(57)【要約】  ３Ｄ表面測定用の携帯型インスツルメントは、拡張現実フィードバックを、計測されているターゲット表面上に直接的に投射する。インスツルメントは、構造化光計測パターンを生成し、且つ、これらを連続的にターゲット表面上に投射する。ターゲット表面の特徴、形状、及びテクスチャが、それぞれの投射された計測パターン画像（ＭＰＩ）をオリジナルの計測パターンから歪ませる。インスツルメントは、それぞれのＭＰＩを撮影し、検出された歪から計測データを抽出し、且つ、計測データの選択された側面から結果画像を導出する。インスツルメントは、結果画像を歪ませてプロジェクタ又は表面に起因した歪について補償し、且つ、任意選択により、概要、インスツルメントの状態、メニュー、及び命令などのその他の情報と共に、結果画像を、計測されている表面上に投射する。インスツルメントは、軽量であり、且つ、耐久性を有する。高計測速度と、ポーズ及び運動の影響について補正するための任意選択の組み込まれた慣性計測ユニットにより、ハンドヘルド型の実施形態による正確な計測が可能になっている。ジェスチャによる制御を使用することにより、携帯型測定インスツルメントとの間におけるユーザーのやり取りを改善してもよい。【選択図】図６Ａ
2015523574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、画像を前記表面上に投射する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラと、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記カメラから前記計測データを受け取るプロセッサと、
を有し、
前記投射組立体は、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有し、
前記画像は、計測パターン画像又は結果画像を有し、且つ、
前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジングは、ハンドル、モノポッド、及びスペーサのうちの少なくとも１つを有することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジング内に取り付けられた携帯型電源を更に有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、前記プロセッサは、前記携帯型ハウジング内に取り付けられたオンボードプロセッサコンポーネントを有することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記画像生成器は、液晶アレイと微小電気機械システムのうちの１つを有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、前記光源は、プロセッサによって制御される可変スペクトルを有し、且つ、発光ダイオードを有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記光源、前記画像生成器、及び前記投射オプティクスのトレーンのうちの少なくとも１つは、前記計測パターン画像と前記結果画像の両方を投射する際に機能することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、可視スペクトル外の波長を有する補助光源を更に有することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記補助光源に適合した補助画像生成器と前記補助光源に適合した投射オプティクスの補助トレーンのうちの少なくとも１つを更に有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、前記カメラは、排除しなければ前記計測データ内に誤りを生成することになる周辺光を排除するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、ポーズと運動のデータを前記プロセッサに対して送信するように構成された慣性計測ユニットを更に有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
表面を計測する方法において、
前記表面との関係において携帯型測定インスツルメントを位置決めするステップと、
前記携帯型測定インスツルメントから前記表面上に計測パターン画像を投射するステップと、
前記計測パターン画像から、前記携帯型測定インスツルメント内において計測データをキャプチャするステップと、
前記計測データから前記表面を表すポイントクラウドを算出するステップと、
前記ポイントクラウドから、且つ、保存されている情報から、結果画像を生成するステップと、
前記結果画像を前記表面上における投射状態に整合された座標に変換するステップと、
前記結果画像を前記携帯型測定インスツルメントから前記表面上に投射するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像は、前記計測画像の後、０．１秒以内に投射されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像は、前記計測の偽色彩表現、前記計測の結果の概要、前記測定に依存したシンボル、英数字、ナビゲーションシンボル、状態インジケータ、メニュー、及び命令のうちの少なくとも１つを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、
前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動を監視するステップと、
以下：
前記携帯型測定インスツルメントが、前記計測パターン画像の前記投射及びキャプチャの際に既定の閾値を超えて運動した場合に、警告を発行することと、
計測されている前記表面のエリアの場所及び向きを保存することと、
前記ポイントクラウドを調節することにより、前記計測パターン画像の前記投射及びキャプチャの際の前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動について補償することと、
前記結果画像内の特徴の場所及び向きを適合させることにより、前記結果画像の前記投射の際の前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動について補償することと、
のうちの少なくとも１つを実行するステップと、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法において、前記表面上に投射された前記結果画像を記録するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像内の色、輝度、及び特徴の位置のうちの少なくとも１つを調節することにより、前記結果画像の視認性又は読みやすさを最適化するステップを更に含み、前記調節ステップは、部分的に、前記計測データの特性に応答することを特徴とする方法。
