JP6969886B2

JP6969886B2 - 飛行機組み立て構築プロセスに対するファクトリオートメーションの適用

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Publication number: JP6969886B2
Application number: JP2017075785A
Authority: JP
Inventors: アルン・アヤガリ; ティ・キュー・グエン; ゴク・エス・レ; デイヴィッド・エイチ・アミレテシャミ; ベンジャミン・ジェイ・アイヴァース
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2021-11-24
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Also published as: US9817402B1; JP2018008368A; RU2729914C2; KR102432270B1; RU2017111506A3; KR20180007316A; RU2017111506A; CN114578777A; EP3270246B1; CA2966283C; CN114578777B; CA2966283A1; CN107608314A; BR102017009024A2; EP3270246A1; CN107608314B

Description

本発明は、概してファクトリオートメーションの分野に関し、特に、飛行機組み立て構築プロセスに対するファクトリオートメーションの適用に関する。

飛行機組み立て構築プロセスのためのワークセルおよび工場レベルの自動化は通常、前部胴体および後部胴体用の特定のワークセルからそれぞれ構成される。一般的なワークセルは、胴体組立品を保持して位置決めする複数の架台（cradle fixture）と、整備台とを含む。ワークセルおよび工場レベルの自動化には一般的に、胴体の内側と外側との両方でロボットを搬送する無人搬送ビークル（AGV）が、胴体の内側のAGV上のロボットが胴体の外側にあるAGV上のロボットと協調するように作動することを目的として、架台上の胴体組立品に対する高い要求位置精度および再現性を実現することが必要である。

AGVの4つの側部の各々に取り付けられたレーザ・スキャナ・センサによって、胴体の外側のAGVの経路計画およびナビゲーションを誘導する。これらのレーザ・スキャナ・センサはその視野（FoV）内の対象に対する距離を測定することができ、その動眼視野（FoR）内の対象に対するこれらセンサの測距距離は、経路計画およびナビゲーションで用いる2次元（2D）視野平面内の外形またはマップを構築するAGVコントローラーにより用いられる。

改善について2つの領域がある。すなわち、（1）特定のワークセル内の指定ノード位置（taught node position）に戻る際のAGVの精度および再現性、および（2）類似する架台および整備台の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセルにまたがる特定のワークセル内に架台および整備台がある場合の、同じ指定ノード位置を用いるAGVの能力の領域がある。

領域（1）に関して、架台および／または整備台に隣接するAGVは、それがワークセル内の指定ノード位置に接近するか、その指定ノード位置ある際に、AGVの4つの側部の各々にあるレーザ・スキャナ・センサのいずれかまたはすべてを用いてもよい。ただし、動作上の観点からは、架台および／または整備台に直接面するかつ／または隣接するレーザ・スキャナ・センサが、使用に理想的なものである。AGVの後部および側部にある他のレーザ・スキャナ・センサは、架台および／または整備台上の目標形状を効果的に観察することができたり、できなかったりする場合がある。AGVにより用いられるレーザ・スキャナ・センサは、個々のステップで190°にわたってスキャンし、これにより、光学パルスタイム・オブ・フライト測定（optical pulse time−of−flight measurement）原理を用いてレーザビーム経路内の対象に対する距離を測定する。レーザ・スキャナ・センサのビーム経路内の対象に対する距離測定は、系統またはバイアス誤差および統計的偶然誤差を含む。レーザ・スキャナ・センサの5シグマ測定誤差（系統またはバイアス誤差および統計的偶然誤差）は、ワークセル内の指定ノード位置に戻る際の所望のAGV精度および再現性よりも大きいオーダーであり、したがって、測定距離の単純測定平均では十分ではない。

領域（2）に関して、類似する架台および整備台の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセルにまたがる特定のワークセル内に架台および整備台がある場合の、同じ指定ノード位置を用いるAGVの能力は、特定のワークセル内のレーザ・スキャナ・センサの動眼視野（FoR）および視野（FoV）内の目標形状以外の対象の変わり易さのために、解決困難なものである。ワークセル内の架台または整備台上の目標形状が、計測精度を持ち、かつ他のワークセルにわたる類似する架台および整備台の他のセットまたは複製物上にある状態で複製されていると仮定する。レーザ・スキャナ・センサが190°にわたって49メートルの測距距離仕様でスキャンする場合、動作環境において、架台および整備台上の目標形状以外の他の静的および動的対象がピックアップされることで、マッピングの曖昧さと、架台および／または整備台に隣接するワークセル内の所望のノード位置に移動するためのAGVの経路計画およびナビゲーションについての問題とが生じる尤度は高い。

したがって、飛行機組み立て構築プロセスに対するファクトリオートメーションの適用に対する改善が本技術において必要である。

上記の先行技術における限定を克服し、本明細書を読み、理解する上で、明らかである他の限定を克服するために、本発明は、1つ以上のレーザ・スキャナ・センサを有するAGVを用いるワークセルおよび工場レベルの自動化のための方法および装置を開示する。

AGV上のレーザ・スキャナ・センサの1回以上の較正を実行してレーザ・スキャナ・センサによって行なわれる距離測定の系統またはバイアス誤差および偶然誤差を決定する。較正は、レーザ・スキャナ・センサによって行なわれる距離測定の系統もしくはバイアス誤差または偶然誤差の分布および標準偏差を決定するための、目標参照点に対するAGV上のレーザ・スキャナ・センサのオフライン較正である。偶然誤差の分布はガウス分布を備える。あるいは、分布がガウス分布を備えないとき、テーブルに格納される。

