JP2022184473A - Measuring device, measurement system, control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は測定装置、測定システム、制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a measuring device, a measuring system, a control method, and a program.
近年、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）に関する技術の開発及び研究が盛んに行われている。例えば、特許文献１はＬｉＤＡＲによってターゲットオブジェクトを検出し、かつ、自律的にトラッキングする技術について開示している。
In recent years, research and development of technology related to LiDAR (Light Detection and Ranging) has been actively carried out. For example,
ところで、複数のＬｉＤＡＲ装置で取得した点群データを合成する際、各ＬｉＤＡＲ装置間の相対位置情報に基づいて点群データの座標変換が行われる。このため、各ＬｉＤＡＲ装置の相対距離は事前に計測しておく必要がある。室内等のようにＧＰＳ（Global Positioning System）などの位置情報取得サービスが使用できない環境では、各ＬｉＤＡＲ装置の位置関係の特定が手作業による測定によって行われる場合がある。この場合、位置関係の精度及び位置関係を得るまでに要する時間が作業者に依存してしまう。 By the way, when synthesizing point cloud data acquired by a plurality of LiDAR devices, coordinate transformation of the point cloud data is performed based on relative position information between the LiDAR devices. Therefore, it is necessary to measure the relative distance of each LiDAR device in advance. In an environment where a location information acquisition service such as GPS (Global Positioning System) cannot be used, such as indoors, the positional relationship of each LiDAR device may be specified by manual measurement. In this case, the accuracy of the positional relationship and the time required to obtain the positional relationship depend on the operator.
そこで、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、複数の測定装置により点群データを取得する場合において、位置情報取得サービスを用いなくても各測定装置の位置関係を特定することができる測定装置、測定システム、制御方法、及びプログラムを提供することにある。 Therefore, one of the objects to be achieved by the embodiments disclosed in this specification is to obtain the position of each measuring device without using a position information acquisition service when acquiring point cloud data with a plurality of measuring devices. An object of the present invention is to provide a measuring device, a measuring system, a control method, and a program that can specify the relationship.
第１の態様にかかる測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する。
A measuring device according to a first aspect includes:
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. A position specifying unit that specifies based on the point cloud data acquired by
a synthesis processing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device based on the specified position of the other device.
第２の態様にかかる測定システムは、
一つのマスター測定装置と、
一つ以上のスレーブ測定装置と
を備え、
前記スレーブ測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記スレーブ測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを
有し、
前記マスター測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記マスター測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
前記スレーブ測定装置の位置を、前記マスター測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記スレーブ測定装置の位置に基づいて、前記マスター測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記スレーブ測定装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する。
A measurement system according to a second aspect includes:
one master measuring device;
one or more slave measuring devices;
The slave measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the slave measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The master measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the master measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
a position specifying unit that specifies the position of the slave measuring device based on the point cloud data acquired by the sensor included in the master measuring device;
a synthesizing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the master measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the slave measuring device based on the identified position of the slave measuring device; have.
第３の態様にかかる測定装置の制御方法では、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得し、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定し、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する。
In the control method of the measuring device according to the third aspect,
Acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space by a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. identified based on the point cloud data acquired by
The point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device are combined based on the specified position of the other device.
第４の態様にかかるプログラムは、
測定装置のコンピュータが用いるプログラムであって、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得するステップと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定ステップと、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理ステップと
を前記コンピュータに実行させる。
A program according to a fourth aspect,
A program used by the computer of the measuring device,
a step of acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space, using a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. a localization step of identifying based on the point cloud data acquired by
a synthesizing step of synthesizing the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device, based on the specified position of the other device; let it run.
