JP6923361B2 - 位置計測装置の操作方法 - Google Patents

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Description

本発明は、検出箇所を測定ヘッドのプローブで指定して対象物の位置を測定する位置計測装置の操作方法に関する。
三次元測定システムなどで用いられる測定ヘッドにはプローブが設けられており、このプローブの先端を測定対象物に接触等させることで測定箇所を指定して位置の測定を行っている。このような三次元測定システムにはコンピュータが接続される。このコンピュータで実行されるアプリケーションソフトウェアによって測定箇所の登録や測定結果の集計などの各種の処理が行われる。
通常、コンピュータに対する指示はマウスやキーボードといった入力デバイスを用いて行われる。特許文献１には、ジョイスティックによって測定ヘッドのプローブの位置を操作する三次元測定機の操作装置が開示されている。また、特許文献２には、非接触式のプローブをジョイスティックで操作する三次元測定装置が開示されている。
特許文献３には、予め入力操作部によって測定ヘッドの移動位置をコンピュータで設定しておき、プログラムに従って測定ヘッドを移動させて測定を行う非接触式三次元形状計測方法が開示される。
特開平７−１５１５１２号公報 特開２０１５−０５９８２５号公報 特開２００６−３４９５４７号公報
このような位置計測装置において、計測を行う対象物の検出箇所をプローブで正確に指定するためには、プローブを動かすための入力デバイスの操作に熟練を要する。例えば、測定ヘッドはＸＹＺ方向の三次元方向に移動可能であるとともに、測定ヘッドに設けられたプローブは所定の角度に回転させることができる。これらの操作をジョイスティックで迅速かつ正確に行うためには熟練が必要となる。また、プログラムに従って測定ヘッドやプローブを自動的に移動させる場合には、プログラムの設定に高度な専門知識が必要となる。
本発明は、プローブを手で持って直接移動させるような直観的な操作性によって対象物の検出箇所を正確かつ迅速に指定することができる位置計測装置の操作方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、対象物の位置の検出箇所を指定するプローブを備えた測定ヘッドと、測定ヘッドを移動するための移動機構と、を備え、プローブにより指定された検出箇所の座標を取得する位置計測装置の操作方法である。この位置計測装置の操作方法は、画像取得部および表示部を備えた端末装置を用い、画像取得部でプローブの画像を取得して表示部に表示する工程と、表示部にプローブの画像が表示された状態で端末装置によって追従指示を受け付けた際、プローブと端末装置との相対的な位置関係を検出する工程と、位置関係に基づき移動機構を動作して端末装置で受け付けた移動指示に追従して測定ヘッドの移動制御を行う工程と、を備えている。
このような位置計測装置の操作方法によれば、端末装置でプローブの画像を取得して端末装置の表示部に表示させ、追従指示を行うことにより、端末装置で受け付けた移動指示に追従して測定ヘッドの移動制御を行うことができる。したがって、作業者は端末装置の表示部に表示されたプローブの画像を参照しながら、端末装置を用いてプローブの位置を移動できるようになる。
上記位置計測装置の操作方法において、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、追従指示を受け付けた際のプローブの画像の表示部への表示位置が固定されるように端末装置の移動に追従して測定ヘッドを移動させることを含んでいてもよい。これにより、表示部に表示されたプローブの表示位置を固定した状態で端末装置を移動させることで、端末装置の移動に追従して測定ヘッドを移動させることができる。
上記位置計測装置の操作方法において、表示部におけるプローブの画像の表示位置が固定された状態を解除する工程と、表示位置の固定が解除された状態で測定ヘッドの移動を停止する工程と、をさらに備えていてもよい。これにより、表示部に表示されたプローブの表示位置の固定を解除することで、端末装置の移動に追従した測定ヘッドの移動制御を中止することができる。
上記位置計測装置の操作方法において、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、端末装置が移動した際の加速度が予め設定された値を超えた場合に測定ヘッドの移動を停止することを含んでいてもよい。これにより、端末装置を急激に動かした場合には測定ヘッドの移動が停止され、測定ヘッドの不必要な動作を抑制することができる。
