JP5544032B2 - ジェスチャを使用してレーザトラッカを制御する方法及びレーザ測定システム - Google Patents
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Description
レーザトラッカの動作の一般的な2つのモードは、追跡モード及びプロファイリングモードである。追跡モードでは、トラッカからのレーザビームは、オペレータが逆反射体を方々に動かすと、その逆反射体に追従する。プロファイリングモードでは、トラッカからのレーザビームは、コンピュータ命令又はマニュアル動作を通してのいずれかで、オペレータによって与えられた方向に進む。
レーザトラッカのオペレータは2つの基礎的な機能を実行する。オペレータは測定の間にSMRを位置決めし、且つ制御コンピュータを通して命令をトラッカに送る。しかし、一人のオペレータがこれらの測定機能の両方を実行することは容易ではない。なぜなら、コンピュータは通常、測定位置から遠く離れているからである。この制約を回避するために様々な方法が試みられてきているが、完全に満足するものはない。
図3A〜3E、図4A〜4C及び図5A〜5Dは検知手法を示し、それによってオペレータは、例示的なレーザトラッカ10によって命令と解釈されて実行されるジェスチャパターンを通信し得る。図3A〜3Eは検知手段を示し、それによってオペレータは、例示的なレーザトラッカ10がその追跡および測定システムを使用して解釈するジェスチャパターンを通信する。図3Aは、逆反射体ターゲット26によって遮られるレーザビーム46を発するレーザトラッカ10を示す。ターゲット46が左右に動くと、トラッカからのレーザビームはその動きに追従する。同時に、トラッカ10の角度エンコーダが、左右方向及び上下方向でのターゲットの角度位置を測定する。角度エンコーダの読みは2次元の角度マップを形成し、これがトラッカによって時間の関数として記録され、動きのパターンを捜すために分析されることができる。
(付記)
[1]
レーザトラッカ(10)の動作を制御するためのユーザからレーザトラッカ(10)への命令を光学的に伝達する方法であって、
複数の命令の各々と複数の空間的パターンの各々との間の対応のルールを提供するステップと、
前記ユーザによって前記複数の命令の中から第1の命令を選択するステップと、
前記ユーザによって第1の時間と第2の時間の間に逆反射体(26)を前記複数の空間的パターンのうち第1の命令に対応している前記第1の空間的パターンで動かすステップと、
第1の光(46)を前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)に投射するステップと、
前記第1の光(46)の一部である第2の光を前記逆反射体(26)から反射するステップと、
前記第2の光の一部である第3の光を検知することによって第1の検知されたデータを得るステップであって、前記第1の検知されたデータが前記第1の時間と前記第2の時間の間に前記レーザトラッカ(10)によって得られる、ステップと、
前記第1の命令を、少なくとも部分的に、前記第1の検知されたデータを前記対応のルールに従って処理することに基づいて決定するステップと、
前記第1の命令を前記レーザトラッカ(10)で実行させるステップと、
を包含する、方法。
[2]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、
前記第3の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された感光性アレイ上に結像させるステップと、
前記感光性アレイ上の前記第3の光をデジタル形態に変換することによって前記第1の検知されたデータを得るステップと、
を含む、上記[1]に記載の方法。
[3]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、
少なくとも一つの信号を生成するために、前記第3の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された位置検出器で捕捉するステップと、
前記第1の検知されたデータを得るために、前記少なくとも一つの信号をデジタル形態に変換するステップと、
を含む、上記[1]に記載の方法。
[4]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)までの距離を決定するために、前記第3の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された距離計で測定するステップをさらに含み、前記第1の検知されたデータが前記測定された距離である、上記[1]に記載の方法。
[5]
前記第3の光を距離計で測定するステップがさらに、前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)までの絶対距離を絶対距離計で測定するステップをさらに含む、上記[4]に記載の方法。
[6]
