(57)【要約】  再帰反射器バープローブ装置は、保持具と、前記保持具に配置された再帰反射器と、第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部が前記保持具に取り付けられる部材と、前記部材の前記第２端部に取り付けられたエンドプレートとを含み、前記エンドプレートは、曲率半径がバーの長さと等しい円形外面を有する。
2013517482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持具と、
前記保持具に配置された再帰反射器と、
第１端部及び第２端部を有する部材であって、前記第１端部は、前記保持具に取り付けられ、前記第２端部は、曲率半径Ｒの円形外面を有するエンドプレートに取り付けられ、前記再帰反射器の中心から前記円形外面までの距離が、前記曲率半径Ｒに等しい部材と、
を含む再帰反射器プローブアダプタ装置。
【請求項２】
前記再帰反射器は、中心を有する、球面状に装着される再帰反射器（ＳＭＲ）である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記保持具はＳＭＲネストである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記部材は細長いバーである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記部材は角度付きバーである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
球面状に装着される再帰反射器（ＳＭＲ）と、
前記ＳＭＲを保持するように構成されるネストと、
前記ネストに取り付けられた第１端部を有するバーと、
前記バーの第２端部に取り付けられ、かつ、曲率半径Ｒの円形外面を有するエンドプレートと、を含み、
前記ＳＭＲの中心から前記バーの円形外面までの距離がＲである、再帰反射器プローブアダプタ装置。
【請求項７】
前記バーは細長いバーである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記バーは、２つの区画の間の角度によって規定される角度付きバーである、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
レーザ追跡装置で点を測定する方法であって、
前記レーザ追跡装置からの真直ぐな見通し線から隠れた目的の点を特定するステップと、
前記目的の点に、再帰反射器プローブアダプタ装置を設けるステップと、
前記レーザ追跡装置で点を測定するステップと、
前記測定された各点からオフセット値を減算するステップと、
を含み、前記再帰反射器プローブアダプタ装置は、
保持具と、
前記保持具に配置された再帰反射器と、
第１端部及び第２端部を有する部材において、前記第１端部は、前記保持具に取り付けられ、前記第２端部は、曲率半径Ｒの円形外面を有するエンドプレートに取り付けられ、前記再帰反射器の中心から前記円形外面までの距離がＲに等しい部材と、を含む方法。
【請求項１０】
前記再帰反射器は、中心を有し、球面状に装着される再帰反射器（ＳＭＲ）である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記保持具はＳＭＲネストである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記部材は細長いバーである、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記部材は角度付きバーである、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２端部は、予め定義された限界を超える、前記再帰反射器プローブアダプタ装置の傾斜を検出する電気スイッチを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２端部は、前記再帰反射器プローブアダプタ装置が予め定義された限界を超えて傾いたときに、ユーザに触覚的フィードバックを提供する平坦な表面を有する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１０年１月１８日に出願された「ＲＥＴＲＯＲＥＦＬＥＣＴＯＲ  ＰＲＯＢＥ  ＡＤＡＰＴＯＲ（再帰反射器プローブアダプタ）」という名称の米国仮出願第６１／２９５，８４８号の利益を請求するものであり、前記仮出願は、その開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。
【０００２】
本発明は、再帰反射器測定に関し、より詳細には、球面状に装着される再帰反射器をレーザ追跡装置と共に利用して隠れ点を測定できるようにする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
目的物上の点と接触している再帰反射標的にレーザビームを送出することによって点の座標を測定する計器類が存在する。この計器は、標的までの距離と標的に対する２つの角度とを測定することによって点の座標を特定する。距離は、絶対距離計や干渉計等の距離測定装置で計測される。角度は、角度エンコーダ等の角度測定装置で計測される。計器内のジンバル式ビームステアリング機構が、目的とする点にレーザビームを誘導する。
【０００４】
レーザ追跡装置は、自身が送出する一つ以上のレーザビームを用いて再帰反射標的を追跡する特定のタイプの座標測定装置である。場合によっては、トータルステーションやタキメータとして知られる他の機器が再帰反射器を測定することがある。トータルステーションを含む、レーザ追跡装置の幅広い定義が、本願全体を通じて用いられる。
【０００５】