【請求項１８】
データ及び命令によってプログラムされた一時的ではない機械可読ストレージ媒体において、前記データ及び命令は、
構造化光パターンを生成し、
前記構造化光パターンを表面上に投射して計測パターン画像を生成し、
前記計測パターン画像を計測データとしてキャプチャし、
前記計測データに影響を及ぼすポーズ及び運動の履歴を記録し、
基準データ及び前記ポーズ及び運動の履歴によって前記計測データを分析して計測結果を生成し、
前記計測結果及びユーザーインターフェイス表示データから結果画像を生成し、
前記結果画像を表面投射座標に変換して補正済みの結果画像を生成し、且つ、
前記補正済みの結果画像を前記表面上に投射するために、
前記基準データ、前記ユーザーインターフェイス表示データ、及び命令
を有することを特徴とする媒体。
【請求項１９】
表面を計測する手段において、
計測パターン画像を前記表面上に投射する手段と、
前記表面から前記計測パターン画像を計測データとしてキャプチャする手段と、
前記計測データから前記表面の三次元特性を算出する手段と、
前記三次元特性から結果画像を生成する手段と、
前記結果画像の特徴が、前記表面の対応する特徴との関係において正確に配置されるように、前記結果画像を前記表面上に投射する手段と、
前記投射手段及び前記キャプチャ手段を保護された状態で封入し、且つ、手動で搬送する手段と、
を含むことを特徴とする手段。
【請求項２０】
請求項１９に記載の表面を計測する手段において、前記保護された状態で封入し、且つ、手動で搬送する手段のポーズ及び運動を追跡する手段を更に含むことを特徴とする表面を計測する手段。
【請求項２１】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記表面上に画像を投射する投射組立体であって、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラであって、前記画像は、計測パターン画像又は結果画像を有し、前記カメラは、ジェスチャをキャプチャするように更に構成されている、カメラと、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記カメラから前記計測データを受け取るプロセッサであって、前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出し、前記プロセッサは、前記カメラによってキャプチャされた前記ジェスチャを解釈し、且つ、前記解釈されたジェスチャに基づいて命令を実行するように構成されている、プロセッサと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置において、前記投射組立体は、ユーザーとのやり取りのために制御画像を投射するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２３】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記表面上に画像を投射する投射組立体であって、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラであって、前記画像は、計測パターン画像又は結果画像を有する、カメラと、
ジェスチャをキャプチャすると共に解釈するように構成されたジェスチャ認識装置と、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記計測データを前記カメラから受け取るプロセッサであって、前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出し、前記プロセッサは、前記ジェスチャ認識装置から受け取ったコマンドを実行するように構成されている、プロセッサと、
を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１２年７月１５日付けで出願された米国特許出願第１３／５４９，４９４号明細書の利益と、これに対する優先権と、を主張する。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発：該当せず
【０００３】
付属書：なし
【０００４】
関係する分野は、構造化光パターンの投射による表面の光学計測と、主画像と共に関係する情報を投射するプロジェクタと、実際の物体上への画像の投射と、リアルタイムの拡張現実と、を含む。
【背景技術】
【０００５】
表面の形状、テクスチャ、並びに、凹みや亀裂などの不連続な特徴の計測には、しばしば、ミクロン〜ミリメートルのレベルの分解能が必要とされる。その速度、非侵襲性、及び容認可能な精度及び正確さに起因し、レーザーの走査及び構造化光の投射などの光学的な方式が一般的である。通常、これらの方法によって計測されている物体には、（限定を伴うことなしに）航空機及びその他の車両の本体、精密機械部品、織物、ガラス、シート金属、研磨剤及び粉などの粒状物質、及び原位置の考古学的人工物が含まれる。計測は、製造、品質の保証及び制御、或いは、過去のイベントの法医学的再構築の一部であってもよい。人体の各部分の計測は、セキュリティ、医学及び歯科学、人工装具の製造、衣服の試着、及び没入型ゲームを含む拡大する様々な分野において適用可能である。
【０００６】
これらの用途の多くにおいては、計測結果の迅速な返却が、生産性の観点において、且つ、しばしば、人間の安全性の観点においても、非常に重要である。製造ライン又は医療手順は、容認不能な誤りを発見した際に即座に停止する必要があろう。又、いくつかの用途においては、測定インスツルメントを１つの場所においてフルタイムで使用してもよいが、その他の用途においては、その機能を１つの場所から次の場所に頻繁に移動させる必要があろう。
【０００７】
静かな保護された研究室において優れた計測結果を生成する多くの光学インスツルメントも、衝撃、振動、温度の範囲及び勾配、気流、湿気、汚染物質、並びに、工場及び現場の環境において見出されるその他の変数により、困難に遭遇することになる。これらの場所においては、空間が、しばしば、制限されており、且つ、計測対象の物体が、不自然な方式で位置決めされていたり、或いは、一定の運動を行っていたりする場合もある。電気コンセントが、十分でない場合もあり、且つ、ケーブルの引き回しが、容認不能なほどに危険である場合もある。無線信号が、遮断される場合もあり、或いは、電磁干渉を被る場合もある。
【０００８】
通常、測定結果は、インスツルメントに接続された又はこれと一体化された画面上に表示される。操作者が物体上の問題のエリアをマーキング又は修理しなければならない場合に、画面とターゲット物体の間を交互に観察すれば（或いは、いくつかのケースにおいては、これらの間を往復歩行すれば）、又は第２の人物によって結果を伝達させれば、時間が消費され、且つ、誤りの機会が生成される。頭部に取り付けられるか又はその他の方式で取り付けられた「シースルー」ディスプレイは、これらの欠点のうちのいくつかを軽減する。但し、これらは、視誤差を生成する場合があり、或いは、安全性のために周辺視野を過剰に曖昧にする場合がある。又、複数の人物が結果を観察する必要がある場合には、彼らのそれぞれが、別個のディスプレイを必要とすることになり、或いは、彼らは、交代して観察する必要がある。
