄部所得的拍摄结果来判别作为测定对象的机器人的位置。此时，配设于控制部22的拍摄调整部对于多个测定对象，也可基于第一拍摄部23来判别变更了测定对象后的测定对象的位置。即，在变更了测定对象后，也可基于第一拍摄部所得的拍摄结果来调整拍摄方向以使其朝向测定对象的位置(追随于测定对象)。在配设于控制部22的拍摄调整部中，第一拍摄部23的拍摄方向被调整至变更后的测定对象，因此即便在变更了所述测定对象的情况下，第一拍摄部23也能够拍摄变更后的测定对象。
第二拍摄部28接收来自配设着设有反射元件4的测定对象物的空间的光。第二拍摄部28包含于第三检测部，所述第三检测部接收来自配设着设有反射元件4的测定对象物的空间的光。拍摄调整部基于所述第三检测部所得出的检测结果来移动第二检测部的检测方向，所述第二检测部接收来自配设有反射元件4的空间的光。拍摄调整部是基于第三检测部所得出的检测结果来移动所述第二检测部的检测方向的检测方向移动部。
第二检测部包含第一拍摄部23。第三检测部包含拍摄范围比第一拍摄部23广的第二拍摄部28。第二拍摄部28的拍摄范围比第一拍摄部23的拍摄范围广，但基于第二拍摄部28所得的拍摄结果的调整精度比起基于第一拍摄部23的拍摄结果的调整精度而精度粗。
另外，步骤S140至步骤S190的各处理与图5中的步骤S10至步骤S60的各处理同样，因此省略说明。
以上，控制部22结束位置测定处理。
另外，也可基于第二拍摄部28的拍摄结果来判定移动型位置测定装置1a所停止的位置。此时，也可不包括第一拍摄部23。移动型位置测定装置1a在工厂内移动到用于进行测定对象的位置测定的位置即测定位置。控制部22在开始测定之前的时期内，通过第二拍摄部28来预先拍摄测定对象，基于第二拍摄部28的拍摄结果来判定测定位置。移动型位置测定装置1a在工厂内移动到所判定的测定位置时，在所述测定位置处停止。而且，此时，控制部22在开始测定之前的时期内，既可在移动型位置测定装置1a已停止的状态下判定测定位置，也可在移动型位置测定装置1a正在移动的状态下判定测定位置。
而且，例如移动型位置测定装置1a在基于第二拍摄部28的拍摄结果而判定为测定对象的位置距移动型位置测定装置1a的位置远时，首先移动到测定对象附近。此时，移动型位置测定装置1a一边改变移动型位置测定装置1a自身的方向以使移动型位置测定装置1a自身的方向成为容易对测定对象进行测定的方向，一边移动。所谓容易对测定对象进行测定的方向，例如是指可从正面观察反射元件4的方向。移动型位置测定装置1a例如基于图像识别来判定反射元件4的正面图像，以判定可从正面观察反射元件4的方向。移动型位置测定装置1a也可将第二拍摄部28所拍摄的图像中反射元件4的像的面积为最大的第二拍摄部28的拍摄方向判定为可从正面观察反射元件4的方向。
(第三实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第三实施方式。
移动型位置测定装置对位置的测定结果有时会受到移动型位置测定装置自身的振动的影响。本实施方式中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置仅在移动型位置测定装置自身未振动的情况、或者处于移动型位置测定装置自身的振动可忽略的程度的振动环境下的情况下，进行位置的测定。所谓移动型位置测定装置自身的振动可忽略的程度的振动，是指不会对测定对象的位置测定中所要求的精度造成影响的程度的振动。另外，也可对移动型位置测定装置设置减振机构或/和抗振机构，以抑制位置测定部的振动。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1b，将位置测定装置称作位置测定装置2b。
另外，对于与所述的各实施方式相同的结构标注相同的符号，对于相同的结构及动作有时省略其说明。
图10是表示本实施方式的位置测定装置2b的功能结构的一例的图。位置测定装置2b包括位置测定部20、控制部22、第一拍摄部23、反射光检测部24、通信部25、移动装置27及振动检测部29。另外，位置测定装置2b也可与所述第二实施方式的位置测定装置2a同样地包括第二拍摄部28。
振动检测部29检测位置测定装置2b的至少一部分的振动。振动检测部29包含速度传感器、加速度传感器、角速度传感器、角加速度传感器或陀螺仪传感器中的任一个以上。
振动检测部29检测翻滚、俯仰、偏航中的至少一个以上的方向的振动量。翻滚、俯仰、偏航各自例如分别是指绕X轴的旋转、绕Y轴的旋转、绕Z轴的旋转。而且，振动检测部29也可通过分析时间序列的振动量来各别地检测高频的振动与低频的振动。
另外，振动检测部29也可基于第一拍摄部23所拍摄的图像来检测位置测定装置2b的振动。在位置测定装置2b产生了振动的情况下，设于框体10的第一拍摄部23会振动。此时，在第一拍摄部23所拍摄的图像中会拍摄到反射元件4或风景等产生振动的情况。而且，在位置测定装置2b中配设有第二拍摄部28的情况下，振动检测部29也可基于第二拍摄部28所拍摄的图像来检测位置测定装置2b的振动。
接下来，参照图11来说明移动型位置测定装置1b所进行的位置测定处理。图11是表示本实施方式的位置测定处理的一例的图。位置测定处理是由控制部22来执行。
另外，步骤S110、步骤S120及步骤S150至步骤S180的各处理与图5中的步骤S10、步骤S20及步骤S30至步骤S60的各处理同样，因此省略说明。
控制部22判定是否由振动检测部29检测到振动(步骤S130)。振动检测部29在检测到振动的情况下，将表示振动量的检测结果输出至控制部22。控制部22在从振动检测部29获取到振动的检测结果时，判定为检测到振动。
另外，即便为相同的振动量，控制部22也可基于振动的频率来判定振动的有无。例如，控制部22也可在高频(长周期)振动的情况下判定为未检测到振动，在低频(短周期)振动的情况下判定为检测到振动。用于判定是低频还是高频的阈值也可基于位置测定装置2b对测定对象的位置进行测定所耗的时间来决定。
控制部22在由振动检测部29判定为检测到振动的情况下(步骤S130；是)，判定所述振动的振动量是否小于规定量(也称作振动停止灵敏度)(步骤S140)。此处，控制部22通过对从振动检测部29获取的检测结果所表示的振动量与所述规定量进行比较来进行判定。
振动停止灵敏度既可在位置测定装置2b的制造时作为设计值而预先设定，也可能够由位置测定装置2b的用户来设定。在由用户设定振动停止灵敏度的情况下，用户通过选择表示振动停止灵敏度的程度的值，能够简便地设定振动停止灵敏度。例如，用户选择“大”、“中”、“小”这样的三个值中的任一个来作为表示振动停止灵敏度的程度的值。此时，控制部22将与所选择的值相应的预先决定的设定值设定为振动停止灵敏度。另外，在由用户设定振动停止灵敏度的情况下，用户既可使振动停止灵敏度连续地变化而设定，用户也可输入振动停止灵敏度的值。
控制部22在判定为振动量小于规定量时(步骤S140；是)，执行步骤S150以后的处理。即，控制部22在由振动检测部29所检测出的振动量小于规定量时，对反射元件4照射测定光。
控制部22在判定为振动量大于规定量时(步骤S140；否)，结束位置测定处理。即，控制部22在位置测定装置2所振动的振动量大于规定量时，不照射测定光而结束位置测定处理。
另一方面，控制部22在未由振动检测部29检测到振动时(步骤S130；否)，执行步骤S150以后的处理。因此，控制部22在未由振动检测部29检测到振动时对反射元件4照射测定光。即，配设于距离测定部200的照射部基于振动检测部29所得出的检测结果来对反射元件4照射测定光。
以上，控制部22结束位置测定处理。
另外，本实施方式中，对下述情况进行了说明，即，控制部22在振动量大于规定量时，不照射测定光而结束位置测定处理，但并不限于此。控制部22也可在由振动检测部29检测到振动时，不论振动量如何均不照射测定光而结束位置测定处理。
而且，控制部22也可在由振动检测部29检测到振动时进行控制，以使得在使距离测定部200照射测定光后，不使运算部26执行用于算出距离的信号处理。
而且，控制部22也可在由振动检测部29检测到振动且振动量大于规定量时进行控制，以使得在使距离测定部200照射测定光后，不使运算部26执行用于算出位置信息的信号处理。即，此时，位置测定部20基于在由振动检测部29所检测出的振动量小于规定量时配设于光梳干涉仪11的受光部接收光的受光结果，来获取反射元件4的位置信息。
而且，控制部22也可在由振动检测部29检测到振动时，不论振动量如何，均使距离测定部200照射测定光后，进而使运算部26执行用于算出位置信息的信号处理后，判定是否使位置测定部20获取运算部26所算出的位置信息。
此时，控制部22例如使运算部26基于振动检测部29所得出的检测结果所表示的振动量来生成可靠度信息。检测结果所表示的振动量越大，则可靠度信息表示越低的可靠度，所述振动量越小则表示越高的可靠度。控制部22在可靠度信息表示比规定值高的可靠度的情况下，使位置测定部20获取运算部26所算出的位置信息。另一方面，控制部22在可靠度信息表示比规定值低的可靠度的情况下，不使位置测定部20获取运算部26所算出的位置信息。
(第四实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第四实施方式。
在通过移动型位置测定装置1对测定对象的位置信息进行测定的情况下，移动型位置测定装置1的位置与测定对象的位置的相对关系的变动可能作为误差而影响到测定结果。所述变动例如可能因配置测定对象的地板的振动而产生。而且，在移动型位置测定装置1与作为测定对象的机器人被设在大型工件内的情况下，所述变动可能是由机器人的动作造成的反作用力传播至移动型位置测定装置1而产生。
本实施方式中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置基于移动型位置测定装置相对于基准位置的位移，来修正移动型位置测定装置与测定对象的位置的相对关系的变动对位置信息测定结果的影响。
