(57)【要約】      （修正有）【課題】決まった基準点又はベンチマークを必要とせずに、三次元空間内の相対位置情報を特定しうるシステムを提供する。【解決手段】相対位置情報を特定するための例示的なシステムは、三次元空間内の相対位置データを特定するための複数の測位デバイスであって、各測位デバイスが見通し線を有する、複数の測位デバイスを含む。各測位デバイスを介して特定された相対位置データは、測位デバイスに対する、その測位デバイスの見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含む。システムは、三次元空間内の対象物の画像データを取得するための、複数の撮像デバイスを更に含む。システムは、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとを相関させることによって、三次元空間内の対象物に対応する相対位置情報を特定するよう設定された、演算デバイスも含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対位置情報を特定するためのシステム（１００）であって、
三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定するための、複数の測位デバイス（２００）であって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）が、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、複数の測位デバイス（２００）と、
前記三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得するための、複数の撮像デバイス（４００）と、
前記複数の測位デバイス（２００）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを相関させることによって、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定するよう設定された、演算デバイス（６００）とを備える、システム（１００）。
【請求項２】
前記複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）が、光撮像／検出／測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）が、前記三次元空間（３００）内の構造物（３０１）に装着され、前記複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）は、前記撮像デバイス（４０２）が前記測位デバイス（２０２）に対して不可動になるように、前記複数の測位デバイス（２００）の前記測位デバイス（２０２）のうちの１つに一体的に装着される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、前記撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、各測位デバイス（２０２）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）が、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記対象物（５００）の前記画像データ（４０１）が、前記対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び前記対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、前記対象物（５００）に対応する特定された前記相対位置情報（５０３）は、前記第２ターゲット点（５０２）に対する前記第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記演算デバイス（６００）は、前記複数の測位デバイス（２００）のうちの所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定するよう設定され、前記演算デバイス（６００）は、前記更新された相対位置データ（２０４）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを相関させることによって、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定するよう更に設定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することであって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）が、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、特定することと、
複数の撮像デバイス（４００）を介して、前記三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得することと、
前記複数の測位デバイス（２００）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを、演算デバイス（６００）によって相関させることと、
前記複数の測位デバイス（２００）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）との前記相関に基づいて、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を、前記演算デバイス（６００）によって特定することとを含む、方法。
【請求項８】
前記複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、前記三次元空間（３００）内の前記相対位置データ（２０１）を特定することが、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の各撮像デバイス（４０２）の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）を、前記撮像デバイス（４０２）が前記測位デバイス（２０２）に対して不可動になるように、前記複数の測位デバイス（２００）の前記測位デバイス（２０２）のうちの１つに一体的に装着することを更に含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、前記撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、各測位デバイス（２０２）を介して、前記三次元空間（３００）内の前記相対位置データ（２０１）を特定することが、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記対象物（５００）の前記画像データ（４０１）が、前記対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び前記対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、前記対象物（５００）に対応する前記相対位置情報（５０３）を特定することが、前記第２ターゲット点（５０２）に対する前記第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を特定することを含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の測位デバイス（２００）の中の所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定することと、