通例、レーザ追跡装置は、再帰反射標的に向けてレーザビームを送出する。一般的なタイプの再帰反射標的は、球面状に装着される再帰反射器（ＳＭＲ：Ｓｐｈｅｉｃａｌｌｙ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）で、この再帰反射器は、金属製球体に埋め込まれたキューブコーナー再帰反射器を含む。キューブコーナー再帰反射器は、互いに垂直な３つの鏡を含む。頂点は、これら３つの鏡が交差する共通の点であり、球体の中心に位置する。球体内のキューブコーナーのこの配置により、前述の頂点から、ＳＭＲが載置された任意の表面までの垂直距離は、ＳＭＲが回転した場合であっても一定のまま維持される。したがって、レーザ追跡装置は、ＳＭＲが表面上で移動されたときにＳＭＲの位置を追うことによって、その表面の３次元座標を測定することができる。換言すると、レーザ追跡装置は、３自由度（一つの径方向距離と２つの角度）のみを測定するだけで、表面の３次元座標を完全に特定することができる。
【０００６】
再帰反射標的に対する距離及び２つの角度を測定するレーザ追跡装置では、追跡装置からのレーザビームは、そのビームを遮るいずれの障害物にも遭遇せずに再帰反射器に到達可能でなければならない。現実には、場合によって、追跡装置からのレーザビームの見通し線上にない物体の位置を測定することが必要であったり、便利であったりする。このような測定は、「隠れ点」測定と呼ばれることがある。
【０００７】
隠れ点の測定について、２つの異なる方法が考案されている。第１の方法は、レトロプローブ（retroprobe）と呼ばれる装置を利用するものである。レトロプローブは、再帰反射器に組み合わせて鏡を利用することで、物理的なプローブ先端の位置に再帰反射器の虚像を形成する。遮られた（隠れ）点と、レーザ追跡装置の見通し線内の再帰反射器の反射鏡像とにプローブ先端を配置することによって、隠れ点の座標を測定することができる。レトロプローブの欠点は、場合によっては、必要な幾何学的配置でレトロプローブを方向決めできないことである。
【０００８】
隠れ点を測定する第２の方法は、合わせて６自由度を測定する能力を持つ追跡装置及びプローブを利用するものである。この６自由度（６−ＤＯＦ：Ｄｅｇｒｅｅｓ  Ｏｆ  Ｆｒｅｅｄｏｍ）は、前述した３自由度、すなわち距離及び２つの角度に加え、プローブの向きについての、例えば、ピッチ、ロール、及びヨーの３つの角度を更に含む。プローブ先端を備えるスタイラスをプローブに取り付けることによって、隠れ点の座標を測定することができる。このような６−ＤＯＦレーザ追跡装置の欠点は、一つの距離と２つの角度のみを測定するレーザ追跡装置よりも高価であることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
レーザ追跡装置による隠れ点の測定を可能にする装置又は方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
例示的実施形態は、保持具と、保持具に配置された再帰反射器と、第１端部及び第２端部を有する部材とを備える球形バープローブ装置を含み、この球形バープローブ装置において、第１端部は保持具に取り付けられ、第２端部は曲率半径Ｒを有する。また、再帰反射器の中心から第２端部までの距離は、曲率半径Ｒに等しい。
【００１１】
更に他の例示的実施形態は、球面状に装着される再帰反射器（ＳＭＲ）と、ＳＭＲを保持するように構成されるネスト（ｎｅｓｔ）と、ネストに取り付けられた第１端部を有するバーとを含む球形バープローブ装置を含み、この球形バープローブ装置において、バーの第２端部は曲率半径Ｒを持ち、ＳＭＲの中心からバーの第２端部までの距離はＲである。
【００１２】
更に他の例示的実施形態は、レーザ追跡装置で点を測定する方法を含み、この方法は、レーザ追跡装置からの真直ぐな見通し線から隠れた目的の点を特定し、その目的の点に、保持具と、保持具に配置される再帰反射器と、第１端部及び第２端部を有する部材とを含む球形バープローブ装置であって、第１端部が保持具に取り付けられ、第２端部が曲率半径Ｒを持ち、再帰反射器の中心から第２端部までの距離がＲに等しい球形バープローブ装置を配設し、レーザ追跡装置で点を測定し、測定された各点からオフセット値を減算することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るレーザ追跡装置の斜視図である。
【図２】実施形態に係るレーザ追跡装置で利用される演算システムのブロック図である。
【図３】実施形態に係る球形バープローブの斜視図である。
【図４】図３の球形バープローブを示す他の図である。
【図５】球形バープローブの他の例示的実施形態を示す図である。
【図６】球形バープローブの他の例示的実施形態を示す図である。
【図７】障害物が存在する状態での例示的球形バープローブの実施例を示す図である。
【図８】障害物が存在する状態での例示的球形バープローブの他の実施例を示す図である。
【図９】図３及び図４の球形バープローブ３００の例示的構成を示す図である。
【図１０】図３及び図４の球形バープローブの不適切な位置合わせを示す図である。
【図１１】図３及び図４の球形バープローブの端縁配設プレートの例を示す図である。
【図１２】図３及び図４の球形バープローブの端縁配設プレートの例を示す図である。
【図１３】図３及び図４の球形バープローブの端縁配設プレートの例を示す図である。
【図１４】他の例示的なモジュール式球形バープローブの実施形態を示す図である。
【図１５】レーザ追跡装置及び例示的球形バープローブを用いて隠れ点を測定する方法を示す図である。
【図１６】追跡装置測定値を取得してデータを処理するために実施できるシステムの例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、実施形態について、単なる例示として、付属の図面を参照しながら説明する。図面は、限定するためでなく、例示するためのものであり、同様の要素には、複数の図において同様の番号が付与されている。
【００１５】