上記位置計測装置の操作方法において、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、端末装置が移動していない状態から予め設定された範囲を超えて移動した場合に端末装置の移動に追従した測定ヘッドの移動を開始することを含んでいてもよい。これにより、意図しない端末装置の振動（手ぶれ等）があった場合に測定ヘッドの不必要な動作を抑制することができる。
上記位置計測装置の操作方法において、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、端末装置の回転移動に応じてプローブの角度を変化させることを含んでいてもよい。これにより、端末装置を回転させることでプローブが回転し、直観的な操作を行うことができる。
上記位置計測装置の操作方法において、位置計測装置は、端末装置に対するあらかじめ定められた移動操作に応じて、当該移動操作に対応する特定のコマンドが入力されたものとして処理を行うとよい。これにより、種々のコマンド入力を容易に行うことができる。なお特定のコマンドとは、例えば、移動の終点位置を決定するコマンド等とするとよい。
上記位置計測装置の操作方法において、表示部はタッチセンサを有しており、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、追従指示を受け付けた後にタッチセンサで検知した接触の距離および接触の方向に基づき測定ヘッドを移動させることを含んでいてもよい。これにより、表示部に表示された測定ヘッドをなぞるようにすることで、タッチセンサで検知した情報に基づき測定ヘッドを移動させることができる。
本発明の一態様は、対象物の位置の検出箇所を指定するプローブを備えた測定ヘッドと、測定ヘッドを移動するための移動機構と、を備え、プローブにより指定された検出箇所の座標を取得する位置計測装置の操作方法である。この位置計測装置の操作方法において、作業者の身体の特定部位の位置を三次元位置センサによって検知して、特定部位とプローブとの相対的な位置関係を検出する工程と、特定部位の動作を三次元位置センサによって検知して、位置関係および特定部位の動作に基づき移動機構を動作して特定部位の動作に追従して測定ヘッドの移動制御を行う工程と、を備えている。
このような位置計測装置の操作方法によれば、作業者の身体の特定部位を動作させることで、その動作に追従して測定ヘッドを移動できるようになる。すなわち、身体の特定部位を動作させることで、測定ヘッドに触れることなく測定ヘッドを移動できることになる。
上記位置計測装置の操作方法において、特定部位は手であり、測定ヘッドの移動制御を行う工程は、手の動作の種類、動作量および動作方向に基づいて測定ヘッドを移動させることを含んでいてもよい。これにより、測定ヘッドに触れることなく、手の動作の種類、動作量および動作方向に基づいて測定ヘッドを移動できるようになる。
本実施形態に係る位置計測装置の構成を例示する模式図である。 本実施形態に係る操作方法を実現するためのシステム構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、端末装置を用いた測定ヘッドの移動例を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、端末装置を用いた測定ヘッドの移動例を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、操作方法（その２）が適用される位置計測装置を例示する模式図である。 端末装置による操作の一例を示す模式図である。 端末装置をコントローラから取り外した状態で使用する例を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、プローブの回転動作を例示する模式図である。 操作方法（その３）が適用される位置計測装置を例示する模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、操作方法（その３）の例を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、操作方法（その３）の例を示す模式図である。 測定プログラムの作成例について説明する模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
〔位置計測装置の構成〕
図１は、本実施形態に係る位置計測装置の構成を例示する模式図である。
本実施形態に係る位置計測装置１は、対象物Ｗの表面など検出箇所の座標を計測する例えば三次元測定装置である。位置計測装置１は、対象物Ｗの位置の検出箇所を指定するプローブ１１を備えた測定ヘッド１０と、測定ヘッド１０を移動するための移動機構２０とを備える。位置計測装置１には図示しないコンピュータシステムが接続されていてもよい。コンピュータシステムによって必要なデータ処理を実行して対象物Ｗの３次元座標等が演算される。