上述の態様によれば、複数の測定装置により点群データを取得する場合において、位置情報取得サービスを用いなくても各測定装置の位置関係を特定することができる測定装置、測定システム、制御方法、及びプログラムを提供することができる。 According to the above aspect, when acquiring point cloud data using a plurality of measuring devices, the measuring device, the measuring system, and the control method can specify the positional relationship of each measuring device without using a location information acquisition service. , and programs can be provided.
＜実施の形態の概要＞
実施の形態の詳細な説明に先立って、実施の形態の概要を説明する。図１は、実施の形態の概要にかかる測定装置１の構成の一例を示すブロック図である。測定装置１は、点群データを取得する他の測定装置（他装置）とともに用いられる。すなわち、測定装置１は、同一空間における点群データを取得する複数の測定装置のうちの一つである。なお、測定装置１及び他装置は、空間内に存在する物体を異なる方向からスキャンするために、分散して配置される。図１に示すように、測定装置１は、センサ２と、位置特定部３と、合成処理部４とを有する。
<Overview of Embodiment>
Prior to detailed description of the embodiments, an outline of the embodiments will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a
センサ２は、空間に存在する物体の表面の複数箇所についての座標を表す点群データを取得するセンサである。なお、センサ２が取得する点群データにより表される座標は、測定装置１を基準とした３次元座標系における座標である。
The sensor 2 is a sensor that acquires point cloud data representing coordinates of a plurality of points on the surface of an object existing in space. The coordinates represented by the point cloud data acquired by the sensor 2 are coordinates in a three-dimensional coordinate system with the measuring
位置特定部３は、空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた当該他装置の位置を、測定装置１が備えるセンサ２が取得した点群データに基づいて特定する。なお、測定装置１のセンサ２及び他装置のセンサは、具体的には例えばＬｉＤＡＲ装置である。位置特定部３は、具体的には、測定装置１の測定原点（測定装置１が用いる座標系の原点）からの他装置の測定原点（他装置が用いる座標系の原点）の相対位置を特定する。
The
合成処理部４は、位置特定部３により特定された他装置の位置に基づいて、測定装置１のセンサ２が取得した点群データと、他装置のセンサが取得した点群データとを合成する。具体的には、合成処理部４は、他装置の位置に基づいて定まる座標変換処理を行うことにより、測定装置１及び他装置の点群データを合成する。これにより、空間内に存在する物体を様々な方向からスキャンした点群データの集合が得られる。
The synthesizing unit 4 synthesizes the point cloud data acquired by the sensor 2 of the measuring
測定装置１によれば、測定のために元々備えているセンサ２の出力を用いて、測定装置間の位置関係の特定が行われる。このため、測定装置１によれば、複数の測定装置により点群データを取得する場合において、位置情報取得サービスを用いなくても各測定装置の位置関係を特定することができる。
According to the
＜実施の形態１＞
図２は、実施の形態１にかかる測定システム１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示した測定システム１０は、一例として、マスター測定装置１００と、スレーブ測定装置２００＿１、２００＿２及び２００＿３とを有する。なお、図２に示した例では、測定システム１０は、３台のスレーブ測定装置を備えているが、スレーブ測定装置の台数は１以上であればよい。マスター測定装置１００、スレーブ測定装置２００＿１、２００＿２及び２００＿３は、無線により通信可能に接続されている。図２に示すように、マスター測定装置１００、スレーブ測定装置２００＿１、２００＿２及び２００＿３は、空間内に存在する物体を異なる方向からスキャンするために、分散して配置される。なお、測定装置間の距離は、後述する１対のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂの離間距離に比べて十分に大きい。以下の説明では、スレーブ測定装置２００＿１、２００＿２及び２００＿３について、特に区別して言及しない場合には、スレーブ測定装置２００と称すこととする。マスター測定装置１００は、実施の形態の概要の説明で言及した測定装置１に対応している。また、スレーブ測定装置２００は、実施の形態の概要の説明で言及した他装置に対応している。
<
FIG. 2 is a block diagram showing an example configuration of the
図３は、マスター測定装置１００及びスレーブ測定装置２００の正面の外観を示す模式図である。図２及び図３に示すように、マスター測定装置１００及びスレーブ測定装置２００は、台座１５０の上にＬｉＤＡＲ装置１５１と、ジャイロセンサ１５２を備える。ＬｉＤＡＲ装置１５１は、３次元空間に存在する物体までの距離を測定するセンサであり、実施の形態の概要の説明で言及したセンサに相当する。ＬｉＤＡＲ装置１５１は、ビームを射出し、物体により反射したビームがＬｉＤＡＲ装置１５１に届くまでの時間により物体までの距離を測定する。ビームは、様々な方向に射出される。ビームの角度（水平角度及び垂直角度）と、測定された距離とによって、測定された点の座標が定まることとなる。すなわち、ＬｉＤＡＲ装置１５１によって、空間に存在する物体の表面の複数箇所についての測定装置（より詳細にはＬｉＤＡＲ装置１５１の測定原点）を基準とした３次元座標系における座標、つまり点群データが得られる。ジャイロセンサ１５２は、ジャイロセンサ１５２が搭載された測定装置についてロール角、ピッチ角、及びヨー角を検出する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the front appearance of the
また、マスター測定装置１００及びスレーブ測定装置２００には、所定の形状の２つのマーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂが取り付けられている。図３に示した構成例では、マーカ１５３Ａは、台座１５０上に立てられたポール１５４Ａの上部に設けられている。同様に、マーカ１５３Ｂは、台座１５０上に立てられたポール１５４Ｂの上部に設けられている。マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂは、それぞれ異なる所定の位置に設けられている。本実施の形態では、図４に示すように、マーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂとを結ぶ線分の中点にＬｉＤＡＲ装置１５１の測定原点Ｏが来るように、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂが設けられている。このようにすることで、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの位置から、測定原点の位置を容易に算出することが可能となる。ただし、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂのこのような設置位置は例に過ぎず、他の位置に設けられてもよい。すなわち、測定原点とマーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂの相対的な位置関係が特定可能であればよく、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの設置位置は図４に示したような位置に限られない。なお、マスター測定装置１００及び各スレーブ測定装置２００において、マーカ１５３Ａの設置位置は同じである。同様に、マスター測定装置１００及び各スレーブ測定装置２００において、マーカ１５３Ｂの設置位置は同じである。
Two
マーカ１５３Ａは、第１の形状を有する物体であり、マーカ１５３Ｂは、第２の形状を有する物体である。本実施の形態では、点群データにより示される形状からマーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの位置が特定されるため、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの形状は特徴的な形状であることが好ましい。なお、図に示した例では、マーカ１５３Ａの形状は球であり、マーカ１５３Ｂの形状は四角柱である。なお、図に示したように、マーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂを形状により区別が可能になるように、マーカ１５３Ａの形状とマーカ１５３Ｂの形状は異なることが好ましい。
マスター測定装置１００は、さらに、制御装置１１０を備える。同様に、スレーブ測定装置２００は、更に、制御装置２１０を備える。まず、マスター測定装置１００の制御装置１１０について説明する。図５は、マスター測定装置１００の制御装置１１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、制御装置１１０は、通信部１１１、ＬｉＤＡＲ制御部１１２、他装置データ抽出部１１３、他装置識別部１１４、座標変換決定部１１５、及び合成処理部１１８を有する。
通信部１１１は、他の測定装置から情報を受信する処理、及び、他の測定装置へ情報を送信する処理を行う。通信部１１１は、他の測定装置から情報を受信する場合、送信元の測定装置の識別情報とともに情報を受信する。また、通信部１１１は、他の測定装置へ情報を送信する場合、送信元の測定装置の識別情報（つまりマスター測定装置１００の識別情報）とともに、情報を送信する。 The communication unit 111 performs processing for receiving information from other measuring devices and processing for transmitting information to other measuring devices. When receiving information from another measuring device, the communication unit 111 receives the information together with the identification information of the measuring device that is the transmission source. Further, when transmitting information to another measuring device, the communication unit 111 transmits the information together with the identification information of the measuring device that is the transmission source (that is, the identification information of the master measuring device 100).
