【手続補正書】
【提出日】平成24年8月20日(2012.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器座標系を有するビデオカメラの照準点までの軸の方向を制御することにより、可動なターゲットオブジェクトの表面上のＰＯＩを追跡し、移動しているターゲットオブジェクトを含む局所座標系におけるＰＯＩの位置を計算する方法であって、ビデオカメラが、照準点までの軸がＰＯＩと整列するとき、ＰＯＩを含むターゲットオブジェクトの少なくとも一部を含むピクセルベース画像を捕獲するもので、
ａ）計器座標系において決定された位置を局所座標系内において決定された位置に変換するキャリブレーションマトリックスを計算するステップ、
ｂ）ビデオカメラの照準点までの軸を、計器座標系内においてＰＯＩの第１の位置に合わせて整列させるステップであって、このＰＯＩがピクセルベース画像内で基準ピクセル上にセンタリングされるステップ、
ｃ）照準点までの軸がＰＯＩの第１の位置と整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の回転角及び傾斜角を測定するステップ、
ｄ）照準点までの軸に実質的に沿ったビデオカメラからＰＯＩまでの距離であって、ＰＯＩの第１の位置に対応する距離を測定するステップ、
ｅ）少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、測定された回転角及び傾斜角と、ＰＯＩの第１の位置に対応する距離とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの第１の位置を計算するステップ、
ｆ）計算されたＰＯＩの第１の位置を記憶するステップ、
ｇ）ピクセルベース画像内のＰＯＩを決定し、ＰＯＩが局所座標系内で第２の位置へ移動することにより生じる、ピクセルベース画像内での基準ピクセルからのＰＯＩのピクセル位置の変化を決定するステップ、
ｈ）計器座標系における回転角及び傾斜角を計算して、ビデオカメラの照準点までの軸を計器座標系におけるＰＯＩの第２の位置と整列させることにより、少なくとも、決定されたピクセルベース画像内での基準ピクセルからのＰＯＩのピクセル位置の変化を使用して、ピクセルベース画像内の基準ピクセル上に照準点までの軸をセンタリングし直すステップ、
ｉ）計算された回転角及び計算された傾斜角までビデオカメラの照準点までの軸を回転させるステップ、
ｊ）照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラからＰＯＩの第２の位置までの距離を測定するステップ、
ｋ）少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、測定又は計算された回転角及び傾斜角と、ＰＯＩの第２の位置に対応する測定された距離とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの第２の位置を計算するステップ、並びに
ｌ）計算されたＰＯＩの第２の位置を記憶するステップ
を含み、
前記ステップａ）が、
局所座標系における三つの較正点の位置が既知である場合に、ビデオカメラの照準点までの軸が、ターゲットオブジェクトの表面上の三つの較正点の各々と順次整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の回転角及び傾斜角を測定すること、
照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラから三つの較正点の各々までの距離を測定すること、
ビデオカメラの順運動学を使用して、対応する回転角、傾斜角、及び距離の測定値を、計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置に変換すること、並びに
計器座標系において決定された位置を、少なくとも、三つの較正点に対応して計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を用いて、局所座標系において決定された位置に変換するキャリブレーションマトリックスを計算すること
を含む、方法。
【請求項２】
更に、局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの方向を計算する方法であって、
ｍ）ＰＯＩの第１の位置に対応する、計器座標系におけるターゲットオブジェクトの表面上の追加点の第１の位置を、少なくとも、ターゲットオブジェクトの座標系内でのＰＯＩに対する追加点の既知の位置と、ＰＯＩの第１の位置に対応するピクセルベース画像内での追加点のピクセルベースの位置とを使用して、計算するステップ、
ｎ）ＰＯＩの第１の位置に対応する、計器座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第１の方向を、少なくとも、計算された追加点の第１の位置と、計器座標系におけるＰＯＩとを使用して、計算するステップ、
ｏ）局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第１の方向を、少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、計器座標系において計算されたＰＯＩを中心とするターゲットオブジェクトの第１の方向とを使用して、計算するステップ、
ｐ）計算された第１の方向を記憶するステップ、
ｑ）ＰＯＩの第２の位置に対応する、計器座標系内でのターゲットオブジェクトの表面上の追加点の第２の位置を、少なくとも、ターゲットオブジェクトの座標内でのＰＯＩに対する追加点の既知の位置と、ＰＯＩの第２の位置に対応する、ピクセルベース画像内での追加点のピクセルベースの位置とを使用して、計算するステップ、
ｒ）ＰＯＩの第２の位置に対応する、計器座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第２の方向を、少なくとも、計器座標系において計算された追加点とＰＯＩとの第２の位置を使用して計算するステップ、
ｓ）局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第２の方向を、少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、計器座標系において計算されたＰＯＩを中心とするターゲットオブジェクトの第２の方向とを使用して、計算するステップ、並びに
ｔ）計算された第２の方向を記憶するステップ