前記レーザトラッカ(10)からの前記第1の光(46)を前記逆反射体(26)に投射するステップがさらに、前記第1の光(46)を投射するために、前記レーザトラッカ(10)に配置されたLED(54)を発光させるステップを含む、上記[2]に記載の方法。
[7]
前記第1の光を前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)に投射するステップがさらに、
前記レーザトラッカ(10)に、第1の軸(20)及び第2の軸(18)回りに回転可能な構造体(15)と、距離計と、前記第1の軸(20)回りの回転の第1の角度を測定する第1の角度エンコーダと、前記第2の軸(18)回りの回転の第2の角度を測定する第2の角度エンコーダと、位置検出器と、を設けるステップと、
前記第1の光(46)を前記第2の軸(18)に垂直な線に沿って発するステップと、
を含み、
前記第1の光(46)がおおよそ前記第1の軸(20)と前記第2の軸(18)との交点(22)を通って投射される、上記[1]に記載の方法。
[8]
前記第1の光(46)を前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)に投射するステップがさらに、前記第1の光(46)の方向を前記第3の光の前記位置検出器上での位置に応答して操向するステップをさらに含む、上記[7]に記載の方法。
[9]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、前記第1の回転の角度又は前記第2の回転の角度を測定して前記第1の検知されたデータを得るステップを含む、上記[8]に記載の方法。
[10]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、前記第1の検知されたデータを得るために、前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)までの距離を前記距離計で測定するステップを含む、上記[8]に記載の方法。
[11]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
逆反射体(26,126)、第4の光を照射するターゲット光源(122)、及び前記第4の光の発光を制御するユーザ制御装置(124)を含むターゲット(120)を提供するステップと、
前記ユーザ制御装置(124)を起動するステップと、
前記ユーザ制御装置(124)の起動に応答して前記第4の光の一部を検知することで、第2の検知されたデータを得るステップと、
前記第1の命令を少なくとも部分的に前記第2の検知されたデータに基づいて決定するステップと、
をさらに含む、上記[1]に記載の方法。
[12]
レーザトラッカ(10)の動作を制御するためのユーザからレーザトラッカ(10)への命令を光学的に伝達する方法であって、
複数の命令の各々と3次元座標である複数の位置の各々との間の対応のルールを提供するステップと、
前記ユーザによって前記複数の命令の中から第1の命令を選択するステップと、
前記ユーザによって逆反射体(26)を前記複数の位置のうち前記第1の命令に対応している第1の位置に動かすステップと、
第1の光(46)を前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)に投射するステップと、
前記第1の光(46)の一部である第2の光を前記逆反射体(26)から反射するステップと、
前記第2の光の一部である第3の光を検知することによって第1の検知されたデータを得るステップと、
前記第1の命令を、少なくとも部分的に、前記第1の検知されたデータを前記対応のルールに従って処理することに基づいて決定するステップと、
前記第1の命令を前記レーザトラッカ(10)で実行させるステップと、
を包含する、方法。
[13]
前記ユーザによって逆反射体(26)を第1の位置に動かすステップがさらに、前記ユーザによって前記逆反射体(26)を複数のマークされた領域を有する命令タブレット(300)へと動かすステップを含み、前記複数のマークされた領域の各々が、前記複数の命令のうちの一つの一部又は全てに関連した前記複数の位置の一つに対応している、上記[12]に記載の方法。
[14]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、前記逆反射体(26)を含むターゲットを前記命令タブレット(300)に少なくとも3つの基準点(312,314,316)で接触させるステップをさらに含む、上記[13]に記載の方法。
[15]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
第1の軸(20)及び第2の軸(18)回りに回転可能な構造体(15)と、前記第1の軸(20)回りの回転の第1の角度を測定する第1の角度エンコーダと、前記第2の軸(18)回りの回転の第2の角度を測定する第2の角度エンコーダと、を設けるステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第1の角度を前記第1の角度エンコーダで測定するステップと、