対象物Ｗはステージ１２の上に載置される。このステージ１２の上に測定ヘッド１０を移動するための移動機構２０が設けられる。移動機構２０は、Ｘ軸ガイド２１、Ｙ軸ガイド２２およびＺ軸ガイド２３を備える。本実施形態において、Ｘ軸方向（Ｘ軸に沿った方向）とは、ステージ１２の面に沿った一方向である。Ｙ軸方向（Ｙ軸に沿った方向）とは、ステージ１２の面に沿った方向でＸ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向（Ｚ軸に沿った方向）とは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向は上下方向とも言う。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向とも言う。
本実施形態では、測定ヘッド１０をＺ軸方向（上下方向）に移動させるＺ軸ガイド２３がＸ軸ガイド２１によってＸ軸方向に移動可能に設けられる。また、Ｘ軸ガイド２１がＹ軸ガイド２２によってＹ軸方向に移動可能に設けられる。Ｘ軸ガイド２１、Ｙ軸ガイド２２およびＺ軸ガイド２３の移動の組み合わせによって測定ヘッド１０はＸＹＺの３軸方向の所定位置に移動可能となっている。
測定ヘッド１０には対象物Ｗの位置の検出箇所を指定するためのプローブ１１が設けられる。プローブ１１は接触式でもよいし非接触式でもよい。接触式のプローブ１１では、プローブ１１の先端に設けられた測定子１１ａを対象物Ｗの検出箇所に接触させて座標検出を行う。非接触式のプローブ１１では、対象物Ｗの検出箇所に例えばレーザ光を照射してその反射光を受けることでレーザ光が照射された位置の座標を検出する。
〔システム構成〕
図２は、本実施形態に係る操作方法を実現するためのシステム構成の一例を示すブロック図である。
システムとしては、中央演算部１０１、表示部１１０およびタッチセンサ１２０、記憶部１０２、インタフェース部１０３、位置検知部１０４および動作検知部１０５を備える。中央演算部１０１はＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、本実施形態に係る操作方法を実現するためのプログラムを実行する。プログラムは端末装置１００および位置計測装置１（コンピュータシステム）の少なくともいずれかで実行される。
表示部１１０およびタッチセンサ１２０は端末装置１００に設けられる。記憶部１０２は端末装置１００および位置計測装置１の少なくともいずれかに設けられていてもよいし、ネットワークで接続されるサーバに設けられていてもよい。インタフェース部１０３はユーザインタフェースおよび通信インタフェースを有する。
位置検知部１０４は、端末装置１００とプローブ１１との相対的な位置関係を検出する部分である。位置検知部１０４としては、図１に示す位置計測装置１などに設けられた３次元センサ５０が用いられる。動作検知部１０５は、作業者が測定ヘッド１０を移動させるための指示（移動指示）を受け付ける部分である。動作検知部１０５は、端末装置１００のタッチセンサ１２０や加速度センサなどと連係して、作業者が行った動作に基づき移動指示を検出する。
〔位置計測装置の操作方法：その１〕
位置計測装置１を操作するため、本実施形態では端末装置１００を利用する。端末装置１００はタッチセンサ１２０を有する表示部１１０と、撮像用のカメラを有する画像取得部１５０とを備える。位置計測装置１を操作するには、作業者が端末装置１００を利用することによって測定ヘッド１０やプローブ１１の位置を制御する。
位置計測装置１を操作するには、先ず、作業者は端末装置１００の画像取得部１５０を用いて測定ヘッド１０のプローブ１１の画像を取り込み、表示部１１０に表示させる。プローブ１１の画像は動画として取り込まれ、撮影によって得られた動画像が表示部１１０に表示される。
次に、作業者は端末装置１００の表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像を指Ｆ等でタッチする（タップ動作）。このタップ動作によって３次元センサ５０が端末装置１００の３次元位置を検出し、端末装置１００とプローブ１１との相対的な位置関係を検出する。
