(57)【要約】オブジェクト（２４）上にターゲットの位置を設定する方法であり、その構成は次の段階を備える：オブジェクトと関係するいくつかの特徴（２６ａ，ｂ，ｃ）を識別する。ただし、これらの特徴はオブジェクト上の既知の位置にあるものとする；オブジェクトと関係した特徴についての確定した位置に基づいてオブジェクトについての基準となる基準座標クレームを設定する；いくつかの特徴に対するオブジェクト上の第一のターゲットの位置を光学測定手段（６ａ，６ｂ）を用いて測定してオブジェクト上のターゲットの位置を判断するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクト上にターゲットの位置を設定する方法であって、該方法は、該オブジェクトと関係するいくつかの特徴を識別する段階と、ただし該特徴は該オブジェクト上の既知の位置に位置付けられているものとし；
該オブジェクトに対して第一のターゲットを適用する段階と；
該オブジェクトと関係している特徴の確定した位置に基づいて該オブジェクトについての基準となる基準座標フレームを設定する段階と；
該いくつかの特徴に対するオブジェクト上の第一のターゲットの位置を光学測定手段を用いて測定して、それによりオブジェクト上のターゲットの位置を判断するようにする段階とを備えている方法。
【請求項２】
前記いくつかの特徴のうちの少くとも一つが該オブジェクトに適用される第二のターゲットである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記いくつかの特徴のうちの少くとも一つが該オブジェクト上の公差に近い位置点に位置付けられている請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記オブジェクト上の公差に近い位置点が孔である請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記いくつかの特徴のうちの少くとも一つが該オブジェクトの材料の捨てることができるか余分な部分の中に位置付けられている請求項１ないし４のいずれ１項記載の方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、さらに該オブジェクトの材料の捨てることができるか余分な部分の少くとも一部を取り除く段階を備え、この取り除かれた部分が該いくつかの特徴の該少くとも一つを備えている方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法であって、第一のターゲットを適用する段階が該第一のターゲットを該オブジェクトの近似位置に適用することを含む方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、該第一のターゲットは自己接着性である方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項記載の方法であって、該第一のターゲットもしくはいくつかの該第二のターゲットがコード化されている方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項記載の方法であって、該第一のターゲットもしくはいくつかの該第二のターゲットが逆反射性である方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はオブジェクト（目的物）についての基準となる基準測定フレーム（ａ ｄａｔｕｍ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を判断し決定する方法に係り、限定するわけではないが、とくに、写真製図法（ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ，写真測量法ともいう）測定装置で使用される方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計算機に支援される製造（ＣＡＭ）や、アッセンブリィ（組立て）や、同様の技術では、オブジェクトについての特徴（フィーチャ）の正確な位置を、そのオブジェクトの座標系で知り、そのオブジェクトが正確に機械加工されたり、処理されることが、とくに計算機で誘導されるツールによって行なわれるようにするために望ましいことがよくある。
【０００３】
このことが成就されるためには写真製図法をターゲットに与えることが知られている。このようなターゲットは逆反射性部品もしくはＬＥＤ（発光ダイオード）を備えていて、これが処理されることになるオブジェクト上に置けるようになっている。
【０００４】
使用時には、異なる場所でいくつかのカメラが使用されて、異なる角度からオブジェクトの作像をする。各ターゲットは複数のカメラの視界の視野内に入ることになる。各カメラの視野内部での各ターゲットの位置と、したがって各カメラからの方向とを測定することによって、空間内の各ターゲットの位置がカメラの基準となる共通フレーム内で標準の写真製図（測量）法技術を用いて計算することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうしてオブジェクトの特徴の位置がターゲットの測定された位置に関して判断され（決定され）るようにできる。しかしながら、ターゲットをオブジェクト上の既知の位置に正確に取付けたり、このようなターゲットに対して別のターゲットの位置を関係付けたりすることはしばしば困難である。このことがもたらす効果として、オブジェクトに対する基準系（ｄａｔｕｍ ｓｙｓｔｅｍ）を正確に設定することを困難としたり不可能とすることがあり、それによってオブジェクトに対してプロセス（工程）を実行することが困難もしくは不可能とする。例えばオブジェクトを操作処理したり、オブジェクト上の正確な位置に孔を掘削することによる工程であり、これらはそのオブジェクトの座標系における正確な測定に依存しているものである。
【０００６】
それ故に、あるオブジェクトについて基準測定系を正確に設定する方法を用意して、オブジェクトが正確に機械加工されたり処理されたりするようにできることが望ましいとされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、オブジェクト上のターゲットの位置を設定する方法が用意され、そこで、オブジェクト上にターゲットの位置を設定する方法が用意され、この方法は、該オブジェクトと関係するいくつかの特徴を識別する段階と、ただし該特徴は該オブジェクト上の既知の位置に位置付けられているものとし；