而且，本实施方式中，也对原点的校准进行说明。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1c，将位置测定装置称作位置测定装置2c。
另外，对于与所述的各实施方式相同的结构标注相同的符号，对于相同的结构及动作有时省略其说明。
图12是表示本实施方式的移动型位置测定装置1c测定基准位置的情况的一例的图。本实施方式中，作为一例，测定对象为机床。反射元件4c被配置于机床的可动部。此处，本实施方式中，机床具有加工头，所述加工头具有端面铣刀等末端执行器。所谓机床的可动部，作为一例，是指用于将端面铣刀的角度或位置变更为所期望的角度、位置的机构。
作为一例，基准反射元件5包含第一基准反射元件5-1、第二基准反射元件5-2及第三基准反射元件5-3这三个。
所谓基准位置，是指将多个基准反射元件5作为基准的三维坐标系中的规定位置(例如原点)。所述三维坐标系的原点的位置例如是多个基准反射元件5中的任一个的位置。
以下的说明中，有时将第一基准反射元件5-1、第二基准反射元件5-2及第三基准反射元件5-3统称为多个基准反射元件5。
多个基准反射元件5分别为回射器。即，多个基准反射元件5分别与反射元件4c同样地具有递归反射功能。
移动型位置测定装置1c包括基准测定光照射部19。基准测定光照射部19是作为光梳干涉仪11的一部分而配设。基准测定光照射部19包括第一基准照射部、第二基准照射部及第三基准照射部。
本实施方式中，位置测定装置2c在框体10的内部包括用于使从光梳干涉仪11射出的测定光分支的光学***。在位置测定装置2c中，通过所述光学***，能够使所述测定光最大分支为八个。本实施方式中，基准测定光照射部19所照射的第一基准测定光、第二基准测定光及第三基准测定光是从光梳干涉仪11射出的测定光所分支的光。
另外，接收第一基准反射光的第一受光部、接收第二基准反射光的第二受光部、接收第三基准反射光的第三受光部是与接收从反射元件4c反射的反射光的、配设于光梳干涉仪11中的受光部独立地配设。
本实施方式中，对下述情况的一例进行说明，即，从一个光梳干涉仪11射出的测定光经分支，所分支的测定光的一部分被用作第一基准测定光、第二基准测定光及第三基准测定光，但并不限于此。位置测定装置2c也可在框体10的内部，与照射测定光的光梳干涉仪11独立地包括使一个测定光分支并作为第一基准测定光、第二基准测定光及第三基准测定光而射出的光梳干涉仪。
多个基准反射元件5被分别配置在机床的各不相同的规定位置。多个基准反射元件5被配置在机床的背后等可从移动型位置测定装置1c照射测定光的位置。而且，多个基准反射元件5被配置在对各自照射的基准测定光能够不重合地照射的位置。图12所示的示例中，多个基准反射元件5各自配置在机床的台板上。
另外，基准反射元件5也可配设在机器人或机床的上方、或者配设有机器人或机床的工厂的天花板。
另外，本实施方式中是以将基准反射元件5配置于机床内的规定位置(即，预先规定的固定位置)为前提，但也可将基准反射元件5配置于机床的可动部(即，运动的部位)的特定位置而在所述可动部停止时进行基准位置的测定。而且，也可由作业员将基准反射元件5配置于任意位置。
在移动型位置测定装置1c中，位置测定装置2c被载置于移动装置3。因此，配设于位置测定装置2c的光梳干涉仪11及配设于光梳干涉仪11的基准测定光照射部19被设于移动装置3。
配设于光梳干涉仪11的照射部包含于第一照射部，所述第一照射部被设于移动装置3，对设于测定对象物的第一反射元件照射第一测定光。
基准测定光照射部19包含于基准照射部，所述基准照射部被设于移动装置3，对与配设有移动装置3的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射基准测定光。
配设于光梳干涉仪11的信号处理部包含于测定部，所述测定部基于来自第一反射元件的第一测定光的第一反射光与来自基准反射元件的基准测定光的基准反射光，获取与相对于基准位置的第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
图13是表示本实施方式的位置测定装置2c的功能结构的一例的图。位置测定装置2c包括位置测定部20、基准位置测定部21、控制部22、第一拍摄部23、反射光检测部24、通信部25、运算部26及移动装置27。
作为一例，基准位置测定部21包含基准位置测定部21-1、基准位置测定部21-2及基准位置测定部21-3这三个。另外，基准位置测定部21的数量也可为三个以外。
以下的说明中，有时将基准位置测定部21-1、基准位置测定部21-2及基准位置测定部21-3统称作基准位置测定部21。基准位置测定部21-1、基准位置测定部21-2与基准位置测定部21-3具有彼此同样的功能，因此，此处，将基准位置测定部21-1代表基准位置测定部21而作为基准位置测定部21的功能结构进行说明，省略基准位置测定部21-2及基准位置测定部21-3的说明。
基准位置测定部21-1包括基准距离测定部210-1、基准照射方向移动部211-1、基准照射方向测定部212-1及基准位置信息获取部213-1。
基准距离测定部210-1对第一基准反射元件5-1照射基准测定光并接收基准反射光，以测定直至第一基准反射元件5-1为止的距离。基准距离测定部210-1包含第一基准照射部、第一基准受光部及第一基准信号处理部。
第一基准照射部对第一基准反射元件5-1照射第一基准测定光。第一基准照射部包含用于使从光梳干涉仪11射出的测定光分支的光学***。
第一基准受光部接收来自第一基准反射元件5-1的第一基准反射光。包含配设在移动型位置测定装置1c的框体10的内部的受光部。
第一基准信号处理部对来自第一基准受光部的信号进行处理，获取第一基准距离信息。所谓第一基准距离信息，是指表示从移动型位置测定装置1c直至第一基准反射元件5-1为止的距离的信息。
基准照射方向移动部211-1变更基准测定光的照射方向。变更照射方向也称作移动照射方向。基准照射方向移动部211-1包含PMA 15中所含的万向节部。
基准照射方向测定部212-1测定基准测定光的照射方向。
基准位置信息获取部213-1根据基准距离测定部210所测定的直至第一基准反射元件5-1为止的距离(距离信息)与基准照射方向测定部212-1所测定的基准测定光的照射方向(方向信息)，获取第一基准反射元件5-1在三维空间内的位置(第一基准位置信息)。关于基准位置信息的获取的详情将后述。
基准位置测定部21-2对第二基准反射元件5-2照射基准测定光并接收基准反射光，以测定第二基准反射元件5-2的位置。基准位置测定部21-3对第三基准反射元件5-3照射基准测定光并接收基准反射光，以测定第三基准反射元件5-3的位置。基准位置测定部21-2、基准位置测定部21-3的功能结构与基准位置测定部21-1同样，因此省略详细说明。
另外，有时将基准距离测定部210-1、基准距离测定部210-2、基准距离测定部210-3的任一者简称作基准距离测定部210。而且，有时将基准距离测定部210-1、基准距离测定部210-2、基准距离测定部210-3统称作多个基准距离测定部210。
而且，有时将基准照射方向移动部211-1、基准照射方向移动部211-2、基准照射方向移动部211-3的任一者简称作基准照射方向移动部211。而且，有时将基准照射方向移动部211-1、基准照射方向移动部211-2、基准照射方向移动部211-3统称作多个基准照射方向移动部211。
而且，有时将基准照射方向测定部212-1、基准照射方向测定部212-2、基准照射方向测定部212-3的任一者简称作基准照射方向测定部212。而且，有时将基准照射方向测定部212-1、基准照射方向测定部212-2、基准照射方向测定部212-3统称作多个基准照射方向测定部212。
而且，有时将基准位置信息获取部213-1、基准位置信息获取部213-2、基准位置信息获取部213-3的任一者简称作基准位置信息获取部213。而且，有时将基准位置信息获取部213-1、基准位置信息获取部213-2、基准位置信息获取部213-3统称作多个基准位置信息获取部213。
运算部26包括基准坐标设定部260及第一修正部261。
基准坐标设定部260基于第一基准位置信息、第二基准位置信息及第三基准位置信息来设定基准(原点)及基准坐标系。
第一修正部261获取反射元件4c相对于基准坐标设定部260所生成的基准的位置信息。反射元件4相对于基准的位置信息包含获取反射元件4在所设定的基准坐标系中的位置信息。第一修正部261进而修正反射元件4相对于基准的位置信息的变动。
此处，第一修正部261基于基准位置信息所表示的移动型位置测定装置1c相对于基准位置的位置与由位置测定部20所获取的位置信息所表示的反射元件4的位置，对位置信息所表示的反射元件4的位置进行转换。第一修正部261通过所述转换，将反射元件4相对于移动型位置测定装置1c的位置转换为反射元件4相对于基准(原点)的位置。第一修正部261生成表示反射元件4在基准坐标系内的位置的信息，以作为经修正的位置信息。
基准位置信息获取部213获取经第一修正部261修正的位置信息来作为反射元件4c相对于基准(原点)的位置信息。
接下来，参照图14来说明移动型位置测定装置1c所进行的位置测定处理。图14是表示本实施方式的位置测定处理的一例的图。位置测定处理是由控制部22来执行。
位置测定部20获取反射元件4c的位置信息(步骤S210)。此处，在步骤S210中获取反射元件4c的位置信息的处理与所述图5中的位置测定处理同样，因此省略说明。
基准位置测定部21-1获取第一基准反射元件5-1的基准位置信息(步骤S220)。
此处，参照图15，对基准位置测定部21-1生成第一基准反射元件5-1的基准位置信息的处理(称作基准位置信息生成处理)的详情进行说明。图15是表示本实施方式的基准位置信息生成处理的一例的图。图15所示的步骤S310至步骤S350为止的处理是作为图14所示的步骤S220的处理而执行。
另外，图15所示的步骤S310至步骤S350为止的处理也可在测定开始时执行。