次に、この状態で作業者が端末装置１００を移動すると、端末装置１００の移動に追従して移動機構２０により測定ヘッド１０が移動するようになる。すなわち。端末装置１００の３次元位置は３次元センサ５０によって逐次検出しており、タップ動作した際に検出した端末装置１００とプローブ１１との相対的な位置関係を維持するように、端末装置１００の移動に追従して測定ヘッド１０を移動させる。これにより、作業者は端末装置１００の表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像を参照しながら、端末装置１００を用いてプローブ１１の位置を移動できるようになる。端末装置１００の移動に追従してプローブ１１の位置が移動するため、作業者はプローブ１１に触れてはいないものの直観的にプローブ１１を移動させることが可能となる。
図３（ａ）〜（ｃ）は、端末装置を用いた測定ヘッドの移動例を示す模式図である。
先ず、図３（ａ）に示すように、端末装置１００の表示部１１０に測定ヘッド１０のプローブ１１の画像１１Ｇを表示させた状態で、指Ｆでプローブ１１の画像１１Ｇの周辺をタッチする（タップ動作）。このタップ動作をタッチセンサ１２０で検知することによって、３次元センサ５０はプローブ１１と端末装置１００との相対的な位置関係を検知する。また、このタップ動作をタッチセンサ１２０で検知した段階で、端末装置１００は作業者から移動指示の一つである追従指示を受け付けた状態となる。
次に、図３（ｂ）に示すように、端末装置１００の位置を移動する。追従指示を受け付けた状態で端末装置１００を移動させると、タップ動作した際に検知したプローブ１１と端末装置１００との相対的な位置を維持するように移動機構２０が動作して測定ヘッド１０が移動する。
この動作では、表示部１１０におけるプローブ１１の画像１１Ｇの表示位置が固定されるように端末装置１００の移動に追従して測定ヘッド１０が移動することになる。したがって、端末装置１００を移動させても表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像１１Ｇの表示位置はそのままとなり、端末装置１００の移動に合わせてプローブ１１が追従してくるようになる。作業者は、表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像１１Ｇを参照しながら端末装置１００を移動させて、直観的にプローブ１１を移動させることができるようになる。
次に、図３（ｃ）に示すように、測定ヘッド１０の所定の位置まで移動させた状態で表示部１１０を指Ｆでタッチする（タップ動作）。このタップ動作をタッチセンサ１２０で検知することによって追従動作が解除される。追従動作が解除された後は、端末装置１００を移動しても測定ヘッド１０は移動しない。
図４（ａ）および（ｂ）は、端末装置を用いた測定ヘッドの移動例を示す模式図である。
先ず、図４（ａ）に示すように、端末装置１００の表示部１１０に測定ヘッド１０のプローブ１１の画像１１Ｇを表示させた状態で、指Ｆでプローブ１１の画像１１Ｇの周辺をタッチする（タップ動作）。このタップ動作をタッチセンサ１２０で検知することによって、３次元センサ５０はプローブ１１と端末装置１００との相対的な位置を検知する。また、このタップ動作をタッチセンサ１２０で検知した段階で、端末装置１００は作業者から追従指示を受け付けた状態となる。
次に、図４（ｂ）に示すように、端末装置１００を回転させると、端末装置１００の回転に追従してプローブ１１の角度が変化する。すなわち、端末装置１００を所定方向に回転させると、端末装置１００の加速度センサによってその回転角度および回転方向を検知し、この回転角度および回転方向に合わせてプローブ１１を回転させる。
例えば、端末装置１００を右に９０度回転させると、プローブ１１も右に９０度回転することになる。これにより、端末装置１００の回転に合わせてプローブを直観的な操作で回転させることができる。また、端末装置１００の回転に合わせて表示部１１０に端末装置１００の回転角度を数値で表示するようにしてもよい。これにより、端末装置１００の回転角度に追従したプローブ１１の回転角度を正確に把握することができる。
なお、上記の操作方法において、端末装置１００に設けられた加速度センサによって端末装置１００が移動した際の加速度を計測し、計測した加速度が予め設定された値を超えた場合には測定ヘッド１０の移動を停止するようにしてもよい。これにより、端末装置１００を急激に動かした場合には測定ヘッド１０やプローブ１１の移動が停止され、測定ヘッド１０やプローブ１１の不必要な動作を抑制することができる。
また、上記の操作方法において、作業者が端末装置１００の移動に測定ヘッド１０やプローブ１１の移動を追従させる際、端末装置１００が移動していない状態から予め設定された範囲を超えて移動した場合のみ追従させるようにしてもよい。すなわち、端末装置１００の移動における、いわゆる遊びの範囲では測定ヘッド１０等を移動させず、遊びの範囲を超えた場合に追従を開始する。これにより、意図しない端末装置１００の振動（手ぶれ等）があった場合に測定ヘッド１０等の不必要な動作を抑制することができる。