前記他の測位デバイスの各々を介して特定された前記更新された相対位置データ（２０４）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを相関させることと、
前記更新された相対位置データ（２０４）と、前記複数の撮像デバイス（４００）によって取得された前記画像データ（４０１）との前記相関に基づいて、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定することとを更に含む、請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
指令が格納されている非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）であって、前記指令は、演算デバイス（６００）によって実行されると、前記演算デバイス（６００）に、
複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することであって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）が、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、特定することと、
複数の撮像デバイス（４００）を介して、前記三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得することと、
前記複数の測位デバイス（２００）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを相関させることと、
前記複数の測位デバイス（２００）を介して特定された前記相対位置データ（２０１）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）との前記相関に基づいて、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定することとを含む機能を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【請求項１４】
前記複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、前記三次元空間（３００）内の前記相対位置データ（２０１）を特定することが、各測位デバイス（２０２）を介して、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の各撮像デバイス（４０２）の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含み、
前記複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、前記撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、前記複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、前記三次元空間（３００）内の前記相対位置データ（２０１）を特定することが、前記測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、前記測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、請求項１３に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【請求項１５】
前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記対象物（５００）の前記画像データ（４０１）が、前記対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び前記対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、前記対象物（５００）に対応する前記相対位置情報（５０３）を特定することが、前記第２ターゲット点（５０２）に対する前記第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を特定することを含む、非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）であって、
指令であって、前記演算デバイス（６００）によって実行されると、前記演算デバイス（６００）に、
前記複数の測位デバイス（２００）の中の所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、前記所与の測位デバイス（２０３）の前記他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定することと、
前記他の測位デバイスの各々を介して特定された前記更新された相対位置データ（２０４）と、前記複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された前記画像データ（４０１）とを相関させることと、
前記更新された相対位置データ（２０４）と、前記複数の撮像デバイス（４００）によって取得された前記画像データ（４０１）との前記相関に基づいて、前記三次元空間（３００）内の前記対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定することとを含む機能を実行させる、指令を更に備える、請求項１３又は１４に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は概して、三次元空間における測定及び位置特定のシステムに関する。
【０００２】
現在、所与の空間においてカメラや他の撮像デバイスなどのセンサを複数使用して、この空間内のリアルタイムの状況認識及び測定データを提供するために、多くの労力が費やされている。通常、空間内にカメラを配置することにより、これらのカメラによって取得された画像データの測位情報（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を特定する基礎を提供するためには、決まった基準点又はベンチマークが使用される。