AGV上のレーザ・スキャナ・センサを用いてワークセル内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なう。特に、AGV上のレーザ・スキャナ・センサのFoRにわたって各角度インデックスステップでAGV上のレーザ・スキャナ・センサのFoV内の対象に距離測定を行なう。一実施の形態では、ワークセル内の架台または整備台に直接面するか、隣接するAGV上のレーザ・スキャナ・センサのみを用いて距離測定を行なう。別の実施の形態では、AGV上のレーザ・スキャナ・センサのFoRにわたってAGV上のレーザ・スキャナ・センサの1つ以上を用いて距離測定を行なう。

ワークセル内の架台または整備台の目標形状ではない対象の距離測定をフィルタリングする。目標形状ではない対象を除外するために、目標形状の各々の周囲に凸ゾーンを定める。目標形状の周囲長と定めた凸ゾーンの周囲長との間の距離マージンが、他のいかなる静的または動的対象も、目標形状の周囲長と定めた凸ゾーンの周囲長との間に形成される環状空間を占めない程度に十分に小さい。目標形状の各々の周囲に定めた凸ゾーンの閾値境界の外側の距離測定をフィルタリングし、AGV上のレーザ・スキャナ・センサのFoR内の対象の各々のフィルタリングされた距離測定を提供する。

レーザ・スキャナ・センサの系統またはバイアス誤差をフィルタリングされた距離測定から除去する。

レーザ・スキャナ・センサの偶然誤差を用いて、フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成する。

最後に、2D視野平面内の目標形状のマップを評価距離測定を用いて構築する。ワークセル内の架台または整備台に対するAGVの経路計画ナビゲーション制御に構築されたマップを用いる。特に、構築されたマップにより、AGVはワークセル内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる。さらに、ワークセルが参照ワークセルである場合であって、他のワークセル内の架台または整備台が参照ワークセル内の架台または整備台と同じ様に配置されているとき、構築されたマップにより、AGVまたは別のAGVは1つ以上の他のワークセル内の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる。

ここで、図面を参照する。図面では、類似の参照番号は全体にわたって対応する部分を表わす。

一実施の形態に係る典型的なワークセルのレイアウトを示す。一実施の形態に係る、典型的なワークセルのレイアウトで用いられることができる整備台を示す。一実施の形態に係る典型的なワークセルのマップを示す。一実施の形態に係る典型的なワークセルのマップを示す。一実施の形態に係る典型的なワークセルのマップを示す。一実施の形態に係る、レーザ・スキャナ・センサを有する無人搬送ビークルの使用を示す概略図である。一実施の形態に係る、無人搬送ビークルのためのオフライン較正プロセスを実行するステップを示すフローチャートである。一実施の形態に係る、無人搬送ビークルのレーザ・スキャナ・センサを用いてスキャンプロセスを実行するステップを示すフローチャートである。一実施の形態に係る航空機の製造および保守点検方法のフロー図である。一実施の形態に係る航空機のブロック図である。

好ましい実施の形態の以下の説明では、その一部を形成する添付の図面を参照し、図面では、本発明を実施し得る特定の実施の形態が例示として示されている。他の実施の形態を当然利用することができ、本発明の範囲を逸脱しない範囲で構造変更を当然行なうことができる。

概要
図1Aは、胴体組立品104を保持して位置決めする1つ以上の架台102を含む典型的なワークセル100のレイアウトを示す。1つ以上のAGV106が、胴体組立品104の内側と外側との両方にあるロボット108を搬送する。典型的なワークセル100のレイアウトは、図1Bに示されているような整備台110も含んでもよく、整備台110はワークセル100内のどこに配置してもよい。

ワークセルおよび工場レベルの自動化には、架台102または整備台110に対して高い要求位置精度および再現性をAGV106が実現することが必要であり、これにより、胴体組立品104の外側のロボット108は、胴体組立品104の内側のロボット108と協調するように作動することができる。一実施の形態では、AGV106は経路計画およびナビゲーションのためにマップを構築し、マップは2D視野平面内に表現されるワークセル100内の対象のデジタル表現を含む。

図1Cは、胴体組立品（図示せず）を保持して位置決めする複数の架台102（架台1，2および3とも示されている）と、整備台110とを含む典型的なワークセル100のレイアウトのマップを示す。

図1Dは、図1Cの架台102または整備台110の上面図または平面図であり、架台102または整備台110は、目標形状112（F1，F2，F3，F4，F5，F6，F7およびF8とも示されている）と、脚114（L1，L2，L3およびL4とも示されている）とを含む。目標形状112も脚114も、それらが架台102または整備台110の下で上面図または平面図において隠れていることを示す一点鎖線の略図で示されている。一実施の形態では、目標形状112は、架台102または整備台110に取り付けられるアライメント支援物である一方で、脚114は、架台102または整備台110のための支持構造である。さらに、架台102または整備台110上の目標形状112の構成は、架台102または整備台110の種類または機能を一義的に特定する。

図1Eは、図1Cおよび図1Dの架台102または整備台110の正面図であり、架台102または整備台110は、目標形状112（F1，F2，F3およびF4とも示されている）と、脚114（L1およびL2とも示されている）とを含む。目標形状112も脚114も、それらが架台102または整備台110の正面図で隠れていないことを示す実線の略図で示されている。

図1Fは、架台102または整備台110の上面図または平面図であり、架台102または整備台110は、目標形状112（F1，F2，F3，F4，F5，F6，F7およびF8とも示されている）と、脚114（L1，L2，L3およびL4とも示されている）とを含む。目標形状112も脚114も、それらが架台102または整備台110の下で上面図または平面図において隠れていることを示す一点鎖線の略図で示されている。

図1Fでは、AGV106は、架台102または整備台110の近傍で動作する。AGV106は、少なくとも1つのコントローラー116（CTLとも示されている）と、AGV106の4つの側部の各々にあるレーザ・スキャナ・センサ118（LSS1，LSS2，LSS3およびLSS4とも示されている）とを含む。レーザビーム120を用いて目標形状112をスキャンするのにレーザ・スキャナ・センサ118を用いる。レーザ・スキャン・センサ118は、目標形状112に対する距離測定を行ない、かつ、以下により詳細に記載されるような、目標形状112の周囲で一点鎖線の略図を用いて四角によって示されている凸ゾーン122を特定するために用いる。