例示的実施形態は、レーザ追跡装置によって隠れ点を測定するために実施できる球形バープローブを含む。例示的実施形態において、球形バープローブは、球面状に装着される再帰反射器と、球面状に装着される再帰反射器を保持するように構成される保持具と、保持具に取り付けられた第１端部を有する部材と、前記部材の第２端部に取り付けられたエンドプレーとを含む。
【００１６】
図１に、本明細書に記載した隠れ点を測定する装置及び方法と共に利用できるレーザ追跡装置１０を示す。レーザ追跡装置１０は、当該レーザ追跡装置１０からＳＭＲ２６にレーザビーム４６を送出し、ＳＭＲ２６は、追跡装置１０にレーザビーム４８を送り返す。レーザビーム４８は、レーザビーム４６よりも光パワーが若干低下しているが、その他の点ではレーザビーム４６とほぼ同様である。レーザ追跡装置１０の例示的なジンバル式ビームステアリング機構１２は、方位基台１６に取り付けられて方位軸２０を中心に回転する頂点キャリッジ１４を含む。ペイロード１５が、頂点キャリッジ１４に装着されて、頂点軸１８を中心に回転される。頂点の機械的回転軸１８と方位の機械的回転軸２０は、追跡装置１０の内部で、通常は距離測定の原点であるジンバルポイント２２において直交交差する。レーザビーム４６は、ジンバルポイント２２を実質的に通過して、頂点軸１８と直交するように仕向けられる。すなわち、レーザビーム４６の経路は、頂点軸１８と垂直な平面内に存在する。レーザビーム４６は、頂点軸１８を中心としたペイロード１５の回転、及び方位軸２０を中心とした頂点キャリッジ１４の回転によって所望の方向に向けることができる。頂点角エンコーダと方位角エンコーダは、追跡装置の内部（図示せず）で、頂点の機械的軸１８及び方位の機械的軸２０に取り付けられて、高い精度で回転の角度を提示する。レーザビーム４６は、ＳＭＲ２６まで進み、その後、レーザ追跡装置１０に戻る。追跡装置１０は、ジンバルポイント２２と再帰反射器２６の間の径方向距離と共に、頂点軸１８及び方位軸２０を中心とした回転角度を測定して、追跡装置の極座標系内の再帰反射器２６の位置を特定する。
【００１７】
レーザ追跡装置用の例示的演算システム（処理システム）２００を図２に示す。処理システム２００は、追跡装置処理ユニット２１０、及び省略可能なコンピュータ２８０を含む。処理ユニット２１０は少なくとも一つの処理装置を含み、この処理装置は、マイクロプロセッサ、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又は同様の装置であってよい。情報を処理して内部の追跡装置処理装置に命令を送る処理機能が提供される。このような処理装置としては、位置検出器処理装置２１２、方位エンコーダ処理装置２１４、頂点エンコーダ処理装置２１６、指示ランプ処理装置２１８、絶対距離計（ＡＤＭ：Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅｔｅｒ）処理装置２２１、干渉計（ＩＦＭ：ＩｎｔｅｒＦｅｒｏＭｅｔｅｒ）処理装置２２２、及びカメラ処理装置２２４が挙げられる。補助ユニット処理装置２７０は、任意構成として、追跡装置処理装置２１０内の他の処理装置に、タイミング制御とマイクロプロセッササポートを提供する。補助ユニット処理装置２７０は、デバイスバス２３０を利用して他の処理装置と通信すると好ましく、デバイスバス２３０は、この分野でよく知られているように、データパケットを利用して追跡装置全体に情報を伝送できる。演算機能は、ＤＳＰ及びＦＰＧＡが追跡装置のセンサーによって収集されたデータに対する中間演算を実行するというように、追跡装置処理ユニット２１０全体に分散されてよい。この中間演算の結果は、補助ユニット処理装置２７０に戻される。補助ユニット処理装置２７０は、長いケーブルを用いてレーザ追跡装置１０の本体に取り付けられても、又はレーザ追跡装置の本体内に引き込んで、コンピュータ２８０に追跡装置を直接取り付ける（任意構成）ようにしてもよい。補助ユニット処理装置２７０は、接続２４０によってコンピュータ２８０に接続することができ、この接続２４０は、イーサネット（登録商標）ケーブル又は無線接続であると好ましい。補助ユニット２７０及びコンピュータ２８０は、イーサネットケーブル又は無線接続部であってよい接続２４２，２４４を介してネットワークに接続できる。本明細書において例示的実施形態に記載したような安定度の演算では、処理ユニット２００内から、又は省略可能なコンピュータ２８０で、処理装置（マイクロプロセッサ、ＤＳＰ、又はＦＰＧＡ）を利用することができる。
【００１８】
図３に、球形バープローブ３００の例示的実施形態を示す。例示的実施形態において、球形バープローブ３００は、球面状に装着される再帰反射器３１０等の再帰反射器（例えば、図１のＳＭＲ２６）を保持する保持具すなわちネスト３１２を含むことができる。ネスト３１２は、部材すなわちバー３１４の第１端部に連結される。球形バープローブ３００は、エンドプレート３１６を更に含み、このエンドプレート３１６は前記部材すなわちバー３１４の第２端部に連結される。エンドプレート３１６は、円形外面３１７を含む。例示的実施形態において、再帰反射器３１０の中心と円形外面３１７の最も外側の端点の間の距離Ｒは、円形外面３１７の曲率半径Ｒに等しい。
【００１９】
図４に、面３１９に固定された図３の球形バープローブ３００の実施形態を示す。この面３１９の点が、追跡装置（例えば、図１の追跡装置１０）によって測定される点である。ただし、面３１９の点は、追跡装置から一直線の見通し線から外れていてもよいことは理解されるであろう。したがって、例示的球形バープローブ３００を実装して、面３１９上の隠れ点を測定することができ、このことについてこれから説明する。前述したように、球形バープローブ３００は、再帰反射器３１０を保持する保持具すなわちネスト３１２を含む。ネスト３１２は、部材すなわちバー３１４の第１端部に連結される。エンドプレート３１６は、部材すなわちバー３１４の第２端部に連結される。本明細書に記載したように、エンドプレート３１６は、円形外面３１７を含む。例示的実施形態において、再帰反射器３１０の中心と円形外面３１７の最も外側の端点との間の距離Ｒは、円形外面３１７の曲率半径Ｒと等しい。再帰反射器３１０の中心と円形外面３１７の最も外側の端点との間の距離間隔が円形外面３１７の曲率半径に等しいこの構成により、仮想球３２０が画定される。このため、仮想球３２０の半径もＲである。エンドプレート３１６の円形外面３１７は、仮想球３２０の表面の一区画として形成されて、面３１９上の測定対象である（隠れ）点と接する。
