(57)【要約】【課題】非接触の計測に際して対象物の配置にずれがあっても、ティーチングで想定された最適の計測を実現する。【解決手段】３次元計測方法は、非接触センサと、センサの位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構とを用い、あらかじめティーチングによって設定された複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す計測経路情報に則って非接触センサを移動させ、それによって物体の形状を非接触で計測するものであり、予備計測経路情報に従って対象物に対する予備３次元計測を行い、予備３次元計測で得られた形状データとティーチングにおける計測対象である想定対象物の形状データとによって、対象物と想定対象物との位置ずれを検知し、検知した位置ずれに応じて計測経路情報を修正し、修正された計測経路情報に従って対象物の３次元計測を行う。【選択図】図９
2006329903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元計測用の非接触センサと、前記非接触センサの位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構とを用い、あらかじめティーチングによって設定された複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す計測経路情報に則って前記非接触センサを移動させ、それによって物体の形状を非接触で計測する３次元計測方法であって、
あらかじめ設定された手順に従って、対象物に対する予備３次元計測を行い、
予備３次元計測で得られた形状データと、前記ティーチングにおける計測対象である想定対象物の形状データとによって、前記対象物と前記想定対象物との位置ずれを検知し、
検知した位置ずれに応じて前記計測経路情報を修正し、
修正された計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う
ことを特徴とする３次元計測方法。
【請求項２】
前記対象物に対して、その形状データに適用する座標系の基準とするべき部分が設定されている場合において、
少なくとも前記部分を計測するための位置およびセンサ姿勢を指し示す予備計測経路情報に従って、対象物に対する予備３次元計測を行う
請求項１記載の３次元計測方法。
【請求項３】
３次元計測用の非接触センサと、前記非接触センサの位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構とを備え、あらかじめオフラインティーチングによって設定された複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す計測経路情報に則って前記非接触センサを移動させ、それによって物体の形状を非接触で計測する自動計測システムのための３次元計測方法であって、
あらかじめ設定された手順に従って対象物に対する予備３次元計測を行い、
予備３次元計測で得られた形状データと、前記オフラインティーチングにおける計測対象である想定対象物の形状データとによって、前記対象物と前記想定対象物とを位置合わせし、
位置合わせの結果に基づいて、前記想定対象物の位置および姿勢を前記対象物の位置および姿勢に一致させる座標変換パラメータを求め、
前記座標変換パラメータに基づいて、前記計測経路情報における複数の位置および各位置でのセンサ姿勢の座標修正パラメータを計算し、
計算で得られた座標修正パラメータを適用して前記計測経路情報を修正し、
修正された計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う
ことを特徴とする３次元計測方法。
【請求項４】
前記対象物に対して、その形状データに適用する座標系の基準とするべき部分が設定されている場合において、
少なくとも前記部分を計測するための位置およびセンサ姿勢を指し示す予備計測経路情報に従って、対象物に対する予備３次元計測を行う
請求項３記載の３次元計測方法。
【請求項５】
前記非接触センサおよび前記センサ移動機構が占有する空間を示す占有空間情報、および前記センサ移動機構における移動が可能な空間を示す移動空間情報を記憶しておき、
前記対象物の３次元計測に先立って、前記占有空間情報および前記移動空間情報に基づいて、前記修正された計測経路情報に従う計測の可否を判定し、