また、上記の操作例において、端末装置１００の移動や回転で測定ヘッド１０およびプローブ１１を移動および回転させているが、端末装置１００の移動量と測定ヘッド１０およびプローブ１１の移動量との比は１：１であってもよいし、１：１でなくてもよい。移動量の比は予め設定されていてもよいし、作業者によって適宜変更できるようにしてもよい。
また、上記の操作例において、あらかじめ定められた移動操作をした場合に、位置計測装置１は、当該移動操作に対応する特定のコマンドが入力されたものとして処理するとよい。例えば、追従動作をしている状態で端末装置１００を所定の動かし方で動かした場合に、プローブ１１の現在位置にて移動を終了する旨の終点決定コマンドが入力されたとして位置計測装置１が処理を行うとよい。
〔位置計測装置の操作方法：その２〕
次に、本実施形態に係る位置計測装置１の操作方法（その２）について説明する。
図５（ａ）および（ｂ）は、操作方法（その２）が適用される位置計測装置を例示する模式図である。
図５（ａ）には位置計測装置１の全体構成が示され、図５（ｂ）にはコントローラ２００が示される。
図５（ａ）に示すように、この位置計測装置１のプローブ１１は非接触型である。非接触型のプローブ１１では、例えばライン状のレーザ光を対象物Ｗに照射して、その反射光を受けることで対象物Ｗの位置を計測する。
図５（ｂ）に示すように、コントローラ２００はジョイスティック２１０、２２０を備えている。この例では２つのジョイスティック２１０、２２０が設けられ、これらを操作することで移動機構２０に指示を送り、測定ヘッド１０およびプローブ１１の位置および角度を制御することができる。
一般的にジョイスティック２１０、２２０を用いた測定ヘッド１０やプローブ１１の移動操作は専門技術を必要とし、正確かつ迅速に目的の位置まで移動させるには多くの時間や熟練が必要となる。また、直観的な操作とは言い難い。
本実施形態では、コントローラ２００に端末装置１００が着脱自在に取り付けられている。この端末装置１００を用いることで測定ヘッド１０およびプローブ１１を直観的に操作することができる。
図６は、端末装置による操作の一例を示す模式図である。
端末装置１００は、コントローラ２００に取り付けられた状態でも、コントローラ２００から取り外した状態でも使用可能である。端末装置１００をコントローラ２００に取り付けた状態で使用すれば、タッチセンサ１２０によるタッチ操作で測定ヘッド１０やプローブ１１の操作が可能となる。また、端末装置１００をコントローラ２００から取り外して使用すれば、端末装置１００を手に持って好みの位置から測定ヘッド１０やプローブ１１を操作することができる。
端末装置１００によって測定ヘッド１０を移動するには、先ず画像取得部１５０によって測定ヘッド１０の画像を取り込む。表示部１１０には画像取得部１５０で取り込んだ測定ヘッド１０の画像が表示される。また、画像取得部１５０で取り込んだ対象物Ｗなどの画像も表示される。
この画像取得部１５０での画像の取り込みとともに、端末装置１００に設けられた３次元センサ１６０によって位置計測装置１や対象物Ｗとの距離を認識する。この際、位置計測装置１や対象物ＷのＣＡＤデータを利用して、画像取得部１５０で取り込んでいる映像に基づく３次元の位置関係を正確に認識するようにしてもよい。
次に、表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像１１Ｇの周辺を指Ｆでタッチする。このタッチ動作をタッチセンサ１２０で検知した段階で、端末装置１００は作業者から追従指示を受け付けた状態となる。そして、指Ｆで表示部１１０をタッチしたまま任意の方向にスライドさせる（ドラッグ動作）。タッチセンサ１２０でドラッグ動作での指Ｆのスライドの距離および方向を検知すると、このスライドの距離および方向に基づき測定ヘッド１０が移動することになる。
すなわち、３次元センサ１６０によってプローブ１１と端末装置１００との相対的な位置関係が認識されているため、タッチセンサ１２０で検知した指Ｆのスライドの距離および方向に基づいて端末装置１００から移動機構２０に動作指示を与える。これにより、作業者は、表示部１１０に表示されたプローブ１１を指Ｆでタッチしてドラッグ動作するだけで、そのスライドの距離および方向に基づき測定ヘッド１０を移動させることができる。