【００２０】
理解されるであろうが、追跡装置は、追跡装置から再帰反射器３１０まで進み、その後追跡装置に戻るレーザビームを生成し、この追跡装置が生成するレーザビームは、実際には再帰反射器３１０と相互作用するが、仮想的には半径Ｒの、より大きい見かけ上の再帰反射器、すなわち仮想球３２０と相互作用する。ここで説明したように、追跡装置は、当該追跡装置の球座標系内の再帰反射器３１０の位置を特定する。また、レーザビームが移動する再帰反射器３１０までの距離は、仮想球３２０まで移動する距離と同一であることも理解されよう。面３１９上の点の正確な測定値を取得するために、後で更に詳しく説明するように、適切なオフセット値が、点の集合に応じた方法に従って点の測定値から減算される。
【００２１】
図３及び図４に示した球形バープローブ３００の実施形態において、部材すなわちバー３１４は直線状に構成される。他の例示的実施形態において、部材すなわちバー３１４は、測定対象である点が、レーザ追跡装置から真直ぐの見通し線から外れた徐々に離れていく面上に存在し得る実施例の場合、湾曲した輪郭を持つ部材すなわちバーに置き換えられても、又は複数の区画に分割されてもよい。
【００２２】
図５に、球形バープローブ５００の例示的実施形態を示す。例示的実施形態において、球形バープローブ５００は、再帰反射器５１０を保持する保持具すなわちネスト５１２を含む。ネスト５１２は、湾曲した部材すなわちバー５２４の第１端部に連結される。部材すなわちバー５２４の第２端部には、エンドプレート５１６が連結される。ここで説明したとおり、エンドプレート５１６は円形外面５１７を含む。例示的実施形態において、再帰反射器５１０の中心と円形外面５１７の最も外側の端点との間の距離Ｒは、円形外面５１７の曲率半径Ｒと等しい。図５の例では、図３及び図４の実施形態とは異なり、距離Ｒは、ピタゴラスの定理等のこの分野で周知の方法で、湾曲した部材すなわちバー５２４の角度によって決定される。再帰反射器５１０の中心と円形外面５１７の最も外側の端点との間の距離間隔が円形外面５１７の曲率半径と等しいこの構成により、仮想球５２０が画定される。したがって、仮想球５２０の半径もＲである。エンドプレート５１６の円形外面５１７は、仮想球５２０の表面の一区画として形成されて、面５１９上の測定対象である（隠れ）点と接する。図５の例において、面５１９上の障害物５２１によって、面５１９上の測定対象である点についてのより離れた地点がもたらされる。
【００２３】
図６に、球形バープローブ６００の例示的実施形態を示す。例示的実施形態において、球形バープローブ６００は、再帰反射器６１０を保持する保持具すなわちネスト６１２を含む。ネスト６１２は、直角部材すなわちバー６３４の第１端部に連結される。直角部材すなわちバー６３４の第２端部には、エンドプレート６１６が連結される。本明細書で説明したとおり、エンドプレート６１６は、円形外面６１７を含む。例示的実施形態において、再帰反射器６１０の中心と円形外面６１７の最も外側の端点との間の距離Ｒは、円形外面６１７の曲率半径Ｒと等しい。図６の例では、図５と同様に図３及び図４の実施形態と異なり、距離Ｒは、ピタゴラスの定理等のこの分野で周知の方法で、直角部材すなわちバー６３４の角度によって決定される。再帰反射器６１０の中心と円形外面６１７の最も外側の端点との間の距離間隔が円形外面６１７の曲率半径と等しいこの構成により、仮想球６２０が画定される。したがって、仮想球６２０の半径もＲである。エンドプレート６１６の円形外面６１７は、仮想球６２０の表面の一区画として形成されて、面５１９上の測定対象である（隠れ）点と接する。図６の例において、面６１９上の障害物６２１によって、面６１９上の測定対象である点についてのより離れた地点がもたらされる。
【００２４】
図５及び図６の例は、例示的なものであり、限定する例でないことは理解されよう。球形バープローブは、図５及び図６に示した角度に限定されるものではなく、各種様々な角度を持つバーを利用できる。
【００２５】
図７及び図８に、実際の用途で球形バープローブ３００をどのように実装できるのかを示す。例えば、図７において、障害物３５０は、追跡装置１００が標準的なＳＭＲ３５２を見通すことを妨害している。ただし、球形バープローブ３００を実装することによって、追跡装置１００は、障害物３５０の背後に視覚的に隠れている点の測定を行うことができる。図８において、障害物５５０は、窪んだ構造物の側面壁の形式になっている。この例では、直線状のバー３１４を備える例示的球形バープローブ３００を利用して、窪んだ構造物の底面に位置する点を測定し、角度付きのバー５２４を備える例示的球形バープローブ５００を利用して、窪んだ構造物５５１の側面壁上の点を測定することができる。また、図８には、追跡装置１００が、窪んだ構造物５５１の中に配置された標準的なＳＭＲ５５２を見通すことができない状態も示した。
【００２６】