【０００９】
これらの実際的な課題が、計測されている表面上に直接的に計測結果を表示する３Ｄ表面測定インスツルメントに対するニーズを生成している。このような表示は、原位置における修理作業の際の曖昧さを除去することになり、いくつかのユーザーが同時に観察することが可能であり、且つ、その他の物体に対する彼らの視野を曖昧にすることがないであろう。理想的には、インスツルメントは、携帯型であり（例えば、小型であり、軽量であり、且つ、耐久性を有し）、高速であり、正確であり、多様であり、且つ、使用が簡単なものとなろう。
【発明の概要】
【００１０】
非接触式３Ｄ表面測定インスツルメントは、計測されているターゲット表面上に直接的に計測結果を表示する。結果画像生成器は、様々な実施形態において、計測データの偽色彩表現、局部的又は統計的な計測値、テキスト、合格／不合格マーカー、基準点、及びその他のシンボルを生成する。この画像の投射は、プロジェクタ及びターゲット表面によって導入される歪について補正されている。いくつかの実施形態においては、結果画像生成器は、メニュー及び命令などのその他の情報を生成している。最適な読みやすさのために、実施形態に応じて、色、文字サイズ、及びレイアウトが、手動で調節されてもよく、或いは、それ自体を自動的に調節してもよい。
【００１１】
非接触式３Ｄ表面測定インスツルメントの実施形態は、携帯型であり、小型であり、軽量であり、耐久性を有し、且つ、いくつかのケースにおいて、自己完結型である。又、計測結果をターゲット表面上に表示するために使用される同一の画像生成器及び投射オプティクスが、計測を実行するための構造化光パターンを投射してもよい。又、計測パターン画像をキャプチャするために使用される同一のカメラが、保管のために、投射された結果画像をキャプチャしてもよい。いくつかの実施形態は、計測パターン及び結果画像を生成するために、液晶又は微小電気機械システム（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＭＳ）を使用することにより、大きく運動する部品をほとんど又はまったく有していない。照明を提供する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、小さく、軽量であり、丈夫であり、寿命が長く、且つ、ほとんど又はまったく冷却を必要としていない。耐久性を有する軽量のインスツルメントハウジングを様々な携帯型の手段によって把持してもよく、或いは、取り付けてもよい。電源及び処理電子回路は、ハウジングの内部又は外部に存在してもよい。
【００１２】
非接触式３Ｄ表面測定インスツルメントの実施形態は、高速であり、その結果、本質的にリアルタイムの結果を供給する。構造化光の投射は、ターゲット表面の全体を一度に照明し、且つ、走査に関連する遅延時間を除去する。ＬＣＤ及びＭＥＭＳに基づいた画像生成器は、構造化光パターンを非常に迅速に変化させることができる。計測パターン画像をキャプチャするカメラを電子的にトリガすることにより、機械式シャッタの起動の遅延を除去してもよい。マルチスレッディング及びグラフィックス処理ユニット（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＧＰＵ）演算などの高性能な技法は、処理時間を低減する。
【００１３】
非接触式３Ｄ表面測定インスツルメントの実施形態は、正確である。画像生成器は、改善された精度及び安定性のために、グレーコードであると共に位相シフトされた計測パターンを生成することができる。多くの用途において、ハンドヘルド型の動作の場合にも、容認可能な正確な計測を保証するものは、速度のみである。その他の実施形態は、計測の際のインスツルメントのポーズ及び運動に関するデータを収集するための慣性計測ユニット（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ：ＩＭＵ）を含む。ＩＭＵからのデータは、過大な運動により、容認不能な精度又は正確さが結果的に得られた際に、「やり直し」命令をトリガしてもよい。又、プロセッサは、ＩＭＵデータを使用することにより、計測データ又は結果画像の構成を内部的に補正してもよく、大きなターゲット表面のうちのどの部分が計測されたのかを文書化してもよく、或いは、相対的に小さなエリアの隣接した計測を相対的に大きなエリアのマップに合成してもよい。
【００１４】
非接触式３Ｄ表面測定インスツルメントの実施形態は、多様であり、且つ、使用が容易である。グリップとスイッチが人間工学に基づいている。いくつかの実施形態においては、計測のトリガは、スイッチの起動によってインスツルメントが運動しないように、構成されている。いくつかの実施形態は、計測精度に影響を及ぼす外部要因（例えば、周辺光、ターゲットサイズ、作業距離）を検知し、且つ、それらの条件がインスツルメントが補償するには余りに不利である場合には、ユーザーに警告する。ＩＭＵを有する実施形態は、なんらかの運動の影響を補正することが可能であり、影響を補正することができない場合には、操作者に警告することが可能であり、且つ、インスツルメントのポーズとは独立的に、水平方向のテキストを結果画像内において提供することができる。様々な照明条件における読みやすさのために、基準点及び文字のサイズ及びライン幅と共に、結果画像の色を調節してもよい。後からの保管及び統計的分析のために、結果画像を保存するように、カメラを構成してもよい。ジェスチャによる制御を使用することにより、携帯型測定インスツルメント及びターゲット表面との間のユーザーのやり取りを改善してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、一般化された測定インスツルメントの機能ブロックダイアグラムである。
【図２Ａ】図２Ａは、構造化光測定において使用される計測パターンの例を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、構造化光測定において使用される計測パターンの例を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、構造化光測定において使用される計測パターンの例を示す。
【図３】図３は、一般化された計測プロセスのフローチャートである。
【図４】図４は、ＩＭＵを含むと共に携帯型ハウジング内に封入された測定インスツルメントの機能ブロックダイアグラムである。