ここで、プローブ１１を移動させる際、対象物ＷのＣＡＤデータを利用して、プローブ１１と対象物Ｗとの衝突を自動判定するようにしてもよい。また、表示部１１０には各種のボタンアイコンＢ１、Ｂ２が表示されており、このボタンアイコンＢ１、Ｂ２を指Ｆでタッチすることで位置計測装置１を制御してもよい。例えば、ボタンアイコンＢ１は方向に対応しており、この方向に対応して測定ヘッド１０やプローブ１１の移動方向を制御することができる。また、ボタンアイコンＢ２は計測指示のアイコンであり、これを選択することでその際のプローブ１１の位置が計測される。
表示部１１０には、プローブ１１の現在の座標値（ＸＹＺの座標値）を表示してもよいし、計測結果を表示してもよい。計測結果は表示部１１０における対象物Ｗの画像の上に重ね合わせて表示してもよい。また、予め作成したパートプログラムによってプローブ１１の軌跡を３次元空間上で確認するようにしてもよい。
図７は、端末装置をコントローラから取り外した状態で使用する例を示す模式図である。
端末装置１００をコントローラ２００から取り外すと、端末装置１００の分離モードが実行され、端末装置１００の単独での計測制御が可能となる。作業者は端末装置１００を手に持った状態で、画像取得部１５０によってプローブ１１の画像を取り込む。表示部１１０には画像取得部１５０で取り込んだプローブ１１の画像１１Ｇが表示される。
端末装置１００の位置や姿勢は端末装置１００に内蔵された加速度センサや３次元センサ５０によって常に把握されている。これにより、画像取得部１５０で取り込んでいるプローブ１１の画像認識がリアルタイムで行われる。
この状態で表示部１１０のプローブ１１の画像１１Ｇの周辺を指Ｆでタッチしてスライドさせる（ドラッグ動作）。ドラッグ動作による指Ｆのスライドの距離および方法はタッチセンサ１２０で検知され、このデータは端末装置１００からコントローラ２００に無線通信等によって送信される。そして、コントローラ２００から位置計測装置１の移動機構２０へ移動指示が送られ、測定ヘッド１０が移動することになる。ドラッグ動作による移動指示は、端末装置１００から位置計測装置１へ直接送信してもよい。
なお、端末装置１００の画像取得部１５０でプローブ１１の画像を拡大および縮小して取り込んだ場合には、この拡大および縮小の倍率に応じて指Ｆのスライドの距離に応じた測定ヘッド１０の移動距離の倍率を変更することが好ましい。すなわち、指Ｆのスライドの距離が同じでも、画像を拡大表示している場合には測定ヘッド１０の移動距離の倍率を低くして微小に移動するように制御し、画像を縮小表示している場合には測定ヘッド１０の移動距離の倍率を高くして素早く移動するように制御すればよい。
図８（ａ）および（ｂ）は、プローブの回転動作を例示する模式図である。
端末装置１００を用いてプローブ１１を回転させるには、先ず、図８（ａ）に示すように、端末装置１００の表示部１１０に表示されたプローブ１１の画像１１Ｇの周辺を指Ｆでタッチしてプローブ１１を選択する。端末装置１００はタッチセンサ１２０で検知した位置と、プローブ１１の画像１１Ｇとの対応を認識して、プローブ１１の移動における追従指示であることを受け付ける。
次に、図８（ｂ）に示すように、タッチした指Ｆを表示部１１０上で円を描くようにスライドさせる。この指Ｆのスライドの回転方向および量をタッチセンサ１２０で検知して、このデータに基づき端末装置１００から位置計測装置１へ指示を送信し、移動機構２０を動作させる。これにより、指Ｆをスライドさせた回転の方向および量に応じてプローブ１１が回転することになる。
例えば、指Ｆを右に９０度回転させるようにスライドすると、プローブ１１も右に９０度回転することになる。これにより、端末装置１００の回転に合わせてプローブを直観的な操作で回転させることができる。また、端末装置１００の回転に合わせて表示部１１０に端末装置１００の回転角度を数値で表示するようにしてもよい。これにより、指Ｆの回転動作に追従したプローブ１１の回転角度を正確に把握することができる。
〔位置計測装置の操作方法：その３〕
次に、本実施形態に係る位置計測装置１の操作方法（その３）について説明する。
操作方法（その３）では、作業者の身体の特定部位（例えば、手Ｈ）の動作（ジェスチャー）に基づき測定ヘッド１０等の移動制御を行う。
図９は、操作方法（その３）が適用される位置計測装置を例示する模式図である。
図９に示すように、この位置計測装置１には、３次元センサ６０が設けられている。例えば、３次元センサ６０はステージ１２の周囲に、死角が発生しないように配置されている。３次元センサ６０によってステージ１２に載置された対象物Ｗ、測定ヘッド１０、その他の物体の３次元位置を認識できるようになっている。