特に、本実施の形態では、通信部１１１は、スレーブ測定装置２００から、当該スレーブ測定装置２００が検出した全ての測定装置についてのマーカ距離情報を受信する。ここで、マーカ距離情報は、マーカ１５３Ａ又はマーカ１５３Ｂの距離に対応する距離を表す情報であればよく、次のような情報であってもよい。すなわち、マーカ距離情報は、マーカ１５３Ａ又はマーカ１５３Ｂの距離を示す情報であってもよいし、マーカ１５３Ａの距離及びマーカ１５３Ｂの距離から算出される距離（例えばマーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの中点の距離）であってもよい。また、通信部１１１は、スレーブ測定装置２００から、当該スレーブ測定装置２００に設けられたジャイロセンサ１５２の出力データ（ジャイロデータ）、当該スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１によって取得した点群データなどを受信する。なお、通信部１１１は、ジャイロデータ取得部と称されてもよい。
In particular, in this embodiment, the communication unit 111 receives from the slave measuring device 200 the marker distance information about all the measuring devices detected by the slave measuring device 200 . Here, the marker distance information may be any information representing the distance corresponding to the distance of the
ＬｉＤＡＲ制御部１１２は、マスター測定装置１００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１の測定の実行を制御し、測定によって得られた点群データをＬｉＤＡＲ装置１５１から取得する。
The
他装置データ抽出部１１３は、ＬｉＤＡＲ制御部１１２が取得した点群データの中から、他の測定装置（すなわち、スレーブ測定装置２００）のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。他装置データ抽出部１１３は、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データにより表される物体の形状とマーカ１５３Ａ、１５３Ｂの所定の形状とを比較する。これにより、他装置データ抽出部１１３は、他の測定装置（すなわち、スレーブ測定装置２００）のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。なお、１つの測定装置に設けられたマーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂの離間距離は、測定装置間の距離よりも十分に小さい。このため、マーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂの距離が所定の距離（１つの測定装置の大きさに相当する長さ）以下であれば、これらが同一の測定装置に設けられたマーカであることが判定可能である。
The other device
他装置識別部１１４は、他装置データ抽出部１１３が抽出した点群データがいずれの測定装置についての点群データであるかを識別する。具体的には、他装置識別部１１４は、複数の測定装置についての点群データが他装置データ抽出部１１３によって抽出された場合に、次のように識別処理を行う。他装置識別部１１４は、抽出された点群データから得られるマーカ距離情報と、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報とを比較する。これにより、他装置識別部１１４は、抽出された点群データとスレーブ測定装置２００とを対応付ける。
The other
これについて具体的に説明する。マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３は、例えば、３つの測定装置についての点群データを抽出する。これらの点群データは、スレーブ測定装置２００＿１についての点群データと、スレーブ測定装置２００＿２についての点群データと、スレーブ測定装置２００＿３についての点群データであるが、どの点群データがどの測定装置に対応しているかが不明である。そこで、他装置識別部１１４はマーカ距離情報を使って、どの点群データがどのスレーブ測定装置２００に対応しているかを特定する。ここで、説明のため、３つの測定装置についての点群データから得られる３つのマーカ距離情報が示す距離をそれぞれＤＭ＿１、ＤＭ＿２、ＤＭ＿３とする。また、スレーブ測定装置２００＿１のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報が示す距離をそれぞれＤＳ１＿１、ＤＳ１＿２、ＤＳ１＿３とする。ＤＭ＿１、ＤＭ＿２、ＤＭ＿３は、それぞれ、マスター測定装置１００からスレーブ測定装置２００＿１への距離、マスター測定装置１００からスレーブ測定装置２００＿２への距離、マスター測定装置１００からスレーブ測定装置２００＿３への距離のいずれかである。同様に、ＤＳ１＿１、ＤＳ１＿２、ＤＳ１＿３は、それぞれ、スレーブ測定装置２００＿１からマスター測定装置１００への距離、スレーブ測定装置２００＿１からスレーブ測定装置２００＿２への距離、スレーブ測定装置２００＿１からスレーブ測定装置２００＿３への距離のいずれかである。なお、スレーブ測定装置２００＿１のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報は、予めスレーブ測定装置２００＿１からスレーブ測定装置２００＿１の識別情報とともにマスター測定装置１００に送信されている。同様に、スレーブ測定装置２００＿２のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報、及び、スレーブ測定装置２００＿３のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報も、予めスレーブ測定装置２００＿２及び２００＿３から送信元の装置の識別情報とともにマスター測定装置１００に送信されている。
This will be explained in detail. The other device
他装置識別部１１４は、マスター測定装置１００の測定によって得られた距離（ＤＭ＿１、ＤＭ＿２、ＤＭ＿３）と、スレーブ測定装置２００＿１の測定によって得られた距離（ＤＳ１＿１、ＤＳ１＿２、ＤＳ１＿３）とを比較し、等しい距離の関係にあるペアを特定する。なお、等しい距離とは、完全に等しい距離でなくてもよい。すなわち、他装置識別部１１４は、互いの差が所定値以下である関係を有するペアを特定する。例えば、ＤＭ＿２とＤＳ１＿３が等しいとする。このことは、ＤＭ＿２が、マスター測定装置１００からスレーブ測定装置２００＿１への距離であり、ＤＳ１＿３が、スレーブ測定装置２００＿１からマスター測定装置１００への距離であることを意味する。したがって、この場合、他装置識別部１１４は、示す距離がＤＭ＿２であるマーカ距離情報に対応する点群データが、スレーブ測定装置２００＿１についての点群データであると特定する。他装置識別部１１４は、示す距離がＤＭ＿１であるマーカ距離情報に対応する点群データ、及び、示す距離がＤＭ＿３であるマーカ距離情報に対応する点群データについても、同様に、スレーブ測定装置２００＿２又はスレーブ測定装置２００＿３と対応付ける。
The other
このように、本実施の形態では、他装置識別部１１４によって、マスター測定装置１００は、複数のスレーブ測定装置２００が存在する場合であっても、それらの点群データを識別することができる。なお、測定システム１０が備えるスレーブ測定装置２００が１台である場合には、マスター測定装置１００は、他装置識別部１１４を備えていなくてもよい。
Thus, according to the present embodiment, even when there are a plurality of slave measuring devices 200, the
座標変換決定部１１５は、マスター測定装置１００とスレーブ測定装置２００により得られた点群データとを合成する際に行われる座標変換を決定する。具体的には、座標変換決定部１１５は、スレーブ測定装置２００により得られた点群データに対して行われる座標変換を決定する。座標変換は、マスター測定装置１００の測定原点（座標系）を基準としたスレーブ測定装置２００の位置と、スレーブ測定装置２００の姿勢とに基づいて定まる。ここで、測定装置の姿勢とは、測定装置の水平方向の向き及び測定装置の水平面に対する傾きを言う。したがって、座標変換決定部１１５は、スレーブ測定装置２００の位置と、スレーブ測定装置２００の姿勢とを特定することにより、座標変換を決定する。このため、座標変換決定部１１５は、スレーブ測定装置２００の位置と、スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。このため、座標変換決定部１１５は、スレーブ測定装置２００の位置を特定する位置特定部１１６と、スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する姿勢特定部１１７とを有する。
The coordinate
なお、マスター測定装置１００が水平に配置されるとは限らない場合には、座標変換決定部１１５は、マスター測定装置１００のジャイロセンサ１５２により検出されるマスター測定装置１００の姿勢も用いて、座標変換を決定する。また、マスター測定装置１００に対する相対的なスレーブ測定装置２００の水平方向の向きが既知である場合（例えばスレーブ測定装置２００の向きが予め定められている場合など）には、スレーブ測定装置２００の水平方向の向きを特定する処理が省略可能である。スレーブ測定装置２００の向きが予め定められている場合とは、例えば、スレーブ測定装置２００がマスター測定装置１００と完全に向き合うように配置されることが定められている場合などをいう。同様に、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが既知である場合（例えば、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが予め定められている場合など）には、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きを特定する処理が省略可能である。スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが予め定められている場合とは、例えば、スレーブ測定装置２００が水平に配置されることが定められている場合などをいう。つまり、姿勢特定部１１７の処理は省略されうる。