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ターゲットオブジェクトが制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、
計算されたターゲットオブジェクトの第１の位置の、局所座標系における所望の位置からの位置偏差を計算すること、
少なくとも計算された位置偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用する位置フィードバック制御信号を計算すること、並びに
計算された位置フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ターゲットオブジェクトが制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、
第１の位置に対応して、計算されたターゲットオブジェクトの第１の方向の、局所座標系における所望の方向からの方向偏差を計算すること、
少なくとも計算された方向偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用する方向フィードバック制御信号を計算すること、並びに
計算された方向フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用すること
を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
ターゲットオブジェクトが、検査センサを含み、且つ航空機の表面上を移動するように構成されており、局所座標系が航空機の座標系である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
局所座標系におけるターゲットオブジェクトの速度及び加速度を計算することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ａ）ビデオカメラ及び距離計を含む計器であって、ビデオカメラが方向の調節が可能な照準点までの軸を含み、且つ計器座標系を含んでいる計器と、
ｂ）ビデオカメラ及び距離計に動作可能に接続された少なくとも一つのコンピュータと
を備えたシステムであって、少なくとも一つのコンピュータが、
ビデオカメラの照準点までの軸を、少なくとも、ビデオカメラによって捕獲された画像であってＰＯＩを含むピクセルベース画像を使用して、可動なターゲットオブジェクトの表面上のＰＯＩに連続的に整列させ、
計器座標系内の位置を、移動しているターゲットオブジェクトを含む局所座標系内の位置へと変換するキャリブレーションマトリックスを計算し、
照準点までの軸がＰＯＩと整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の方向の実時間測定値に対応する信号を計器から受信し、
照準点までの軸に実質的に沿って計器からＰＯＩまでの距離の実時間測定値に対応する信号を距離計から受信し、
少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、ＰＯＩに対応する方向及び距離の実時間測定値とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの複数の位置を計算し、
ＰＯＩの計算された複数の位置を記憶し、さらに
局所座標系における三つの較正点の位置が既知である場合に、ビデオカメラの照準点までの軸が、ターゲットオブジェクトの表面上の三つの較正点の各々と順次整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の回転角及び傾斜角を測定すること、
照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラから三つの較正点の各々までの距離を測定すること、
ビデオカメラの順運動学を使用して、対応する回転角、傾斜角、及び距離の測定値を、計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置に変換すること、並びに
計器座標系において決定された位置を、少なくとも、三つの較正点に対応して計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を用いて、局所座標系において決定された位置に変換するキャリブレーションマトリックスを計算すること
を含む、
システム。
【請求項８】
少なくとも一つのコンピュータが、
局所座標系における三つの較正点の位置が既知である場合において、ビデオカメラの照準点までの軸が、ターゲットオブジェクトの表面上の三つの較正点の各々と順次整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の方向の測定値に対応する信号を計器から受信すること、
照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラから三つの較正点の各々までの距離の測定値に対応する信号を距離計から受信すること、
ビデオカメラの順運動学を使用して、対応する方向及び距離の測定値を、計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置に変換すること、並びに
少なくとも、三つの較正点に対応して計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を使用して、計器座標系において決定された位置を、局所座標系において決定された位置へ変換するキャリブレーションマトリックスを計算すること
により、キャリブレーションマトリックスを計算する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
ターゲットオブジェクトが、制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、少なくとも一つのコンピュータがターゲットオブジェクトに動作可能に接続されており、少なくとも一つのコンピュータが、
ターゲットオブジェクトの計算された位置の、局所座標系における所望の位置からの位置偏差を計算し、
少なくとも計算された位置偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用される位置フィードバック制御信号を計算し、且つ
計算された位置フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用する、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