控制部22使用第一拍摄部23来拍摄多个基准反射元件5的像(步骤S310)。
控制部22对多个基准照射方向移动部211分别进行控制，以将三个基准测定光分别照射至多个基准反射元件5的各个(步骤S320)。控制部22在步骤S320的控制中，使用第一拍摄部23所得出的多个基准反射元件5的像的拍摄结果。
控制部22控制基准照射方向移动部211，以将多个基准测定光分别照射至多个基准反射元件5。(步骤S330)。控制部22既可将基准测定光同时照射至多个基准照射部的各个，也可依序照射至多个基准照射部的各个。
控制部22使来自基准反射元件5的反射光逆向地通过与基准测定光相同的路径而被基准距离测定部210中配设的基准受光部接收(步骤S340)。
基准位置信息获取部213根据基准距离测定部210所得出的测定结果(基准距离信息)及基准照射方向测定部212所获取的基准照射方向信息，获取基准反射元件5的基准位置信息(步骤S350)。本实施例中，在基准位置测定部21-1、基准位置测定部21-2、基准位置测定部21-3中分别进行此处所说明的基准位置生成处理，获取第一基准位置信息、第二基准位置信息及第三基准位置信息。所获取的第一基准位置信息、第二基准位置信息及第三基准位置信息经由控制部22而输出至运算部26。所述基准位置信息是利用以位置测定装置2为基准的三维球面坐标来表示。
如上所述，基准位置测定部21根据由基准距离测定部210所测定的直至基准反射元件5为止的距离与由基准照射方向测定部212所测定的基准测定光的照射方向，获取基准反射元件5在三维空间内的位置信息。
返回图14继续位置测定处理的说明。
运算部26所包括的基准坐标设定部260基于基准位置测定部21所获取且经由控制部22而获得的第一基准位置信息、第二基准位置信息及第三基准位置信息来设定基准(原点)及基准坐标系(步骤S30)。本实施方式中，对于基准位置信息，是获取第一基准位置信息至第三基准位置信息为止这至少三个，基准坐标设定部260基于这三个基准位置信息来设定所期望的正交坐标系(基准坐标系)。
基准坐标系可对应于第一基准反射元件5-1、第二基准反射元件5-2及第三基准反射元件5-3的设置位置来任意设定测定对象物(反射元件4)所移动的空间。作为基准坐标系，例如可如图12所示，相对于作为测定对象物的可动部C2所移动的空间，以包含与载置测定对象物的台板面平行的两轴的方式来设定正交坐标系。进而，基准坐标设定部260在基准坐标系内设定作为基准的原点。原点也可为三个第一基准反射元件5-1、第二基准反射元件5-2及第三基准反射元件5-3(基准位置)的任一者。
或者，也可将作为测定对象物的可动部C2(甚而反射元件4)定位至基准坐标系内的规定位置、例如机床所决定的可动部C2的原点，并使此时的反射元件4的位置信息与基准坐标系中的原点一致。由此，关于空间内的同一位置，可将位置测定部20所获取的位置信息与基准位置测定部21所获取的位置信息设为同一位置信息，以消除(修正)位置测定部20所获取的位置信息与基准位置测定部21所获取的位置信息的偏离。无论在哪种情况下，不变的是均基于从基准反射元件获得的基准位置信息来设定基准坐标系及基准(原点)。
运算部26所包括的第一修正部261将反射元件4的位置信息转换为基准坐标系中的位置信息(步骤S240)。第一修正部261将位置测定部20所测定的反射元件4的位置信息由以位置测定装置2为基准的三维球面坐标转换为基准坐标设定部260所设定的基准坐标系中的正交坐标。由此，能够在测定对象物所移动的空间中，以基准坐标系中的正交坐标来获取测定对象物的位置信息(即反射元件4的位置信息)。
第一修正部261使用基准反射元件5的基准位置信息来修正反射元件4c的位置信息(步骤S250)。作为修正，也可包含在步骤S230中设定的基准(原点)及基准坐标系的重新设定。例如也可在位置信息的获取开始后，以固定时间间隔或者不定期地进行与步骤S230同样的动作而获取基准坐标系的偏离并修正此偏离。由此，能够对原点的随时间经过的变动进行校正(原点校准)。
或者，也可始终获取基准反射元件5的基准位置信息，并始终修正基准(原点)及基准坐标系的变动。此时，也能够修正短时间内的变动(振动)。
这样，将基准反射元件5设置于作为测定对象物的位置测量基准的测定基准物，基于由位置测定装置2所获取的基准反射元件5的基准位置信息来设定基准坐标系及原点，由此，能够消除(修正)位置测定装置2与测定对象物(反射元件4)的相对位置关系的变动。在此含义中，第一修正部261所执行的、反射元件4的位置信息向基准坐标系中的位置信息的转换也可称作是反射元件4的位置信息的修正。
此处，如上所述，反射元件4c的位置信息是由位置信息获取部所获取。第一修正部261基于基准位置测定部21所获取的基准位置信息，算出当前的移动型位置测定装置1c相对于基准位置的位置从原点校准时的移动型位置测定装置1c相对于基准位置的位置发生了位移的位移量。第一修正部261以所算出的位移量来修正反射元件4c的位置信息。
如上所述，反射元件4c的位置信息是基于配设于距离测定部200的受光部所得到的受光结果来测定。因此，基于基准位置信息受到修正的反射元件4c的位置信息是基于配设于距离测定部200的受光部所得到的受光结果及基准位置信息所生成的位置信息。另一方面，基准位置信息是基于第一基准受光部所得到的受光结果、第二基准受光部所得到的受光结果、第三基准受光部所得到的受光结果而测定。因此，在移动型位置测定装置1中，基于配设于距离测定部200的受光部所得到的受光结果、第一基准受光部所得到的受光结果、第二基准受光部所得到的受光结果、第三基准受光部所得到的受光结果，生成反射元件4c相对于基准位置的位置信息。
移动型位置测定装置1c与基准位置的相对位置关系有时会因地板的振动、机器人的移动所造成的振动等而发生变化。此种情况下，在移动型位置测定装置1c中，也能够通过移动型位置测定装置1c相对于基准位置的相对位置关系的位移量来修正反射元件4c的位置信息。
控制部22将经修正的位置信息发送至控制***(步骤S260)。
以上，控制部22结束位置测定处理。
控制***接收从移动型位置测定装置1c发送的经修正的位置信息。所述位置信息所表示的、通过移动型位置测定装置1c的测定所得到的测定对象的位置为控制***的控制对象的位置。控制***在所接收的位置信息所表示的控制对象的位置从设想位置发生了偏离的情况下进行校准，以抵消所接收的位置信息所表示的位置与设想位置的偏离。设想位置是为了供控制***控制机器人或机床等控制对象而预先设想的位置。
或者，控制***也可基于所接收的位置信息来算出关于控制对象的控制的修正量，并基于所算出的修正量来修正以后的控制。例如，控制***在收到位置信息以后的控制中，以基于所述位置信息而算出的修正量来修正驱动量。
此处，在拍摄所述基准反射元件5的像的处理(步骤S310)中，移动装置3也可处于移动中。基于第一拍摄部23所得的拍摄结果来使基准测定光照射部19朝向基准反射元件5照射基准测定光的处理(步骤S320)是在移动装置3停止后执行。因此，朝向基准反射元件5照射基准测定光的处理(步骤S330)是在移动装置3停止后执行。即，基准测定光照射部19在移动装置3停止后，对基准反射元件5照射基准测定光。而且，位置测定部20在移动装置3停止后，生成与基准位置相关的信息。
而且，位置测定装置2c也可与第三实施方式的位置测定装置2b同样地包括振动检测部29。
与第三实施方式的位置测定装置2b同样地，振动检测部29检测位置测定装置2c的至少一部分的振动。位置测定部20基于振动检测部29所得出的检测结果来生成与基准位置相关的信息。基准测定光照射部19基于振动检测部29所得出的检测结果，对基准反射元件5照射基准测定光。例如，基准测定光照射部19在由振动检测部29所检测出的振动量小于规定量时，对基准反射元件5照射基准测定光。此时，配设于光梳干涉仪11的信号处理部基于由振动检测部29所检测出的振动量小于规定量时的来自反射元件4c的第一测定光的第一反射光、及来自基准反射元件5的基准测定光的基准反射光，获取与反射元件4c的位置相关的信息。即，位置测定装置2c在包括振动检测部29的情况下，在由振动检测部所检测出的振动量小于规定量时生成与基准位置相关的信息。另外，也可基于振动检测部29的检测结果来修正第一拍摄部23的拍摄结果。
如上所述，在移动型位置测定装置1c中，包括基准位置测定部21，所述基准位置测定部21获取与配置有机器人的空间内的基准位置相关的信息(基准位置信息)。
基准位置测定部21包括第一基准照射部、第二基准照射部、第三基准照射部、第一基准受光部、第二基准受光部及第三基准受光部。
第一基准照射部对与基准位置相关的第一基准反射元件5-1照射第一基准测定光。
第二基准照射部对与基准位置相关的第二基准反射元件5-2照射第二基准测定光。
第三基准照射部对与基准位置相关的第三基准反射元件5-3照射第三基准测定光。
在移动型位置测定装置1中，基于第一受光部(配设于距离测定部200的受光部)所得到的受光结果、第一基准受光部所得到的受光结果、第二基准受光部所得到的受光结果、第三基准受光部所得到的受光结果，生成第一反射元件(反射元件4c)相对于基准位置的位置信息。
另外，本实施方式中，对下述情况的一例进行了说明，即，为了生成基准位置信息(即，测定基准位置)，移动型位置测定装置1c包括三个照射部(第一基准照射部、第二基准照射部、第三基准照射部)、三个受光部(第一基准受光部、第二基准受光部、第三基准受光部)以及三个基准反射元件(第一基准反射元件5-1、第二基准反射元件5-2、第三基准反射元件5-3)，但并不限于此。以下，对用于生成基准位置信息的其他结构的示例进行说明。
本实施方式中，基准测定光照射部19能够同时照射三个基准测定光。另外，基准测定光照射部19也可取代同时照射三个基准测定光而依序照射三个基准测定光。
而且，也可取代照射三个基准测定光而将一个基准测定光依序照射至三个基准反射元件的各个。
此时，基准位置测定部21包括基准照射部及基准受光部。
基准照射部对与基准位置相关的第一基准反射元件、第二基准反射元件及第三基准反射元件照射基准测定光。