前記第2の軸(18)回りの回転の前記第2の角度を前記第2の角度エンコーダで測定するステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第1の角度及び前記第2の軸(18)回りの回転の前記第2の角度に少なくとも部分的に基づいて前記第1の命令を決定するステップと、
を含む、上記[12]に記載の方法。
[16]
前記第1の検知されたデータを得るステップがさらに、
前記第3の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された第1の感光性アレイ上に結像させるステップと、
前記第1の感光性アレイ上の前記第3の光を第1のデジタル情報に変換することによって前記第1の検知されたデータを得るステップと、
を含み、
前記第1の検知されたデータが少なくとも部分的に前記第1のデジタル情報に基づいている、上記[12]に記載の方法。
[17]
前記レーザトラッカ(10)からの前記第1の光(46)を前記逆反射体(26)に投射するステップがさらに、前記第1の光(46)を投射するために、前記レーザトラッカ(10)に配置されたLED(54)を発光させるステップを含む、上記[16]に記載の方法。
[18]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
前記第2の光の一部である第4の光を検知するステップと、
前記第4の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された第2の感光性アレイ上に結像させるステップと、
前記第4の光を第2のデジタル情報に変換することによって第2の検知されたデータを得るステップであって、前記第2の検知されたデータが少なくとも部分的に前記第2のデジタル情報に基づいている、ステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第1の角度、前記第2の軸(18)回りの回転の前記第2の角度、前記第1の検知されたデータ、及び前記第2の検知されたデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の命令を決定するステップと、
を含む、上記[16]に記載の方法。
[19]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
前記レーザトラッカ(10)の前記第1の軸を、前記第1の軸(20)回りの回転の第3の角度まで回転するステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第3の角度を前記第1の角度エンコーダで測定するステップと、
前記レーザトラッカ(10)からの第5の光を前記逆反射体(26)に投射するステップと、
前記第5の光の一部である第6の光を前記逆反射体(26)から反射するステップと、
前記第6の光の一部である第7の光を前記第1の感光性アレイ上に結像させるステップと、
前記第1の感光性アレイ上の前記第7の光を第3のデジタル情報に変換することによって第3の検知されたデータを得るステップであって、前記第3の検知されたデータが少なくとも部分的に前記第3のデジタル情報に基づいている、ステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第1の角度、前記第1の軸(20)回りの回転の前記第3の角度、前記第1の検知されたデータ、及び前記第3の検知されたデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の命令を決定するステップと、
を含む、上記[16]に記載の方法。
[20]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
前記レーザトラッカ(10)に距離計及び位置検出器を設けるステップと、
少なくとも一つの信号を作るために、前記第3の光を前記位置検出器で捕捉するステップと、
前記少なくとも一つの信号を第4のデジタル情報に変換して前記第1の検知されたデータを得るステップであって、前記第1の検知されたデータが少なくとも部分的に前記第4のデジタル情報に基づいている、ステップと、
前記第1の光(46)の方向を前記第1の検知されたデータに基づいて操向するステップと、
前記第2の光の一部である第4の光を距離計で測定することによって第4の検知されたデータを得るステップと、
前記第1の軸(20)回りの回転の前記第1の角度、前記第2の軸(18)回りの回転の前記第2の角度、前記第1の検知されたデータ、及び前記第4の検知されたデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の命令を決定するステップと、
を含む、上記[15]に記載の方法。