図９に、例えば、図３及び図４の球形バープローブ３００の例示的構成を示す。潜在的な問題として、球形バープローブ３００は、面３１９上に不適切に配置され得ることが挙げられる。例えば、図９に、球形バープローブ３００の適切な配置を示す。図１０に、球形バープローブ３００が、エンドプレート３１６の端縁上で傾斜又は横転した場合等の不適切な配置を示す。この不適切な配置において、エンドプレート３１６の曲率半径Ｒは、球３２０の半径Ｒと等しくならない。代わりに、取り付け位置不良の球形バープローブ３００の半径は、Ｒ’であり、再帰反射器３１０の中心から面３１９までの距離である。このような取り付け位置不良を防ぐため、エンドプレート３１６には、図１１から図１３に示すように、エンドプレート３１６の外周を取り巻く端縁３２６を形成することができる。端縁３２６の構造は、ユーザに触覚的フィードバックを提供して、球形バープローブが正常な配置から外れた場合に、ユーザに警告することができる。端縁３２６からの触覚的フィードバックに加え、エンドプレート３１６に、球形バープローブ３００が取り付け不良である場合にユーザへの警告を提供する電子スイッチを装着することもできる。
【００２７】
図１４に、例示的なモジュール式球形バープローブ１４００の実施形態を示す。本明細書に記載した他の例示的実施形態と同様に、モジュール式球形バープローブ１４００は、再帰反射器１４１０を保持する保持具すなわちネスト１４１２を含むことができる。モジュール式球形バープローブ１４００は、円形外面１４１７を有するエンドプレート１４１６も含むことができる。例示的実施形態において、再帰反射器１４１０の中心と円形外面１４１７の最も外側の端点との間の距離Ｒは、円形外面１４１７の曲率半径Ｒと等しい。再帰反射器１４１０の中心と円形外面１４１７の最も外側の端点との間の距離間隔が円形外面１４１７の曲率半径と等しいこの構成によって、仮想球１４２０が画定される。したがって、仮想球１４２０の半径もＲである。エンドプレート１４１６の円形外面１４１７は、仮想球１４２０の表面の一区画として形成されて、面上の測定対象である（隠れ）点と接する。ネスト１４１２とエンドプレート１４１６の間には、モジュール形式のバーすなわち部材が配設される。モジュール式球形バープローブ１４００と共に各種の構成要素を組み合わせて、所望の設定に調整された球形バープローブを実現できる。例えば、エンドプレート１４１６と組み合わせた直線状のバー１４１４を保持具すなわちネスト１４１２に挿入することができる。直線状のバー１４１４は各種の長さで設けることができる。直線状のバー１４１４に代えて、角度付きコネクタ１４２０が、保持具すなわちネスト１４１２に挿入されてもよい。角度付きコネクタ１４２０は、各種様々な用途に適合する任意の適切な角度であってよい。角度付きコネクタ１４２０には、オフセットバー１４２４を嵌め込むことができる。オフセットバー１４２４は各種の長さで設けることができる。傾斜したエンドプレート１４２６は、オフセットバー１４２４に取り付けて配設することができる。例示的実施形態において、オフセットバー１４２４と傾斜したエンドプレート１４２６との接続部は、傾斜したエンドプレート１４２６が適切に位置合わせされて、仮想球１４２０の表面の一区画となるように角度付けされてよい。モジュール式球形バープローブ１４００により、ユーザは、複数の異なる球形バープローブの一群を備えなくても、各種幅広いサイズ及び向きの球形バープローブを比較的少ない部品点数で実現することができる。
【００２８】
次に、隠れ点を測定するために実装される球形バープローブの実施形態に関わりなく用いられる、概略的な隠れ点の測定方法を説明する。図１５に、隠れ点の測定方法１５００を示す。ブロック１５１０において、ユーザは、追跡装置（例えば、図１の追跡装置１０、又は図７及び図８の追跡装置１００）を配設することができる。ブロック１５２０において、ユーザは、追跡装置で測定する目的の点を特定できる。例示するため、目的の点は、本明細書に記載したように、追跡装置から真直ぐの見通し線から隠れている。このため、ブロック１５３０において、ユーザは、本明細書に記載した例示的球形バープローブを配設する。ブロック１５４０において、ユーザは、追跡装置及び例示的球形バープローブを利用して測定を行う。次に、ブロック１５５０において、ユーザは、測定点の集合から適切なオフセット値を減算できる。
【００２９】
これまで説明してきたのは、球形バープローブは、概念上、その材料面の特定の部分が除去されたために、接触が、エンドプレート３１６上の限定的な領域において行われるようになった大きなＳＭＲと見なせるということである。ソフトウェアについては、現在、測定データからオフセット値を減算して、ＳＭＲに接しているワークピースの表面からＳＭＲの中心までの距離に対応させるソフトウェアが各種利用できる。単一の点についてのオフセットＲを個別に減算することはできないが、これは、ＳＭＲとの接点におけるワークピースの法線ベクトルの方向を通常は把握し得ないためである。特定の測定において取得したデータ点の集合から対応するオフセット値を除去する各種のアルゴリズムが開発されており、前述のソフトウェアにはこれらのアルゴリズムが組み込まれている。ＳＭＲに関するこれらのアルゴリズムは、測定の基礎的形状が互いに同一であることから、球形バープローブにも等しく適応可能である。全ての測定データは一度に取得されてよく、その後で、この分野で周知の適切なアルゴリズムに従って点の集合から減算されてよいことは理解されよう。
【００３０】
再び図２を参照すると、コンピュータ２８０が記載されており、このコンピュータを組み込んで、追跡装置の測定値の取得及びデータの処理を行うことができる。図１６に、追跡装置の測定値の取得及びデータの処理を行うように実装できるシステム１６００の例示的実施形態を示す。本明細書に記載した方法は、ソフトウェア（例えば、ファームウェア）、ハードウェア、又はその組み合わせで実施されてよい。例示的実施形態において、本明細書に記載した方法は、実行可能プログラムとしてソフトウェアに組み込まれて、パーソナルコンピュータや、ワークステーションや、ミニコンピュータや、メインフレームコンピュータ等の専用又は汎用のデジタルコンピュータによって実行される。したがって、システム１６００は、汎用コンピュータ１６０１を含む。
【００３１】