コントローラー116は、汎用または専用コンピュータまたはプロセッサを備えてもよい。1つのコントローラー116のみが示されているが、AGV106およびロボット108ならびにそのサブシステムをそれぞれ制御するのに複数のコントローラー116を設けてもよい。コントローラー116は、様々な動作および制御プログラムならびに経路計画およびナビゲーション用のマップを記憶し得るオンボード・メモリ・ストレージを含む。

いくつかの実施の形態では、AGV106は完全に自律的であってもよく、コントローラー116は、AGV106の移動およびロボット108の制御を含むすべての動作を自動的に行なうようにプログラムされる。しかしながら、他の実施の形態では、AGV106は、部分的にのみ自動化されてもよく、コントローラー116には、別のシステムおよび／または指示もしくはコマンドをAGV106に入力するオペレータが必要であってもよい。

コントローラー116は、simultaneous localization and mapping（SLAM）原理を用いるAGV106用の経路計画およびナビゲーションを行ない、AGV106の4つの側部の各々に取り付けられるレーザ・スキャナ・センサ118で誘導される。上記のように、レーザ・スキャナ・センサ118は、工場の床から数インチである2D視野平面内の対象をマッピングすることができ、2D視野平面内の対象に対する距離測定をサポートするように拡張されている。

本課題は、（1）架台102または整備台110がワークセル100内にある場合の、指定ノード位置に戻る際のAGV106精度および再現性と、（2）類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物を他のワークセル100が用いる場合の、同じ指定ノード位置を用いる能力との2つの主な領域からなる。

一実施の形態では、経路計画ナビゲーションコントローラー116によって数学的アプローチを適用し、経路計画ナビゲーションコントローラー116により、架台102および整備台110上の目標形状112を用いることによりモデルをマッピングするレーザ・スキャナ・センサ118を用いて、AGV106は指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる。このアプローチにより、系統またはバイアス誤差と偶然誤差との両方を含む、所定の目標形状112に対する距離測定誤差がある状態でレーザ・スキャナ・センサ118を用いると、距離測定誤差がフィルタリングされ、かつレーザ・スキャナ・センサ118の系統またはバイアス誤差が除去されることが可能になり、したがって、AGV106の経路計画ナビゲーションコントローラー116がワークセル100内の架台102または整備台110に対する所望の位置精度および再現性を実現することが可能になる。

さらに、このアプローチにより、ワークセル100内の架台102または整備台110上の目標形状112の周囲に2D領域境界、すなわち凸ゾーン122が定められ、AGV106のレーザ・スキャナ・センサ118によって特定される当該マッピング目標形状112が他の対象を含まないことが確実になり、これにより、AGV106の経路計画ナビゲーションコントローラー116用に、曖昧さなしに、目標形状112の正確でかつ完備性を備えたセットがAGV106に提供される。これと組み合わせて、参照ワークセル100の架台102または整備台110上の目標形状112が、計測精度を持ち、かつ他のワークセル100にわたる類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物上にある状態で複製されている場合、AGV106は、他のワークセル100にまたがる参照ワークセル100から同じ指定ノード位置を用いることができ、これにより、所定のワークセルおよび工場レベルの自動化プロセスのために指定ノード位置をさらに指定して確認する（すなわち、前部胴体および後部胴体ためにそれぞれさらに指定して確認する）必要がほとんどなくなる。

このことは、現状のマッピング技術を、改善したマッピング技術と対比して以下に、より詳細に記載されている。

現状のマッピング技術
1）ワークセル内の指定ノード位置に戻る際のAGVの精度および再現性
現状のマッピング技術は、レーザ・スキャナ・センサ118による測定距離の単純測定平均を用いる。このセットアップでは、レーザ・スキャナ・センサ118は、ワークセル100内のレーザ・スキャナ・センサ118のFoRおよびFoV内の目標形状112を含む複数の対象に対する複数（30〜50）の距離測定を行なうようにプログラムされる。この場合、任意の以前に観測または指定された対象の異常距離測定値を除去し、単純平均を計算して特定の観測または指定された対象についての距離測定を決定する。その後、これらの平均距離測定は、所定のワークセル100内で特定のレーザ・スキャナ・センサ118により観測されるような2D視野平面のマップを生成するのに用いられる。レーザ・スキャナ・センサ118に由来する生じ得る系統またはバイアス誤差を含む平均距離測定に基づいて所定のAGV106位置から所定のワークセル100用の観測2Dマップを生成すると、距離測定誤差（系統またはバイアス誤差および偶然誤差）が生じて、AGV106の経路計画ナビゲーションコントローラー116がワークセル100内の指定ノード位置に戻る際に所望の精度および再現性を実現することができなくなる。言い換えると、経路計画ナビゲーションコントローラー116は、所望の位置を探索するように粗い運動ステップの後に細かい運動ステップが続くという組合せを用いて、比例積分微分（PID）コントローラー116として機能する。この場合、コントローラー116は、コントローラーに入力される距離測定のノイズ下限未満で動作することが予想される。すなわち、感知または観測された入力のノイズにより、経路計画ナビゲーションコントローラー116の制御性は制限される。2D平面のマップの距離測定の上記の不確実性のために、ワークセル100内の指定ノード位置に戻る際のAGV106の精度および再現性を高い信頼度で実現することができず、したがって、ワークセルおよび工場レベルの自動化プロセスに悪影響を与える。

