JP2015537205A - 対象物の姿勢を決定するための方法と装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- レーザトラッカ(10,11)のための、且つ、該レーザトラッカ(10,11)を用いる、光点(61,62,63)を形成する複数の基準目印(52,52a)が所定の空間関係で設けられている測定補助対象物(50)の空間的な姿勢を決定するための方法であって、
前記レーザトラッカ(10,11)は、
・垂直軸(41)を規定する台座(40)と、
・前記垂直軸(41)を中心として前記台座(40)に対して相対的にモータ駆動式に旋回可能である支持部(30)と、
・傾斜軸を中心として前記支持部(30)に対して相対的にモータ駆動式に回動可能であり、且つ、前記光点(61,62,63)の画像(60)を検出する画像検出ユニットを有している旋回ユニット(15,20)と、
・レーザビーム(17,21)を放出するビーム源と、
・前記レーザビーム(17,21)を用いて、前記測定補助対象物(50)までの距離を測定する距離測定ユニットと、
・前記台座(40)に対して相対的な前記レーザビーム(17,21)の放出方向を決定する角度測定機能と、を備えており、
前記方法において、
・前記測定補助対象物(50)の方向における画像(60)を、該測定補助対象物(50)の少なくとも一つの位置及び/又は配向に依存してそれぞれ検出可能な光点(61,62,63)と共に検出し、
・前記測定補助対象物(50)の前記空間的な姿勢を、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)に関する前記画像(60)内の画像位置(71,72)から、画像評価を用いて導出する、測定補助対象物(50)の空間的な姿勢を決定するための方法において、
・前記画像評価のための、前記画像(60)内の個々の光点(61,62,63)の外観に関する局所的な考慮判定基準が規定されているか、又は、前記画像評価のための、前記画像(60)内の複数の光点(61,62,63)間の位置関係に関する大域的な考慮判定基準が規定されており、
・前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点について、前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かを検査し、
・前記考慮判定基準が満たされていない場合には、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの前記少なくとも一つの光点を、前記空間的な姿勢の導出に関して低く重み付けし、特に除外することを特徴とする、測定補助対象物(50)の空間的な姿勢を決定するための方法。 - 前記局所的な考慮判定基準は、前記画像(60)内の前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点の見え方に関する画像属性、特に画像基準としての目標形状及び/又は空間的な目標面積及び/又は目標明度分布(65)及び/又は目標総輝度及び/又は目標コントラストを規定する、請求項1に記載の方法。
- 前記大域的な考慮判定基準は、前記画像内で検出された複数の光点(61,62,63)に関する前記画像(60)内の前記画像位置(71)の相対的及び空間的な目標位置を規定し、特に前記測定補助対象物(50)のその都度の姿勢を考慮して規定する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準を、検出された前記画像(60)から、特に前記画像(60)内の前記光点(61,62,63)の各グラフィック像から、とりわけ、前記光点(61,62,63)の各グラフィック像の比較から導出する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光点(61,62,63)を有している少なくとも一つの別の画像(60)を時間的にずらして検出し、特に複数の画像を連続的に検出し、複数の画像(60)において検出された少なくとも一つの光点(61,62,63)に関する前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの検査を、前記複数の画像の比較によって行い、特に、前記複数の画像(60)における個々の光点(61,62,63)の外観の比較によって行うか、又は、前記複数の画像における個々の光点(61,62,63)に関する各画像位置(71,72)の比較によって行う、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- ・前記局所的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査のために、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点に関するグラフィック情報を導出し、特に、前記画像(60)内の前記光点(61,62,63)に関して検出された実際形状及び/又は空間的な実際面積及び/又は実際明度分布(65,65a)及び/又は実際輝度及び/又は実際コントラストを導出するか、若しくは、
・前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査のために、前記画像(60)内で検出された、該画像(60)内の前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点に関する、画像処理を用いて決定された画像位置(71,72)を使用し、特に、前記画像位置(71,72)を、明度分布(65,65a)に基づいた前記画像(60)内の焦点計算によって決定する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査において、前記測定補助対象物(50)及び/又は測定空間の立体的な構造を考慮し、特に前記測定補助対象物(50)の位置を考慮し、とりわけ視界障害物(53,55)の位置及び寸法を考慮する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査によって、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点が少なくとも部分的に覆い隠されているかを求め、該光点(61,62,63)が少なくとも部分的に覆い隠されている場合には、該光点(61,62,63)を、前記空間的な姿勢の導出に関して低く重み付けする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査のために、考慮判定基準と画像情報の一致度を表す比較品質値を、該考慮判定基準と該画像情報との比較によって求め、該比較品質値に関して信頼区間を規定し、