Note that if the
位置特定部１１６は、図１の位置特定部３に相当する。位置特定部１１６は、スレーブ測定装置２００の位置を、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データに基づいて特定する。具体的には、位置特定部１１６は、他装置データ抽出部１１３によって抽出された点群データ（すなわち、スレーブ測定装置２００のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データ）に基づいてスレーブ測定装置２００の位置を特定する。より詳細には、位置特定部１１６は、マスター測定装置１００の測定原点（座標系）を基準とした相対的なスレーブ測定装置２００の位置を特定する。位置特定部１１６は、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの座標から、スレーブ測定装置２００の測定原点の位置を特定する。例えば、位置特定部１１６は、マーカ１５３Ａとマーカ１５３Ｂとを結ぶ線分の中点の座標を算出することで、スレーブ測定装置２００の測定原点の座標を特定する。上述した通り、他装置識別部１１４によって、他装置データ抽出部１１３が抽出した点群データがいずれのスレーブ測定装置２００についての点群データであるかは識別されている。このため、位置特定部１１６は、どのスレーブ測定装置２００がどの位置に存在するかを特定する。
The position specifying unit 116 corresponds to the
姿勢特定部１１７は、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから特定される、スレーブ測定装置２００の２つのマーカ１５３Ａ、１５３Ｂの座標に基づいて、当該スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。一般的に、３次元空間におけるスレーブ測定装置２００の姿勢は、スレーブ測定装置２００における３点の座標が定まれば一意に定まる。そして、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが既知である場合には、３次元空間におけるスレーブ測定装置２００の姿勢は、スレーブ測定装置２００における２点の座標が定まれば一意に定まる。なお、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが既知である場合とは、例えば、スレーブ測定装置２００が水平に配置されることが定められている場合などである。姿勢特定部１１７は、スレーブ測定装置２００のマーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの座標を、スレーブ測定装置２００の２点の座標として用いることで、スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。なお、スレーブ測定装置２００の水平面に対する傾きが予め定められていない場合には、マーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの座標だけでは、スレーブ測定装置２００の姿勢が一意に定まらない。この場合、姿勢特定部１１７は、スレーブ測定装置２００のマーカ１５３Ａ及びマーカ１５３Ｂの座標に加え、当該スレーブ測定装置２００のジャイロセンサ１５２の出力データを用いて、当該スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。なお、マスター測定装置１００に対する相対的なスレーブ測定装置２００の水平方向の向きが既知である場合などには、姿勢特定部１１７は、ジャイロセンサ１５２の出力データだけで、姿勢を特定してもよい。このように、姿勢特定部１１７によりスレーブ測定装置２００の姿勢が特定されるため、スレーブ測定装置２００の姿勢が既知でない場合であっても、点群データの合成のための座標変換を決定することができる。
The
合成処理部１１８は、図１の合成処理部４に相当する。合成処理部１１８は、位置特定部１１６によって特定されたスレーブ測定装置２００の位置と姿勢特定部１１７によって特定されたスレーブ測定装置２００の姿勢に基づいて、点群データを合成する。具体的には、合成処理部１１８は、スレーブ測定装置２００の位置及び姿勢に基づいて、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データと、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データとを合成する。すなわち、合成処理部１１８は、マスター測定装置１００の測定によって得られた、３次元空間に存在する任意の物体についての点群データと、当該物体についてのスレーブ測定装置２００の測定によって得られた点群データとを合成する。合成処理部１１８は、座標変換決定部１１５により決定された座標変換を用いて、これらの点群データを合成する。具体的には、合成処理部１１８は、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データに対して座標変換を行うことにより、この点群データをマスター測定装置１００が用いる座標系にマッピングする。
The
次に、スレーブ測定装置２００の制御装置２１０について説明する。図６は、スレーブ測定装置２００の制御装置２１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、制御装置２１０は、通信部２１１、ＬｉＤＡＲ制御部２１２、及び他装置データ抽出部２１３を有する。
Next, the
通信部２１１は、他の測定装置から情報を受信する処理、及び、他の測定装置へ情報を送信する処理を行う。通信部２１１は、他の測定装置から情報を受信する場合、送信元の測定装置の識別情報とともに情報を受信する。また、通信部２１１は、他の測定装置へ情報を送信する場合、送信元の測定装置の識別情報（つまりスレーブ測定装置２００の識別情報）とともに、情報を送信する。
The
特に、本実施の形態では、通信部２１１は、スレーブ測定装置２００が検出した全ての測定装置についてのマーカ距離情報をマスター測定装置１００へ送信する。通信部２１１は、他装置データ抽出部２１３によって抽出された点群データによって特定されるマーカ距離情報をマスター測定装置１００へ送信する。また、通信部２１１は、スレーブ測定装置２００に設けられたジャイロセンサ１５２の出力データ（ジャイロデータ）、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１によって取得した点群データなどをマスター測定装置１００へ送信する。
In particular, in the present embodiment,
ＬｉＤＡＲ制御部２１２は、スレーブ測定装置２００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１の測定の実行を制御し、測定によって得られた点群データをＬｉＤＡＲ装置１５１から取得する。
The
他装置データ抽出部２１３は、ＬｉＤＡＲ制御部２１２が取得した点群データの中から、他の測定装置（すなわち、マスター測定装置１００及び他のスレーブ測定装置２００）のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。他装置データ抽出部２１３は、マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３と同様の処理を行って、他の測定装置のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。
The other-device
次に、マスター測定装置１００の制御装置１１０とスレーブ測定装置２００の制御装置２１０の制御装置２１０のハードウェア構成について説明する。図７は、マスター測定装置１００の制御装置１１０及びスレーブ測定装置２００の制御装置２１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置１１０、２１０は、それぞれ、例えば、図７に示すように、ネットワークインタフェース１６０、メモリ１６１、及びプロセッサ１６２を有する。
Next, the hardware configuration of the
ネットワークインタフェース１６０は、他の測定装置などの任意の装置と通信するために使用される。ネットワークインタフェース１６０は、例えば、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を含んでもよい。
メモリ１６１は、例えば、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１６１は、プロセッサ１６２により実行されるプログラム、及び測定装置の各種処理に用いるデータなどを格納するために使用される。
The
プロセッサ１６２は、メモリ１６１からプログラムを読み出して実行することで、図５又は図６に示した各構成要素の処理を行う。プロセッサ１６２は、例えば、マイクロプロセッサ、ＭＰＵ(Micro Processor Unit)、又はＣＰＵ(Central Processing Unit)などであってもよい。プロセッサ１６２は、複数のプロセッサを含んでもよい。このように、制御装置１１０及び制御装置２１０は、コンピュータとしての機能を備えている。
The
プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。 A program includes instructions (or software code) that, when read into a computer, cause the computer to perform one or more of the functions described in the embodiments. The program may be stored in a non-transitory computer-readable medium or tangible storage medium. By way of example, and not limitation, computer readable media or tangible storage media may include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, solid-state drives (SSD) or other memory technology, CDs -ROM, digital versatile disc (DVD), Blu-ray disc or other optical disc storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disc storage or other magnetic storage device. The program may be transmitted on a transitory computer-readable medium or communication medium. By way of example, and not limitation, transitory computer readable media or communication media include electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals.