2）類似する架台および整備台の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセルにまたがる特定のワークセル内に架台および整備台がある場合の、同じ指定ノード位置を用いるAGVの能力
現状のマッピング技術では、ワークセル100内のレーザ・スキャナ・センサ118のFoRおよびFoV内の目標形状112以外の対象が、類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物を用いるすべてのワークセル100にわたって同一の見え方を示すことを想定している。参照ワークセル100内の架台102または整備台110上の目標形状112が、計測精度を持ち、かつ他のワークセル100にわたる類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物上にある状態で複製されていると仮定する。AGV106の任意の所定の側部で用いられるレーザ・スキャナ・センサ118は、約190°にわたって約49メートルの測距距離仕様でスキャンすることができる。これらのレーザ・スキャナ・センサ118仕様が与えられる場合、動作環境において、架台102または整備台110上の目標形状112を越える他の静的および動的対象がピックアップされる尤度は高い。これにより、架台102および／または整備台110に隣接するワークセル100内の所望のノード位置にAGV106を動かすときに、AGV106の経路計画ナビゲーションコントローラー116についてのマッピングの曖昧さおよび不確実性が生じる場合がある。さらに、このアプローチでは、AGV106の側部の各々にそれぞれ取り付けられる4つのレーザ・スキャナ・センサ118を用いる。AGV106の後部および側部にあるレーザ・スキャナ・センサ118は、ワークセル100からワークセル100に変更し得る他の静的および動的対象をピックアップし得る。これにより、2D平面の動的なマップは変化し易くなる場合があり、結果として、類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセル100にまたがる参照ワークセル100内に架台102および整備台110がある場合の、同じ指定ノード位置を効果的に用いるAGV106の能力がなくなる。さらに、架台102および／または整備台110に直接面するか、隣接するレーザ・スキャナ・センサ118に加えて、AGV106の側部にあるレーザ・スキャナ・センサ118を計画されているように使用すると、考慮中の主要な剛体架台102または整備台110を越える目標形状112が観察され得る。典型的なワークセル100は、胴体組立品を保持して位置決めする複数の架台102と、整備台110とを含む。しかしながら、これらの複数の剛体架台102および整備台110間の離隔距離は、類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセル100にわたる2D平面のマップの、完備性を備え、かつ正確な表示を保証する計測要求に対して正確ではない。したがって、1つの剛体架台102または整備台110を越える目標形状112を用いると、2D平面の動的なマップは変化し易くなり、結果として、類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセル100にまたがる参照ワークセル100内に架台102および整備台110がある場合の、同じ指定ノード位置を効果的に用いるAGV106の能力がなくなる。

改善されたマッピング技術
1）ワークセル内の指定ノード位置に戻る際のAGVの精度および再現性
改善されたマッピング技術では、目標参照点に対するAGV106の各側部上の4つのレーザ・スキャナ・センサ118のオフライン較正を行なって、レーザ・スキャナ・センサ118のFoV内の対象に対する距離測定のための測距機能を実行するときに4つのレーザ・スキャナ・センサ118間の系統またはバイアス誤差を決定し、これにより、計算プロセスを用いて、距離測定から対象および目標形状112に対する系統またはバイアス誤差を除去することができる。

このアプローチでは、AGV106の各側部にある4つのレーザ・スキャナ・センサ118の各々について距離測定の偶然誤差の分布および標準偏差を決定するオフライン較正プロセスも実行される。通常、距離測定の偶然誤差の分布はガウス分布にしたがうが、このプロセスでは、このことを確認し、センサ118が正確なガウス分布プロセスにしたがわない場合、計算プロセスにおいてより忠実になることを目的とするオフライン較正プロセスにより分布ルックアップテーブルを構築することができる。多くの場合、レーザ・スキャナ・センサ118の製造者仕様で説明されているような距離測定の偶然誤差の標準偏差は、特定のセンサ118が実際に実現するものよりも大きく、したがって、計算プロセスにおいてより忠実になることを目的とするオフライン較正プロセスによる距離測定の偶然誤差の標準偏差が用いられる。このアプローチでは、レーザ・スキャナ・センサ118のFoRにわたるスキャンによる、目標形状112に関連する特定の対象に対する距離測定から、特定のレーザ・スキャナ・センサ118の測定系統またはバイアス誤差を除去する。

最大尤度およびベイジアンパラメータ評価統計技術のような数学的フィルタ／推定を、特定の対象または目標形状112に対するレーザ・スキャナ・センサ118の距離測定の各々の精度を改善するのに用いる。オフライン較正プロセスによる特定のレーザ・スキャナ・センサ118の距離測定の偶然誤差の分布および標準偏差を用いる、再帰的ベイズ推定（Recursive Bayesian Estimator）のような技術を適用することで、距離測定の偶然誤差が相当程度にフィルタリングされ、これにより、ワークセル100内の指定ノード位置に戻る精度および再現性をAGV106が実現することが可能になることを示した。

2）類似する架台および整備台の他のセットまたは複製物を用いる他のワークセルにまたがる特定のワークセル内に架台および整備台がある場合の、同じ指定ノード位置を用いるAGVの能力
改善されたマッピング技術では、参照ワークセル100内の架台102または整備台110上の目標形状112が、計測精度を持ち、かつ他のワークセル100にわたる類似する架台102および整備台110の他のセットまたは複製物上にある状態で複製されていると仮定する。