判定の結果が計測不可である場合には、前記計測経路情報を計測可能となるように再修正し、再修正計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う
請求項３または請求項４記載の３次元計測方法。
【請求項６】
３次元計測用の非接触センサと、前記非接触センサの位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構とを備え、あらかじめティーチングによって設定された複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す計測経路情報に則って前記非接触センサを移動させ、それによって物体の形状を非接触で計測する３次元計測システムであって、
あらかじめ設定された手順に従って、対象物に対する予備３次元計測を行い、
予備３次元計測で得られた形状データと、前記ティーチングにおける計測対象である想定対象物の形状データとによって、前記対象物と前記想定対象物との位置ずれを検知し、
検知した位置ずれに応じて前記計測経路情報を修正し、
修正された計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う
ことを特徴とする３次元計測システム。
【請求項７】
前記非接触センサおよび前記センサ移動機構が占有する空間を示す占有空間情報、および前記センサ移動機構による移動が可能な空間を示す移動空間情報を記憶する手段を備え、
前記対象物の３次元計測に先立って、前記占有空間情報および前記移動空間情報に基づいて、前記修正された計測経路情報に従う計測の可否を判定し、
判定の結果が計測不可である場合には前記計測経路情報を計測可能となるように再修正し、
再修正計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う
請求項６記載の３次元計測システム。
【請求項８】
前記非接触センサおよび前記センサ移動機構が占有する空間を示す占有空間情報、および前記センサ移動機構による移動が可能な空間を示す移動空間情報を記憶する手段を備え、
前記対象物の３次元計測に先立って、前記占有空間情報および前記移動空間情報に基づいて、前記修正された計測経路情報に従う計測の可否を判定し、
判定の結果が計測不可である場合には前記対象物の３次元計測を中止する
請求項６記載の３次元計測システム。
【請求項９】
判定の結果が計測不可である場合に、その旨を報知する手段を備える
請求項７または請求項８記載の３次元計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の形状を非接触で計測する３次元計測方法およびそれを適用する３次元計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式の３次元計測手段として、ステレオ視法や光切断法といった三角測量手法を用いる光学式の３次元デジタイザが知られている。この種の３次元デジタイザによれば、１回の計測でその視野内の物体形状をデータ化することができる。例えば特開２００２−３１５１１号公報には、計測対象の物体（対象物）をその前後や左右から眺めるように３次元デジタイザの位置を変えて計測を行い、それによって物体の全周の形状データを得ることが記載されている。また、特公平６−８７３０号公報には、光学式距離センサをロボットアームの先端に取り付けてワークの基準点を測定し、ワークの固定誤差を補正する方法が記載されている。
【０００３】
一方、接触式の３次元計測については、数値制御装置を用いてプローブ（触針）を物体表面に沿うように自動的に移動させる計測の自動化が行われている。そして、自動化に係る先行技術として、自動的にプローブを移動させる本計測に先立って、所定位置に配置されるべき対象物の位置ずれを検出するために手動操作によってプローブを移動させる予備計測を行い、位置ずれの検出結果に応じて本計測におけるプローブの移動開始点を修正することが特許第２７４１５１８号公報に記載されている。
【０００４】
接触式の計測装置においては、対象物の配置位置が正規の位置から大きくずれていても、プローブが接触しなかったり強く押し付け過ぎたりしないよう、予備計測を手動で行うのが望ましい。
【特許文献１】特開２００２−３１５１１号公報
【特許文献２】特公平６−８７３０号公報