【０００３】
しかし、一部の大規模工場環境では、工場自体の構造が、その中で取得される画像データ向けに信頼性の高い基準点を提供するのに十分なほど、静的なものではないことがある。例えば、温度変化は構造の熱膨張又は熱収縮の原因となりうる。一部の地点においては、潮の流れが、沿岸部にある建造物の中の構造物を動かしうる。強風及び他の気象関連条件も、同様の結果を有しうる。これらの影響のせいで、空間内に装着されているカメラは、空間内の選択されているどの基準点に対しても動きうる。このことは、カメラによって取得された画像データの揺れを引き起こすことがあり、この画像データから特定されるどの測位情報も不正確なものになりうる。更に、航空機に関連するツーリングプロセスや組み立てプロセスなどの一部の製造応用では、測定の許容誤差は極めて小さいものになりうる。したがって、使用されるどの計測システムも、それに準じて正確でなくてはならない。
【０００４】
必要とされているのは、決まった基準点又はベンチマークを必要とせずに、三次元空間内の測位情報を特定しうるシステムである。
【発明の概要】
【０００５】
一例では、三次元空間内の相対位置データを特定するための複数の測位デバイスを含む、相対位置情報を特定するためのシステムであって、各測位デバイスが見通し線を有し、各測位デバイスを介して特定された相対位置データが、測位デバイスに対する、その測位デバイスの見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含む、システムについて説明する。このシステムは、三次元空間内の対象物の画像データを取得するための複数の撮像デバイスと、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとを相関させることにより、三次元空間内の対象物に対応する相対位置情報を特定するよう設定された演算デバイスとを、更に含む。
【０００６】
別の例では、方法について説明する。この方法は、複数の測位デバイスを介して、三次元空間内の相対位置データを特定することであって、各測位デバイスが見通し線を有し、各測位デバイスを介して特定された相対位置データが、位置データに対する、その見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含む、特定することを含む。方法は、複数の撮像デバイスを介して、三次元空間内の対象物の画像データを取得することと、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとを、演算デバイスによって相関させることも、含む。方法は、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとの相関に基づいて、三次元空間内の対象物に対応する相対位置情報を、演算デバイスによって特定することも含む。
【０００７】
更に別の例では、非一過性コンピュータ可読媒体について説明する。この非一過性コンピュータ可読媒体には指令が格納されており、この指令は、演算デバイスによって実行されると、演算デバイスに、複数の測位デバイスを介して、三次元空間内の相対位置データを特定することであって、各測位デバイスが見通し線を有し、各測位デバイスを介して特定された相対位置データが、測位デバイスに対する、その測位デバイスの見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含む、特定することを含む機能を、実施させる。指令は、複数の撮像デバイスを介して、三次元空間内の対象物の画像データを取得することと、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとを相関させることも、含む。指令は、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとの相関に基づいて、三次元空間内の対象物に対応する相対位置情報を特定することを、更に含む。
【０００８】
前述の特徴、機能、及び利点は、様々な例において個別に実現可能であるか、又は、更に別の例において組み合わされうる。下記の説明及び図面を参照することで、これらの特徴、機能、及び利点の更なる詳細が理解されうる。
【０００９】
実施例の特性と考えられる新規の特徴は、付随する特許請求の範囲に明記される。しかし、実施例と好ましい使用モード、及びそれらの更なる目的と説明は、添付図面と併せて後述の本開示の実施例の詳細説明を参照することにより、最もよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な一実行形態による、三次元空間において相対位置情報を特定するための例示的なシステムを示す。
【図２】例示的な一実行形態による、三次元空間において相対位置情報を特定するための例示的なシステムの別の図を示す。
【図３】例示的な一実行形態による、三次元空間において相対位置情報を特定するための別の例示的なシステムを示す。
【図４】例示的な一実行形態による、三次元空間において相対位置情報を特定するための別の例示的なシステムを示す。
【図５】例示的な一実行形態による、対象物の第１と第２のターゲットポイントを示す。
【図６】例示的な一実行形態による、例示的な演算デバイスを示す。
【図７】例示的な一実行形態による、通信フロー図を示す。
【図８】例示的な一実行形態による、別の通信フロー図を示す。
【図９】三次元空間内の相対位置情報を特定するための例示的な方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
これより、添付図面を参照しつつ、開示されている例について更に網羅的に説明するが、添付図面には、開示されている例の全部ではなく一部が示されている。実際には、いくつかの異なる例が説明されることがあるが、これらの例は、本書に明記されている例に限定されると解釈すべきではない。むしろ、この開示が包括的なものになり、かつ、本開示の範囲が当業者に十分に伝わるように、これらの例について説明している。
【００１２】
本書に記載の例は、三次元空間内の相対位置情報を特定するためのシステムを含む。このシステムは、複数の測位デバイスであって、各々が、それ自体に対する、その測位デバイスの見通し線上にある他の測位デバイスの位置を特定する、複数の測位デバイスを含む。システムは、三次元空間内の対象物（例えば、倉庫や格納庫などの組み立て空間内の航空機構成要素）に対応する画像データを取得する、複数の撮像デバイスも含む。撮像デバイスは、測位デバイスとは別に、連結又は装着されうる。演算デバイスは、相対位置データと画像データとを相関させることにより、対象物に対応する相対位置情報を特定する。
【００１３】