【図５】図５は、ＩＭＵからのデータを使用した計測プロセスのフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、航空機本体の鋲留めされたセクションを計測する携帯型測定インスツルメントの一例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、航空機本体の鋲留めされたセクション上に結果画像を表示する携帯型測定インスツルメントの一例を示す。
【図７】図７は、自立式の携帯型測定インスツルメントの一例を示す。
【図８】図８は、作業距離スペーサを有する自立式の携帯型測定インスツルメントの一例を示す。
【図９】図９は、ハンドヘルド式の携帯型測定インスツルメントの一例を示す。
【図１０】図１０は、ハンドヘルド式の携帯型測定インスツルメントのジェスチャ制御の一例を示す。
【図１１】図１１は、ハンドヘルド式の携帯型測定インスツルメントのジェスチャ制御の第２の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明においては、まず、基本的なインスツルメントの動作について説明した後に、ＩＭＵを有するインスツルメントの動作について説明することとする。特定の用途における動作の概要を説明した後に、代替実施形態について説明することとする。
【００１７】
図１は、一般化された測定インスツルメントの機能ブロックダイアグラムである。投射組立体１０１は、少なくとも、光源１０２と、画像生成器１０３と、投射光学トレーン１０４と、を含む。画像生成器１０３は、データプロセッサ１０７からの制御信号に従って画像を生成する。投射組立体１０１は、画像生成器１０３からの画像１０５を、計測されているターゲット表面上に投射する。カメラ１０６は、投射された画像１０５をターゲット表面から撮影する。カメラ１０６は、プロセッサ１０７により、トリガされ、且つ、その他の方式で制御されてもよく（例えば、自動焦点、ズーム、利得）（そらせるか、停止するか、又はフィルタリングすることにより、排除しなければ誤りを計測データ内に生成することになる周辺光を排除する）、且つ、分析、保存、操作、又は再ブロードキャストのために、そのキャプチャされた画像を計測データとしてプロセッサ１０７に送信する。いくつかの実施形態においては、プロセッサ１０７は、光源１０２を制御して輝度、色、パルスのデューティサイクル、又はその他の変数を調節している。いくつかの実施形態においては、プロセッサ１０７は、投射オプティクス１０４内において、焦点、フィルタリング、絞り、及び光学補正又は補償を制御している。
【００１８】
構造化光測定用の計測パターン画像（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ−Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｉｍａｇｅ：ＭＰＩ）と計測結果のなんらかの形態を示す結果画像（Ｒｅｓｕｌｔ  Ｉｍａｇｅ：ＲＩ）という２つのタイプの画像と、任意選択により、基準点マーク、命令、インスツルメントの状態、メニュー、及びその他のユーザーインターフェイス表示データなどの補助情報及び特徴が、計測対象の表面上に投射される。一般に、それぞれのＭＰＩは、インスツルメント又はターゲットの運動に起因した画像のぼけを極小化するべく、投射光レベルに対するカメラの応答が許容するものと同程度に短い時間にわたって投射される。ＲＩは、ユーザーによる直接的な観察を目的としている場合には、ターンオフされる時点まで、或いは、そのリフレッシュ周波数及びデューティサイクルが、使用されている輝度及び色設定の閃光融合閾値を超過する時点まで、「オン」状態に留まる。
【００１９】
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、構造化光測定において使用される計測パターンのいくつかの非限定的な例を示している。方形波空間変調２１１により、ストライプ状の計測パターン２１２が生成される。正弦波空間変調２１３によれば、周期的な勾配の計測パターン２１４が生成される（通常は、グレースケールであるが、ここでは、可変離隔ラインの濃淡によって示されている）。又、２１５などの確率論的なノイズパターンも、しばしば、使用される。変調振幅は、図示のように、「黒色から白色」に進行してもよく、或いは、中間のグレーレベルを使用してもよい。測定インスツルメントの実施形態は、任意の適切なタイプの計測パターンを使用してもよい。
【００２０】
プロセッサは、ターゲット表面上におけるＭＰＩのカメラによるキャプチャを理論的な又は実際の基準表面上において計測された又はモデル化された保存されているＭＰＩと比較する。プロセッサは、キャプチャされたターゲットＭＰＩのそれぞれのポイントと保存されているＭＰＩの対応するポイントの間の逸脱から、三次元（３Ｄ）の「ポイントクラウド」を導出する。計測は、しばしば、周波数、位相、向き、構造、又は任意のパラメータにおいて異なるいくつかのＭＰＩの投射、キャプチャ、及び分析を含むことになり、この場合に、パターンのうちの１つが、その他のパターンが見逃す又は曖昧にする可能性がある表面特性を明らかにするか又は明確にすることになる。
【００２１】
図３は、一般化された計測プロセスのフローチャートである。計測ステップの前に完了を要する準備ステップ３０１には、較正、インスツルメントからターゲット表面までの作業距離の設定、並びに、計測パターン、輝度及び周辺光排除などの取得パラメータ、許容範囲、及び視覚化モードの選択肢などの任意のその他の設定の入力又は読込みが含まれる。いくつかの実施形態においては、これらの設定の集合体を特定のターゲットタイプ又は試験タイプと関連付けることが可能であり、且つ、入力することが可能であり、編集することが可能であり、プロセッサ内において保存することが可能であり、且つ、プロセッサから取得することができる。「計測」コマンドを受け取った後に、インスツルメントは、計測サイクル３０２を実行し、その結果、組内のそれぞれのＭＰＩが投射され、且つ、キャプチャされる。好ましくは、これは、例えば、１２個のＭＰＩが０．１秒以下において投射及びキャプチャされるなどのように、非常に迅速に実行される。分析サイクル３０３において、プロセッサは、ターゲット表面の３Ｄポイントクラウドを生成し、且つ、この３ＤポイントクラウドをＲＩ内において示される結果に変換する。ＲＩ座標を変換することにより、ターゲット表面の対応する部分からＲＩ内の特徴をさもなければ変位させる可能性がある任意のプロジェクタ又はターゲット表面の歪について補償する（わかりやすくするために、このフローチャートは、分析サイクル３０３におけるキャプチャされた画像のなんらかの分析の前に、計測サイクル３０２におけるすべてのキャプチャが実行されるものとして示しているが、いくつかの実施形態は、新しいＭＰＩの取得と並行して、キャプチャ済みのＭＰＩを処理している）。
【００２２】