【特許文献３】特許第２７４１５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非接触の３次元計測においても、数値制御の可能な移動機構を用いて３次元デジタイザの位置および姿勢を自動的に変更することが考えられる。自動化により、迅速かつ効率的で漏れのない計測を実現することができる。
【０００６】
対象物のおおよその形状が既知である場合、例えば対象物がＣＡＤ(Computer aided design)で設計された製品であったり見本や原器の複製であったりする場合には、産業用ロボットと同様にティーチングを行うのが望ましい。ＣＡＤデータが表す仮想の物体に基づくオフラインティーチング、または見本や原器といった実在の物体に基づくダイレクトティーチングで対象物の形状に最も適した計測経路を設定することにより、計測の精度が高まる。
【０００７】
しかし、所望精度の計測を実現するには、ティーチングにおける設定位置に設定された姿勢となるように対象物を配置しなければならないという問題がある。
【０００８】
本発明は、非接触の計測に際して対象物の配置にずれがあっても、ティーチングで想定された最適の計測を実現する自動計測システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的を達成する３次元計測方法および３次元計測システムは、３次元計測用の非接触センサと、前記非接触センサの位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構とを用い、あらかじめティーチングによって設定された複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す計測経路情報に則って前記非接触センサを移動させ、それによって物体の形状を非接触で計測するものであり、予備計測経路情報に従って対象物に対する予備３次元計測を行い、予備３次元計測で得られた形状データと前記ティーチングにおける計測対象である想定対象物の形状データとによって、前記対象物と前記想定対象物との位置ずれを検知し、検知した位置ずれに応じて前記計測経路情報を修正し、修正された計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行うという特徴を備える。より好ましい３次元計測方法および３次元計測システムは、前記対象物に対して、その形状データに適用する座標系の基準とするべき部分が設定されている場合において、前記予備計測経路情報が、少なくとも前記部分を計測するための位置およびセンサ姿勢を指し示すものである。
【００１０】
さらに本発明においては、前記非接触センサおよび前記センサ移動機構が占有する空間を示す占有空間情報、および前記センサ移動機構による移動が可能な空間を示す移動空間情報を記憶しておき、前記対象物の３次元計測に先立って、前記占有空間情報および前記移動空間情報に基づいて、前記修正された計測経路情報に従う計測の可否を判定し、判定の結果が計測不可である場合には、前記計測経路情報を計測可能となるように再修正し、再修正計測経路情報に従って前記対象物の３次元計測を行う。
【００１１】
本発明を適用した３次元計測においては、センサ移動機構の数値制御を規定する計測経路情報が予備３次元計測の結果に応じて修正されるので、対象物を所定位置に厳密に配置する必要がない。
【００１２】
座標系の基準とするべき部分が設定されている対象物に対して、少なくとも前記部分を計測するように予備計測経路情報を設定しておくことにより、一般に前記部分として単純形状部が設定されるので、対象物の位置ずれをより高精度に検出することができる。
【００１３】
占有空間情報と移動空間情報とを記憶しておく形態においては、予備３次元計測の結果に基づく計測経路の修正が、ティーチングで設定された計測経路の平行移動、回転移動またはこれらの組み合わせに限られない。すなわち、センサ移動機構の移動限界を超えずかつ非接触センサと対象物とが干渉しないように、例えば直線移動を屈曲移動にするという変形を含む修正が可能である。ただし、修正後の計測経路中の変形部分では非接触センサと対象物との相対位置関係がティーチングにおけるそれと異なるので、その旨をユーザーが知り得るように、警告音の発生、メッセージの表示、計測データ（計測結果）への警告情報付加など何らか手段で報知をするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、非接触の計測に際して対象物の配置にずれがあっても、ティーチングで想定された最適の計測を行う自動計測システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係る自動計測システムの構成を示すブロック図である。