例示的実施形態において、ハードウェアキテクチャの観点では図１６に示すように、コンピュータ１６０１は、処理装置１６０５と、メモリ制御装置１６１５に接続されたメモリ１６１０と、ローカル入出力制御装置１６３５を介して通信可能に接続される一つ以上の入力、出力、又は入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス１６４０，１６４５（又は周辺機器）とを含む。入出力制御装置１６３５は、この分野において知られているように、一つ以上のバス、又は他の有線若しくは無線接続であってよいが、これらには限定されない。入出力制御装置１６３５は、簡略化のために省略されているが、制御装置、バッファ（キャッシュ）、ドライバ、中継器、及び受信機等、通信を可能にする追加の構成要素を備えることができる。また、ローカルインターフェイスは、前述した構成要素間の適切な通信を実現するためのアドレス、制御、及びデータ接続のうちの少なくともいずれかを含むことができる。
【００３２】
処理装置１６０５は、ソフトウェア、特に、メモリ１６１０に格納されたソフトウェアを実行するハードウェアデバイスである。処理装置１６０５は、各種の特注又は市販の処理装置、中央処理装置（ＣＰＵ）、コンピュータ１６０１に対応付けられた複数の処理装置のうちの補助処理装置、半導体ベースのマイクロプロセッサ（マイクロチップやチップセットの形式のもの）、マクロプロセッサ、又はソフトウェア命令を実行する一般的な任意のデバイスであってよい。
【００３３】
メモリ１６１０は、揮発性記憶素子（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）（ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ，ＳＤＲＡＭ等））及び不揮発性記憶素子（例えば、ＲＯＭ、消去可能プログラム可能読み取り専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ：Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、電気的消去可能プログラム可能読み取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、プログラム可能読み取り専用記憶装置（ＰＲＯＭ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、テープ、コンパクトディスク読み取り専用記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ディスク、ディスケット、カートリッジ、カセット、他等）のいずれか一つ、又は任意の組み合わせを含むことができる。また、メモリ１６１０は、電子式、磁気式、光学式、及び他の方式のうちの少なくともいずれかの記憶媒体を内蔵してよい。ただし、メモリ１６１０は、分散型アーキテクチャを持つことができ、このアーキテクチャにおいて、各種の構成要素は、互いにリモートに存在しているが、処理装置１６０５によってアクセス可能な状態にあることに留意されたい。
【００３４】
メモリ１６１０内のソフトウェアは、一つ以上の個別のプログラムを含んでよく、その各プログラムは、論理機能を実施する実行可能命令の順序付きリストを含む。図１６の例において、メモリ１６１０内のソフトウェアは、例示的実施形態に従って本明細書に記載した方法及び適切なオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）１６１１を含む。ＯＳ１６１１は、基本的に、本明細書に記載したシステム及び方法等、他のコンピュータプログラムの実行を制御して、スケジューリング、入出力制御、ファイル管理、データ管理、メモリ管理、通信制御、及び通信関連サービスを提供する。
【００３５】
本明細書に記載した方法は、ソースプログラム、実行可能プログラム（オブジェクトコード）、スクリプト、又はいずれか他の、実行対象である一連の命令を含むエンティティの形式であってよい。ソースプログラムの場合、そのプログラムは、ＯＳ１６１１と連携して適切に動作するように、コンパイラ、アセンブラ、インタプリタ等で変換される必要がある。これらのコンパイラ、アセンブラ、インタプリタ等は、メモリ１６１０内に収納されても、又は収納されなくてもよい。また、本方法は、データ及び方法のクラスを有するオブジェクト指向プログラム言語として、又はルーチン、サブルーチン、及び関数の少なくともいずれかを有する手続き型プログラム言語として記述することができる。
【００３６】
例示的実施形態において、従来のキーボード１６５０及びマウス１６５５を入出力制御装置１６３５に接続することができる。Ｉ／Ｏデバイス１６４０，１６４５等の他の出力デバイスは、入力デバイス、例えば、限定するものではないが、プリンタ、スキャナ、マイク等を含んでよい。最後に、Ｉ／Ｏデバイス１６４０，１６４５は、入力内容と出力内容の両方を伝達するデバイス、例えば、限定するものではないが、ネットワークインターフェイスカード（ＮＩＣ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）、変調器／復調器（他のファイル、デバイス、システム、又はネットワークへのアクセス用）、無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）又は他の送受信機、電話インターフェイス、ブリッジ、及びルータ等を更に含んでよい。システム１６００は、ディスプレイ１６３０に接続されたディスプレイ制御装置１６２５を更に含むことができる。例示的実施形態において、システム１６００は、ネットワーク１６６５と接続するためのネットワークインターフェイス１６６０を更に含んでよい。ネットワーク１６６５は、コンピュータ１６０１と、任意の外部サーバ、クライアント等との間でブロードバンド接続を介して通信を行うＩＰベースのネットワークであってよい。ネットワーク１６６５は、コンピュータ１６０１と外部システムの間でデータを送受信する。