[21]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
前記逆反射体(26,126)、第8の光を照射するターゲット光源(122)、及び前記第8の光の発光を制御するユーザ制御装置(124)を含むターゲット(120)を提供するステップと、
前記ユーザ制御装置(124)を起動するステップと、
前記ユーザ制御装置(124)の起動に応答して前記第8の光の一部を検知することで、第5の検知されたデータを得るステップと、
前記第1の命令を少なくとも部分的に前記第5の検知されたデータに基づいて決定するステップと、
を含む、上記[12]に記載の方法。
[28]
6自由度レーザトラッカ(10)の動作を制御するためのユーザから6自由度レーザトラッカ(10)への命令を光学的に伝達する方法であって、
複数の命令の各々と複数のポーズパターンの各々との間の対応のルールを提供するステップであって、各ポーズパターンが、初期のポーズから最終のポーズへの少なくとも一つの座標の変化を含み、各ポーズが3つの並進座標及び3つの方向座標からなる6つの座標を有する、ステップと、
前記ユーザによって前記複数の命令の中から第1の命令を選択するステップと、
6自由度ターゲット(130)の第1のポーズの少なくとも一つの前記座標を前記6自由度レーザトラッカ(10)で測定するステップと、
前記ユーザによって第1の時間と第2の時間の間に前記6自由度ターゲット(130)の前記ポーズの前記少なくとも一つの座標を変えるステップと、
前記6自由度ターゲット(130)の第2のポーズの前記少なくとも一つの座標を前記6自由度レーザトラッカ(10)で測定するステップと、
前記第1のポーズの前記測定された前記少なくとも一つの座標と前記第2のポーズの測定された前記少なくとも一つの座標との間の差に少なくとも部分的に基づいて、前記対応のルールに従って、前記第1の命令を決定するステップと、
前記第1の命令を前記レーザトラッカ(10)で実行させるステップと、
を包含する、方法。
[29]
前記第1の命令を決定するステップがさらに、
前記6自由度ターゲット(130)に、第4の光を照射するターゲット光源(132)、及び前記第4の光の発光を制御するユーザ制御装置(134)を提供するステップと、
前記ユーザ制御装置(134)を起動するステップと、
前記ユーザ制御装置の起動(134)に応答して前記第4の光の一部を検知することで、検知されたデータを得るステップと、
前記第1の命令を少なくとも部分的に前記検知されたデータに基づいて決定するステップと、
をさらに含む、上記[28]に記載の方法。
[30]
レーザトラッカ(10)からの光のビーム(46)を逆反射体(26)に向けて前記逆反射体(26)上にロックするユーザからレーザトラッカ(10)への命令を光学的に伝達する方法であって、
第1の光(46)を前記レーザトラッカ(10)に設けられた光源から前記逆反射体(26)に投射するステップと、
前記ユーザによって第1の時間と第2の時間の間に前記逆反射体(26)を所定の空間的パターンで動かすステップであって、前記所定の空間的パターンが、前記レーザトラッカ(10)からの前記光ビーム(46)を前記逆反射体(26)に向けて前記逆反射体(26)上にロックする前記命令に対応している、ステップと、
前記第1の光(46)の一部である第2の光を前記逆反射体(26)から反射するステップと、
前記第2の光の一部である第3の光を検知することによって第1の検知されたデータを得るステップであって、前記第1の検知されたデータが、前記第3の光を前記レーザトラッカ(10)に配置された感光性アレイ上に結像させ、前記感光性アレイ上の前記第3の光をデジタル形態に変換することによって得られる、ステップと、
前記レーザトラッカ(10)によって、前記第1の検知されたデータが前記所定の空間的パターンに対応していることを決定するステップと、
を包含し、
前記決定された所定の空間的パターンに応答して、当該方法はさらに、
前記レーザトラッカ(10)からの前記光のビーム(46)を前記逆反射(26)に向けさせ、前記逆反射体(26)上に前記レーザトラッカ(10)からの前記光のビーム(46)をロックさせるステップと、
を包含する、方法。
[32]
6自由度レーザトラッカ(10)からの光のビーム(46)を6自由度ターゲット(130)に固定された逆反射体(26)に向けて前記逆反射体(26)上にロックするユーザから6自由度レーザトラッカ(10)へ命令を光学的に伝達する方法であって、
前記命令と前記6自由度ターゲット(130)の所定のポーズパターンとの間の対応のルールを提供するステップであって、前記命令が、前記6自由度レーザトラッカ(10)を、前記6自由度レーザトラッカ(10)からの光のビーム(46)が前記逆反射体(26)にあたって前記逆反射体(26)上にロックするように向けるものであり、前記所定のポーズが、初期のポーズから最終のポーズへの少なくとも一つの座標の変化を含み、各ポーズが3つの並進座標及び3つの方向座標からなる6つの座標を有する、ステップと、