【００１６】
自動計測システム１は、３次元計測用の非接触センサ１０、非接触センサ１０の位置および姿勢を変更する数値制御の可能なセンサ移動機構２０、センサ移動機構２０の数値制御を行うＮＣコントローラ３０、非接触センサ１０の制御およびセンサ出力の処理を担う計測コントローラ４０、各種のデータを記憶する非揮発性のメモリ５０、計測の状況をユーザーに知らせるための報知手段６０、および図示しない操作パネルを備える。
【００１７】
非接触センサ１０としては、公知の光学式３次元デジタイザ（エリアセンサ）が好適である。測定原理はステレオ視法、光切断法、その他のいずれでもよい。この種のデジタイザによれば、カメラを被写体に向けるのと同様に計測の対象物に向けて作動させることにより、デジタイザの視野の範囲内で対象物の形状データを得ることができる。１回の作動で位置情報の得られる点の数は撮像の解像度に依存するものの、数十万ないし百万の点の位置情報を数秒程度の１回の作動で得ることができる。
【００１８】
センサ移動機構２０およびＮＣコントローラ３０は、あらかじめ設定された動作を行うセンサ駆動装置１Ａを構成する。このセンサ駆動装置１Ａとして、工作や計測に用いられる産業用ロボットを用いることができる。センサ移動機構２０は、非接触センサ１０を支持しかつ３次元位置および姿勢を変えることのできる可動部を有する。機構の形式はアーム式、スライド式、その他の形式のいずれでもよい。
【００１９】
計測コントローラ４０は、所定のプログラムを実行するプロセッサを備え、ＮＣコントローラ３０と連携して自動の３次元計測を実現する。３次元計測には本計測と予備計測とがある。本計測では、対象物の周囲における複数の位置に順番に非接触センサ１０を移動させて、対象物における複数の部分の形状データを取得する。非接触センサ１０を移動経路はあらかじめティーチングによって設定される。予備計測は、ティーチングにおける対象物の想定位置と実際の対象物の配置位置とのずれを検出するために行われる。予備計測の結果に応じて本計測における計測経路（非接触センサ１０の移動手順）を修正するデータ処理部が計測コントローラ４０に設けられている。
【００２０】
メモリ５０には、計測経路情報５１、予備計測情報５４、占有空間情報５５、および移動空間情報５６を記憶する。計測経路情報５１は、ティーチングによって設定された本計測に係る複数の位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す。予備計測情報５４は予備計測の手順を規定する情報であり、予備計測に係る位置および各位置でのセンサ姿勢を指し示す予備計測経路情報５２を計測経路情報５１に基づいて自動的に求める方法を示す。占有空間情報５５は、非接触センサ１０およびセンサ移動機構２０が占有する空間を示す。移動空間情報５６は、センサ移動機構２０における移動が可能な空間を示す
報知手段６０は、計測コントローラ４０からの指示に従って音声出力およびメッセージ表示の一方または両方を行う。具体的には、ブザー、ディスプレイ、またはこれらの組み合わせが報知手段６０として挙げられる。
【００２１】
以上の構成の自動計測システム１は、例えばＣＡＤデータとそれに基づいて作製された製品とを比較するための製品に対する３次元計測に利用される。この用途では、オフラインティーチングおよびダイレクトティーチングのどちらも可能であるが、製品を作製する以前の段階でも実施可能なオフラインティーチングが好適である。
【００２２】
図２は対象物の一例を示す。ここでは便宜的に比較的に単純な形状の物体を挙げたが、実際の対象物は非線形の曲面をもつような複雑な形状の物体であってもよい。ただし、その物体における少なくとも計測しようとする部分の大きさは、センサ移動機構２０の仕様で決まるセンサ移動の可能な空間に納まる大きさでなければならない。
【００２３】
例示の対象物９０は、直方体９１とその上面から突出するように配置された２つの円柱９２，９３から構成される。対象物９０では、寸法および形状の評価における基準点が円柱９２の天面（円）の中心と円柱９３の天面（円）の中心との中間点とされている。そして、円柱９２，９３の天面の中心どうしを結ぶ線をＹ軸、円柱９２の天面をＸＹ平面とする直交座標系が基準座標系として定義されている。