次に、実施の形態１にかかる測定システム１０の動作の流れについて説明する。図８は、測定システム１０の動作の一例を示すシーケンスチャートである。以下、図８に沿って、測定システム１０の動作の流れについて説明する。なお、ステップＳ１００からステップＳ１０６までの動作が、測定システム１０におけるキャリブレーション動作である。すなわち、ステップＳ１００からステップＳ１０６までの動作が、点群データの合成のための座標変換を決定するための動作である。そして、ステップＳ１０６よりも後の動作が、３次元空間における任意の物体について測定システム１０により測定し、合成された点群データを得るための動作である。
Next, the operation flow of the
ステップＳ１００において、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ制御部１１２は、マスター測定装置１００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１による測定によって得られた点群データを取得する。同様に、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ制御部２１２は、スレーブ測定装置２００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１による測定によって得られた点群データを取得する。図９は、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１による測定を模式的に示した図である。図９では、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１による測定を示しているが、各スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ装置１５１も同様に測定を行う。
In step S<b>100 , the
次に、ステップＳ１０１において、マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３は、ステップＳ１００でＬｉＤＡＲ制御部１１２が取得した点群データの中から、他の測定装置のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。同様に、スレーブ測定装置２００の他装置データ抽出部２１３は、ステップＳ１００でＬｉＤＡＲ制御部２１２が取得した点群データの中から、他の測定装置のマーカ１５３Ａ、１５３Ｂについての点群データを抽出する。
Next, in step S101, the other device
次に、ステップＳ１０２において、スレーブ測定装置２００の通信部２１１は、ステップＳ１０１で他装置データ抽出部２１３によって抽出された点群データによって特定されるマーカ距離情報をマスター測定装置１００へ送信する。例えば、他装置データ抽出部２１３によって、３つの測定装置についての点群データが抽出された場合、通信部２１１は、これらの３つの測定装置についてのマーカ距離情報をマスター測定装置１００へ送信する。
Next, in step S102, the
次に、ステップＳ１０３において、マスター測定装置１００の他装置識別部１１４は、ステップＳ１０１で他装置データ抽出部１１３が抽出した点群データから得られるマーカ距離情報と、ステップＳ１０２でスレーブ測定装置２００から受信したマーカ距離情報とを比較する。これにより、他装置識別部１１４は、ステップＳ１０１で他装置データ抽出部１１３が抽出した点群データとスレーブ測定装置２００とを対応付ける。
Next, in step S103, the other
次に、ステップＳ１０４において、マスター測定装置１００の位置特定部１１６は、スレーブ測定装置２００の位置を、ステップＳ１０１で抽出された点群データに基づいて特定する。そして、ステップＳ１０５において、マスター測定装置１００の姿勢特定部１１７は、スレーブ測定装置２００の２つのマーカ１５３Ａ、１５３Ｂの座標に基づいて、当該スレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。なお、上述の通り、位置特定部１１６は、必要に応じて、スレーブ測定装置２００からジャイロデータを取得し、ジャイロデータを参照してスレーブ測定装置２００の姿勢を特定する。そして、ステップＳ１０６で、座標変換決定部１１５はステップＳ１０４、Ｓ１０５における特定結果を用いて、マスター測定装置１００により得られた点群データとスレーブ測定装置２００により得られた点群データとを合成する際に行われる座標変換を決定する。
以上により、測定システム１０におけるキャリブレーション動作が終了する。その後、測定システム１０による物体の測定の動作として、ステップＳ１０７以降の処理が行われる。
Next, in step S104, the position specifying unit 116 of the
With the above, the calibration operation in the
ステップＳ１０７において、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ制御部１１２は、マスター測定装置１００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１による測定によって得られた点群データを取得する。同様に、スレーブ測定装置２００のＬｉＤＡＲ制御部２１２は、スレーブ測定装置２００に搭載されたＬｉＤＡＲ装置１５１による測定によって得られた点群データを取得する。
In step S<b>107 , the
次に、ステップＳ１０８において、スレーブ測定装置２００の通信部２１１は、ステップＳ１０７で取得した点群データをマスター測定装置１００へ送信する。
Next, in step S<b>108 , the
次に、ステップＳ１０９において、マスター測定装置１００の合成処理部１１８は、ステップＳ１０６において決定された座標変換に従った処理を行って、ステップＳ１０７でマスター測定装置１００及びスレーブ測定装置２００が取得した点群データを合成する。
Next, in step S109, the
以上、実施の形態１について説明した。本実施の形態１によれば、測定のために元々備えているＬｉＤＡＲ装置１５１の出力を用いて、測定装置間の位置関係の特定が行われる。このため、測定システム１０によれば、位置情報取得サービスを用いなくても各測定装置の位置関係を特定するとともに、各測定装置が取得した点群データを合成することができる。また、このように位置関係の特定が容易に可能となるため、測定装置の配置変更が行われる場合であっても、短時間で任意の物体の測定を開始することができる。また、ＬｉＤＡＲによる測定により測定装置間の位置関係の特定が行われるため、精度よく、位置関係の特定を行うことができる。
The first embodiment has been described above. According to the first embodiment, the output of the
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、全てのスレーブ測定装置２００をマスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が測定できない場合であっても、全てのスレーブ測定装置２００に対する座標変換を決定することができる構成について示す。図１０は、実施の形態２にかかるスレーブ測定装置２００の制御装置２１０ａの構成の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態２にかかるマスター測定装置１００の制御装置１１０の構成例は、実施の形態１と同様であるため、図示を省略する。以下、実施の形態１と異なる点について具体的に説明する。なお、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１により測定できないスレーブ測定装置２００をマスター死角装置と称すこととする。マスター死角装置は、マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３により点群データが抽出されなかったスレーブ測定装置２００に相当する。また、マスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１により測定できるスレーブ測定装置２００をマスター可視装置と称すこととする。マスター可視装置は、マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３により点群データが抽出されたスレーブ測定装置２００に相当する。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 will be described. Embodiment 2 shows a configuration capable of determining coordinate transformation for all slave measuring devices 200 even when the
図１１は、測定装置の配置例を示す模式図である。図１１に示した例では、障害物９０が存在するため、全てのスレーブ測定装置２００をマスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が測定できない。図１１に示した例では、スレーブ測定装置２００＿１がマスター死角装置であり、スレーブ測定装置２００＿２及び２００＿３がマスター可視装置である。また、図１１に示した例では、マスター可視装置であるスレーブ測定装置２００＿２のＬｉＤＡＲ装置１５１によって、マスター死角装置であるスレーブ測定装置２００＿１の測定が可能である。本実施の形態では、マスター測定装置１００は、スレーブ測定装置２００＿２による測定結果を利用することで、マスター死角装置であるスレーブ測定装置２００＿１の位置及び姿勢を特定する。以下、本実施の形態について詳細に説明する。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of measuring devices. In the example shown in FIG. 11, the
本実施の形態では、マスター測定装置１００により行われるスレーブ測定装置２００の位置及び姿勢の決定と同様な処理を、マスター可視装置が実施する。このため、図１０に示すように、各スレーブ測定装置２００の制御装置２１０ａは、図６に示した制御装置２１０の構成に加え、さらに、他装置識別部２１４及び特定部２１５を有する。なお、他装置識別部２１４及び特定部２１５も、例えば、プロセッサ１６２がメモリ１６１からプログラムを読み出して実行すること実現される。
In the present embodiment, the master visual device performs the same processing as determining the position and orientation of the slave measuring device 200 performed by the
他装置識別部２１４は、マスター測定装置１００の他装置識別部１１４と同様の処理を行う。すなわち、他装置識別部２１４は、他装置データ抽出部２１３が抽出した点群データがいずれの測定装置についての点群データであるかを識別する。特に、他装置識別部２１４は、他装置データ抽出部２１３によって抽出された点群データから得られるマーカ距離情報と、マスター死角装置のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報とを比較する。これにより、他装置識別部２１４は、他装置データ抽出部２１３によって抽出された点群データとマスター死角装置とを対応付ける。なお、本実施の形態では、スレーブ測定装置２００は、マスター死角装置のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データから得られるマーカ距離情報を、マスター測定装置１００を介して取得するが、マスター死角装置から直接受信してもよい。
The other
特定部２１５は、位置特定部２１６と姿勢特定部２１７とを含む。位置特定部２１６は、マスター測定装置１００の位置特定部１１６と同様の処理を行う。すなわち、位置特定部２１６は、他の測定装置の位置を、ＬｉＤＡＲ制御部１１２が取得した点群データに基づいて特定する。特に、位置特定部２１６は、マスター死角装置の位置を特定する。姿勢特定部２１７は、マスター測定装置１００の姿勢特定部１１７と同様の処理を行う。すなわち、姿勢特定部２１７は、ＬｉＤＡＲ制御部２１２が取得した点群データから特定される、測定装置の２つのマーカ１５３Ａ、１５３Ｂの座標に基づいて、当該測定装置の姿勢を特定する。特に、姿勢特定部２１７は、マスター死角装置の姿勢を特定する。スレーブ測定装置２００の通信部２１１は、特定部２１５がマスター死角装置の位置及び姿勢を特定した場合、特定した位置及び姿勢をマスター測定装置１００に送信する。