前記6自由度ターゲット(130)の第1のポーズの少なくとも一つの前記座標を前記6自由度レーザトラッカ(10)で測定するステップと、
前記ユーザによって第1の時間と第2の時間の間に前記6自由度ターゲット(130)の前記ポーズの前記少なくとも一つの座標を変えるステップと、
前記6自由度ターゲット(130)の第2のポーズの前記少なくとも一つの座標を前記6自由度レーザトラッカ(10)で測定するステップと、
前記6自由度レーザトラッカ(10)によって、前記対応のルールが満足されていることを決定するステップであって、前記対応のルールが、前記6自由度レーザトラッカ(10)からの前記光のビーム(46)を前記逆反射体(26)に向けて前記逆反射体(26)上にロックする前記命令との間のルールである、ステップと、
を包含し、
前記対応のルールを満足しているかの決定に応答して、当該方法がさらに、
前記レーザトラッカ(10)からの前記光のビーム(46)を前記逆反射体(26)に向けさせ、前記逆反射体(26)上に前記6自由度レーザトラッカ(10)からの前記光のビーム(46)をロックさせるステップと、
を包含する、方法。
[33]
レーザ測定システムであって、
第1の軸(20)及び第2の軸(18)回りに回転可能な構造体(15)と、第1の光ビーム(46)を前記構造体(15)から発する第1の光源と、距離計と、前記第1の軸(20)回りの回転の第1の角度を測定する第1の角度エンコーダと、前記第2の軸(18)回りの回転の第2の角度を測定する第2の角度エンコーダと、プロセッサ(80)と、カメラシステム(52)と、有するレーザトラッカ(10)と、
第2の光源(142)と、前記第2の光源(142)からの第2の光の発射を制御するオペレータ制御の装置(144)と、を含む通信装置(140)と、
前記通信装置(140)には配置されていない逆反射体ターゲット(26)と、
を備えており、
前記カメラシステム(52)が、前記第2の光を受領して前記第2の光をデジタル画像に変換するように動作可能であり、
前記プロセッサ(80)が、前記レーザトラッカ(10)の動作を、少なくとも部分的に、第1の時間と第2の時間の間の前記第2の光源の動きのパターンと、前記デジタル画像とに基づいて制御するように動作可能である、
レーザ測定システム。
Claims (2)
- レーザトラッカ(10)の動作を制御するためのユーザからレーザトラッカ(10)への命令を光学的に伝達する方法であって、
複数の命令の各々と複数の時間的パターンの各々との間の対応のルールを提供するステップと、
逆反射体(26,126)、第4の光を照射するターゲット光源(122)、及び前記第4の光の発光を制御するユーザ制御装置(124)を含むターゲット(120)を提供するステップと、
前記ユーザによって前記複数の命令の中から第1の命令を選択するステップと、
第1の光(46)を前記レーザトラッカ(10)から前記逆反射体(26)に投射するステップと、
前記第1の光(46)の一部である第2の光を前記逆反射体(26)から反射するステップと、
前記第2の光の一部である第3の光を検知することによって第1の検知されたデータを得るステップと、
前記ユーザによって第1の時間と第2の時間の間に、前記第1の命令に対応する第1の時間的パターンを生成するステップであって、前記第1の時間的パターンが、前記第3の光の光量の減少と、それに引き続く前記第3の光の光量の増加とを少なくとも含む、ステップと、
前記ユーザ制御装置(124)を起動するステップと、
前記ユーザ制御装置(124)の起動に応答して前記第4の光の一部を検知することで、第2の検知されたデータを得るステップと、
前記第1の命令を、少なくとも部分的に、前記第1の検知されたデータと前記第2の検知されたデータを前記対応のルールに従って処理することに基づいて決定するステップと、
前記第1の命令を前記レーザトラッカ(10)で実行させるステップと、
を包含する、方法。 - レーザ測定システムであって、
第1の軸(20)及び第2の軸(18)回りに回転可能な構造体(15)と、第1の光ビーム(46)を前記構造体(15)から発する第1の光源と、距離計と、前記第1の軸回りの回転の第1の角度を測定する第1の角度エンコーダと、前記第2の軸回りの回転の第2の角度を測定する第2の角度エンコーダと、プロセッサ(80)と、カメラシステム(52)と、を有するレーザトラッカ(10)と、
第2の光源(142)と、前記第2の光源(142)からの第2の光の発射を制御するオペレータ制御の装置(144)と、を含む通信装置(140)と、
前記通信装置(140)とは別個になっている逆反射体ターゲット(26)と、
を備えており、
前記カメラシステム(52)が、前記第2の光を受領して前記第2の光をデジタル画像に変換するように動作可能であり、
前記プロセッサ(80)が、前記レーザトラッカ(10)の動作を、少なくとも部分的に、第1の時間と第2の時間の間の前記第2の光の光量の変化に基づいて制御するように動作可能である、
レーザ測定システム。
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