基准受光部接收来自所述第一基准反射元件的第一基准反射光、来自所述第二基准反射元件的第二基准反射光、及来自所述第三基准反射元件的第三基准反射光。
基于第一受光部(配设于距离测定部200的受光部)所得到的受光结果与基准受光部所得到的受光结果，生成第一反射元件(反射元件4c)相对于基准位置的位置信息。
位置测定装置2c也可包括三个基准照射部及一个基准受光部。
此时，基准位置测定部21包括第一基准照射部、第二基准照射部、第三基准照射部及基准受光部。
第一基准照射部对与基准位置相关的第一基准反射元件5-1照射第一基准测定光。
第二基准照射部对与基准位置相关的第二基准反射元件5-2照射第二基准测定光。
第三基准照射部对与基准位置相关的第三基准反射元件5-3照射第三基准测定光。
基准受光部接收来自第一基准反射元件5-1的第一基准反射光、来自第二基准反射元件5-2的第二基准反射光、及来自第三基准反射元件5-3的第三基准反射光。
基于第一受光部(配设于距离测定部200的受光部)所得到的受光结果与基准受光部所得到的受光结果，生成第一反射元件(反射元件4c)相对于基准位置的位置信息。
而且，本实施方式中，对基准反射元件5的数量为三个的情况的一例进行了说明，但并不限于此。基准反射元件5的数量也可为四个以上。
移动型位置测定装置1c要测定移动型位置测定装置1c相对于基准位置的位移，基准反射元件5只要有一个便足够。基准反射元件5的数量也可为两个。
例如，在基准反射元件5的数量为一个的情况下，基准位置测定部21包括基准照射部及基准受光部。
基准照射部对配设于基准位置的基准反射元件照射基准测定光。
基准受光部接收来自基准反射元件的基准反射光。
基于第一受光部(配设于距离测定部200的受光部)所得到的受光结果与基准受光部所得到的受光结果，生成第一反射元件(反射元件4c)相对于基准位置的位置信息。
本实施方式中，对下述情况的一例进行了说明，即，移动型位置测定装置1c与用于测定反射元件4c的位置的测定光独立地照射用于测定基准位置的基准测定光，但并不限于此。也可将用于测定反射元件4c的位置的测定光用作基准测定光。
此时，照射方向移动部201调整照射方向，以使测定光朝向与基准位置相关的基准反射元件。
配设于距离测定部200的受光部接收来自基准反射元件的基准反射光。
位置测定部20基于配设于距离测定部200的受光部所得到的受光结果，生成反射元件4c相对于基准位置的位置信息。
而且，在将用于测定反射元件4c的位置的测定光用作基准测定光的情况下，配设于光梳干涉仪11的照射部通过移动装置3而移动，对与配设有移动装置3的空间内的基准位置相关的基准反射元件5照射测定光，并对设于测定对象物的反射元件4c照射测定光。配设于光梳干涉仪11的信号处理部基于来自反射元件4c的测定光的第一反射光、及来自基准反射元件5的测定光的基准反射光，获取与相对于基准位置的反射元件4c相关的位置信息或距离信息。
另外，在基准反射元件5的数量为N个的情况下，当将从基准照射部照射的基准测定光的数量设为X束、从光梳干涉仪11的照射部照射的测定光且被用作基准测定光的测定光的数量设为Y束时，只要满足数量X与数量Y之和等于数量N这一条件，便能通过各种组合来进行与本实施方式的移动型位置测定装置1c同样的测定。
另外，本实施方式中，对基准位置信息被用于表示反射元件4的位置的位置信息的修正的情况的一例进行了说明，但并不限于此。例如，基准位置信息也可被用来决定移动型位置测定装置1c的移动路径。而且，在移动型位置测定装置1c利用众所周知的同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)而移动的情况下，基准位置信息也可被用来确认移动型位置测定装置1c是否正沿着SLAM所表示的路径而移动。
(第五实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第五实施方式。
本实施方式中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置1d对用于设置于作为测定对象的机器人的反射元件进行保持。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1d，将移动装置称作移动装置3d。
另外，对于与所述的各实施方式相同的结构标注相同的符号，对于相同的结构及动作有时省略其说明。
图16是表示本实施方式的移动型位置测定装置1d的动作的情况的一例的图。移动型位置测定装置1d包括位置测定装置2及移动装置3d。机器人T1为臂型机器人，为测定对象的一例。
移动装置3d包括保持部30。保持部30可装卸地保持反射元件4d。保持部30被设于移动装置3d。保持部30具有用于可装卸地保持反射元件4d的槽(未图示)。所述槽为与保持反射元件4d的支架T10的形状相应的形状。图16中，表示了作为反射元件4d的反射元件4d-2及反射元件4d-3被保持于保持部30的状态。
在机器人T1的臂的前端部分设有支架T10。支架T10保持反射元件4d。反射元件4d可装卸于支架T10。图16中，表示了作为反射元件4d的一例的反射元件4d-1被保持于支架T10的状态。支架T10为保持被设于机器人的反射元件的保持部的一例。
图17是表示本实施方式的反射元件4d装卸于支架T10的情况的一例的图。图17(A)中，在保持部30的槽中保持有反射元件4d。此处，作为一例，反射元件4d将反射元件设为下侧而保持于保持部30。
图17(B)中，反射元件4d被保持于支架T10。机器人T1使设有支架T10的臂的前端部分接近移动装置3d的保持部30，使反射元件4d保持于支架T10。
作为一例，支架T10的形状是底面为正六边形的柱体。反射元件4d例如可设置于所述柱体的侧面的三处部位。另外，柱体的底面也可为六边形以外的多边形的面形状或圆形、椭圆形的面形状、其他的面形状。本实施方式中，是将支架T10的底部分设为底面，但也可为球面或其他的立体形状。
在测定时，只要有一个以上的反射元件4d设置于支架T10即可。在测定中，移动型位置测定装置1d只要对设置在支架T10的三处侧面的三个反射元件4d中的任一者的位置进行测定即可。
为了将反射元件4d配置于移动型位置测定装置1d可照射测定光的位置，优选的是设置于支架T10的反射元件4d的数量多。如上所述，由于支架T10的形状是底面为正六边形的柱体，因此如图17所示，无论是从支架T10周围的360度角度的哪个方向，光梳干涉仪11所包括的照射部均能照射测定光。
而且，多个反射元件4d也可包含多个种类的反射元件。所谓多个种类，例如是指反射元件的材质、大小、结构等。多个结构的一例也可为将平面镜组合而成的结构与球形之类的结构。
而且，也可对多个反射元件4d分别分配识别符。通过所述识别符，在移动型位置测定装置1d中，能够识别多个反射元件4d中的哪个被设置在配设于机器人T1的支架T10、或者被保持于移动型位置测定装置1d的保持部30。
由于在位置测定以外的情况下不需要反射元件4d，因此反射元件4d不需要始终设置于机器人T1。若反射元件4d始终设置于机器人T1，则反射元件4d的表面有时会受到污损。反射元件4d的表面的污损可能会在使用测定光的位置测定中成为误差因素。
在移动型位置测定装置1d中，能够在测定时以外将反射元件4d保持于移动型位置测定装置1d的保持部30，而仅在测定时将反射元件4d设置于机器人T1，因此例如能够降低反射元件4d的表面受到污损的风险。另外，保持部30也可具备在保持着反射元件4d的状态下对所述反射元件4d进行清洁的功能。
(第六实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第六实施方式。
本实施方式中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置基于测定结果来控制作为测定对象的机器人或机床的控制***。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1e，将位置测定装置称作位置测定装置2e。
图18是表示本实施方式的移动型位置测定装置1e对机床T2进行控制的情况的一例的图。
机床T2对配设于自身中的主轴T20进行控制。主轴T20被配设于机床T2的内部。主轴T20是用于在机床T2中使旋转对象附于轴端而旋转的轴。作为旋转对象的一例，有刀具或旋转磨石等。在机床T2，以能够从外部监测机床T2的内部的形态设有窗。
主轴T20被配设于机床T2内部。反射元件被配设于主轴T20。即，反射元件被配设于机床T2内部。反射元件例如被配设于主轴T20的上部。
移动型位置测定装置1e使测定光透射过机床T2的窗而照射至设置于主轴T20的反射元件。移动型位置测定装置1e接收透射过机床T2的窗的、来自所述反射元件的反射光。机床T2的窗优选为使测定光及反射光充分透射而测定光及反射光的折射成为规定程度以下的形状及材质(折射率、透射率)。
移动型位置测定装置1e通过光无线通信来与机床T2进行通信。移动型位置测定装置1e将所测定的位置信息通过光无线通信而发送至机床T2。移动型位置测定装置1e中，通信部25包含用于进行光无线通信的通信模块。
另外，移动型位置测定装置1e也可基于机床T2的窗的光学特性(折射率、透射率等)来修正所测定的位置信息。而且，移动型位置测定装置1e也可在位置信息的算出过程中基于机床T2的窗的光学特性来算出所述位置信息。移动型位置测定装置1e通过与机床T2的通信来预先获取表示机床T2的窗的光学特性的信息。
机床T2在用于主轴T20的加工的校正中，使用由移动型位置测定装置1e所测定出的主轴T20的位置信息。机床T2在从移动型位置测定装置1e收到位置信息时，基于所述位置信息来即时地执行校正。机床T2包括对主轴T20的位置进行测量的位置测量机器。机床T2在校正中，将从移动型位置测定装置1e收到的位置信息所表示的主轴T20的位置输出至所述位置测量机器。