【００２４】
対象物９０に対する自動計測のためのオフラインティーチングでは、図３のようにセンサ移動装置１Ａの座標系（以下、装置座標系という）における基準面（ＸＹ平面）２１上に仮想的に想定対象物８０を配置して、非接触センサ１０を作動させる位置および姿勢と位置変更の順序とを設定する。配置される想定対象物８０は、対象物９０に対応する３次元ＣＡＤデータであり、直方体８１と２つの円柱８２，８３から構成される。
【００２５】
オフラインティーチングで設定される計測プログラムに基づく３次元計測において、図４のように実線で示される対象物９０の配置と破線で示される想定対象物８０の配置（理想の配置）とにずれがあると、計測データの精度が低下したり計測漏れが生じたりして適正な計測結果の得られないおそれがある。そこで、自動計測システム１では、自動的に予備計測を行って計測プログラムを構成する計測経路情報５１を修正する。
【００２６】
計測経路情報５１を修正することによって、対象物９０の配置ずれにより生じる問題を解消するので、対象物９０の配置をやり直す必要がない。すなわち、対象物９０をユーザーが手動で配置する場合において、配置ずれ量が許容範囲内である限りはユーザーに配置のやり直しを要求する必要がなく、ユーザーにとっての自動計測の利便性が損なわれない。
【００２７】
以下、計測経路情報５１の修正について説明する。
【００２８】
図５はオフラインティーチングにおける本計測経路を示す。図中の黒丸は非接触センサ１０を作動させる位置（以下、計測位置という）を表し、白丸は非接触センサ１０の移動途中の通過位置を表す。
【００２９】
計測経路情報５１は、計測位置Ｌｉ＝(Lix,Liy,Liz)、計測位置での姿勢（視線方向を表す単位ベクトル）Ｐｉ＝(Pix,Piy,Piz)(‖Ｐｉ‖＝１)、および非接触センサ１０の上方向を表すベクトルＵｉ＝(Uix,Uiy,Uiz)(‖Ｕｉ‖＝１)の組で表される計測情報Ｉｉ＝[Ｌｉ，Ｐｉ，Ｕｉ]を複数含み、かつ、ある計測位置Ｌｉから次の計測位置Ｌｉ＋１までの移動経路情報Ｊｉを含む。移動経路情報Ｊｉは非接触センサ１０が通過すべき点の集合として記述されており、非接触センサ１０と対象物９０（厳密には想定対象物８０）とが干渉しないように設定されている。ここで、アルファベットの“ｉ”は移動順の通し番号である。
【００３０】
図５に例示された本計測経路では、対象物９０の図での左方から始まって、前方、右方、後方、上方へと移動して、計８つの計測位置で計測が行われる。各計測位置には計測情報Ｉ１〜Ｉ８が対応する。図５では代表として最初の計測位置Ｌ１のみについて姿勢Ｐ１およびベクトＵ１が描かれ、他の計測位置については姿勢ＰｉおよびベクトルＵｉの図示が省略されている。
【００３１】
このような計測経路情報５１の修正量（ずれのないときは０）を決めるために自動計測システム１は予備計測を行う。予備計測に係る計測情報Ｉｉおよび移動経路情報Ｊｉである予備計測経路情報については、あらかじめティーチングの段階で設定しておいてもよいが、本実施形態では計測経路情報５１に基づいて自動計測システム１が図１の予備計測情報５４に従って自動的に求める。
【００３２】
予備計測情報５４が指示する“予備計測経路情報の求め方”としては、以下のようなものがある。
【００３３】
第１の求め方は、本計測の計測経路の一部を利用するものである。例えば、ＸＹＺの各軸の向きに最も近い視線方向を持つ計測情報Ｉｉを計測経路情報５１から抽出する。これを図５の例に適用すると、予備計測経路は図６のように、図５の例における計測情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ７を順に計測情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３として流用したものになる。
【００３４】
第２の求め方は、本計測の計測経路を変形するものである。すなわち、ＸＹＺの各軸方向に視線方向を持ち、想定対象物の配置位置から一定距離（例えば対象物表面からセンサが精度保証している距離の範囲の中央値）だけ離れて想定対象物の配置位置を向く計測位置および姿勢を持つ計測経路を設定する。
【００３５】
第３の求め方は、図７および図８で示されるように、ティーチング時に基準座標系を定義するプリミティブを指定しておき、理想的な配置がなされたと仮定した上で、これらのプリミティブを計測できるような計測位置および姿勢を計算するものである。計算に際しては、想定位置にプリミティブが存在していないことも踏まえて計測範囲に余裕を持たせるのが望ましい。