このアプローチは、ワークセル100内で所定のノード位置から次のノード位置への粗いAGV106運動および細かいAGV106運動を行なう場合、以下の選択肢の1つ以上を含む。
・架台102または整備台110に直接面するか、隣接するレーザ・スキャナ・センサ118のみを用いる。または、他のレーザ・スキャナ・センサ118を用いてもよく、さらに、これらの他のレーザ・スキャナ・センサ118が架台102または整備台110の目標形状112を観察することができるとき、架台102または整備台110に直接面するか、隣接する主レーザ・スキャナ・センサ118を用いてもよい。
・所定の架台102または整備台110に関連する目標形状112のみを用い、ワークセル100内の静的または動的対象を用いない。
・1つの架台102または整備台110に関連する目標形状112のみを用い、さらに、AGV106に最も近い少なくとも3つの目標形状112を用いる。言い換えると、1つの架台102または整備台110は、複数の目標形状112、すなわち、AGV106に対して架台102または整備台110の近い側にあるいくつかと、遠い側にあるその他を有するので、この場合、目標形状112のうちの少なくとも3つがAGV106に対して架台102または整備台110の近い側によるものであると言える。

このアプローチでは、ワークセル100内の架台102または整備台110に関連する目標形状112の各々の周囲に凸ゾーン122を定め、目標形状112が定めた凸ゾーン122内に完全に位置するように定める。目標形状の112の周囲長と定めた凸ゾーンの122の周囲長との間の距離マージンは、目標形状の112の周囲長と定めた凸ゾーン122の周囲長との間に形成される環状空間を他の任意の無関係な静的または動的対象が占めると考えられない程度に小さい。特定の目標形状112の周囲の凸ゾーン122の周囲長により、計算プロセスに含まれる必要がある、レーザ・スキャナ・センサ118のFoR内の、対象に対する距離測定の閾値境界が定められるが、特定の目標形状112に対する閾値境界の外側の検知対象は無視する。このアプローチにより、あるワークセル100から別のワークセルに変更された静的および動的対象を無視することができるが、さらに、所定のワークセル100に関連する特定の架台102または整備台110に関連するホース、ケーブルなどの要素により、変わり易さが緩和される。

ワークセルおよび工場レベルの自動化プロセスのための改善されたマッピング技術を実施するプロセスは、以下に、より詳細に記載される。

オフライン較正プロセス
図2は、AGV106のレーザ・スキャナ・センサ118のオフライン較正プロセスを実行するステップを示すフローチャートである。

ブロック200は、AGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118（すなわち、LSS1〜LSS4）の1回以上の較正を実行してレーザ・スキャナ・センサ118で行なわれる距離測定の系統またはバイアス誤差を決定するステップを表わす。

ブロック202は、AGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118（すなわち、LSS1〜LSS4）の1回以上の較正を実行してレーザ・スキャナ・センサ118で行なわれる距離測定の偶然誤差を決定するステップを表わす。

ブロック200および202で実行される較正は、目標参照点に対して実行されるAGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118のオフライン較正であり、レーザ・スキャナ・センサ118で行なわれる距離測定の系統もしくはバイアス誤差および／ならびに偶然誤差の分布および標準偏差を決定する。上記のように、偶然誤差の分布はガウス分布を備え得る。あるいは、この分布がガウス分布を備えないとき、分布はテーブルに格納される。

スキャンプロセス
図3は、AGV106のレーザ・スキャナ・センサ118を用いてスキャンプロセスを実行するステップを示すフローチャートである。

ブロック300は、AGV106のレーザ・スキャナ・センサ118を用いるスキャンプロセスを開始するステップを表わす。

ブロック302〜306は、1〜N回目のスキャンについて実行されるループを表わす。

このループの各繰り返しでは、ブロック304は、AGV106上の少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ118を用いてワークセル100内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップを表わす。特に、このステップは、AGV106のレーザ・スキャナ・センサ118のFoRにわたる各角度インデックスステップ（angular index step）でAGV106のレーザ・スキャナ・センサ118のFoV内の対象に対する距離測定を行なう。一実施の形態では、距離測定は、ワークセル100内の架台102または整備台110に直接面するか、隣接するAGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118のみを用いて行なう。別の実施の形態では、距離測定は、AGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118のFoRにわたってAGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118の1つ以上を用いて行なう。

ブロック306は、N回のスキャンが完了したか否かを判断する判定ブロックであり、完了した場合、制御はブロック308に移り、別の場合、制御はブロック302に移ってループの次の繰り返しを実行する。

ブロック308は、ワークセル100内の架台102または整備台110上の目標形状112ではない対象の距離測定をフィルタリングするステップを表わす。特に、このステップは、スキャンされている1つの架台102または整備台110に関連する目標形状112毎に定められる凸ゾーン122の閾値境界の外側の、N回のスキャンによるすべての距離測定をフィルタリングし、目標形状112に関連するFoR内のK個の対象の各々のN回の距離測定を提供する。凸ゾーン122は、目標形状112ではない対象を除外するために、目標形状112の各々の周囲に定められる。目標形状112の周囲長と定めた凸ゾーン122の周囲長との間の距離マージンが、他のいかなる静的または動的対象も、目標形状112の周囲長と定めた凸ゾーン122の周囲長との間に形成される環状空間を占めない程度に十分に小さい。目標形状112の各々の周囲に定めた凸ゾーン122の閾値境界の外側の距離測定をフィルタリングし、AGV106上のレーザ・スキャナ・センサ118のFoR内の対象の各々のフィルタリングされた距離測定を提供する。

ブロック310〜316は、FoR内の1〜K番目の対象について実行されるループを表わす。

このループの各繰り返しでは、ブロック312は、フィルタリングされた距離測定（すなわち、FoR内の選択された対象に関連するN回の距離測定の各々）からレーザ・スキャナ・センサ118の系統またはバイアス誤差を除去するステップを表わし、ブロック314は、レーザ・スキャナ・センサ118の偶然誤差の分布および標準偏差を用いて、再帰的ベイズ推定のような数学的フィルタまたは推定をフィルタリングされた距離測定に適用して、FoR内の選択された対象に対する評価距離測定を生成するステップを表わす。

ブロック316は、FoR内のK個の対象が完了したか否かを判断する判定ブロックであり、完了した場合、制御はブロック318に移り、別の場合、制御はブロック310に移ってループの次の繰り返しを実行する。