前記画像情報を、少なくとも第1の光点(61,62,63)に関して、検出された前記画像から導出し、
特に、検出された前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点に関する前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査において求められた最新の比較品質値が前記信頼区間内にある場合には、前記空間的な姿勢の導出に関して前記光点(61,62,63)を考慮し、求められた前記品質比較値が前記信頼区間外にある場合には、前記空間的な姿勢の導出に関して前記光点(61,62,63)を低く重み付けする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記画像内で検出された各光点(61,62,63)に関する前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かの前記検査において、個々の残差を求め、各残差が調整可能な期待範囲内にあるか否かを検査し、一つ又は複数の残差が前記期待範囲外にある場合には、対応する一つ又は複数の光点(61,62,63)を、前記比較品質値を求める際に低く重み付けし、特に前記空間的な姿勢の導出に関して除外する、請求項9に記載の方法。
- 光点(61,62,63)を形成する複数の基準目印(52,52a)が所定の空間関係で設けられている測定補助対象物(50)の位置及び/又は配向を決定するための、特に前記測定補助対象物(50)を継続的に追跡するためのレーザトラッカ(10,11)であって、
前記レーザトラッカ(10,11)は、
・垂直軸(41)を規定する台座(40)と、
・前記垂直軸(41)を中心として前記台座(40)に対して相対的にモータ駆動式に旋回可能である支持部(30)と、
・傾斜軸を中心として前記支持部(30)に対して相対的にモータ駆動式に回動可能であり、且つ、前記光点(61,62,63)の画像(60)を検出する画像検出ユニットを有している旋回ユニット(15,20)と、
・レーザビーム(17,21)を放出するビーム源と、
・前記レーザビーム(17,21)を用いて、前記測定補助対象物(50)までの距離を測定する距離測定ユニットと、
・前記台座(40)に対して相対的な前記レーザビーム(17,21)の放出方向を決定する角度測定機能と、
・前記測定補助対象物(50)の空間的な姿勢を決定する機能を備えている制御及び処理ユニットと、を備えており、
前記空間的な姿勢を決定する機能の実行時に、前記測定補助対象物(50)の前記空間的な姿勢が、前記画像(60)内で検出された光点(61,62,63)に関する前記画像(60)内の画像位置(71,72)から、画像評価を用いて導出され、
前記制御及び処理ユニットによる制御下で、前記画像(60)が、前記測定補助対象物(50)の方向において、前記測定補助対象物(50)の少なくとも一つの位置及び/又は配向に依存してそれぞれ検出可能な光点(61,62,63)と共に検出される、レーザトラッカ(10,11)において、
・前記画像評価のための、前記画像(60)内の個々の光点(61,62,63)の外観に関する局所的な考慮判定基準が規定されているか、又は、前記画像評価のための、前記画像(60)内の複数の光点(61,62,63)間の位置関係に関する大域的な考慮判定基準が規定されており、
・前記制御及び処理ユニットは検査機能を有しており、該検査機能の実行時に、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの少なくとも一つの光点について、前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かが検査され、
・前記考慮判定基準が満たされていない場合には、前記機能の実行時に、前記画像(60)内で検出された前記光点(61,62,63)のうちの前記少なくとも一つの光点が、前記空間的な姿勢の導出に関して低く重み付けされ、特に除外されることを特徴とする、レーザトラッカ(10,11)。 - 前記制御及び処理ユニットは、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されている、請求項11に記載のレーザトラッカ(10,11)。
- 前記測定補助対象物(50)は、前記基準目印(52,52a)のうちの一つに対して所定の空間関係で位置決めされている付加的な補助マーキング(56,58)が配置されているように構成されており、
前記検査機能の実行時に、検出された前記画像(60)内の前記補助マーキング(56,58)の像が、前記局所的な考慮判定基準又は前記大域的な考慮判定基準が満たされているか否かに関して検査され、
特に、前記補助マーキング(56,58)は発光ダイオードとして構成されている、請求項11又は12に記載のレーザトラッカ(10,11)。 - 前記測定補助対象物(50)の前記基準目印(52,52a)は、前記光点(61,62,63)を形成する自己発光手段として、特に発光ダイオードとして構成されている、請求項11乃至13のいずれか一項に記載のレーザトラッカ(10,11)。
- 特に請求項11乃至14のいずれか一項に記載のレーザトラッカ(10,11)の制御及び処理ユニットにおいてコンピュータプログラム製品が実行される場合に、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法の、
・前記測定補助対象物(50)の前記空間的な姿勢の決定、及び、
・前記考慮判定基準が満たされているか否かの検査、
を実行し、前記測定補助対象物(50)の方向における画像検出を制御する、機械読み出し可能な担体に記憶されているコンピュータプログラム製品。
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