この構成では、システムは、三次元空間内で、測位デバイス又は撮像デバイスのいずれの絶対位置も特定しないこともある。システムはむしろ、これらのデバイスの互いに対する相対位置を特定する。環境的な原因又は他の原因に基づいて、デバイスのうちの１つが動くと、システムによって特定された相対位置は変化することになる。しかし、各デバイスに関して複数の測定値が存在すれば、システムの幾何学的配列は、数学的に過剰な制約を受ける。したがって、どのデバイスがどの程度動いたのかを、計算を介して特定することが可能になりうる。動きが計算され、究明されると、システムによって提供された測定値及び状況認識は、測位デバイス及び撮像デバイスの新たな相対位置に再校正され、再正規化され（ｒｅ−ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ）うる。
【００１４】
量又は測定値に関連する「約（ａｂｏｕｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、又は「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という語は、記載されている特性、パラメータ、又は値が厳密に実現される必要はなく、その特性によりもたらされることが意図されていた効果を妨げない大きさの偏差又は変動（例えば、許容誤差、測定エラー、測定精度限界、及び当業者には既知である他の要因を含む）が発生しうることを、意味する。
【００１５】
ここで図１を参照するに、相対位置情報を特定するためのシステム１００が示されている。システム１００は、三次元空間３００内の相対位置データ２０１を特定するための、複数の測位デバイス２００を含む。複数の測位デバイス２００の各測位デバイス（例としては、個別に測位デバイス２０２と表される）は、光撮像／検出／測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスでありうる。したがって、各測位デバイス２０２は、レーザなどの光源と、フォトダイオードなどの、光を検出するためのセンサとを含みうる。二点間（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）測定値を取得することが可能な、他の測位デバイスも受け入れられる。
【００１６】
図１に描かれている三次元空間３００は、図１に示す航空機などの対象物５００の製造及び組み立てに使用される、製造空間である。他の環境及び応用も、製造であれそれ以外であれ、受け入れられる。分かりやすくするために、図１の斜視図は、三次元空間３００の側壁の一部分と後部壁のみを示している。しかし、複数の測位デバイス２００は三次元空間全体を通じて分布してよく、その一部は図１に示されていない。
【００１７】
図２は、上から見た、システム１００の別の実行形態を示している。繰り返すが、三次元空間３００は、図示されている航空機などの対象物５００の製造及び組み立てに使用される製造空間である。ここでは、三次元空間３００を取り囲んでいる複数の測位デバイス２００が示されている。上述のように、図２の複数の測位デバイス２００は、図示されているものよりも多くのデバイスを含みうる。例えば、測位デバイスは、図１に示しているように、三次元空間３００全体を通じて種々の垂直方向高さに装着されうる。
【００１８】
各測位デバイス２０２は、図１及び図２に示す外壁などの、三次元空間３００内の構造物３０１に装着されうる。しかし、各測位デバイス２０２は、かかる場所に限定されるわけではない。測位デバイスは、天井又はフロアを含む、三次元空間３００内の任意の数の中間位置に装着されうる。下記で詳述するように、システム１００に含まれる測位装置の数は多くなりうる。例えば、複数の測位デバイス２００は、２０から１００の測位デバイスを含みうる。
【００１９】
三次元空間３００において、各測位デバイス２０２は、その光源が照らしうる全てのものに相当する、見通し線を有しうる。各測位デバイスの見通し線は、そのデバイスが装着される様態又は場所によって、限定されうる。更に、製造空間内の障害物により、かかる障害物がなければ測位デバイスの見通し線上にあったはずの領域が、覆い隠されうる。例えば、対象物５００は、対象物５００の両側の測位デバイスの、互いの見通し線を遮るのに十分なほど、大きなものでありうる。
【００２０】
各測位デバイス２０２を介して特定された相対位置データ２０１は、測位デバイス２０２に対する、測位デバイス２０２の見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含みうる。例えば、複数の測位デバイスが３０のＬＩＤＡＲデバイスを含む場合の所与のシステム１００において、各測位デバイス２０２は、他のデバイスのうちのいくつかはその測位デバイス特有の見通し線上にはないと仮定すると、他の２５のＬＩＤＡＲデバイスの相対位置を測定しうる。逆に、他の２５のＬＩＤＡＲデバイスは各々、それ自体に対する、測位デバイス２０２の相対位置を測定しうる。他の測位デバイスの各々についても、同様のデータが特定されうる。
【００２１】
システム１００は、たとえ特定のための基礎となる絶対基準点がなくとも、各測位デバイス２０２の相対位置を過剰に特定したことの原因を、一又は複数の測位デバイスが動いたことに帰する。例えば、上述したように、温度、気候、及び潮汐効果などの環境要因が、三次元空間３００の形状の変化を引き起こすことがあり、このことは次いで、図１に示す所与の測位デバイス２０３の動きを引き起こしうる。場合によっては、上述の環境効果は、１を上回る数の測位デバイスの動きを引き起こしうる。このことは、相対位置データ２０１における累積変化をもたらすことがあり、この累積変化は、測位デバイスの数が比較的少ない場合には、受け入れることが困難なことがある。しかし、測位デバイスが多数あり、結果として得られる相対位置データ２０１の冗長性が膨大になることにより、システム１００は、どの測位デバイス（複数可）がどの程度動いたのかを特定することが可能になりうる。
【００２２】
例えば、システム１００は、各測位デバイス２０２を、他のデバイスに対して、（ｘ、ｙ、ｚ）座標で位置付けうる。測位デバイスのうちの一又は複数が動くと、システムは、測位デバイス同士の相互関係に基づき、一又は複数のアルゴリズムを利用して、どの測位デバイスがデータセットの残りの部分と不整合な相対位置データを取得しているのかを、特定しうる。更に、動いた所与の測位デバイス２０３を識別した後に、システム１００は、特定された不整合に基づいてそれがどのくらい動いたのかを特定しうる。
【００２３】
システム１００は、三次元空間３００内の対象物５００の画像データ４０１を取得するための、複数の撮像デバイス４００も含む。複数の撮像デバイス４００の各撮像デバイス（例としては、個別に撮像デバイス４０２と表される）は、カメラでありうる。レーザ撮像システムなどの他の撮像デバイスも受け入れられる。
【００２４】
画像データ４０１は、取得された後に、対象物５００に関する測定データ及び他のリアルタイム情報を取得するために、様々な画像処理技術を使用して処理されうる。しかし、複数の撮像デバイス４００のうちの一又は複数の撮像デバイスが動くと、取得された画像データ４０１を介して特定された測定値は、不正確なものになりうる。上述のように、温度、気候、及び潮汐効果などの環境要因は、三次元空間３００の形状の変化を引き起こし、測定エラーの原因となりうる。例えば、所与の撮像デバイスの以前の位置に基づく測定値は、以後の測定値と不整合になりうる。