ブロック318は、AGV106とレーザ・スキャナ・センサ118のFoR内の目標形状112との間の2D視野平面内での評価距離測定を用いてワークセル100内の架台102または整備台110上の目標形状112のマップを構築するステップを表わす。

ブロック320は、AGV106の経路計画ナビゲーションコントローラー116に、2D視野平面内の目標形状112の構築されたマップを格納し、ワークセル100内の架台102または整備台110に対するAGV106の経路計画ナビゲーション制御に構築されたマップを用いるステップを表わす。特に、構築されたマップにより、AGV106はワークセル100内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる。

AGV106は許容可能な位置精度の範囲内で指定ノード位置に戻る。すなわち、正確な位置である必要はなく、高い信頼度に対する指定された許容誤差の範囲内である。したがって、（1）許容可能な位置精度の範囲内でノード位置に到着するように指定を受けるAGV106の能力、および、（2）その後にAGVが許容可能な位置精度の範囲内で指定ノード位置に戻るように命令されるとき、これにしたがって、位置再現性を実現することという2つの面がある。

さらに、ワークセル100が参照ワークセル100である場合であって、他のワークセル100内の架台102または整備台110が参照ワークセル100内の架台102または整備台110と同じ様に配置されているとき、構築されたマップにより、AGV106または別のAGV106は1つ以上の他のワークセル100内の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる。

飛行機組み立て
本開示の実施の形態は、図4に示されているような航空機の製造および保守点検方法400と、図5に示されているような航空機500とに関して記載されている場合がある。

図4に示されているように、プリプロダクション中に、典型的な方法400は、航空機500の仕様および設計402と材料調達404とを含んでもよい。製造中、航空機500の構成要素および部分組立品の製造406と、航空機500のシステム統合408とを行ない、これらは、ここに記載されているAGV106、コントローラー116およびレーザ・スキャナ・センサ118を用いるワークセルおよび工場レベルの自動化を含む。その後、航空機500は、就航中412の状態するために、認証および搬送410を経てもよい。顧客による就航中、航空機500には、定期整備および定期保守点検414（修正、再構成、改装などを含む）が計画されている。定期整備および定期保守点検414も、ここに記載されているAGV106、コントローラー116およびレーザ・スキャナ・センサ118を用いるワークセルおよび工場レベルの自動化を含む。

方法400のプロセスの各々は、システム統合業者、サードパーティおよび／または管理者（たとえば、顧客）によって行なわれてもよい、すなわち履行されてもよい。この説明の適用上、システム統合業者は、任意の数の航空機製造者と主要なシステム下請け業者とを限定せずに含んでもよく、サードパーティは、任意の数のベンダ、下請け業者およびサプライヤを限定せずに含んでもよく、管理者は、航空会社、リース会社、軍（military entity）、サービス組織などであってもよい。

図5に示されているように、典型的な方法400によって製造される航空機500は、複数のシステム504をともなう機体502と、内部506とを含んでもよい。高水準のシステム504の例は、推進システム508、電気システム510、油圧システム512および環境システム514のうちの1つ以上を含む。任意の数の他のシステムを含んでもよい。航空宇宙の例が示されているが、本発明の原理は、自動車産業のような他の産業に適用されてもよい。

ここで具体化されている装置および方法は、製造および保守点検方法400のステージの任意の1つ以上のステージ中に用いてもよい。たとえば、製造プロセス406に対応する構成要素または部分組立品は、航空機500が就航中に製造される構成要素または部分組立品と同様に製作または製造されてもよい。また、たとえば、航空機500の組み立てを実質的に短縮するか、航空機500のコストを実質的に下げることにより、製造ステージ406および408中に、1つ以上の装置の実施の形態、方法の実施の形態またはこれらの組合せを利用してもよい。同様に、たとえば、整備および保守点検414に対して、限定せずに、航空機500が就航中に、1つ以上の装置の実施の形態、方法の実施の形態またはこれらの組合せを利用してもよい。

利益
ここに記載されている実施の形態は、飛行機組み立て構築プロセスに対するファクトリオートメーションの適用を可能にすることによって、顕著な価値が潜在的にあるといった利益をもたらし、これらの利益は、製造速度、品質および安全における有効な改善を直接可能にする一方で、コストを低減する。

ここに記載されている実施の形態は、航空宇宙用途を越えて広がる他の製造領域に同様に適用でき、影響を及ぼす。たとえば、離散事象動的システムから構成される階層的管理制御システムの範囲の完全なワークセルおよび工場レベルの自動化を実現する他の産業の他の会社によって使用される可能性がある。上記会社は、航空機製造者、電気電子機器製造者、自動車製造者およびファクトリ・オートメーション・ベンダを含んでもよい。

このようにして、概要を示すと、本発明の第1の態様に係れば、以下が提供される。
A1．無人搬送ビークル（AGV）（106）上の少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いてワークセル（100）内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップ（304）と、
ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）ではない対象の距離測定をフィルタリングするステップ（308）と、
フィルタリングされた距離測定からレーザ・スキャナ・センサ（118）の系統またはバイアス誤差を除去するステップ（312）と、
レーザ・スキャナ・センサ（118）の偶然誤差を用いて、フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成するステップ（314）と、
評価距離測定を用いてワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）と、
ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）に対するAGV（106）の経路計画ナビゲーション制御に構築されたマップを用いるステップ（320）と
を備えるワークセルおよび工場レベルの自動化のための方法。

A2．構築されたマップにより、AGV（106）はワークセル（100）内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる、パラグラフA1の方法も提供される。

A3．ワークセル（100）が参照ワークセル（100）であり、また、他のワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）が参照ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）と同様に配置されているとき、構築されたマップにより、AGV（106）または別のAGV（106）は1つ以上の他のワークセル（100）内の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる、パラグラフA2の方法も提供される。