多くの工場、現場、及び手術室の環境は、これらの３Ｄ測定能力を、携帯型に、場合によっては、ハンドヘルド型に、することの利益を享受することになろう。これは、インスツルメントが完全に静止状態において維持されていない際に、計測を高精度且つ正確に維持することに関係した課題を提示する。いくつかの構造化光計測は、単に高速で動作することにより、インスツルメントと関連した低精度及び不正確性を回避することができる。その他の構造化光計測は、（それらが、相対的に高い分解能を必要としているために、又は投射されたＭＰＩがかすんでいるために相対的に長い露出を必要としているために、或いは、その他の理由により）、インスツルメントが計測の際に運動した方式をインスツルメントが「認知」する付加的能力から利益を享受する。少なくとも、これによれば、運動によって計測の精度又は正確さが、既定の容認可能性の閾値（ユーザーによる選択をいくつかの実施形態が許容している許容範囲のうちの１つである）未満に低減した場合に、ユーザーに警告することが可能であり、或いは、再計測を強制することもできる。更に進化した実施形態は、分析の前に、検出された運動の影響のうちのいくつかを、キャプチャされたＭＩＰ組から、除去することにより、三次元ポイントクラウドを調節することができる。又、ポーズ及び運動の追跡により、インスツルメントは、結果画像が投射されている間に、結果画像の特徴及び場所を適合させることができる。例えば、インスツルメントが水平方向とは異なる状態に回転している際にも、基準点又はテキストストリングを水平方向において表示することが可能であり、或いは、結果画像が投射されている間にインスツルメントが運動又は傾斜した場合にも、ターゲット表面上において定位置に留まるように、投射された特徴を拘束することもできよう。
【００２３】
しばしば、加速度計及びジャイロスコープを有する慣性計測ユニット（ＩＭＵ）は、非常に小さなサイズ及び軽量のものが入手可能である。プロセッサと結合された状態において、これらの慣性計測ユニットは、インスツルメントのポーズと運動の履歴を保存することができるのみならず、現在の向きの追跡をも実行する。現在の向きは、ＲＩを投射する際に、有用であり、例えば、これにより、プロセッサは、インスツルメントが傾斜した位置において保持されている際にも、文字又は基準点を外部の水平線とアライメントさせることができる。
【００２４】
図４は、ＩＭＵを含むと共に携帯型ハウジングの図を示す測定インスツルメントの機能ブロックダイアグラムである。この場合には、投射組立体１０１、カメラ１０６、プロセッサ１０７、及びＩＭＵ４１２は、保護ハウジング４１１内に封入されている。ハウジング４１１は、手動による搬送のために設計されており、軽量の材料（例えば、アルミニウム、炭素ファイバ、又は硬質ポリマーのシェル）を使用すると共に、投射組立体１０１及びカメラ１０６用の衝撃吸収対策（例えば、剛性金属スプリング又はポリマー発泡体）を有する。又、ＩＭＵを有していない図１のものなどの代替構成を、４１２に類似した携帯型ハウジング内に組み込むこともできる。投射組立体１０１からの光は、ハウジング４１１を離脱し、且つ、投射されたＭＰＩ１０５からの光は、ウィンドウ又はレンズが嵌め込まれてもよく或いはそうでなくてもよいポート４１３を通じて、ハウジング４１１に入射する。ＩＭＵ４１２は、インスツルメントのポーズ及び運動の計測値をプロセッサ１０７に対して送信するように接続されている。
【００２５】
又、自己完結型の実施形態においては、電池などの、或いは、いくつかの屋外環境の場合には、太陽電池などの、電源も、ハウジング４１１内に存在してもよく、或いは、これに対して緊密に接続されてもよい。その他の代替肢は、（内部プロセッサ１０７に加えて、又はその代わりに）オフボードプロセッサとの間の、或いは、オフボードコントローラとの間の、通信のために、データポート又は無線トランスミッタ、レシーバ、或いは、トランシーバを含む。
【００２６】
図５は、ＩＭＵからのデータを使用した計測プロセスのフローチャートである。計測サイクル３０２の全体を通じて、ＩＭＵは、プロセッサが使用するポーズ及び運動の履歴５０１を収集している。分析サイクル３０３とは別個に（図示のように、この前に、又はこれと並行して）、プロセッサは、過大な運動のチェック５０２を実行している。ポーズ及び運動の履歴データを計測データに対する容認不能な影響の既定の閾値と比較することにより、システムは、閾値を超過した場合に、警告を、又はターゲット表面を再計測するための命令を、表示することができる。又、いくつかの実施形態は、ＩＭＵデータを使用することにより、キャプチャされたＭＰＩをインスツルメントのポーズ角度５０３について補正してもよい（比較対象である基準が異なる方式で方向付けられていた場合に非常に有用である）。又、いくつかの実施形態は、ＩＭＵデータを使用して連続的なＭＰＩを相殺することにより、連続的なキャプチャイベントの間の運動について補正してもよい。
【００２７】
有益な、但し、非限定的な、例として、航空機本体の一部分上における留め具の高さを計測するワークフローについて説明する。
【００２８】
図６は、航空機本体の一部分上における留め具を計測する携帯型測定インスツルメントの一例を示している。留め具６２１は、本体カバー６２０を基礎をなすフレーム又はその他の構造に対して装着している。いくつかの留め具６２２は、突出することにより、本体カバー６２０に沿った気流を乱すと共に抵抗力を増大させている。ハウジング６１１内の携帯型３Ｄ測定インスツルメントは、投射組立体６０１からＰＭＩ６０５Ｍを投射する。ＰＭＩ６０５Ｍ内のストライプは、本体の全体的な湾曲によって湾曲し、且つ、表面からの留め具の頭部の隆起により、大なり小なり、乱されている。カメラ６０６が、処理のために、ＰＭＩ６０５Ｍをキャプチャする。ここで、カメラ６０６の視野は、ＰＭＩ６０５Ｍよりもわずかに大きいものとして示されているが、その他の実施形態は、ＭＰＩよりもわずかに小さな、又は同一のサイズの、或いは、小さな横方向のオフセットを有する、カメラ視野を有することができよう。視野の間の実質的なオーバーラップが十分条件である。
【００２９】
この実施形態は、無線遠隔制御装置６１７から制御信号６１６を受け取る無線レシーバ６１５を有する。これは、ユーザーが、ハウジング６１１のいずれかの部分と機械的に係合することなしに、「計測」又はその他のコマンドを送信することを可能にする１つの方法であり、この結果、計測を開始する動作によってインスツルメントの望ましくない運動が生成されるリスクが回避される。制御信号６１６は、作業環境に適合した高周波、赤外線、オーディオ、又は任意のその他の信号であってもよい。
【００３０】
問題を有する留め具を識別すると共に特徴判定するためのアルゴリズムの非限定的な例は、プロセッサ内において分析サイクルの一部分として稼働してもよい。キャプチャされたＭＰＩから３Ｄポイントクラウドを抽出した後に、留め具のサイズ及び形状に関する保存されているデータを使用することにより、留め具をポイントクラウド内において認識する。見出した留め具のそれぞれごとに、最良適合楕円を算出する。楕円の外側のリング上のポイントクラウドの３つ以上のポイントから、最良適合外側プレーンを算出する。楕円の内側のリング上のポイントクラウドの３つ以上のポイントから、最良適合内側プレーンを算出する。２つのプレーンの間の角度は、留め具の頭部の角度の誤りを表しており、且つ、楕円の中心における２つのプレーンの間の距離は、留め具の頭部の隆起の誤りを表している。導出された結果を結果画像内のそれぞれの留め具上において偽色彩、グレースケール、シンボル、又はラベルとしてマーキングする。