另外，在移动型位置测定装置1e的控制部22与机床T2的控制部具有兼容性的情况下，移动型位置测定装置1e也可基于测定结果来控制机床T2。此时，移动型位置测定装置1e取代机床T2而进行主轴T20的控制。移动型位置测定装置1e作为设在机床T2外部的位置测量机器发挥功能。移动型位置测定装置1e作为设在机床T2外部的位置测量机器，在主轴T20的加工中即时地执行主轴T20的位置校正。
另外，在移动型位置测定装置1e控制机床T2的情况下，即便机床T2不具有基于移动型位置测定装置1e所得到的高精度的位置信息来进行校正的功能，也能够基于所述位置信息来高精度地进行主轴T20的校正。
而且，移动型位置测定装置1e也可高精度地控制激光加工装置的加工头的位置。
而且，移动型位置测定装置1e也可在机床T2的窗已打开的状态下进行位置信息的测定和/或加工头的控制。
(第七实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第七实施方式。
本实施方式中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置控制对工厂设施进行控制的主计算机。
将本实施方式的移动型位置测定装置称作移动型位置测定装置1f，将位置测定装置称作位置测定装置2f。移动型位置测定装置1f例如包含所述移动型位置测定装置1c的结构、移动型位置测定装置1d的结构。
图19是表示本实施方式的移动型位置测定装置1f控制多个机器人T3的情况的一例的图。移动型位置测定装置1f与多个机器人T3被配设在工厂设施内。移动型位置测定装置1f能够在工厂设施内自由移动。图19所示的示例中，作为多个机器人T3，表示了机器人T3-1至机器人T3-7这七台。工厂设施由主计算机H1予以控制。主计算机H1为多个机器人T3的控制***的一例。
移动型位置测定装置1f测定关于多个机器人T3各自的位置信息。移动型位置测定装置1f一边依序改变设为测定对象的机器人T3一边进行测定。移动型位置测定装置1f在工厂设施内移动到可对设置于多个机器人T3中的设为当前测定对象的机器人T3的反射元件照射测定光的位置而停止后进行测定。
移动型位置测定装置1f例如基于规定顺序来测定多个机器人T3。所谓规定顺序，例如是指基于多个机器人T3被配置于工厂设施内的位置的顺序。所谓规定顺序，也可为由主计算机H1预先指定的顺序。
另外，移动型位置测定装置1f也可不基于规定顺序而测定多个机器人T3。例如，移动型位置测定装置1f也可通过第二拍摄部28来拍摄移动型位置测定装置1f周围的360度的范围，并基于拍摄结果而将所拍摄的机器人T3设为测定对象。
移动型位置测定装置1f在进行位置信息的测定时，将所述位置信息依序发送至主计算机H1。移动型位置测定装置1f也可将关于多个机器人T3各自的位置信息汇总发送至主计算机H1。
而且，移动型位置测定装置1f将基于位置信息的机器人T3的调整信息发送至主计算机H1。所述调整信息包含用于控制机器人T3的控制信号。在控制信号中，例如包含用于对机器人T3所操作的操作对象或机器人T3所加工的加工对象的位置进行控制的信号。而且，在控制信号中，也可包含用于对机器人T3所操作的操作对象进行控制的信号与用于对机器人T3所加工的加工对象的位置进行控制的信号这两者。而且，在控制信号中，包含用于对多个机器人T3的位置、移动进行控制的信号。可通过所述信号来分别控制多个机器人T3，以避免多个机器人T3彼此的接触。
如上所述，本实施方式中，移动型位置测定装置1f基于关于第一测定对象的位置信息而生成关于第一测定对象的调整信息。另外，移动型位置测定装置1f也可基于关于第一测定对象的位置信息而生成关于与第一测定对象不同的第二测定对象的调整信息。所谓第二测定对象，例如是指配置在距配置第一测定对象的位置为规定范围内的测定对象。
例如，移动型位置测定装置1f基于机器人T3-1的位置信息，对配置在距机器人T3-1为规定范围内的机器人T3-2或机器人T3-7进行控制。
移动型位置测定装置1f将调整信息通过无线通信而发送至主计算机H1。所述无线通信也可为光无线通信。移动型位置测定装置1f中，通过使用光无线通信，能够与主计算机H1进行通信而不会与其他无线通信交扰。
主计算机H1在从移动型位置测定装置1f收到调整信息时，基于所收到的调整信息来控制多个机器人T3。在基于调整信息的控制中，作为一例，包含对机器人T3所加工的加工对象的目标位置进行指示的控制。在加工对象的位置信息所表示的加工对象的位置与设想位置有所偏离的情况下，也可基于调整信息而以此偏离量来修正加工对象的位置信息。或者，也可基于调整信息，将加工对象的位置信息所表示的位置设为初始位置而将加工对象的位置由所述初始位置运算(转换)为相对位置。
因此，移动型位置测定装置1f通过将调整信息发送至主计算机H1，能够经由主计算机H1来控制多个机器人T3。即，移动型位置测定装置1f作为从上位对配置在工厂内的多个机器人T3发送指令的可移动的控制装置(移动控制器)发挥功能。
另外，移动型位置测定装置1f将位置信息与调整信息中的任一个以上发送至主计算机H1。
而且，移动型位置测定装置1f也可将位置信息发送至主计算机H1，主计算机H1基于从移动型位置测定装置1f收到的位置信息来生成调整信息。
而且，移动型位置测定装置1f也可不经由主计算机H1而基于调整信息来直接控制多个机器人T3。
而且，配设于位置测定装置2f的位置测定部20从主计算机H1获取与配置有机器人T3的空间内的坐标系相关的信息。或者，也可在移动型位置测定装置1f内的存储介质中预先存储与坐标系相关的信息，位置测定部20通过读出来获取与所述坐标系相关的信息。位置测定部20基于与所述坐标系相关的信息来生成机器人T3在所述坐标系中的坐标位置信息。所述坐标系是成为配置有机器人T3的工厂内的基准的坐标系。因此，移动型位置测定装置1f可基于高精度的坐标系来控制多个机器人T3。
另外，本实施方式中，作为一例，对配设有可在工厂设施内自由移动的一台移动型位置测定装置1f的情况的一例进行了说明，但并不限于此。
移动型位置测定装置1f也可被用于包括多个移动型位置测定装置1f的位置测定***。
而且，也可在工厂设施内配设多台(N台)移动型位置测定装置1f。也可通过N台移动型位置测定装置1f来控制M台机器人。此时，多个移动型位置测定装置1f各自对于分别设于多个机器人的反射元件中的一个以上来测定直至所述反射元件为止的位置。此处，数量N既可大于数量M，数量N也可小于数量M，数量N还可等于数量M。数量N或数量M也可为1。
也可与多台移动型位置测定装置1f一同配设多个固定型的位置测定装置2。
另外，本实施方式中，对下述情况的一例进行了说明，即，控制***为对工厂设施的整体进行管理、控制的主计算机H1，但并不限于此。
控制***也可为：对工厂设施的一部分范围进行管理、控制的局域服务器；对配置在工厂设施内的多个机器人中的一部分进行管理、控制的服务器；对一个机器人进行管理、控制的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等。
另外，位置测定装置2f也可与所述第二实施方式的位置测定装置2a同样地包括第二拍摄部28。此时，也可基于第二拍摄部28的拍摄结果来判定移动型位置测定装置1f所停止的位置。移动型位置测定装置1f在工厂内移动到用于进行测定对象的位置测定的位置即测定位置。控制部22在开始测定之前的时期内通过第二拍摄部28来预先拍摄测定对象，并基于第二拍摄部28的拍摄结果来判定测定位置。移动型位置测定装置1f在工厂内移动到所判定的测定位置时，在所述测定位置停止。而且，此时，控制部22在开始测定之前的时期内，既可在移动型位置测定装置1f已停止的状态下判定测定位置，也可在移动型位置测定装置1f正在移动的状态下判定测定位置。
而且，例如移动型位置测定装置1f在基于第二拍摄部28的拍摄结果而判定为测定对象的位置距移动型位置测定装置1f的位置远时，首先移动到测定对象附近。此时，移动型位置测定装置1f一边改变移动型位置测定装置1f自身的方向以使移动型位置测定装置1f自身的方向成为容易对测定对象进行测定的方向，一边移动。所谓容易对测定对象进行测定的方向，例如是指可从正面观察反射元件4的方向。移动型位置测定装置1f例如基于图像识别来判定反射元件4的正面图像，以判定可从正面观察反射元件4的方向。移动型位置测定装置1f也可将第二拍摄部28所拍摄的图像中反射元件4的像的面积为最大的第二拍摄部28的拍摄方向判定为可从正面观察反射元件4的方向。
(第八实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第八实施方式。
所述的各实施方式中，对下述情况进行了说明，即，移动型位置测定装置关于对加工物进行加工的机器人或机床测定位置信息。本实施例中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置1被利用于将零件彼此装配的工序中的位置信息的测定。
图20是表示本实施例的移动型位置测定装置1测定光学扫描仪T4的位置信息的情况的一例的图。光学扫描仪T4是通过照射光来三维测量对象的形状的三维测定机(Coordinate Measuring Machine，CMM)。图20中，光学扫描仪T4测量装配零件T5的形状。光学扫描仪T4为臂状的形态，从臂的前端部分对装配零件T5照射照明光。
在光学扫描仪T4的臂的前端部分设置有反射元件4。移动型位置测定装置1测定被设置于光学扫描仪T4的反射元件4的位置信息。移动型位置测定装置1将所测定的位置信息发送至光学扫描仪T4的控制***。光学扫描仪T4的控制***基于移动型位置测定装置1所测定的位置信息来修正光学扫描仪T4的光学扫描仪T4的形状测定结果。
另外，移动型位置测定装置1设为测定对象的CMM并不限于光学扫描仪T4。移动型位置测定装置1也可被用来辅助固定型CMM的测定。此时，移动型位置测定装置1也可被设置于固定型CMM的一部分。例如，移动型位置测定装置1也可被设置于固定型CMM的天花板。设置于天花板的移动型位置测定装置1对被设置于固定型CMM的测定部的反射元件4的位置信息进行测定。
(第九实施方式)