【００３６】
図７および図８において、プリミティブは２つの円柱８２，８３である。対象物９０を上方から見た状態を示す図８に描かれているように、プリミティブである円柱８２のバウンディングボックス（最小包含箱）８２０をそれより設定値だけ大きくなるよう拡大した領域８２１を計測対象領域とし、計測位置および姿勢を計算する。
【００３７】
これらのいずれかの求め方で求めた予備計測経路情報を用いて、予備計測を実行する。もしも予備計測で計測データが十分に得られない場合、例えば計測データが全く得られない計測位置が存在したり、計測点群に含まれる点数が著しく少なかったりするなどの場合は、対象物９０の配置が極端にずれているものみなし、対象物９０の再配置を促す目的で表示・音などで警告を行う。
【００３８】
予備計測が終了すると、予備計測時の対象物９０の配置とオフラインティーチング時の対象物９０の配置とのずれ量を検出する。オフラインティーチング時の対象物９０配置情報は、計測プログラムと同時に読み込んでおく。
【００３９】
検出すべきずれ量は対象物９０の位置および姿勢のずれの量であり、３次元座標の並進と回転による座標変換パラメータとして表現される。検出は具体的には予備計測で得られた点群内の各点から３次元ＣＡＤデータ（想定対象物８０）の表面までの距離の和が最小となるような、計測点群の回転・並進成分を収束計算により求めることである。また、特に上記予備計測経路計算で第３の求め方を適用した場合は、計測点群と計測対象のプリミティブとの対応が既知であるため、計測点群を特定のプリミティブに一致させるような回転・並進成分を収束計算により求めることになる。
【００４０】
収束計算で得られた回転・並進成分から計測経路の座標修正パラメータを計算する。この座標修正パラメータは、例えば上記ずれ量を表す座標変換パラメータによる座標変換の逆変換として求めることができる。具体的には、上記の座標変換パラメータの回転成分から導かれる回転行列をＲ、並進成分をＴとした場合、ある座標ｘの座標変換は、
ｘ’＝Ｒｘ＋Ｔ、（ただし、ｘ’はｘの座標変換後の座標値）
として表現される。この座標変換パラメータに対する座標修正パラメータは、上記座標変換の逆変換であり、座標修正パラメータの回転行列をＲ’、並進パラメータをＴ’とすると、
ｘ＝Ｒ-1（ｘ’−Ｔ）＝（Ｒ-1）ｘ’＋（−Ｒ-1Ｔ）＝Ｒ’ｘ’＋Ｔ’
となる。
【００４１】
このようにして求められた座標修正パラメータを計測経路内の各計測位置・姿勢に適用し、座標経路の修正を行う。具体的には、計測経路内のある計測位置Ｌｉ、姿勢Ｐｉ、およびセンサ上方向を示すベクトルＵｉについての修正情報Ｌ’ｉ，Ｐ’ｉ，Ｕ’ｉはそれぞれ
Ｌ’ｉ＝Ｒ’Ｌｉ＋Ｔ’
Ｐ’ｉ＝Ｒ’Ｐｉ
Ｕ’ｉ＝Ｒ’Ｕｉ
となる。移動経路内の通過点もＬｉと同様の修正が適用される。
【００４２】
図９は自動修正された本本計測経路を示す。図９における修正後の計測情報Ｉ’１〜Ｉ’８および修正後の移動経路情報Ｊ’１〜Ｊ’５は、それぞれ図５の計測情報Ｉ１〜Ｉ８および移動経路情報Ｊ１〜Ｊ５に対応する。図９においては、代表として４番目の計測位置について、修正前の非接触センサ１０の姿勢を点線で描いてある。
【００４３】
もしも上記の情報修正によって、計測位置・姿勢がセンサ移動機構２０の制御範囲外に設定されてしまう場合、または対象物９０と非接触センサ１０との干渉が予想される場合には、想定している対象物表面の計測対象領域を計測できる別の計測位置・姿勢を計算し、座標修正パラメータを再修正する。
【００４４】
例えば、計測位置がセンサ移動機構２０の制御範囲外に設定されてしまう場合、計測範囲内で修正後の計測位置に最も近い計測位置を計算する。そして、計算された計測位置で、修正後の計測位置・姿勢で計測しようとしていた計測領域を計測できるように計測姿勢を計算し、再修正された計測位置・姿勢とする。
【００４５】
他にも、センサ移動機構２０の制御範囲内で修正後の計測情報が設定されたとしても、この計測情報を用いて非接触センサ１０を制御した場合にセンサ移動機構２０に非接触センサ１０が干渉してしまう状況が考えられる。この場合もこの計測情報に対する再修正処理が必要となる。この場合は、センサ移動機構２０と干渉しないように計測位置情報を再修正し、再修正された計測位置で、再修正前の計測対象領域の全域を計測できるような計測姿勢を求めることで再修正された計測情報を得ることができる。