【００３１】
プロジェクタの較正の際に保存されたポイントと、いくつかのケースにおいては、計測からサンプリングされたポイントと、を使用することにより、結果画像を歪ませる（表面上の投射状態に対して整合された座標に変換する）。この結果、結果画像がターゲット表面上に投射された際に、結果画像の留め具のマークが、対応する留め具上において着地することが保証される。
【００３２】
図６Ｂは、航空機本体上の計測されている留め具の結果画像（ＲＩ）を表示する携帯型測定インスツルメントの一例を示している。以前の図において進行中であると示されていた計測が完了しており、且つ、投射組立体６０１は、いまや、計測されている表面上に結果画像６０５Ｒを投射している。留め具６３０は、既定の許容範囲内にあり、且つ、許容範囲外の留め具６３１（突出し過ぎている）及び６３２（その周りにおいてマーキングされた斑点によって示されているように、凹入し過ぎることにより、周囲の表面が曲がっている）とは異なる方式によってマーキングされている。又、ＲＩ６０５Ｒは、テキスト６３３（計測に関係したもの又はそうではないもの）と、基準点６３４と、ナビゲーションメニュー６３５と、オンボードの電池６２６を監視する電池充電インジケータ６３６などの状態インジケータと、をも含む。
【００３３】
いくつかの実施形態においては、６３３〜６３６などの投射される情報は、現在のターゲット表面上における最良の読みやすさのために、プロセッサにより、自動的に位置決めされるか、或いは、その輝度又は色が調節されている。いくつかの実施形態においては、インスツルメント内のＩＭＵが、インスツルメントが回転した場合にも、テキスト６３３を水平方向において維持している。いくつかの実施形態においては、カメラ６０６は、保管、統計、又は更なる操作のために保存されるように、結果画像６０５Ｒをキャプチャしている。
【００３４】
図７は、自立式の携帯型測定インスツルメントの一例を示している。ハウジング７１１は、一時的に又は永久的に、ベース７４２によって安定化されたモノポッド７４１に装着されてもよい。任意選択により、ベース７４２を安定化させるために必要とされる重量の一部は、ハッチ７２５を通じてアクセス可能であり、且つ、電源ケーブル７２７によってハウジング７１１内の電源入力に接続された電池パック７２６であってもよい。
【００３５】
図８は、作業距離スペーサを有する自立式の携帯型測定インスツルメントの一例を示している。この場合には、モノポッド８４１は、組立体がターゲット表面８２０に向って傾斜できるようにする足部８４２内において終端している。電池８２６は、容易なアクセスのために、最上部の近傍においてモノポッド８４１内に取り付けられている。マウント脚部内の電池コンパートメントは、任意のタイプのモノポッド又はトライポッドスタンドを有するように実装することが可能であり、いくつかの設計においては、電池は、機械的な安定性のために、マウント脚部の底部の近傍に位置してもよい。ハウジング８１１に対して（着脱自在に又は相互交換可能に）取り付けられた作業距離スペーサは、先端８４４において終端しているロッドのペア８４３を有する。足部８４２がフロア上に位置し、且つ、先端８４４がターゲット表面８２０上に位置した際に、傾斜したトライポッドが形成される。マイクロフォン８１５は、インスツルメントを運動させることなしに計測を開始するための別の方法である発話されたコマンドを受け取ることが可能であり、これは、その他の実施形態においても実装することができる。
【００３６】
図９は、ハンドヘルド式の携帯型測定インスツルメントの一例を示している。ハンドル９４５により、ハウジング９１１を簡便に携帯してもよく、或いは、計測のために保持してもよい。非自動焦点の実施形態においては、カメラ及び投射オプティクスの手動による合焦のために、テクスチャを有する合焦リング９４６を設けてもよい。いくつかの実施形態においては（且つ、同様に、その他のハウジングタイプにおいても）、曲がり易いコード９２７によってインスツルメントを遠隔制御装置９１７に結合することにより、十分な電力を提供するための電池パック９２６によってインスツルメントを混雑させることなしに、ハウジング９１１内に過大な重量を配置することなし、或いは、図示のように、これらの両方を実現することにより、計測を開始してもよい。非限定的な例として、このコードが設けられたモジュールをベルトにクリップによって留めるか、又はポケット内において携帯することにより、ハウジング９１１への巻き付けを回避してもよい。
【００３７】
又、ダブルプロジェクタの実施形態も想定される。この相対的に複雑な方式の理由には、連続的な同時計測及び結果画像の表示（多くの状況において、単一のプロジェクタ内における迅速な画像の切替で十分であろう）と、非可視計測波長の使用と、に対するニーズが含まれるであろう。医療の分野においては、例えば、組織貫通近赤外線波長を使用することにより、皮膚の最外側層の下方の特徴を計測する場合があり、且つ、近紫外線波長を使用することにより、（例えば、がん細胞を識別するべく）蛍光マーカーが施された表面を計測する場合がある。本明細書に記述されている取付及び保持構成の任意のもののみならず、それらの均等物をシングル又はダブルプロジェクタ実施形態に対して適合させてもよい。プロジェクタは、投射された視野とカメラの視野がオーバーラップしている限り、互いに隣接状態とすることも可能であり、或いは、中央カメラの両側に配置することもできよう。
【００３８】
本明細書において上述した携帯型測定インスツルメントの実施形態は、キーボード、マウス、又はその他の物理的な入力装置の代わりに、手のジェスチャによって制御してもよい。これらのジェスチャは、２ｄ又は３ｄのジェスチャであってもよい。ジェスチャによる制御を使用することにより、携帯型測定インスツルメント及びターゲット表面との間におけるユーザーのやり取りを改善することができる。例えば、ユーザーは、表面上に投射されたユーザープロンプトとやり取りしてもよい。これらのプロンプトは、拡張現実視覚化ディスプレイにより、可視状態にある。やり取りの例には、動作の開始、設定の制御、スイッチングモードなどが含まれる。これらのやり取りは、ジェスチャを使用してボタンを選択し、プロンプトを受け入れ、リンクを選択し、ピンチ動作によって画像を縮小／拡大するなどにより、実行することができる。例えば、図１０は、「タップ」ジェスチャを使用して「仮想／投射」ボタン１００３を選択している手１００２を示している。この実施形態においては、３Ｄスキャナ内のジェスチャ検知能力が、組み込まれたジェスチャ電子回路モジュール１００１によって円滑に実行されている。図１１は、「ピンチ及びストレッチ」ジェスチャを使用してウィンドウ１１０２を拡大している手１１０１を同様に示している。
【００３９】