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的第九实施方式。
本实施例中，对下述情况进行说明，即，移动型位置测定装置1在并行地进行对大型机械进行装配的工序及加工的工序的工序中，被利用于位置信息的测定。
本实施例中，对使用配设于所述第一实施方式的移动型位置测定装置1中的移动型位置测定装置1的情况进行说明。
图21是表示本实施方式的移动型位置测定装置1在涡轮T7的装配及加工的工序中对位置信息进行测定的情况的一例的图。光学扫描仪T6-1是对涡轮T7的形状进行三维测量的CMM。光加工机T6-2通过借助光的照射的加工来对涡轮T7的叶片等零件进行加工。切削加工机T6-3通过借助切削的加工来对涡轮T7的叶片等零件进行加工。在光学扫描仪T6-1、光加工机T6-2及切削加工机T6-3分别设置有反射元件4-1、反射元件4-2及反射元件4-3。
移动型位置测定装置1对于反射元件4-1、反射元件4-2及反射元件4-3分别测定位置信息。移动型位置测定装置1将所测定出的位置信息发送至对光学扫描仪T6-1、光加工机T6-2及切削加工机T6-3进行控制的控制***。
在基于移动型位置测定装置1所测定出的位置信息来并行地进行对涡轮T7等大型机械的零件进行装配的工序及加工的工序的工序中，能够高精度地测定装配的精度。
而且，所述实施方式中，对移动型位置测定装置1被用于装配机械的工序中的情况的一例进行了说明，但并不限于此。移动型位置测定装置1也可在将所装配的机械予以拆卸而进行清扫、再次装配的工序(检修(overhaul))中被用于位置信息的测定。
如以上所说明的那样，实施方式的位置测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)包括：能够移动的移动装置3；位置测定部20，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件4、4c照射测定光的照射部、接收来自反射元件4、4c的反射光的受光部、获取反射元件4、4c的位置信息的位置信息获取部以及变更测定光的照射方向的移动部(实施方式中为照射方向移动部201)；拍摄部(实施方式中为第一拍摄部23)；以及发送部，将由位置测定部20所获取的位置信息、或基于所述位置信息的机器人的调整信息发送至机器人的控制***。
移动装置3使照射部、受光部、移动部(实施方式中为照射方向移动部201)及拍摄部(实施方式中为第一拍摄部23)的至少一者移动。
位置测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)使用拍摄部(实施方式中为第一拍摄部23)来拍摄机器人的至少一部分、反射元件4、4c的其中任一者或两者，基于拍摄部(实施方式中为第一拍摄部23)的拍摄结果来控制移动部(实施方式中为照射方向移动部201)，以将测定光照射至反射元件4、4c。
借助此结构，在实施方式的位置测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)中，能够使用拍摄部(实施方式中为第一拍摄部23)来拍摄机器人的至少一部分、反射元件4、4c的其中任一者或两者，并基于所述拍摄结果来控制移动部(实施方式中为照射方向移动部201)，以将测定光照射至反射元件4、4c，因此能够在机器人的控制中高精度地测定所述机器人的位置。
而且，实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)包括：能够移动的移动装置3；照射部，设于移动装置3，对反射元件4、4c照射测定光；受光部，设于移动装置3，接收来自反射元件4、4c的测定光的反射光；以及测定部(实施方式中为光梳干涉仪11的信号处理部)，基于受光部所得到的受光结果来获取与反射元件4、4c相关的位置信息或距离信息。
借助此结构，在实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)中，能够基于受光部所得到的受光结果来获取与反射元件4、4c相关的位置信息或距离信息，因此能够高精度地对测定对象的位置或距测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f)的距离进行测定。
而且，实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)包括：能够移动的移动装置3；第一照射部，设于移动装置3，对被设于测定对象物的第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)照射第一测定光；基准照射部(实施方式中为基准测定光照射部19)，设于移动装置3，对与配设有移动装置3的空间内的基准位置相关的基准反射元件5照射基准测定光；以及测定部(实施方式中为光梳干涉仪11的信号处理部)，基于来自第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)的第一测定光的第一反射光、及来自基准反射元件5的基准测定光的基准反射光，获取与相对于基准位置的第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)相关的位置信息或距离信息。
借助此结构，实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)即便在未预先获取基准位置的情况下，也能够基于来自第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)的第一测定光的第一反射光、及来自基准反射元件5的基准测定光的基准反射光，而获取与相对于基准位置的第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)相关的位置信息或距离信息，因此即便在未预先获取基准位置的情况下，也能够高精度地对测定对象物的位置或距测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)的距离进行测定。
而且，实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)包括：能够移动的移动装置3；照射部，设于移动装置3，对与配设有移动装置3的空间内的基准位置相关的基准反射元件5照射测定光，并对被设于测定对象物的第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)照射测定光；以及测定部(实施方式中为光梳干涉仪11的信号处理部)，基于来自第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)的测定光的第一反射光、及来自基准反射元件5的测定光的基准反射光，获取与相对于基准位置的第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)相关的位置信息或距离信息。
借助此结构，实施方式的测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)能够将用于获取与第一反射元件(实施方式中为反射元件4c)相关的位置信息或距离信息的测定光用来测定基准位置，因此无须另行设置用于照射基准测定光的基准照射部，通过简便的结构，即便在未预先获取基准位置的情况下，也能够高精度地对测定对象物的位置或距测定装置(所述的实施方式中为移动型位置测定装置1c)的距离进行测定。
另外，对所述实施方式中的移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f各自包括光梳干涉仪11的情况的一例进行了说明，但并不限于此。移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f各自也可基于光梳方式以外的测距方式来对测定对象的位置进行测定。
移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f各自所用的测距方式例如既可为同轴方式，也可为非同轴方式。在同轴方式中，例如包含对光脉冲的飞行时间(Time of Flight，TOF)进行测定的方式、对经调制的激光的到达时间进行测定的方式、利用激光的可干涉性的方式等。在非同轴方式中，例如包含三角测量、立体摄像机方式、干涉波纹方式等。
另外，所述实施方式中的移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f各自中配设的通信部25所进行的通信的种类并不限于各实施方式中记载的种类。通信部25也可进行借助电波的各种无线通信、光无线通信、有线通信。各种无线通信中包含近距离无线通信。
另外，也可利用计算机来实现所述实施方式中的移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f的一部分例如控制部22及运算部26。此时，也可将用于实现此控制功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，使计算机***读取并执行记录在所述记录介质中的程序，由此来实现。另外，此处所说的“计算机***”是内置于移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f的计算机***，包含操作***(Operating System，OS)或***设备等硬件。而且，所谓“计算机可读取的记录介质”，是指软盘、光磁盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、只读光盘(Compact Disc Read Only Memory，CD-ROM)等可移动介质、内置于计算机***的硬盘等存储装置。进而，所谓“计算机可读取的记录介质”，也可还包含像经由国际互联网等网络或电话线路等通信线路来发送程序时的通信线那样短时间且动态地保持程序的介质、像此时的服务器或作为客户端的计算机***内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的介质。而且，所述程序既可为用于实现前述功能的一部分的程序，进而也可为能够通过与已记录在计算机***中的程序的组合来实现前述功能的程序。