本実施の形態では、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター死角装置が存在する場合、マスター可視装置が特定したマスター死角装置の位置情報及び姿勢情報を取得する。つまり、通信部１１１は、他装置データ抽出部１１３により点群データが抽出されたスレーブ測定装置２００の数が、測定システム１０が含むスレーブ測定装置２００の総数に満たない場合、マスター可視装置からマスター死角装置の位置及び姿勢情報を取得する。なお、マスター死角装置の姿勢が既知である場合には、マスター死角装置の通信部１１１は、マスター死角装置の位置情報だけをマスター可視装置から取得してもよい。測定システム１０が含むスレーブ測定装置２００の総数は、予め定められていてもよいし、マスター測定装置１００と通信を行ったスレーブ測定装置２００の数から、マスター測定装置１００（通信部１１１）が特定してもよい。本実施の形態の通信部１１１は、不足情報取得部と称されてもよい。
In this embodiment, the communication unit 111 of the
本実施の形態では、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター死角装置の位置情報及び姿勢情報を取得するために、スレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４の処理のための情報を各スレーブ測定装置２００に送信する。具体的には、マスター測定装置１００が各スレーブ測定装置２００から収集したマーカ距離情報を各スレーブ測定装置２００に送信する。なお、各スレーブ測定装置２００は、他のそれぞれのスレーブ測定装置２００からマーカ距離情報を収集してもよい。その場合には、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター測定装置１００が収集したマーカ距離情報を各スレーブ測定装置２００に配信しなくてもよい。また、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター測定装置１００の他装置識別部１１４が識別したスレーブ測定装置２００（すなわちマスター可視装置）の識別情報を各スレーブ測定装置２００へ送信する。これに代えて、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター測定装置１００の他装置識別部１１４が識別できなかったスレーブ測定装置２００（すなわちマスター死角装置）の識別情報を各スレーブ測定装置２００へ送信してもよい。これにより、スレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４は、このスレーブ測定装置２００自身が特定したマーカ距離情報と、マスター死角装置が特定したマーカ距離情報との比較処理以外の比較処理を省略することができる。つまり、スレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４は、マスター死角装置と点群データとの対応付けに必要な処理だけを実施することができる。
In the present embodiment, the communication unit 111 of the
マスター可視装置から取得したマスター死角装置の位置情報及び姿勢情報は、マスター可視装置の座標系を基準としたものである。このため、本実施の形態では、マスター測定装置１００の合成処理部１１８は、マスター死角装置のＬｉＤＡＲ装置１５１が取得した点群データについて、次のような座標変換を行う。すなわち、合成処理部１１８は、マスター可視装置から取得した位置情報及び姿勢情報と、座標変換決定部１１５が特定した当該マスター可視装置についての位置及び姿勢とに基づいて、マスター死角装置の点群データの座標変換を行う。つまり、合成処理部１１８は、マスター死角装置の点群データをマスター可視装置の座標系にマッピングし、マッピングされた点群データを、さらにマスター測定装置１００の座標系にマッピングする処理を行う。
The position and orientation information of the master blind spot device obtained from the master visual device is referenced to the coordinate system of the master visual device. Therefore, in the present embodiment, the
次に、実施の形態２にかかる測定システム１０の動作の流れについて説明する。図１２は、測定システム１０の動作の一例を示すシーケンスチャートである。以下、図１２に沿って、測定システム１０の動作の流れについて説明する。
Next, the operation flow of the
図１２に示したシーケンスチャートは、ステップＳ２００からステップＳ２０４の処理がステップＳ１０５とステップＳ１０６の間に追加されている点で、図８に示したシーケンスチャートと異なっている。ステップＳ２００からステップＳ２０４の処理は、マスター死角装置が存在する場合に行われる処理である。つまり、これらの処理は、マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３により点群データが抽出されたスレーブ測定装置２００の数が、測定システム１０が含むスレーブ測定装置２００の総数に満たない場合に行われる。
The sequence chart shown in FIG. 12 differs from the sequence chart shown in FIG. 8 in that processing from step S200 to step S204 is added between steps S105 and S106. The processing from step S200 to step S204 is processing performed when a master blind spot device exists. In other words, these processes are performed when the number of slave measuring devices 200 from which point cloud data has been extracted by the other device
以下、図８に示したシーケンスチャートと異なる点について説明する。マスター測定装置１００の他装置データ抽出部１１３により点群データが抽出されたスレーブ測定装置２００の数が、測定システム１０が含むスレーブ測定装置２００の総数に満たない場合、ステップＳ１０５の後、ステップＳ２００の処理が行われる。
Differences from the sequence chart shown in FIG. 8 will be described below. If the number of slave measuring devices 200 from which point cloud data has been extracted by the other device
ステップＳ２００において、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター死角装置の位置情報及び姿勢情報を取得するために、スレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４の処理のための情報を各スレーブ測定装置２００に送信する。具体的には、マスター測定装置１００の通信部１１１は、マスター可視装置の識別情報又はマスター死角装置の識別情報を各スレーブ測定装置２００へ送信する。また、マスター測定装置１００の通信部１１１は、ステップＳ１０２においてマスター測定装置１００が各スレーブ測定装置２００から収集したマーカ距離情報を各スレーブ測定装置２００に送信する。
In step S200, the communication unit 111 of the
次に、ステップＳ２０１において、スレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４は、ステップＳ１０１で他装置データ抽出部２１３が抽出した点群データから得られるマーカ距離情報とステップＳ２００で受信したマスター死角装置のマーカ距離情報とを比較する。これにより、マスター死角装置の測定が可能であるスレーブ測定装置２００の他装置識別部２１４は、ステップＳ１０１で他装置データ抽出部２１３が抽出した点群データとマスター死角装置とを対応付ける。
Next, in step S201, the other
次に、ステップＳ２０２において、マスター死角装置の測定が可能であるスレーブ測定装置２００の位置特定部２１６は、マスター死角装置の位置を、ステップＳ１０１で抽出された点群データに基づいて特定する。そして、ステップＳ２０３において、マスター死角装置の測定が可能であるスレーブ測定装置２００の姿勢特定部２１７は、マスター死角装置の姿勢を特定する。
Next, in step S202, the
そして、ステップＳ２０４において、マスター死角装置の測定が可能であるスレーブ測定装置２００の通信部２１１は、マスター死角装置について特定した位置及び姿勢をマスター測定装置１００に送信する。ステップＳ２０４の後、処理はステップＳ１０６へ移行する。ステップＳ１０６では、座標変換決定部１１５は、座標変換を決定する。具体的には、座標変換決定部１１５は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５における特定結果を用いて、マスター測定装置１００により得られた点群データとマスター可視装置により得られた点群データとを合成する際に行われる座標変換を決定する。また、座標変換決定部１１５は、ステップＳ２０４で受信した情報を用いて、マスター測定装置１００により得られた点群データとマスター死角装置により得られた点群データとを合成する際に行われる座標変換を決定する。
Then, in step S<b>204 , the
以上、実施の形態２について説明した。本実施の形態によれば、マスター測定装置１００は、マスター死角装置が存在する場合、マスター可視装置からマスター死角装置の位置及び姿勢を取得する。このため、全てのスレーブ測定装置２００をマスター測定装置１００のＬｉＤＡＲ装置１５１が測定できない場合であっても、全てのスレーブ測定装置２００に対する座標変換を決定することができる。
The second embodiment has been described above. According to this embodiment, the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
測定装置であって、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する測定装置。
（付記２）
前記他装置には、所定の形状のマーカが取り付けられており、
前記測定装置は、
前記測定装置の前記センサが取得した点群データにより表される物体の形状と前記マーカの前記所定の形状とを比較することにより、前記他装置の前記マーカについての点群データを抽出する他装置データ抽出部を
さらに有し、
前記位置特定部は、抽出された点群データに基づいて前記他装置の位置を特定する
付記１に記載の測定装置。
（付記３）
前記測定装置には、前記マーカが取り付けられており、
前記測定装置は、
複数の前記他装置についての点群データが抽出された場合に、抽出された点群データから得られるマーカ距離情報と、前記他装置の前記センサが取得した点群データから得られるマーカ距離情報とを比較することにより、抽出された点群データと前記他装置とを対応付ける他装置識別部を
さらに有する付記２に記載の測定装置。
（付記４）
前記他装置には、２つの前記マーカが取り付けられており、
前記測定装置は、
前記測定装置の前記センサが取得した点群データから特定される２つの前記マーカの座標に基づいて、当該他装置の姿勢を特定する姿勢特定部を
さらに有し、
前記合成処理部は、特定された姿勢にも基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する
付記２又は３に記載の測定装置。
（付記５）
前記測定装置は、
前記他装置から、当該他装置に設けられたジャイロセンサの出力データを取得するジャイロデータ取得部を
さらに有し、