ターゲットオブジェクトが検査センサを含み、局所座標系が航空機の座標系である、請求項９に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
本発明の複数の方法と、本発明の一実施形態の一表現例に関する上述の説明は、例示を目的として提示されている。上述の説明は、本発明を完全に説明するものではなく、本発明を開示された詳細な形態及びステップに制限するものでもない。言うまでもなく、上述の教示を考慮して、多数の修正例及び変形例が想起可能である。本発明の範囲は請求の範囲によって画定されるものである。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
計器座標系を有するビデオカメラの照準点までの軸の方向を制御することにより、可動なターゲットオブジェクトの表面上のＰＯＩを追跡し、移動しているターゲットオブジェクトを含む局所座標系におけるＰＯＩの位置を計算する方法であって、ビデオカメラが、照準点までの軸がＰＯＩと整列するとき、ＰＯＩを含むターゲットオブジェクトの少なくとも一部を含むピクセルベース画像を捕獲するもので、
ａ）計器座標系において決定された位置を局所座標系内において決定された位置に変換するキャリブレーションマトリックスを計算するステップ、
ｂ）ビデオカメラの照準点までの軸を、計器座標系内においてＰＯＩの第１の位置に合わせて整列させるステップであって、このＰＯＩがピクセルベース画像内で基準ピクセル上にセンタリングされるステップ、
ｃ）照準点までの軸がＰＯＩの第１の位置と整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の回転角及び傾斜角を測定するステップ、
ｄ）照準点までの軸に実質的に沿ったビデオカメラからＰＯＩまでの距離であって、ＰＯＩの第１の位置に対応する距離を測定するステップ、
ｅ）少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、測定された回転角及び傾斜角と、ＰＯＩの第１の位置に対応する距離とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの第１の位置を計算するステップ、
ｆ）計算されたＰＯＩの第１の位置を記憶するステップ、
ｇ）ピクセルベース画像内のＰＯＩを決定し、ＰＯＩが局所座標系内で第２の位置へ移動することにより生じる、ピクセルベース画像内での基準ピクセルからのＰＯＩのピクセル位置の変化を決定するステップ、
ｈ）計器座標系における回転角及び傾斜角を計算して、ビデオカメラの照準点までの軸を計器座標系におけるＰＯＩの第２の位置と整列させることにより、少なくとも、決定されたピクセルベース画像内での基準ピクセルからのＰＯＩのピクセル位置の変化を使用して、ピクセルベース画像内の基準ピクセル上に照準点までの軸をセンタリングし直すステップ、
ｉ）計算された回転角及び計算された傾斜角までビデオカメラの照準点までの軸を回転させるステップ、
ｊ）照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラからＰＯＩの第２の位置までの距離を測定するステップ、
ｋ）少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、測定又は計算された回転角及び傾斜角と、ＰＯＩの第２の位置に対応する測定された距離とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの第２の位置を計算するステップ、並びに
ｌ）計算されたＰＯＩの第２の位置を記憶するステップ
を含む方法。
（態様２）
ステップａ）が、
局所座標系における三つの較正点の位置が既知である場合に、ビデオカメラの照準点までの軸が、ターゲットオブジェクトの表面上の三つの較正点の各々と順次整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の回転角及び傾斜角を測定すること、
照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラから三つの較正点の各々までの距離を測定すること、
ビデオカメラの順運動学を使用して、対応する回転角、傾斜角、及び距離の測定値を、計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置に変換すること、並びに
計器座標系において決定された位置を、少なくとも、三つの較正点に対応して計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を用いて、局所座標系において決定された位置に変換するキャリブレーションマトリックスを計算すること
を含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
更に、局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの方向を計算する方法であって、
ｍ）ＰＯＩの第１の位置に対応する、計器座標系におけるターゲットオブジェクトの表面上の追加点の第１の位置を、少なくとも、ターゲットオブジェクトの座標系内でのＰＯＩに対する追加点の既知の位置と、ＰＯＩの第１の位置に対応するピクセルベース画像内での追加点のピクセルベースの位置とを使用して、計算するステップ、
ｎ）ＰＯＩの第１の位置に対応する、計器座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第１の方向を、少なくとも、計算された追加点の第１の位置と、計器座標系におけるＰＯＩとを使用して、計算するステップ、
ｏ）局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第１の方向を、少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、計器座標系において計算されたＰＯＩを中心とするターゲットオブジェクトの第１の方向とを使用して、計算するステップ、
ｐ）計算された第１の方向を記憶するステップ、
ｑ）ＰＯＩの第２の位置に対応する、計器座標系内でのターゲットオブジェクトの表面上の追加点の第２の位置を、少なくとも、ターゲットオブジェクトの座標内でのＰＯＩに対する追加点の既知の位置と、ＰＯＩの第２の位置に対応する、ピクセルベース画像内での追加点のピクセルベースの位置とを使用して、計算するステップ、