而且，也可将所述实施方式中的移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f的一部分或全部作为大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)等集成电路而实现。移动型位置测定装置1、1a、1b、1c、1d、1e、1f的各功能块既可各别地处理器化，也可集成一部分或全部而处理器化。而且，集成电路化的方法并不限于LSI，也可利用专用电路或通用处理器来实现。而且，当随着半导体技术的进步而有替代LSI的集成电路化的技术出现时，也可使用基于所述技术的集成电路。
以上，参照附图详细说明了本发明的一实施方式，但具体结构并不限于所述内容，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种设计变更等。
而且，本领域技术人员当理解，所述的多个实施方式或其变形例为以下形态的具体例。
(附注1)
测定装置包括：能够移动的移动装置；照射部，设于所述移动装置，对反射元件照射测定光；受光部，设于所述移动装置，接收来自所述反射元件的所述测定光的反射光；以及测定部，基于所述受光部所得到的受光结果来获取与所述反射元件相关的位置信息或距离信息。
(附注2)
所述测定装置还包括：第一检测部，接收来自配设有所述反射元件的空间的光；以及移动部，基于所述第一检测部所得出的检测结果来判别作为测定对象的所述反射元件的位置，并驱动所述照射部以将所述测定光照射至所述反射元件。
(附注3)
所述测定装置还包括第二检测部，所述第二检测部接收来自配设有所述反射元件的空间的光，所述移动部基于所述第二检测部所得出的检测结果来判别作为测定对象的所述反射元件的位置，并移动所述测定光的照射方向。
(附注4)
所述测定装置还包括：第三检测部，接收来自配设着设有所述反射元件的测定对象物的空间的光；以及检测方向移动部，基于所述第三检测部所得出的检测结果来移动所述第二检测部的检测方向。
(附注5)
所述测定装置中，所述第一检测部至少包含光电二极管阵列，所述第二检测部包含第一拍摄部，所述第三检测部包含拍摄范围比所述第一拍摄部广的第二拍摄部。
(附注6)
所述测定装置中，所述反射元件被配设于机器人或机床内。
(附注7)
所述测定装置中，所述测定光为光梳。
(附注8)
位置测定方法是使用位置测定装置的位置测定方法，所述位置测定装置包括：能够移动的移动装置；位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收反射光的受光部、获取所述反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更所述测定光的照射方向的移动部；拍摄部；以及发送部，将由所述位置信息获取部所获取的所述位置信息、或基于所述位置信息的所述机器人的调整信息发送至所述机器人的控制***，所述移动装置至少包括所述照射部、所述受光部、所述移动部及所述拍摄部，所述位置测定方法具有：使用所述拍摄部来拍摄所述机器人的至少一部分、所述反射元件的其中任一者或两者；基于通过所述拍摄所得到的拍摄结果来控制所述移动部，以将所述测定光照射至所述反射元件；由所述照射部对所述反射元件照射测定光；由所述受光部接收反射光；以及由所述位置信息获取部获取所述反射元件的位置信息。
(附注9)
测定方法是使用测定装置的测定方法，所述测定装置包括：能够移动的移动装置；照射部，设于所述移动装置，对反射元件照射测定光；受光部，设于所述移动装置，接收来自所述反射元件的所述测定光的反射光；以及测定部，基于所述受光部所得到的受光结果来获取与所述反射元件相关的位置信息或距离信息，所述测定方法具有：由所述照射部对所述反射元件照射测定光；由所述受光部接收来自所述反射元件的所述测定光的反射光；以及由所述测定部基于所述受光部所得到的受光结果来获取与所述反射元件相关的位置信息或距离信息。
(附注10)
测定方法是使用测定装置的测定方法，所述测定装置包括：能够移动的移动装置；第一照射部，设于所述移动装置，对被设于测定对象物的第一反射元件照射第一测定光；基准照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射基准测定光；以及测定部，基于来自所述第一反射元件的所述第一测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述基准测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息，所述测定方法具有：由所述第一照射部对所述第一反射元件照射第一测定光；由所述基准照射部对所述基准反射元件照射基准测定光；以及由所述测定部基于来自所述第一反射元件的所述第一测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述基准测定光的基准反射光，来获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
(附注11)
测定方法是使用测定装置的测定方法，所述测定装置包括：能够移动的移动装置；照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射测定光，并对被设于测定对象物的第一反射元件照射测定光；以及测定部，基于来自所述第一反射元件的所述测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息，所述测定方法具有：由所述照射部对所述基准反射元件照射测定光，并对所述第一反射元件照射测定光；以及由所述测定部基于来自所述第一反射元件的所述测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
[符号的说明]
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f：移动型位置测定装置
11：光梳干涉仪
25：通信部
23：第一拍摄部
20：位置测定部
201：照射方向移动部
4、4c：反射元件

Claims (40)

1.一种位置测定装置，其特征在于，包括：
能够移动的移动装置；
位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收来自所述反射元件的反射光的受光部、获取所述反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更所述测定光的照射方向的移动部；
拍摄部；以及
发送部，将由所述位置信息获取部所获取的所述位置信息、或基于所述位置信息的所述机器人的调整信息发送至所述机器人的控制***，
所述移动装置使所述照射部、所述受光部、所述移动部及所述拍摄部的至少一者移动，
使用所述拍摄部来拍摄所述机器人的至少一部分、所述反射元件的其中任一者或两者，基于所述拍摄部的拍摄结果来控制所述移动部，以将所述测定光照射至所述反射元件。
2.一种位置测定装置，其特征在于，包括：
位置测定部，包含对被配置于机器人的可动部的反射元件照射测定光的照射部、接收来自所述反射元件的反射光的受光部、基于所述受光部的受光结果来获取所述反射元件的位置信息的位置信息获取部、及变更所述测定光的照射方向的移动部；
拍摄部，拍摄所述机器人的至少一部分、所述反射元件的其中任一者或两者；
发送部，将由所述位置信息获取部所获取的所述位置信息、或基于所述位置信息的所述机器人的调整信息发送至所述机器人的控制***；以及
移动装置，至少包括所述照射部、所述受光部、所述移动部及所述拍摄部且能够移动，
基于所述拍摄部的拍摄结果来控制所述移动部，以将所述测定光照射至所述反射元件。
3.根据权利要求1或2所述的位置测定装置，其特征在于，
所述拍摄部为第一拍摄部，
所述位置测定装置还包括：
拍摄调整部，调整所述第一拍摄部的拍摄方向；以及
第二拍摄部，与所述第一拍摄部不同，
所述拍摄调整部基于所述第二拍摄部所得的拍摄结果来判别作为测定对象的所述机器人的位置，并进行调整以使所述第一拍摄部的拍摄方向朝向所述机器人的位置，
所述移动部基于所述第一拍摄部所得的拍摄结果来判别作为测定对象的所述反射元件的位置，并驱动所述照射部以将所述测定光照射至所述反射元件。
4.根据权利要求3所述的位置测定装置，其特征在于，
所述第二拍摄部的拍摄范围比所述第一拍摄部的拍摄范围广。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述移动部基于所述第一拍摄部所得的拍摄结果，以使所述照射部追随于作为所述测定对象的所述反射元件的方式来驱动所述照射部。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述拍摄调整部基于所述第二拍摄部所得的拍摄结果以使所述第一拍摄部追随于作为所述测定对象的所述机器人的方式来调整所述第一拍摄部的拍摄方向。
7.根据权利要求6所述的位置测定装置，其特征在于，
包含所述第一拍摄部的拍摄用光学***的至少一部分光路与包含所述受光部的受光用光学***的至少一部分光路共用，所述移动部包含所述拍摄调整部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述照射部在所述移动装置停止后，对所述反射元件照射所述测定光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的位置测定装置，还包括：
振动检测部，检测自身装置的至少一部分的振动，