図１０（ａ）〜図１１（ｂ）は、操作方法（その３）の例を示す模式図である。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す操作方法の例では、先ず、図１０（ａ）に示すように、手Ｈを開いた状態から閉じて指先で物を摘まむような動作を行う。この手Ｈの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者からプローブ１１の移動における追従指示が出されたことを認識する。そして、追従指示を認識した際のプローブ１１と手Ｈとの相対的な位置関係を検知する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、手Ｈを閉じた状態のまま任意の方向へ動かす。手Ｈの移動は３次元センサ６０によって検知される。そして、３次元センサ６０によって検知された手Ｈの動きに追従して測定ヘッド１０を移動させるように移動機構２０を制御する。測定ヘッド１０は、手Ｈとの相対的な位置関係が維持されるように移動することになる。例えば、手Ｈを下に動かすことでこの手Ｈの動きに追従して測定ヘッド１０が下に移動することになる。
そして、図１０（ｃ）に示すように、測定ヘッド１０の位置が決まった状態で手Ｈを開くような動作を行う。この手Ｈの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定ヘッド１０の移動における追従動作の解除が指示されたことを認識する。この解除指示が移動機構２０に送られることで、それ以降、手Ｈを動かしても測定ヘッド１０は移動しないことになる。
また、図１１（ａ）に示す操作方法の例では、先ず、２本の指Ｆを所定の間隔に広げる動作を行う。この指Ｆの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定ヘッド１０の移動における追従指示が出されたことを認識する。
次に、２本の指Ｆを所定の間隔に広げた状態のまま回転させる。指Ｆの回転は３次元センサ６０によって検知される。そして、３次元センサ６０によって検知された指Ｆの回転に追従してプローブ１１を回転させる。例えば、指Ｆを右に９０度回転させることで、この指Ｆの回転に追従してプローブ１１が右に９０度回転することになる。
また、図１１（ｂ）に示す操作方法の例では、先ず、２本の指Ｆで物を摘まむような動作を行う。この指Ｆの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定ヘッド１０の移動における追従指示が出されたことを認識する。
次に、２本の指Ｆで物を摘まむような動作をしたまま手Ｈを任意の方向へ動かす。手Ｈの移動は３次元センサ６０によって検知される。そして、３次元センサ６０によって検知された手Ｈの動きに追従して測定ヘッド１０を移動させるように移動機構２０を制御する。例えば、手Ｈを上に動かすことでこの手Ｈの動きに追従して測定ヘッド１０が上に移動することになる。
そして、測定ヘッド１０の位置が決まった状態で２本の指Ｆを開くような動作を行う。この２本の指Ｆの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定ヘッド１０の移動における追従動作の解除が指示されたことを認識する。この解除指示が移動機構２０に送られることで、それ以降、手Ｈを動かしても測定ヘッド１０は移動しないことになる。
次に、手Ｈの動作を利用した測定プログラムの作成について説明する。
図１２は、測定プログラムの作成例について説明する模式図である。
先ず、手Ｈを開いた状態から指Ｆで所定の形を作る動作を行う。この手Ｈの動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定プログラムの作成指示が出されたことを認識する。
次に、指Ｆの形を維持したまま、測定ヘッド１０を移動させる経路に沿って手Ｈを移動させる。そして、対象物Ｗの位置の検出箇所まで手Ｈを移動して指Ｆで検出箇所を触る。３次元センサ６０は、指Ｆの３次元座標を検知しており、予め読み込まれた対象物ＷのＣＡＤデータから指Ｆが対象物Ｗの表面に接触したことを認識することができる。そして、ここまでの手Ｈの移動経路を測定プログラムとして記憶する。
その後、手Ｈを握るような動作を行う。この動作を３次元センサ６０で検知することで、作業者から測定実行の指示が出されたことを認識する。これにより、先に記憶した測定プログラムに沿って測定を開始する。すなわち、先に指定した手Ｈの移動経路に沿って測定ヘッド１０が移動していき、指Ｆで指定した検出箇所の位置をプローブ１１によって計測することになる。
なお、この測定プログラムに沿った測定ヘッド１０の移動において、手Ｈの移動経路に沿って測定ヘッド１０を移動させた場合の対象物Ｗとの衝突を回避するため、予め３次元センサ６０で認識している対象物Ｗの形状や、対象物ＷのＣＡＤデータに基づき衝突のチェックを行い、衝突の危険性があるときは測定ヘッド１０の動作を停止したり、衝突回避の動作を行ったりしてもよい。また、手Ｈによって測定ヘッド１０の移動経路を指定する際に対象物Ｗとの衝突チェックを行い、警告を出力するようにしてもよい。