A4．AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の1回以上の較正を実行してレーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる距離測定の系統またはバイアス誤差および偶然誤差を決定するステップ（200，202）をさらに備えるパラグラフA1の方法も提供される。

A5．較正を実行するステップは、目標参照点に対してAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）のオフライン較正を実行してレーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる距離測定の系統またはバイアス誤差を決定するステップ（200）を備える、パラグラフA4の方法も提供される。

A6．較正を実行するステップは、目標参照点のプロセスに対してAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）のオフライン較正を実行してAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる距離測定の偶然誤差の分布および標準偏差を決定するステップ（202）を備える、パラグラフA4の方法も提供される。

A7．分布はガウス分布を備える、パラグラフA6の方法も提供される。

A8．分布がガウス分布を備えない場合、分布はテーブルに格納される、パラグラフA6の方法も提供される。

A9．距離測定を行なうステップは、ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）に直接面するか、隣接するAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いるステップ（304）を備える、パラグラフA1の方法も提供される。

A10．少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）は複数のレーザ・スキャナ・センサ（118）を備えており、距離測定を行なうステップは、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたってAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の1つ以上を用いるステップ（304）を備える、パラグラフA1の方法も提供される。

A11．距離測定を行なうステップは、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたって角度インデックスステップでAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の視野（FoV）内の対象に距離測定を行なうステップ（304）を備える、パラグラフA1の方法も提供される。

A12．フィルタリングするステップは、目標形状（112）ではない対象を除外するために目標形状（112）の少なくとも1つの周囲に凸ゾーン（122）を定めるステップ（308）を備える、パラグラフA1の方法も提供される。

A13．目標形状（112）の周囲長と定めた凸ゾーン（122）の周囲長との間の距離マージンが、他のいかなる静的または動的対象も、目標形状（112）の周囲長と定めた凸ゾーン（122）の周囲長との間に形成される環状空間を占めない程度に十分に小さい、パラグラフA12の方法も提供される。

A14．フィルタリングするステップは、目標形状（112）の周囲に定めた凸ゾーン（122）の閾値境界の外側の距離測定をフィルタリングし、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）内の対象の各々のフィルタリングされた距離測定を提供するステップ（308）を備える、パラグラフA12の方法も提供される。

A15．マップを構築するステップは、評価距離測定を用いて2次元（2D）視野平面内の目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）を備える、パラグラフA1の方法も提供される。

本発明のさらなる態様に係れば、以下が提供される。
B1．少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）とコントローラー（116）とを含む無人搬送ビークル（AGV）（106）を備えており、コントローラー（116）は、
AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いてワークセル（100）内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップ（304）と、
ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）ではない対象の距離測定をフィルタリングするステップ（308）と、
フィルタリングされた距離測定からレーザ・スキャナ・センサ（118）の系統またはバイアス誤差を除去するステップ（312）と、
レーザ・スキャナ・センサ（118）の偶然誤差を用いて、フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成するステップ（314）と、
評価距離測定を用いてワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）と、
ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）に対するAGV（106）の経路計画ナビゲーション制御に構築されたマップを用いるステップ（320）とのために動作可能である、

ワークセルおよび工場レベルの自動化のための装置。
本発明のさらなる態様に係れば、以下が提供される。
C1．無人搬送ビークル（AGV）（106）上の1つ以上のレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いてワークセル（100）内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップ（304）と、
ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）ではない対象の距離測定をフィルタリングするステップ（308）と、
フィルタリングされた距離測定からレーザ・スキャナ・センサ（118）の系統またはバイアス誤差を除去するステップ（312）と、レーザ・スキャナ・センサ（118）の偶然誤差を用いて、フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成するステップ（314）と、
評価距離測定を用いてワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）と、
AGV（106）がワークセル（100）内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることを可能にする構築されたマップを用いるステップ（320）と
を備えるワークセルおよび工場レベルの自動化のための方法。

C2．構築されたマップにより、AGV（106）は1つ以上の他のワークセル（100）内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる、パラグラフC1の方法も提供される。

C3．AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の1回以上の較正を実行してレーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる距離測定の系統、バイアスまたは偶然誤差を決定するステップ（200，202）をさらに備えるパラグラフC1の方法も提供される。

C4．距離測定を行なうステップは、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたってAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いるステップ（304）を備える、パラグラフC1の方法も提供される。

C5．距離測定を行なうステップは、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたって角度インデックスステップでAGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の視野（FoV）内の対象に距離測定を行なうステップ（304）を備える、パラグラフC1の方法も提供される。

C6．フィルタリングするステップは、目標形状（112）ではない対象を除外するために目標形状（112）の少なくとも1つの周囲に凸ゾーン（122）を定めるステップ（308）を備える、パラグラフC1の方法も提供される。

C7．目標形状（112）の周囲長と定めた凸ゾーン（122）の周囲長との間の距離マージンが、他のいかなる静的または動的対象も、目標形状（112）の周囲長と定めた凸ゾーン（122）の周囲長との間に形成される環状空間を占めない程度に十分に小さい、パラグラフC6の方法も提供される。

C8．フィルタリングするステップは、目標形状（112）の周囲に定めた凸ゾーン（122）の閾値境界の外側の距離測定をフィルタリングし、AGV（106）上のレーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）内の対象の各々のフィルタリングされた距離測定を提供するステップ（308）を備える、パラグラフC6の方法も提供される。

C9．マップを構築するステップは、評価距離測定を用いて2次元（2D）視野平面内の目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）を備える、パラグラフC1の方法も提供される。

代替例
上記で説明されている異なる実施の形態の記載は、例示および説明目的で示されており、網羅的であるか、あるいは開示されている形態の実施の形態に限定することを意図していない。多くの修正および変更が当業者には明らかである。