【００２５】
したがって、システム１００は、複数の測位デバイス２００を介して特定された相対位置データ２０１と複数の撮像デバイス４００を介して取得された画像データ４０１とを相関させることによって、三次元空間３００内の対象物５００に対応する相対位置情報５０３を特定するよう設定された、図６に示す演算デバイスなどの演算デバイス６００を含みうる。このデータ通信の図が図７に示されており、これについて下記で詳述する。
【００２６】
演算デバイス６００は、いくつかの方法で相対位置データ２０１と画像データ４０１とを相関させうる。例えば、演算デバイス６００は、各測位デバイス２０２を介して、複数の撮像デバイス４００の各撮像デバイス４０２の相対位置データを特定しうる。一部の実行形態では、図１及び図２に示しているように、複数の撮像デバイス４００の各撮像デバイス４０２は、撮像デバイス４０２が測位デバイス２０２に対して不可動になるように、測位デバイス２０２のうちの１つに一体的に装着されうる。この構成では、各測位デバイス２０２を介して特定された撮像デバイス４０２の相対位置は、撮像デバイス４０２が装着されている測位デバイスと同じになる（又は、撮像デバイスのレンズと、共装着された測位デバイスのフォトダイオードとの間の距離を鑑みても、事実上同じになる）。
【００２７】
図１及び図２に関して、システム１００は、あらゆる測位デバイス２０２に対して撮像デバイス４０２を含むわけではないことがある。通常、対象物５００に関する所望の測定データ及び他の情報を取得するのに必要な撮像デバイスの数は、対象物５００のサイズ及び形状によって決まりうる。その一方で、測位デバイスの数は、正確な測定値を取得するのに必要な冗長性の程度に基づきうる。
【００２８】
図３は、複数の撮像デバイス４００の各撮像デバイス４０２が、撮像デバイス４０２に装着された位置特定（ｌｏｃａｔｉｏｎ）デバイス４０３を含む、別の例示的な実行形態を示している。位置特定デバイス４０３は、例えばレトロリフレクタでありうる。これにより、各測位デバイス２０２の光を放出した光源が、元の測位デバイス２０２の対応するフォトダイオードに反映されうる。結果として、各測位デバイス２０２を介して特定された相対位置データ２０１は、測位デバイス２０２に対する、測位デバイス２０２の見通し線上の各位置特定デバイス４０３の相対位置データを含むことになる。
【００２９】
図４は、複数の撮像デバイス４００が複数の測位デバイス２００から離されている、更に別の例示的な実行形態を示している。更に、撮像デバイスは、図３に示すようないかなる追加の位置特定デバイス４０３も含まず、ゆえに、複数の測位デバイス２００は各撮像デバイスの相対位置データを取得しない可能性がある。それでもなお、演算デバイス６００は、三次元空間３００内で複数の撮像デバイス４００を位置特定しうる。例えば、複数の測位デバイス２００を介して特定される相対位置データ２０１から、任意座標系が確立されうる。
【００３０】
この場合、複数の撮像デバイス４００は、複数の測位デバイス２００と物理的に一緒にされている（ｉｎ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｒｅｇｉｓｔｒｙ  ｗｉｔｈ）わけではない。換言すると、一部の応用では、複数の測位デバイス２００と複数の撮像デバイス４００とが位置的に共配置の幾何学的配列にされるのが都合がよいこともあるが、システム１００に必要なのは、これらのデバイスが、情報に関して互いと一緒にされることだけである。例えば、演算デバイス６００が、複数の測位デバイス２００と複数の撮像デバイス４００との間で位置特定信号を促進し、調整しうる。かかる例においては、複数の撮像デバイス４００には、情報に関して複数の測位デバイス２００からの信号に接触することだけが必要になる。したがって、複数の撮像デバイス４００は、対象となっている応用にふさわしい任意の所望のアレイに位置付けられうる。複数の撮像デバイス４００が複数の測位デバイス２００と共配置されている実行形態においても、これらのデバイスはやはり、一部の被送信信号を介して、情報に関して接続されうる。
【００３１】
図６は、一又は複数のプロセッサ６０２によって実行可能な指令を格納するよう設定された非一過性のコンピュータ可読媒体６０１を含みうる、例示的な演算デバイス６００を示している。例えば、非一過性のコンピュータ可読媒体６０１は、特定の機能を実現するためにプロセッサ（複数可）６０２によって実行可能な一又は複数のソフトウェア構成要素６０４が搭載されうる、データ記憶装置でありうる。所望の情報を抽出するために、取得された画像データ４０１は画像処理構成要素（複数可）６０６によって処理されうる。場合によっては、画像処理構成要素（複数可）は、プロセッサ（複数可）６０２のサブコンポーネントでありうる。
【００３２】
演算デバイス６００は、演算デバイス６００への相対位置データ２０１及び画像データ４０１の通信を促進しうる、有線又は無線でありうるネットワークインターフェース６０３も含みうる。これに関して、演算デバイス６００は、必ずしも単一のデバイスによって具現化されるわけではない可能性がある。演算デバイス６００は、ネットワーク化されたコンピュータやサーバなどの一又は複数のローカルデバイスを含みうるか、又は、クラウドベースのサーバやサーバのグループなどの一又は複数の遠隔デバイスで構成されうる。演算デバイス６００は、ローカルデバイスと遠隔デバイスとの組み合わせであることもある。
【００３３】
最後に、演算デバイス６００は、コマンドを入力し、相対位置データ２０１と画像データとを相互作用させ、又は、対象物５００に関する相対位置情報５０３を出力するための、ユーザインターフェース６０５を含みうる。
【００３４】
演算デバイス６００によって特定された相対位置情報は、いくつかの形態をとりうる。例えば、複数の撮像デバイス４００を介して取得された画像データ４０１は、対象物５００の第１ターゲット点５０１及び対象物５００の第２ターゲット点５０２の画像データを含みうる。対象物５００全体のうちの胴体部５０５の一区域を示している一例を、図５に示す。第１ターゲット点５０１は、胴体部５０５のこの区域の左上の角に対応する。同様に、第２ターゲット点５０２は、胴体部５０５のこの区域の右上の角に対応する。この例では、対象物５００に対応する特定された相対位置情報５０３は、第２ターゲット点５０２に対する第１ターゲット点５０１の相対位置情報を含みうる。これにより、胴体部５０５のこの区域の幅の測定値が得られる。相対位置情報５０３は、他の情報も含んでよく、対象物５００に関する任意の数値計測又は数値測定の照会に使用されうる。
【００３５】