【００４６】
ただし、再修正された計測情報に従う計測では、非接触センサ１０と対象物９０との相対位置関係がオフラインティーチングにおいて設定した相対位置関係と異なるので、その旨をユーザーが知り得るように、警告音の発生、メッセージの表示、計測データへの警告情報付加など何らか手段で報知をするのが望ましい。報知は再修正の計算を行う以前または以後に行うことができる。再修正が必要であること、または再修正が行われたことを報知によって知ったユーザーが、再修正された計測情報に従う計測を許可しまたは禁止する選択操作を行うようにしてもよい。ユーザーが禁止を選択すると、本計測は中止される。中止の後、ユーザーが対象物９０の配置をやり直して改めて計測開始を指示すると、自動計測システム１は改めて予備計測を実行する。
【００４７】
以上の実施形態の３次元計測方法によれば、対象物の姿勢を任意に想定できるオフラインティーチングによって計測経路を設定するとともに、予備計測を行って実際の対象物９０の配置(位置・姿勢)に適合するよう自動的に計測経路を修正するので、一義的な位置決めの難しい物体（例えば平面部を持たない物体）についても、オフラインティーチングに則った適切な３次元計測を実現することができる。
【００４８】
予備計測の計測位置を本計測の計測位置よりも少なくすることで予備計測の所要時間が短縮されるが、予備計測の計測位置を本計測の計測位置と同数にしてもよい。
【００４９】
上述の実施形態において、ユーザーへの便宜として、予備計測を行うことまたは行っていることを表示するのは有用である。予備計測をするモードとしないモードを設けてそれらをユーザーが選択できるようにしてもよい。
【００５０】
上述の実施形態は対象物の配置ずれを検出するもの、すなわちティーチングにおける物体の配置と実際の配置とが著しく異ならない状況を前提とするものである。しかし、本発明の応用として、対象物を所定空間内に任意の姿勢に配置することを許容し、予備計測で対象物の姿勢を検知して計測経路を姿勢に合わせて修正する計測システムが考えられる。
【００５１】
以上の実施形態において、自動計測システム１の全体および各部の構成、計測コントローラ４０の処理内容などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。例えば、ＮＣコントローラ３０と計測コントローラ４０でハードウェアを共用し、プログラムによって両者の機能分担を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、非接触の３次元計測を行う自動計測システムの利便性の向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る自動計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】対象物の一例を示す図である。
【図３】オフラインティーチングにおける想定対象物の配置を示す図である。
【図４】想定対象物の配置と計測時の対象物の配置とのずれの例を示す図である。
【図５】オフラインティーチングにおける本計測経路を示す図である。
【図６】予備計測経路の一例を示す図である。
【図７】プリミティブを重要視した予備計測経路の一例を示す図である。
【図８】図７の予備計測経路の設定方法を示す図である。
【図９】自動修正された本本計測経路を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    非接触センサ
２０    センサ移動機構
５１    計測経路情報
９０    対象物（物体）
８０    想定対象物
８２，８３  円柱（基準とするべき部分）
１    自動計測システム（３次元計測システム）
５５    占有空間情報
５６    移動空間情報
５０    メモリ
６０    報知手段
【図１】
2006329903.tif 000003
【図２】
2006329903.tif 000004
【図３】
2006329903.tif 000005
【図４】
2006329903.tif 000006
【図５】
2006329903.tif 000007
【図６】
2006329903.tif 000008
【図７】
2006329903.tif 000009
【図８】
2006329903.tif 000010
【図９】
2006329903.tif 000011