特に、AGV以外のデバイスとレーザスキャナ源とを用いてもよい。さらに、異なる方法とステップとを実行してもよい。最後に、ワークセル、架台、整備台、目標形状などの使用および配置はここで開示されるものと異なってもよい。

本発明の範囲はこの詳細な説明によって限定されるのではなく、添付の請求項によって限定されることを意図している。

100 参照ワークセル、ワークセル
102 架台
104 胴体組立品
106 無人搬送ビークル（AGV）
108 ロボット
110 整備台
112 目標形状
114 脚
116 経路計画ナビゲーションコントローラー
118 レーザ・スキャナ・センサ
120 レーザビーム
122 凸ゾーン
400 製造および保守点検方法
402 仕様および設計
404 材料調達
406 構成要素および部分組立品の製造
408 システム統合
410 認証および搬送
412 就航中
414 整備および保守点検
500 航空機
502 機体
504 システム
506 内部
508 推進システム
510 電気システム
512 油圧システム
514 環境システム

Claims

無人搬送ビークル（AGV）（106）上の少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）を用いてワークセル（100）内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップ（304）と、
前記ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）ではない前記対象の前記距離測定をフィルタリングするステップ（308）と、
前記フィルタリングされた距離測定から前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の系統またはバイアス誤差を除去するステップ（312）と、
前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の偶然誤差を用いて、前記フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成するステップ（314）と、
前記評価距離測定を用いて前記ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）上の前記目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）と、
前記ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）に対する前記AGV（106）の経路計画ナビゲーション制御に前記構築されたマップを用いるステップ（320）と
を備え、
前記フィルタリングするステップは、前記目標形状（112）ではない前記対象を除外するために前記目標形状（112）の少なくとも1つの周囲に凸ゾーン（122）を定めるステップ（308）を備える、ワークセルおよび工場レベルの自動化のための方法。
前記構築されたマップにより、前記AGV（106）は前記ワークセル（100）内の1つ以上の指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる、請求項1に記載の方法。
前記ワークセル（100）が参照ワークセル（100）であり、また、他のワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）が前記参照ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）と同じ様に配置されているとき、前記構築されたマップにより、前記AGV（106）または別のAGV（106）は前記1つ以上の他のワークセル（100）内の前記指定ノード位置に正確にかつ繰り返し戻ることができる、請求項2に記載の方法。
前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の1回以上の較正を実行して前記レーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる前記距離測定の前記系統またはバイアス誤差および偶然誤差を決定するステップ（200，202）をさらに備える請求項1に記載の方法。
前記較正を実行するステップは、目標参照点に対して前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）のオフライン較正を実行して前記レーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる前記距離測定の前記系統またはバイアス誤差を決定するステップ（200）を備える、請求項4に記載の方法。
前記較正を実行するステップは、目標参照点のプロセスに対して前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）のオフライン較正を実行して前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）によって行なわれる前記距離測定の前記偶然誤差の分布および標準偏差を決定するステップ（202）を備える、請求項4に記載の方法。
前記分布はガウス分布を備える、請求項6に記載の方法。
前記分布がガウス分布を備えない場合、前記分布はテーブルに格納される、請求項6に記載の方法。
前記距離測定を行なうステップは、前記ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）に直接面するか、隣接する前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）を用いるステップ（304）を備える、請求項1に記載の方法。
前記少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）は複数のレーザ・スキャナ・センサ（118）を備えており、前記距離測定を行なうステップは、前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたって前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の1つ以上を用いるステップ（304）を備える、請求項1に記載の方法。
前記距離測定を行なうステップは、前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）にわたって角度インデックスステップで前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の視野（FoV）内の前記対象に前記距離測定を行なうステップ（304）を備える、請求項1に記載の方法。
前記目標形状（112）の周囲長と前記定めた凸ゾーン（122）の周囲長との間の距離マージンが、他のいかなる静的または動的対象も、前記目標形状（112）の前記周囲長と前記定めた凸ゾーン（122）の前記周囲長との間に形成される環状空間を占めない程度に十分に小さい、請求項1に記載の方法。
前記フィルタリングするステップは、前記目標形状（112）の周囲に定めた前記凸ゾーン（122）の閾値境界の外側の前記距離測定をフィルタリングし、前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の動眼視野（FoR）内の前記対象の各々の前記フィルタリングされた距離測定を提供するステップ（308）を備える、請求項1に記載の方法。
少なくとも1つのレーザ・スキャナ・センサ（118）とコントローラー（116）とを含む無人搬送ビークル（AGV）（106）を備えており、前記コントローラー（116）は、
前記AGV（106）上の前記レーザ・スキャナ・センサ（118）を用いてワークセル（100）内の1つ以上の対象の1回以上の距離測定を行なうステップ（304）と、
前記ワークセル（100）内の架台（102）または整備台（110）上の目標形状（112）ではない前記対象の前記距離測定をフィルタリングするステップ（308）と、
前記フィルタリングされた距離測定から前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の系統またはバイアス誤差を除去するステップ（312）と、
前記レーザ・スキャナ・センサ（118）の偶然誤差を用いて、前記フィルタリングされた距離測定に数学的フィルタまたは推定を適用して評価距離測定を生成するステップ（314）と、
前記評価距離測定を用いて前記ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）上の前記目標形状（112）のマップを構築するステップ（318）と、
前記ワークセル（100）内の前記架台（102）または整備台（110）に対する前記AGV（106）の経路計画ナビゲーション制御に前記構築されたマップを用いるステップ（320）と
のために動作可能であり、
前記フィルタリングするステップは、前記目標形状（112）ではない前記対象を除外するために前記目標形状（112）の少なくとも1つの周囲に凸ゾーン（122）を定めるステップ（308）を備える、ワークセルおよび工場レベルの自動化のための装置。