前記姿勢特定部は、さらに前記ジャイロセンサの出力データを用いて、前記他装置の姿勢を特定する
付記４に記載の測定装置。
（付記６）
前記測定装置は、
前記他装置データ抽出部により点群データが抽出された前記他装置の数が、前記他装置の総数に満たない場合、前記他装置データ抽出部により点群データが抽出された前記他装置から、前記他装置データ抽出部により点群データが抽出されなかった前記他装置の位置情報を取得する不足情報取得部を
さらに有する付記２乃至４のいずれか一項に記載の測定装置。
（付記７）
前記センサは、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）装置である
付記１乃至６のいずれか一項に記載の測定装置。
（付記８）
一つのマスター測定装置と、
一つ以上のスレーブ測定装置と
を備え、
前記スレーブ測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記スレーブ測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを
有し、
前記マスター測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記マスター測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
前記スレーブ測定装置の位置を、前記マスター測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記スレーブ測定装置の位置に基づいて、前記マスター測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記スレーブ測定装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する
測定システム。
（付記９）
前記スレーブ測定装置には、所定の形状のマーカが取り付けられており、
前記マスター測定装置は、
前記マスター測定装置の前記センサが取得した点群データにより表される物体の形状と前記マーカの前記所定の形状とを比較することにより、前記スレーブ測定装置の前記マーカについての点群データを抽出する他装置データ抽出部を
さらに有し、
前記位置特定部は、抽出された点群データに基づいて前記スレーブ測定装置の位置を特定する
付記８に記載の測定システム。
（付記１０）
測定装置の制御方法であって、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得し、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定し、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する
制御方法。
（付記１１）
測定装置のコンピュータが用いるプログラムであって、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得するステップと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定ステップと、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理ステップと
を前記コンピュータに実行させるプログラム。
Some or all of the above embodiments may also be described in the following additional remarks, but are not limited to the following.
(Appendix 1)
A measuring device,
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. A position specifying unit that specifies based on the point cloud data acquired by
a synthesis processing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device based on the specified position of the other device. .
(Appendix 2)
A marker having a predetermined shape is attached to the other device,
The measuring device is
Another device for extracting point cloud data about the marker of the other device by comparing the shape of the object represented by the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the predetermined shape of the marker. further comprising a data extractor;
The measuring device according to
(Appendix 3)
The marker is attached to the measuring device,
The measuring device is
Marker distance information obtained from the extracted point cloud data and marker distance information obtained from the point cloud data acquired by the sensor of the other device when point cloud data is extracted for a plurality of the other devices. The measuring device according to appendix 2, further comprising: a different device identifying unit that associates the extracted point cloud data with the different device by comparing the .
(Appendix 4)
Two of the markers are attached to the other device,
The measuring device is
an orientation identifying unit that identifies the orientation of the other device based on the coordinates of the two markers identified from the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device;
The synthesizing unit synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device, also based on the specified orientation. Measurement device as described.
(Appendix 5)
The measuring device is
further comprising a gyro data acquisition unit that acquires output data of a gyro sensor provided in the other device from the other device;
5. The measuring device according to appendix 4, wherein the attitude identifying unit further uses the output data of the gyro sensor to identify the attitude of the other device.
(Appendix 6)
The measuring device is
When the number of the other devices from which the point cloud data is extracted by the other device data extraction unit is less than the total number of the other devices, from the other devices from which the point cloud data is extracted by the other device data extraction unit, 5. The measuring apparatus according to any one of appendices 2 to 4, further comprising a missing information acquisition unit that acquires position information of the other device whose point cloud data is not extracted by the other device data extraction unit.
(Appendix 7)
7. The measuring device according to any one of
(Appendix 8)
one master measuring device;
one or more slave measuring devices;
The slave measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the slave measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The master measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the master measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
a position specifying unit that specifies the position of the slave measuring device based on the point cloud data acquired by the sensor included in the master measuring device;
a synthesizing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the master measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the slave measuring device based on the identified position of the slave measuring device; have a measurement system.
(Appendix 9)
A marker having a predetermined shape is attached to the slave measuring device,
The master measuring device
extracting point cloud data for the marker of the slave measuring device by comparing the shape of the object represented by the point cloud data acquired by the sensor of the master measuring device with the predetermined shape of the marker; further comprising a data extraction unit for other devices,
9. The measurement system of claim 8, wherein the location identifying unit locates the slave measurement device based on the extracted point cloud data.