例示的実施形態において、ネットワーク１６６５は、サービスプロバイダによって管理された管理ＩＰネットワークであってよい。ネットワーク１６６５は、例えば、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ等の無線プロトコル及び無線技術を用いる無線方式で実施されてよい。ネットワーク１６６５は、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、都市規模ネットワーク、インターネットネットワーク、又は他の同種のネットワーク環境等のパケット交換網であってもよい。ネットワーク１６６５は、固定無線ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線広域ネットワーク（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、仮想私設通信網（ＶＰＮ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、イントラネット、又は他の適切なネットワークシステムであってよく、信号を送受信する装置を含む。
【００３７】
コンピュータ１６０１がＰＣや、ワークステーションや、インテリジェントデバイス等である場合、メモリ１６１０内のソフトウェアは、基本入出力システム（ＢＩＯＳ：Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）（簡略化のため省略）を更に含み得る。ＢＩＯＳは、起動時にハードウェアの初期化及び検査を行い、ＯＳ１６１１を起動し、更にハードウェアデバイス間のデータ転送を支援する一連の基本ソフトウェアルーチンである。ＢＩＯＳは、コンピュータ１６０１が起動されたときに実行され得るようにＲＯＭに格納される。
【００３８】
コンピュータ１６０１の稼働時において、処理装置１６０５は、メモリ１６１０内に格納されたソフトウェアを実行し、メモリ１６１０とデータをやり取りし、かつ、ソフトウェアに従ってコンピュータ１６０１の動作を全般的に制御するように構成される。本明細書に記載した方法及びＯＳ１６１１は、その全体又は一部、ただし通常はその一部が処理装置１６０５によって読み出され、多くの場合は処理装置１６０５内にバッファリングされて実行される。
【００３９】
本明細書に記載したシステム及び方法が図１６に示すようにソフトウェアで実施される場合、本方法は、記憶装置１６２０等の各種のコンピュータ可読媒体に格納することができ、各種のコンピュータ関連システムや方法によって、又はこれらと連携して利用することができる。
【００４０】
当業者であれば理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、又はコンピュータプログラム製品として実施されてよい。したがって、本発明の態様は、全てハードウェアの実施形態、全てソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形式を取ることができ、本明細書においてこれらは全て概して、「回路」、「モジュール」、又は「システム」と呼ばれ得る。また、本発明の態様は、コンピュータプログラム製品の形式であってよく、このコンピュータプログラム製品は、内部にコンピュータ可読プログラムコードが埋め込まれた一つ以上のコンピュータ可読媒体内に組み込まれる。
【００４１】
一つ以上のコンピュータ可読媒体の各種の組み合わせを利用できる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータで読み取り可能な信号媒体又はコンピュータで読み取り可能な記憶媒体であってよい。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、限定するものではないが、例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、若しくは半導体のシステム、装置、デバイス、又はこれらの各種の適切な組み合わせであってよい。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体のより具体的な例（非限定的リスト）としては、一つ以上のワイヤを有する電気接続部、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型のコンパクトディスク読み取り専用記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又はこれらの各種適切な組み合わせが挙げられる。本文書の文脈において、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、プログラムを収容又は格納して、命令を実行するシステム、装置、若しくはデバイスによって、又はこれらと連携して利用され得る各種の有形の媒体であってよい。
【００４２】
コンピュータで読み取り可能な信号媒体としては、コンピュータ可読プログラムコードが、例えば、ベースバンド内に、又は搬送波の一部として埋め込まれた伝播性データ信号が挙げられる。このような伝播性信号は、様々な形式を取ることができ、この形式としては、限定するものではないが、電磁気形式、光学形式、又はこれらの各種適切な組み合わせが挙げられる。コンピュータで読み取り可能な信号媒体は、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体以外の各種のコンピュータ可読媒体のうち、プログラムを通信、伝播、又は転送して、命令を実行するシステム、装置、若しくはデバイスによって、又はこれらと連携して利用され得るコンピュータ可読媒体であってよい。
【００４３】
コンピュータ可読媒体に組み込まれたプログラムコードは、限定するものではないが、無線、ワイヤライン、光ファイバーケーブル、ＲＦ等、又はこれらの各種適切な組み合わせを含む、各種の適切な媒体を利用して伝送されてよい。