ｒ）ＰＯＩの第２の位置に対応する、計器座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第２の方向を、少なくとも、計器座標系において計算された追加点とＰＯＩとの第２の位置を使用して計算するステップ、
ｓ）局所座標系におけるＰＯＩを中心としたターゲットオブジェクトの第２の方向を、少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、計器座標系において計算されたＰＯＩを中心とするターゲットオブジェクトの第２の方向とを使用して、計算するステップ、並びに
ｔ）計算された第２の方向を記憶するステップ
を更に含む、態様１に記載の方法。
（態様４）
ターゲットオブジェクトが制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、
計算されたターゲットオブジェクトの第１の位置の、局所座標系における所望の位置からの位置偏差を計算すること、
少なくとも計算された位置偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用する位置フィードバック制御信号を計算すること、並びに
計算された位置フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用すること
を更に含む、態様１に記載の方法。
（態様５）
ターゲットオブジェクトが制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、
第１の位置に対応して、計算されたターゲットオブジェクトの第１の方向の、局所座標系における所望の方向からの方向偏差を計算すること、
少なくとも計算された方向偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用する方向フィードバック制御信号を計算すること、並びに
計算された方向フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用すること
を更に含む、態様３に記載の方法。
（態様６）
ターゲットオブジェクトが第１の位置と第２の位置との間で移動する間に、ビデオカメラが計器座標系内で既知の並行移動を行い、ステップｋ）が、既知の並行移動を使用することを含む、態様１に記載の方法。
（態様７）
ターゲットオブジェクトが第１の方向と第２の方向との間で回転する間に、ビデオカメラが計器座標系内で既知の回転を行い、ステップｓ）が、既知の回転を使用することを含む、態様３に記載の方法。
（態様８）
ターゲットオブジェクトが固定の位置及び方向を維持する間に、ビデオカメラが計器座標系内で新規ビデオカメラ位置へと未知の並行移動を行い、ステップｋ）が、新規ビデオカメラ位置に対応する新規較正マトリックスを計算及び使用することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様９）
ターゲットオブジェクトが固定の位置及び方向を維持する間に、ビデオカメラが計器座標系内で新規ビデオカメラ方向へと未知の回転を行い、ステップｓ）が、第２の方向に対応する新規較正マトリックスを計算使用することを更に含む、態様３に記載の方法。
（態様１０）
ターゲットオブジェクトが、検査センサを含み、且つ航空機の表面上を移動するように構成されており、局所座標系が航空機の座標系である、態様１に記載の方法。
（態様１１）
局所座標系におけるターゲットオブジェクトの速度及び加速度を計算することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様１２）
ａ）ビデオカメラ及び距離計を含む計器であって、ビデオカメラが方向の調節が可能な照準点までの軸を含み、且つ計器座標系を含んでいる計器と、
ｂ）ビデオカメラ及び距離計に動作可能に接続された少なくとも一つのコンピュータと
を備えたシステムであって、少なくとも一つのコンピュータが、
ビデオカメラの照準点までの軸を、少なくとも、ビデオカメラによって捕獲された画像であってＰＯＩを含むピクセルベース画像を使用して、可動なターゲットオブジェクトの表面上のＰＯＩに連続的に整列させ、
計器座標系内の位置を、移動しているターゲットオブジェクトを含む局所座標系内の位置へと変換するキャリブレーションマトリックスを計算し、
照準点までの軸がＰＯＩと整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の方向の実時間測定値に対応する信号を計器から受信し、
照準点までの軸に実質的に沿って計器からＰＯＩまでの距離の実時間測定値に対応する信号を距離計から受信し、
少なくとも、キャリブレーションマトリックスと、ＰＯＩに対応する方向及び距離の実時間測定値とを使用して、局所座標系におけるＰＯＩの複数の位置を計算し、
ＰＯＩの計算された複数の位置を記憶する
システム。
（態様１３）
少なくとも一つのコンピュータが、
局所座標系における三つの較正点の位置が既知である場合において、ビデオカメラの照準点までの軸が、ターゲットオブジェクトの表面上の三つの較正点の各々と順次整列するとき、計器座標系における照準点までの軸の方向の測定値に対応する信号を計器から受信すること、
照準点までの軸に実質的に沿ってビデオカメラから三つの較正点の各々までの距離の測定値に対応する信号を距離計から受信すること、
ビデオカメラの順運動学を使用して、対応する方向及び距離の測定値を、計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置に変換すること、並びに
少なくとも、三つの較正点に対応して計器座標系において決定された直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を使用して、計器座標系において決定された位置を、局所座標系において決定された位置へ変換するキャリブレーションマトリックスを計算すること
により、キャリブレーションマトリックスを計算する、態様１２に記載のシステム。
（態様１４）
ターゲットオブジェクトが、制御可能に可動なターゲットオブジェクトであって、少なくとも一つのコンピュータがターゲットオブジェクトに動作可能に接続されており、少なくとも一つのコンピュータが、
ターゲットオブジェクトの計算された位置の、局所座標系における所望の位置からの位置偏差を計算し、
少なくとも計算された位置偏差を使用して、ターゲットオブジェクトに適用される位置フィードバック制御信号を計算し、且つ
計算された位置フィードバック制御信号をターゲットオブジェクトに適用する、
態様１３に記載のシステム。
（態様１５）
ターゲットオブジェクトが検査センサを含み、局所座標系が航空機の座標系である、態様１４に記載のシステム。