このように、手Ｈや指Ｆの動作（ジェスチャー）によって測定ヘッド１０やプローブ１１を動作させることができ、直観的で簡単な操作を実現することができる。なお、上記では手Ｈや指Ｆの動作を例としたが、作業者の身体の特定の部位であれば手Ｈや指Ｆ以外であってもよい。
以上説明したように、本実施形態に係る位置計測装置１の操作方法によれば、プローブ１１を手で持って直接移動させるような直観的な操作性によって対象物Ｗの検出箇所を正確かつ迅速に指定することが可能となる。これにより、プローブ１１の位置や姿勢の操作において高度な専門知識や熟練が不要となり、操作ミスの抑制および測定時間の短縮化を図ることが可能となる。
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
本発明は、ＸＹＺの移動機構２０を備えた三次元測定機以外でも好適に利用可能である。例えば、多関節アーム型や単軸移動型の位置計測装置であっても好適に利用できる。
１…位置計測装置
１０…測定ヘッド
１１…プローブ
１１ａ…測定子
１１Ｇ…画像
１２…ステージ
２０…移動機構
２１…Ｘ軸ガイド
２２…Ｙ軸ガイド
２３…Ｚ軸ガイド
５０，６０…３次元センサ
１００…端末装置
１０１…中央演算部
１０２…記憶部
１０３…インタフェース部
１０４…位置検知部
１０５…動作検知部
１１０…表示部
１２０…タッチセンサ
１５０…画像取得部
１６０…３次元センサ
２００…コントローラ
２１０，２２０…ジョイスティック
Ｂ１，Ｂ２…ボタンアイコン
Ｆ…指
Ｈ…手
Ｗ…対象物

Claims (7)

  1. 対象物の位置の検出箇所を指定するプローブを備えた測定ヘッドと、
    前記測定ヘッドを移動するための移動機構と、を備え、
    前記プローブにより指定された前記検出箇所の座標を取得する位置計測装置の操作方法であって、
    画像取得部および表示部を備えた端末装置を用い、前記画像取得部で前記プローブの画像を取得して前記表示部に表示する工程と、
    前記表示部に前記プローブの画像が表示された状態で前記端末装置によって移動指示を受け付けた際、前記プローブと前記端末装置との相対的な位置関係を検出する工程と、
    前記位置関係に基づき前記移動機構を動作して前記端末装置で受け付けた移動指示に追従して前記測定ヘッドの移動制御を行う工程と、
    を備え、
    前記測定ヘッドの移動制御を行う工程は、前記移動指示を受け付けた際の前記プローブの画像の前記表示部への表示位置が固定されるように前記端末装置の移動に追従して前記測定ヘッドを移動させることを含むことを特徴とする、位置計測装置の操作方法。
  2. 前記表示部における前記プローブの画像の表示位置が固定された状態を解除する工程と、
    前記表示位置の固定が解除された状態で前記測定ヘッドの移動を停止する工程と、
    をさらに備えた請求項１に記載の位置計測装置の操作方法。
  3. 前記測定ヘッドの移動制御を行う工程は、前記端末装置が移動した際の加速度が予め設定された値を超えた場合に前記測定ヘッドの移動を停止することを含む、請求項１または２に記載の位置計測装置の操作方法。
  4. 前記測定ヘッドの移動制御を行う工程は、前記端末装置が移動していない状態から予め設定された範囲を超えて移動した場合に前記端末装置の移動に追従した前記測定ヘッドの移動を開始することを含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置計測装置の操作方法。
  5. 前記測定ヘッドの移動制御を行う工程は、前記端末装置の回転移動に応じて前記プローブの角度を変化させることを含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の位置計測装置の操作方法。
  6. 端末装置に対するあらかじめ定められた移動操作に応じて、当該移動操作に対応する特定のコマンドが入力されたものとして処理を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の位置計測装置の操作方法。
  7. 前記表示部はタッチセンサを有しており、
    前記測定ヘッドの移動制御を行う工程は、前記移動指示を受け付けた後に前記タッチセンサで検知した接触の距離および接触の方向に基づき前記測定ヘッドを移動させることを含む、請求項１〜６のいずれか１つに記載の位置計測装置の操作方法。
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