更に、演算デバイスは、測位デバイと撮像デバイスの一方の動きに基づいて、相対位置情報５０３を更新しうる。例えば、演算デバイス６００は、図１、図３、及び図４に示している所与の測位デバイス２０３の動きに基づいて、所与の測位デバイス２０３の見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、所与の測位デバイス２０３の他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ２０４を特定するよう設定されうる。演算デバイス６００は、上述のように、更新された相対位置データ２０４と画像データ４０１とを相関させることによって、三次元空間３００内の対象物５００に対応する、更新された相対位置情報５０４を特定するよう更に設定されうる。
【００３６】
図７は、例示的な一実行形態による通信フロー図を示している。演算デバイス６００は、複数の測位デバイス２００から相対位置データ２０１を受信し、かつ、複数の撮像デバイス４００から画像データ４０１を受信する。演算デバイス６００は、これらのデータを相関させることによって、対象物５００に対応する相対位置情報５０３を特定する。上述のように、相対位置情報５０３はユーザインターフェース６０５に出力されうる。他の例では、相対位置情報５０３は更なる処理に使用されうる。それ以外の例も存在する。
【００３７】
図８は、類似の通信フロー図を示しており、測位デバイスのうちの一又は複数が動いた時に発生しうる更新を反映している。詳細には、演算デバイス６００は、複数の測位デバイス２００から更新された相対位置データ２０４を受信する。このデータが画像データ４０１と相関していることにより、演算デバイス６００は、対象物５００に対応する、更新された相対位置情報５０４を特定する。更に、図８に示す例では、代替的か追加的のいずれかで、図１に描かれているように撮像デバイスのうちの１つも動きうることも、想定されるこの場合、演算デバイス６００は、複数の撮像デバイス４００から更新された画像データを受信し、それにしたがって、更新された相対位置情報を特定することになる。
【００３８】
図９は、例示的な一実行形態による、三次元空間内の相対位置情報を特定するための例示的な方法９００のフロー図を示している。図９に示す方法９００は、例えば、図１から図８に示され、かつ本書で説明されているシステム１００と共に使用されることが可能な、方法の一例を提示している。本書で開示されているこのプロセス及び方法、並びに他のプロセス及び方法について、フロー図にはこれらの例の許容可能な一実行形態の機能性及び工程が示されていることを、理解すべきである。これに関して、フロー図の各ブロックは、プロセスにおける特定の論理機能又は論理ステップを実装するためにプロセッサによって実行可能な一又は複数の指令を含む、プログラムコードのモジュール、セグメント、又は一部分を表わしうる。代替的な実行形態は本開示の例の範囲に含まれる。本開示の例においては、当業者が理解しうるように、機能が、関連する機能性に応じて、図示又は説明されている順序とは違う順序で実行されうる（実質的に同時に、又は逆順で実行されることを含む）。
【００３９】
ブロック９０２において、方法９００は、複数の測位デバイス２００を介して、三次元空間３００内の相対位置データ２０１を特定することを含む。各測位デバイス（例としては、個別に測位デバイス２０２と表される）は、上述のように、見通し線を有しうる。更に、各測位デバイス２０２を介して特定された相対位置データ２０１は、測位デバイス２０２に対する、測位デバイス２０２の見通し線上の他の測位デバイスの各々の相対位置データを含む。
【００４０】
上述のように、本書に記載の実行形態は、測定の冗長性を提供するために、比較的多くの数の測位デバイスを伴いうる。ゆえに、三次元空間３００内の相対位置データ２０１を特定することは、２０から１００の測位デバイスを介して、三次元空間３００内の相対位置データ２０１を特定することを伴いうる。
【００４１】
ブロック９０４において、方法９００は、複数の撮像デバイス４００を介して、三次元空間３００内の対象物５００の画像データ４０１を取得することを含む。一部の例では、図１から図３に示す実行形態に図示し、かつ上述したように、各測位デバイス２０２を介して相対位置データ２０１を特定することは、測位デバイス２０２に対する、測位デバイス２０２の見通し線上の各撮像デバイス４０２の相対位置データを特定することを含みうる。
【００４２】
各撮像デバイス４０２の相対位置データは、様々な方法で特定されうる。例えば、方法９００は、複数の撮像デバイス４００の各撮像デバイス４０２を、撮像デバイス４０２が測位デバイス２０２に対して不可動になるように、測位デバイス２０２のうちの１つに一体的に装着することを含みうる。
【００４３】
別の実行形態では、各撮像デバイス４０２は、上記で詳述したように、撮像デバイス４０２に装着された位置特定デバイス４０３を含みうる。この場合、各測位デバイス２０２を介して相対位置データ２０１を特定することは、測位デバイス２０２に対する、測位デバイス２０２の見通し線上の各位置特定デバイス４０３の相対位置データを特定することを含む。
【００４４】
ブロック９０６において、方法９００は、複数の測位デバイス２００を介して特定された相対位置データ２０１と複数の撮像デバイス４００を介して取得された画像データ４０１とを、演算デバイス６００によって相関させることを含む。
【００４５】
ブロック９０８において、方法９００は、複数の測位デバイスを介して特定された相対位置データと複数の撮像デバイスを介して取得された画像データとの相関に基づいて、三次元空間内の対象物に対応する相対位置情報を、演算デバイスによって特定することを含む。
【００４６】
上述し、かつ図５に示したように、複数の撮像デバイス４００を介して取得された画像データ４０１は、対象物５００の第１ターゲット点５０１及び対象物５００の第２ターゲット点５０２の画像データを含みうる。更に、対象物５００に対応する相対位置情報５０３を特定することは、第２ターゲット点５０２に対する第１ターゲット点５０１の相対位置情報を特定することを含みうる。
【００４７】
更に、方法９００は、複数の測位デバイス２００の中の所与の測位デバイス２０３の動きに基づいて、所与の測位デバイス２０３の見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、所与の測位デバイス２０３の他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ２０４を特定することを、含みうる。加えて、上述したように、方法は、他の測位デバイスの各々を介して特定された、更新された相対位置データ２０４と、複数の撮像デバイス４００を介して取得された画像データ４０１とを、相関させることと、更新された相対位置データ２０４と画像データ４０１との相関に基づいて、三次元空間３００内の対象物５００に対応する、更新された相対位置情報５０４を特定することとを、含みうる。
【００４８】
更に、本開示は以下の条項による例を含む。
【００４９】
条項１．相対位置情報を特定するためのシステム（１００）であって、