ジェスチャによる制御は、キーボード又はマウスなどの従来の入力手段が不便である状況にある帯型測定インスツルメントのために有用である。例えば、ジェスチャによる制御は、キーボード用の余地が存在しない際に、キーボードには過酷過ぎる汚れた環境にある際に、或いは、操作者がその他の活動のために自分の手を空けておく必要がある際に、有用であろう。
【００４０】
ジェスチャによる制御は、複数の方法により、携帯型測定インスツルメントに内蔵することができる。第１の方法は、組み込まれたカメラ６０６のみを使用する。組み込まれたカメラ６０６が測定とジェスチャ認識の両方のために使用される。ソフトウェアによってカメラ６０６のデュアル機能を調整する。これは、付加的なハードウェアが不要であることから、有利である。第２の方法は、携帯型測定インスツルメントに組み込まれると共にジェスチャを検出及び解釈するように構成されたジェスチャ電子回路モジュール１００１を使用する。例えば、リープモーション又はキネクト（Ｌｅａｐ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｏｒ  Ｋｉｎｅｃｔ）ハードウェア及びソフトウェアパッケージを携帯型測定インスツルメントに統合することができる。この方法の利点は、これらの既製のジェスチャ電子回路モジュール用のＳＤＫが、提供されており、且つ、携帯型測定インスツルメントのソフトウェアへの統合が容易であるという点にある。第３の方法は、組み込まれたカメラ６０６を投射組立体６０１と共に使用する。この方法は、三角測量を使用して３ｄジェスチャ認識を可能にしている。投射組立体６０１が、メニュー又はコントロールの画像を表面上に投射し、次いで、ユーザーが、投射されたスライダを移動させるための又は投射されたボタンをクリックするためのスワイプなどの特定のジェスチャを使用することにより、これとやり取りする。第４の方法は、静電容量性又は磁気的装置を使用することにより、パネルの上方の電界又は磁界の変化を計測し、且つ、これにより、指の先端の３ｄ認識と、その結果として、ジェスチャの認識と、を可能にしている。
【００４１】
当業者は、記述されているものと等価な部品又はステップを使用することにより、多数の変形が可能であることを認識するであろう。この主題に対する特許保護の範囲は、要約書、明細書、又は図面におけるなんらのものによっても制限されるものではなく、添付の請求項によってのみ制限されている。
【図１】
2015523574.tif 000003
【図２Ａ】
2015523574.tif 000004
【図２Ｂ】
2015523574.tif 000005
【図２Ｃ】
2015523574.tif 000006
【図３】
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【図４】
2015523574.tif 000008
【図５】
2015523574.tif 000009
【図６Ａ】
2015523574.tif 000010
【図６Ｂ】
2015523574.tif 000011
【図７】
2015523574.tif 000012
【図８】
2015523574.tif 000013
【図９】
2015523574.tif 000014
【図１０】
2015523574.tif 000015
【図１１】
2015523574.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月15日(2014.5.15)
【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】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、画像を前記表面上に投射する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記投射された画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラと、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記カメラから前記計測データを受け取るプロセッサと、
を有し、
前記投射組立体は、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有し、
前記投射された画像は、計測パターン画像又は結果画像を有し、且つ、
前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記計測データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジングは、ハンドル、モノポッド、及びスペーサのうちの少なくとも１つを有することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジング内に取り付けられた携帯型電源を更に有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、前記プロセッサは、前記携帯型ハウジング内に取り付けられたオンボードプロセッサコンポーネントを有することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記画像生成器は、液晶アレイと微小電気機械システムのうちの１つを有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、前記光源は、プロセッサによって制御される可変スペクトルを有し、且つ、発光ダイオードを有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記光源、前記画像生成器、及び前記投射オプティクスのトレーンのうちの少なくとも１つは、前記計測パターン画像と前記結果画像の両方を投射する際に機能することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、可視スペクトル外の波長を有する補助光源を更に有することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記補助光源に適合した補助画像生成器と前記補助光源に適合した投射オプティクスの補助トレーンのうちの少なくとも１つを更に有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、前記カメラは、排除しなければ前記計測データ内に誤りを生成することになる周辺光を排除するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、ポーズと運動のデータを前記プロセッサに対して送信するように構成された慣性計測ユニットを更に有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
表面を計測する方法において、
前記表面との関係において携帯型測定インスツルメントを位置決めするステップと、
前記携帯型測定インスツルメントから前記表面上に計測パターン画像を投射するステップと、