(Appendix 10)
A control method for a measuring device, comprising:
Acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space by a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. identified based on the point cloud data acquired by
A control method of synthesizing point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and point cloud data acquired by the sensor of the other device based on the specified position of the other device.
(Appendix 11)
A program used by the computer of the measuring device,
a step of acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space, using a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. a localization step of identifying based on the point cloud data acquired by
a synthesizing step of synthesizing the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device, based on the specified position of the other device; program to run.
１ 測定装置
２ センサ
３ 位置特定部
４ 合成処理部
１０ 測定システム
９０ 障害物
１００ マスター測定装置
１１０ 制御装置
１１１ 通信部
１１２ ＬｉＤＡＲ制御部
１１３ 他装置データ抽出部
１１４ 他装置識別部
１１５ 座標変換決定部
１１６ 位置特定部
１１７ 姿勢特定部
１１８ 合成処理部
１５０ 台座
１５１ ＬｉＤＡＲ装置
１５２ ジャイロセンサ
１５３Ａ マーカ
１５３Ｂ マーカ
１５４Ａ ポール
１５４Ｂ ポール
１６０ ネットワークインタフェース
１６１ メモリ
１６２ プロセッサ
２００ スレーブ測定装置
２１０ 制御装置
２１０ａ 制御装置
２１１ 通信部
２１２ ＬｉＤＡＲ制御部
２１３ 他装置データ抽出部
２１４ 他装置識別部
２１５ 特定部
２１６ 位置特定部
２１７ 姿勢特定部
1 measurement device 2
Claims (10)
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する測定装置。 A measuring device,
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. A position specifying unit that specifies based on the point cloud data acquired by
a synthesis processing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device based on the specified position of the other device. .
前記測定装置は、
前記測定装置の前記センサが取得した点群データにより表される物体の形状と前記マーカの前記所定の形状とを比較することにより、前記他装置の前記マーカについての点群データを抽出する他装置データ抽出部を
さらに有し、
前記位置特定部は、抽出された点群データに基づいて前記他装置の位置を特定する
請求項１に記載の測定装置。 A marker having a predetermined shape is attached to the other device,
The measuring device is
Another device for extracting point cloud data about the marker of the other device by comparing the shape of the object represented by the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the predetermined shape of the marker. further comprising a data extractor;
The measuring device according to claim 1, wherein the position specifying unit specifies the position of the other device based on the extracted point cloud data.
前記測定装置は、
複数の前記他装置についての点群データが抽出された場合に、抽出された点群データから得られるマーカ距離情報と、前記他装置の前記センサが取得した点群データから得られるマーカ距離情報とを比較することにより、抽出された点群データと前記他装置とを対応付ける他装置識別部を
さらに有する請求項２に記載の測定装置。 The marker is attached to the measuring device,
The measuring device is
Marker distance information obtained from the extracted point cloud data and marker distance information obtained from the point cloud data acquired by the sensor of the other device when point cloud data is extracted for a plurality of the other devices. 3. The measuring apparatus according to claim 2, further comprising: an other apparatus identification unit that associates the extracted point cloud data with the other apparatus by comparing .
前記測定装置は、
前記測定装置の前記センサが取得した点群データから特定される２つの前記マーカの座標に基づいて、当該他装置の姿勢を特定する姿勢特定部を
さらに有し、
前記合成処理部は、特定された姿勢にも基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する
請求項２又は３に記載の測定装置。 Two of the markers are attached to the other device,
The measuring device is
an orientation identifying unit that identifies the orientation of the other device based on the coordinates of the two markers identified from the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device;
4. The synthesizing unit synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device, also based on the specified orientation. The measuring device according to .
前記他装置から、当該他装置に設けられたジャイロセンサの出力データを取得するジャイロデータ取得部を
さらに有し、
前記姿勢特定部は、さらに前記ジャイロセンサの出力データを用いて、前記他装置の姿勢を特定する
請求項４に記載の測定装置。 The measuring device is
further comprising a gyro data acquisition unit that acquires output data of a gyro sensor provided in the other device from the other device;
5. The measuring device according to claim 4, wherein the orientation identification unit further uses the output data of the gyro sensor to identify the orientation of the other device.
前記他装置データ抽出部により点群データが抽出された前記他装置の数が、前記他装置の総数に満たない場合、前記他装置データ抽出部により点群データが抽出された前記他装置から、前記他装置データ抽出部により点群データが抽出されなかった前記他装置の位置情報を取得する不足情報取得部を
さらに有する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の測定装置。 The measuring device is
When the number of the other devices from which the point cloud data is extracted by the other device data extraction unit is less than the total number of the other devices, from the other devices from which the point cloud data is extracted by the other device data extraction unit, The measuring apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising a missing information acquisition unit that acquires position information of the other device whose point cloud data is not extracted by the other device data extraction unit.
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の測定装置。 The measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the sensor is a LiDAR (Light Detection and Ranging) device.
一つ以上のスレーブ測定装置と
を備え、
前記スレーブ測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記スレーブ測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを
有し、
前記マスター測定装置は、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記マスター測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサと、
前記スレーブ測定装置の位置を、前記マスター測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定部と、
特定された前記スレーブ測定装置の位置に基づいて、前記マスター測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記スレーブ測定装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理部と
を有する
測定システム。 one master measuring device;
one or more slave measuring devices;
The slave measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the slave measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
The master measuring device
a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the master measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space;
a position specifying unit that specifies the position of the slave measuring device based on the point cloud data acquired by the sensor included in the master measuring device;
a synthesizing unit that synthesizes the point cloud data acquired by the sensor of the master measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the slave measuring device based on the identified position of the slave measuring device; have a measurement system.
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得し、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定し、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する
制御方法。 A control method for a measuring device, comprising:
Acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space by a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. identified based on the point cloud data acquired by
A control method of synthesizing point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and point cloud data acquired by the sensor of the other device based on the specified position of the other device.
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての前記測定装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを前記測定装置が備えるセンサにより取得するステップと、
空間に存在する物体の表面の複数箇所についての他装置を基準とした３次元座標系における座標を表わす点群データを取得するセンサを備えた前記他装置の位置を、前記測定装置が備える前記センサが取得した点群データに基づいて特定する位置特定ステップと、
特定された前記他装置の位置に基づいて、前記測定装置の前記センサが取得した点群データと、前記他装置の前記センサが取得した点群データとを合成する合成処理ステップと
を前記コンピュータに実行させるプログラム。 A program used by the computer of the measuring device,
a step of acquiring point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the measuring device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space, using a sensor provided in the measuring device;
The sensor provided in the measuring device is provided with a sensor that acquires point cloud data representing coordinates in a three-dimensional coordinate system with respect to the other device for a plurality of locations on the surface of an object existing in space. a localization step of identifying based on the point cloud data acquired by
a synthesizing step of synthesizing the point cloud data acquired by the sensor of the measuring device and the point cloud data acquired by the sensor of the other device, based on the specified position of the other device; program to run.
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