【００４４】
本発明の態様の動作を実行するコンピュータプログラムコードは、一つ以上のプログラム言語の各種の組み合わせで記述されてよく、このプログラム言語としては、Ｊａｖａ（登録商標），Ｓｍａｌｌｔａｌｋ，Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラム言語、及び「Ｃ」プログラム言語や同様のプログラム言語等の従来の手続き型プログラム言語が挙げられる。プログラムコードは、全てユーザのコンピュータで実行されても、部分的にユーザのコンピュータで実行されても、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして実行されても、部分的にユーザのコンピュータで実行され部分的にリモートコンピュータで実行されても、又は全てリモートコンピュータ若しくはサーバで実行されてもよい。この最後の場合において、リモートコンピュータは、本明細書に記載したような各種のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてよい。
【００４５】
次に、本発明の態様について、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及びブロック図の少なくとも一方を参照しながら説明する。フローチャート図若しくはブロック図、又はその両方の各ブロック、及びフローチャート図若しくはブロック図、又はその両方のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実行されてよい。これらのコンピュータプログラム命令は、本明細書に記載したように処理装置に提供することができる。
【００４６】
また、コンピュータプログラム命令は、特定の方式で機能するように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスに命令できるコンピュータ可読媒体に格納されてもよく、この特定の方式において、コンピュータ可読媒体に格納された命令が、フローチャート若しくはブロック図、又はその両方の一つ以上のブロックに指定された機能／動作を実施する命令を含む製品を生成する。
【００４７】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能装置、又は他のデバイス上で一連の動作ステップが実行されて、コンピュータ実装プロセスを生成するように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよく、このコンピュータ実装プロセスにおいて、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャート若しくはブロック図、又はその両方の一つ以上のブロックに指定された機能／動作を実施するプロセスを提供する。
【００４８】
図面内のフローチャート及びブロック図は、本発明の各種の実施形態に係るシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の実現可能な実施例のアーキテクチャ、機能、及び動作を表したものである。この点において、フローチャート又はブロック図内の各ブロックは、指定の論理機能を実行する一つ以上の実行可能命令を含むコードのモジュール、セグメント、又は一部を表し得る。また、いくつかの代替の実施例において、ブロックに記載された機能は、図面に記載された順序通りに行われる必要はないことにも留意されたい。例えば、連続して記載された２つのブロックは、実際には、ほぼ同時に実行されてよく、また、ブロックは、場合によっては、関連する機能に応じて逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック図若しくはフローチャート図、又はその両方の各ブロック、及びブロックの組み合わせは、指定の機能又は動作を実行する専用のハードウェアベースのシステムによって実施されても、又は専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせによって実施されてもよい。
【００４９】
例示的実施形態において、本方法がハードウェアにおいて実施される場合、本明細書に記載した方法は、下記の技術のいずれか又は組み合わせで実施することができ、この技術は、それぞれこの分野でよく知られている、データ信号に論理機能を組み込む論理ゲートを有する離散論理回路、適切な組み合わせの論理ゲートを有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラム可能ゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等を含む。
【図１】
2013517482.tif 000003
【図２】
2013517482.tif 000004
【図３】
2013517482.tif 000005
【図４】
2013517482.tif 000006
【図５】
2013517482.tif 000007
【図６】
2013517482.tif 000008
【図７】
2013517482.tif 000009
【図８】
2013517482.tif 000010
【図９】
2013517482.tif 000011
【図１０】
2013517482.tif 000012
【図１１】
2013517482.tif 000013
【図１２】
2013517482.tif 000014
【図１３】
2013517482.tif 000015
【図１４】
2013517482.tif 000016
【図１５】
2013517482.tif 000017
【図１６】
2013517482.tif 000018
【国際調査報告】
2013517482.tif 000019
2013517482.tif 000020