前記表面上に投射された前記計測パターン画像のキャプチャされた画像を計測データとしてキャプチャするステップと、
前記表面を表すポイントクラウドを生成するステップであって、前記ポイントクラウドモデル内のポイントは、前記計測データ内のポイントを前記計測パターン画像の保存されているバージョン内の対応するポイントと比較することに基づいている、ステップと、
前記ポイントクラウドから、且つ、保存されている情報から、結果画像を生成するステップと、
前記結果画像を前記表面上における投射状態に整合された座標に変換するステップと、
前記結果画像を前記携帯型測定インスツルメントから前記表面上に投射するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像は、前記計測画像の後、０．１秒以内に投射されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像は、前記計測の偽色彩表現、前記計測の結果の概要、前記測定に依存したシンボル、英数字、ナビゲーションシンボル、状態インジケータ、メニュー、及び命令のうちの少なくとも１つを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、
前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動を監視するステップと、
以下：
前記携帯型測定インスツルメントが、前記計測パターン画像の前記投射及びキャプチャの際に既定の閾値を超えて運動した場合に、警告を発行することと、
計測されている前記表面のエリアの場所及び向きを保存することと、
前記ポイントクラウドを調節することにより、前記計測パターン画像の前記投射及びキャプチャの際の前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動について補償することと、
前記結果画像内の特徴の場所及び向きを適合させることにより、前記結果画像の前記投射の際の前記携帯型測定インスツルメントの前記ポーズ及び運動について補償することと、
のうちの少なくとも１つを実行するステップと、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法において、前記表面上に投射された前記結果画像を記録するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法において、前記結果画像内の色、輝度、及び特徴の位置のうちの少なくとも１つを調節することにより、前記結果画像の視認性又は読みやすさを最適化するステップを更に含み、前記調節ステップは、部分的に、前記計測データの特性に応答することを特徴とする方法。
【請求項１８】
データ及び命令によってプログラムされた一時的ではない機械可読ストレージ媒体において、前記データ及び命令は、
構造化光パターンを生成し、
前記構造化光パターンを表面上に投射して計測パターン画像を生成し、
前記計測パターン画像を計測データとしてキャプチャし、
前記計測データに影響を及ぼすポーズ及び運動の履歴を記録し、
基準データ及び前記ポーズ及び運動の履歴によって前記計測データを分析して計測結果を生成し、
前記計測結果及びユーザーインターフェイス表示データから結果画像を生成し、
前記結果画像を表面投射座標に変換して補正済みの結果画像を生成し、且つ、
前記補正済みの結果画像を前記表面上に投射するために、
前記基準データ、前記ユーザーインターフェイス表示データ、及び命令
を有することを特徴とする媒体。
【請求項１９】
表面を計測する手段において、
計測パターン画像を前記表面上に投射し、且つ、結果画像を前記表面上に投射する手段と、
前記表面上に投射された前記計測パターン画像をキャプチャ画像としてキャプチャする手段と、
前記キャプチャ画像から前記表面の三次元特性を算出する手段と、
前記三次元特性から前記結果画像を生成する手段であって、前記結果画像を前記表面上に投射する前記手段は、前記結果画像の特徴が前記表面の対応する特徴との関係において正確に配置されるようなものである、手段と、
前記投射手段及び前記キャプチャ手段を保護された状態で封入し、且つ、手動で搬送する手段と、
を含むことを特徴とする手段。
【請求項２０】
請求項１９に記載の表面を計測する手段において、前記保護された状態で封入し、且つ、手動で搬送する手段のポーズ及び運動を追跡する手段を更に含むことを特徴とする表面を計測する手段。
【請求項２１】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記表面上に画像を投射する投射組立体であって、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラであって、前記画像は、計測パターン画像又は結果画像を有し、前記カメラは、ジェスチャをキャプチャするように更に構成されている、カメラと、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記カメラから前記計測データを受け取るプロセッサであって、前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出し、前記プロセッサは、前記カメラによってキャプチャされた前記ジェスチャを解釈し、且つ、前記解釈されたジェスチャに基づいて命令を実行するように構成されている、プロセッサと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置において、前記投射組立体は、ユーザーとのやり取りのために制御画像を投射するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２３】
表面を計測する装置において、
携帯型ハウジングと、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記表面上に画像を投射する投射組立体であって、画像生成器と、光源と、投射オプティクスのトレーンと、を有する投射組立体と、
前記携帯型ハウジング内に取り付けられ、且つ、前記画像を計測データとしてキャプチャするように構成されたカメラであって、前記画像は、計測パターン画像又は結果画像を有する、カメラと、
ジェスチャをキャプチャすると共に解釈するように構成されたジェスチャ認識装置と、
前記投射組立体及び前記カメラを制御し、且つ、前記計測データを前記カメラから受け取るプロセッサであって、前記プロセッサは、前記計測パターン画像に対応する前記データを分析することにより、前記結果画像の特性を導出し、前記プロセッサは、前記ジェスチャ認識装置から受け取ったコマンドを実行するように構成されている、プロセッサと、
を有することを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2015523574.tif 000017
2015523574.tif 000018