所述照射部基于所述振动检测部所得出的检测结果来对所述反射元件照射所述测定光。
10.根据权利要求9所述的位置测定装置，其特征在于，
当由所述振动检测部所检测出的振动量小于规定量时，对所述反射元件照射所述测定光。
11.根据权利要求9或10所述的位置测定装置，其特征在于，
所述位置测定部在由所述振动检测部所检测出的振动量小于规定量时，基于所述受光部接收光的受光结果来获取与所述反射元件的位置相关的信息。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
保持部，能够装卸地保持所述反射元件，且所述保持部被设于所述移动装置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述反射元件能够装卸于对设于所述机器人的所述反射元件进行保持的保持部。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述调整信息包含用于控制所述机器人的控制信号，所述调整信息是通过无线通信被发送至所述机器人的控制***。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述位置测定部获取与配置有所述机器人的空间内的坐标系相关的信息，基于与所述坐标系相关的信息来生成所述机器人在所述坐标系中的坐标位置信息。
16.根据权利要求15所述的位置测定装置，其特征在于，
所述坐标系是成为配置有所述机器人的工厂内的基准的坐标系。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
基准位置测定部，获取与配置有所述机器人的空间内的基准位置相关的信息，
所述测定光为第一测定光，
所述照射部为第一照射部，
所述反射元件为第一反射元件，
所述受光部为第一受光部，
所述基准位置测定部包括：
基准照射部，对配设于所述基准位置的基准反射元件照射基准测定光；以及
基准受光部，接收来自所述基准反射元件的基准反射光，
基于所述第一受光部所得到的受光结果与所述基准受光部所得到的受光结果，生成所述第一反射元件相对于所述基准位置的位置信息。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
基准位置测定部，获取与配置有所述机器人的空间内的基准位置相关的信息，
所述测定光为第一测定光，
所述照射部为第一照射部，
所述反射元件为第一反射元件，
所述受光部为第一受光部，
所述基准位置测定部还包括：
基准照射部，对与所述基准位置相关的第一基准反射元件、第二基准反射元件及第三基准反射元件照射基准测定光；以及
基准受光部，接收来自所述第一基准反射元件的第一基准反射光、来自所述第二基准反射元件的第二基准反射光、及来自所述第三基准反射元件的第三基准反射光，
基于所述第一受光部所得到的受光结果与所述基准受光部所得到的受光结果，生成所述第一反射元件相对于所述基准位置的位置信息。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
基准位置测定部，获取与配置有所述机器人的空间内的基准位置相关的信息，
所述测定光为第一测定光，
所述照射部为第一照射部，
所述反射元件为第一反射元件，
所述受光部为第一受光部，
所述基准位置测定部包括：
第一基准照射部，对与所述基准位置相关的第一基准反射元件照射第一基准测定光；
第二基准照射部，对与所述基准位置相关的第二基准反射元件照射第二基准测定光；
第三基准照射部，对与所述基准位置相关的第三基准反射元件照射第三基准测定光；以及
基准受光部，接收来自所述第一基准反射元件的第一基准反射光、来自所述第二基准反射元件的第二基准反射光、及来自所述第三基准反射元件的第三基准反射光，
基于所述第一受光部所得到的受光结果与所述基准受光部所得到的受光结果，生成所述第一反射元件相对于所述基准位置的位置信息。
20.根据权利要求1至16中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
基准位置测定部，获取与配置有所述机器人的空间内的基准位置相关的信息，
所述测定光为第一测定光，
所述照射部为第一照射部，
所述反射元件为第一反射元件，
所述受光部为第一受光部，
基准位置测定部包括：
第一基准照射部，对与所述基准位置相关的第一基准反射元件照射第一基准测定光；
第二基准照射部，对与所述基准位置相关的第二基准反射元件照射第二基准测定光；
第三基准照射部，对与所述基准位置相关的第三基准反射元件照射第三基准测定光；
第一基准受光部，接收来自所述第一基准反射元件的第一基准反射光；
第二基准受光部，接收来自所述第二基准反射元件的第二基准反射光；以及
第三基准受光部，接收来自所述第三基准反射元件的第三基准反射光，
基于所述第一受光部所得到的受光结果、所述第一基准受光部所得到的受光结果、所述第二基准受光部所得到的受光结果、所述第三基准受光部所得到的受光结果，生成所述第一反射元件相对于所述基准位置的位置信息。
21.根据权利要求1至16中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述反射元件为第一反射元件，
所述移动部以使所述测定光朝向与基准位置相关的基准反射元件所述第一拍摄部调整所述照射方向，
所述受光部接收来自所述基准反射元件的基准反射光，
所述位置测定部基于所述受光部所得到的受光结果，生成所述第一反射元件相对于所述基准位置的位置信息。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述位置测定部在所述移动装置停止后，生成与所述基准位置相关的信息。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，还包括：
振动检测部，检测自身装置的至少一部分的振动，
所述位置测定部基于所述振动检测部所得出的检测结果来生成与所述基准位置相关的信息。
24.根据权利要求23所述的位置测定装置，其特征在于，
在由所述振动检测部所检测出的振动量小于规定量时，生成与所述基准位置相关的信息。
25.根据权利要求1至20中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述移动装置包含无人搬送车。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
控制***包含对配设有位置测定装置的工厂设施进行控制的主计算机。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述发送部所进行的发送是使用第五代移动通信***、或者利用波长比毫米波短的光的移动通信***。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的位置测定装置，其特征在于，
所述测定光为光梳。
29.一种位置测定***，其特征在于，包括多个根据权利要求1至28中任一项所述的位置测定装置。
30.根据权利要求29所述的位置测定***，其特征在于，
所述多个所述位置测定装置各自对被分别设于多个所述机器人的所述反射元件中的一个以上测定直至所述反射元件为止的位置。
31.一种测定装置，其特征在于，包括：
能够移动的移动装置；
第一照射部，设于所述移动装置，对被设于测定对象物的第一反射元件照射第一测定光；
基准照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射基准测定光；以及
测定部，基于来自所述第一反射元件的所述第一测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述基准测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
32.根据权利要求31所述的测定装置，其特征在于，
所述基准照射部在所述移动装置停止后，对所述基准反射元件照射所述基准测定光。
33.根据权利要求31或32所述的测定装置，其特征在于，还包括：
振动检测部，检测所述测定装置的至少一部分的振动，
所述基准照射部基于所述振动检测部所得出的检测结果，对所述基准反射元件照射所述基准测定光。
34.根据权利要求33所述的测定装置，其特征在于，
在由所述振动检测部所检测出的振动量小于规定量时，对所述基准反射元件照射所述基准测定光。
35.根据权利要求33或34所述的测定装置，其特征在于，
所述测定部基于由所述振动检测部所检测出的振动量小于规定量时的来自所述第一反射元件的所述第一测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述基准测定光的基准反射光，获取与所述第一反射元件的位置相关的信息。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的测定装置，其特征在于，
所述第一测定光为光梳。
37.一种测定装置，其特征在于，包括：
能够移动的移动装置；
照射部，设于所述移动装置，对与配设有所述移动装置的空间内的基准位置相关的基准反射元件照射测定光，并对被设于测定对象物的第一反射元件照射测定光；以及
测定部，基于来自所述第一反射元件的所述测定光的第一反射光、及来自所述基准反射元件的所述测定光的基准反射光，获取与相对于所述基准位置的所述第一反射元件相关的位置信息或距离信息。
38.根据权利要求37所述的测定装置，其特征在于，
所述测定光为光梳。
39.根据权利要求31至38中任一项所述的测定装置，其特征在于，
所述第一反射元件被配设于机器人或者被配设在机床内。
40.根据权利要求31至39中任一项所述的测定装置，其特征在于，
所述基准反射元件被配设在机器人或机床的上方、或者被配设在配设有所述机器人或所述机床的工厂的天花板。
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