三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定するための、複数の測位デバイス（２００）であって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された相対位置データ（２０１）が、測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、複数の測位デバイス（２００）と、
三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得するための、複数の撮像デバイス（４００）と、
複数の測位デバイス（２００）を介して特定された相対位置データ（２０１）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを相関させることによって、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定するよう設定された、演算デバイス（６００）とを備える、システム（１００）。
【００５０】
条項２．複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）が、光撮像／検出／測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスである、条項１に記載のシステム。
【００５１】
条項３．複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）が、三次元空間（３００）内の構造物（３０１）に装着され、複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）は、撮像デバイス（４０２）が測位デバイス（２０２）に対して不可動になるように、複数の測位デバイス（２００）の測位デバイス（２０２）のうちの１つに一体的に装着される、条項１に記載のシステム。
【００５２】
条項４．複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、各測位デバイス（２０２）を介して特定された相対位置データ（２０１）が、測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、条項１に記載のシステム。
【００５３】
条項５．複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された対象物（５００）の画像データ（４０１）が、対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、対象物（５００）に対応する特定された相対位置情報（５０３）は、第２ターゲット点（５０２）に対する第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を含む、条項１に記載のシステム。
【００５４】
条項６．複数の測位デバイス（２００）は２０から１００の測位デバイスを含む、条項１に記載のシステム。
【００５５】
条項７．演算デバイス（６００）は、複数の測位デバイス（２００）のうちの所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、所与の測位デバイス（２０３）の見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、所与の測位デバイス（２０３）の他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定するよう設定され、演算デバイス（６００）は、更新された相対位置データ（２０４）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを相関させることによって、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定するよう更に設定される、条項１に記載のシステム。
【００５６】
条項８．複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することであって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された相対位置データ（２０１）が、測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、特定することと、
複数の撮像デバイス（４００）を介して、三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得することと、
複数の測位デバイス（２００）を介して特定された相対位置データ（２０１）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを、演算デバイス（６００）によって相関させることと、
複数の測位デバイス（２００）を介して特定された相対位置データ（２０１）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）との相関に基づいて、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を、演算デバイス（６００）によって特定することとを含む、方法。
【００５７】
条項９．複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、測位デバイス（２０２）の見通し線上の各撮像デバイス（４０２）の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、条項８に記載の方法。
【００５８】
条項１０．複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）を、撮像デバイス（４０２）が測位デバイス（２０２）に対して不可動になるように、複数の測位デバイス（２００）の測位デバイス（２０２）のうちの１つに一体的に装着することを更に含む、条項８に記載の方法。
【００５９】
条項１１．複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、各測位デバイス（２０２）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、条項８に記載の方法。
【００６０】
条項１２．複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された対象物（５００）の画像データ（４０１）が、対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定することが、第２ターゲット点（５０２）に対する第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を特定することを含む、条項８に記載の方法。
【００６１】
条項１３．複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、２０から１００の測位デバイス（２０２）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することを含む、条項８に記載の方法。
【００６２】
条項１４．複数の測位デバイス（２００）の中の所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、所与の測位デバイス（２０３）の見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、所与の測位デバイス（２０３）の他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定することと、
他の測位デバイスの各々を介して特定された、更新された相対位置データ（２０４）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを、相関させることと、
更新された相対位置データ（２０４）と、複数の撮像デバイス（４００）によって取得された画像データ（４０１）との相関に基づいて、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定することとを更に含む、条項８に記載の方法。
【００６３】
条項１５．指令が格納されている非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）であって、指令は、演算デバイス（６００）によって実行されると、演算デバイス（６００）に、
複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することであって、各測位デバイス（２０２）が見通し線を有し、各測位デバイス（２０２）を介して特定された相対位置データ（２０１）が、測位デバイス（２０２）の見通し線上の他の測位デバイスの各々の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを含む、特定することと、
複数の撮像デバイス（４００）を介して、三次元空間（３００）内の対象物（５００）の画像データ（４０１）を取得することと、
複数の測位デバイス（２００）を介して特定された相対位置データ（２０１）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを相関させることと、
複数の測位デバイス（２００）を介して特定された相対位置データ（２０１）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）との相関に基づいて、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定することとを含む機能を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６４】
条項１６．複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、各測位デバイス（２０２）を介して、測位デバイス（２０２）の見通し線上の各撮像デバイス（４０２）の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、条項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６５】
条項１７．複数の撮像デバイス（４００）の各撮像デバイス（４０２）が、撮像デバイス（４０２）に装着された位置特定デバイス（４０３）を備え、複数の測位デバイス（２００）の各測位デバイス（２０２）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、測位デバイス（２０２）の見通し線上の各位置特定デバイス（４０３）の、測位デバイス（２０２）に対する相対位置データを特定することを更に含む、条項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６６】
条項１８．複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された対象物（５００）の画像データ（４０１）が、対象物（５００）の第１ターゲット点（５０１）及び対象物（５００）の第２ターゲット点（５０２）の画像データを含み、対象物（５００）に対応する相対位置情報（５０３）を特定することが、第２ターゲット点（５０２）に対する第１ターゲット点（５０１）の相対位置情報を特定することを含む、条項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６７】
条項１９．複数の測位デバイス（２００）を介して、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定することが、２０から１００の測位デバイス（２０２）に、三次元空間（３００）内の相対位置データ（２０１）を特定させることを含む、条項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６８】
条項２０．指令であって、演算デバイス（６００）によって実行されると、演算デバイス（６００）に、
複数の測位デバイス（２００）の中の所与の測位デバイス（２０３）の動きに基づいて、所与の測位デバイス（２０３）の見通し線上の他の測位デバイスの各々を介して、所与の測位デバイス（２０３）の他の測位デバイスに対する更新された相対位置データ（２０４）を特定することと、
他の測位デバイスの各々を介して特定された、更新された相対位置データ（２０４）と、複数の撮像デバイス（４００）を介して取得された画像データ（４０１）とを、相関させることと、
更新された相対位置データ（２０４）と、複数の撮像デバイス（４００）によって取得された画像データ（４０１）との相関に基づいて、三次元空間（３００）内の対象物（５００）に対応する、更新された相対位置情報（５０４）を特定することとを含む機能を実施させる、指令を更に備える、条項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体（６０１）。
【００６９】
種々の有利な構成の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的であること、または開示された形態の例に限定されることを意図するものではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が自明となろう。更に、種々の有利な例は、他の有利な例と比べて異なる利点を表現しうる。選択された一又は複数の例は、かかる例の原理と実践的応用を解説するため、及び、他の当業者が、想定される特定の用途に適した様々な修正例を伴う様々な例の開示内容について理解することを可能にするために、選ばれ、説明されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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