該オブジェクトに対して第一のターゲットを適用する段階と；
該オブジェクトと関係している特徴の確定した位置に基づいて該オブジェクトについての基準となる基準座標フレームを設定する段階と；
該いくつかの特徴に対するオブジェクト上の第一のターゲットの位置を光学測定手段を用いて測定して、それによりオブジェクト上のターゲットの位置を判断するようにする段階とを備えている方法である。
【０００８】
オブジェクト内で基準となる基準フレームを設定する正確で急速な方法を用意することによって、先行技術のシステムでしばしば発生することになっている前記状態を簡単に回避することが可能であり、例えば、熱膨張であるとか、重力が原因となったひずみによって生じたワーク片内の変化が、もとの基準の位置をオブジェクト上の関心のある点に対して未知の位置へ移動させたりする場合とか、もとの基準が、いくつかの写真製図法カメラの視野に対して不鮮明になったり失なわれたりすることが、いくつかの写真製図法カメラの視角についての変化から生ずる場合とかに対処できる。この発明のシステムはまた、作業用のエンベローブ（有効運用範囲）について複数の基準となる基準フレーム間で素速い移り変りがされるようにしていて、例えばワーク片のもとの基準となる基準フレームと、いくつかのローカルな基準となる基準フレームであってこの発明の方法を用いて設定されたものとの間で移り変りができる。
【０００９】
さらに、ある場合には、オブジェクトについての基準となる基準フレームが不鮮明となっていない場合でもなお、オブジェクトが非常に大きいとか、オブジェクトがコンプライアント（たわみやすい）ときには、オブジェクトについてプロセスを正確に実行することが、困難であったり不可能であったりする。このようなオブジェクトには例えば航空機の翼を含むことになる。このような場合には、この発明は、関心のある特徴とか位置に属しているローカルな別の基準となる基準フレームの設定をも可能としている。
【００１０】
好ましいのは、光学的測定手段が写真製図（測量）法装置であることである。写真測量（製図）法は比較的大きな距離にわたって正確に実施できる測定装置であるから、この発明は全体的な基準と局部的な基準とを、航空機翼のような大きな部品やアッセンブリィ上でもなお決めるために適したものである。
【００１１】
他の観点から見た特徴と実施態様とが特許請求の範囲にまた以下に記述されており、この発明を、例としての目的に限定して、添付の図面を参照して記述して行く。
【００１２】
【発明の実施の形態】
写真製図（測量）法装置について記述する。図１を見ると、写真測量（製図）法装置は（工場のワークショップ内部に置かれていて）、異なる位置に一対のビデオカメラ６ａ，６ｂを備え、その各々はワーク片（例えば、航空機翼のような大きなワーク片とか、車のパネルのような小さなワーク片である）をその視野の中に有している。ビデオカメラ６ａ，６ｂはそれぞれのケーブル７ａ，７ｂを経由して解析装置５に接続されていて、それがここではＳｕｎ社のＳｐａｒｃ ＳｔａｔｉｏｎＴＭのようなプログラムされたワークステーションを備え、そこにはプロセッサとメモリと、例えばハードディスクのような記憶装置と、ビデオ捕捉電子回路とが含まれている。
【００１３】
ロボット２１がドリルビット２３を備えたドリル２２（または他のツール）を持ち運んでいて、これらのツールが解析器装置５の制御の下でワーク片２４上で作業をする。
【００１４】
ワーク片２４は多数のターゲット３を有していて、ロボット２１及び／またはドリル２２もまたターゲット４を有している。
【００１５】
動作時には、この装置はワークショップの基準となるフレーム内部でワーク片２４の位置と配向（方位）とを検出し、この装置はワークショップの基準となるフレーム内部でロボット２１の位置と配向とを検出し、次にこの装置は計算機支援の製造用（ＣＡＭ）ファイルにアクセスして、処理（例えばドリル掘削）されるべきワーク片上の点を判断して決定し、今度はこの装置がロボット２１に対してツール２２をワーク片に対して正しい位置と配向とに移動して必要とされる動作を実行するようにし、またその次に、この装置は必要とされる動作を実行しながら、ワーク片２４に対するツール２２の位置と配向とを監視する。
【００１６】
各ターゲットは異なるコードがされていて、言い換えると、その目視可能な表面上に異なるコードが付けてある。解析装置５はそこで各ターゲット３，４の識別子（ＩＤ）を判断することができて、それにより二つのカメラ６ａ，６ｂにより見た視界内で対応しているターゲットを整合させるようにする。これは解析器装置５内で動作しているソフトウェアによって行なわれるもので、コード化したターゲットを供給している会社（例えばＩｍｅｔｒｉｃＴＭとかＬｅｉｃａＴＭである）のうちの一社で供給されるものであり、とくにコード化したマークを認識して、カメラ６の視野内部で異なるターゲットを識別するようにされている。
【００１７】
さらに、各ターゲット上のコードはそれぞれがワーク片２４か、ロボット２１かと、ツール２２上の特定の既知点と関係することができて、その位置（ワーク片２４かロボット２１かまたツール２２上の位置）が解析装置５のメモリ及び／又は記憶装置内に記憶されたＣＡＭファイル内に記憶されている。
【００１８】
そこで解析装置５にとっては、ターゲット位置からワーク片の対応する部分の位置を求めることが可能であり、それによって、ワークショップの基準となるフレーム内部でワーク片の位置と配向とを計算すること（あるいは別なとらえ方をすると、ワーク片自体の基準となるフレームと、ワークショップの基準となるフレームとの間の変換を計算すること）が可能である。
【００１９】
この発明は、写真測量（製図）法もしくは測定プロセス、あるいはＣＡＭプロセスについての詳細、細部に関するものではなく、これらの事項が市販の装置を用いての従来形式のやり方で実行できる。
【００２０】
実施例
図２を参照し、第一の実のワーク片２４を示す。このワーク片は単一の本体部（ボディ）で成り、三つの突出したラグ２５ａ〜ｃを有している。各ラグは厳しい公差の孔２６ａ〜ｃを有していて、孔の位置と配向とはワーク片の本体に対して正確に知られている。
【００２１】
ワーク片２４はガラス繊維、カーボン繊維、ケブラ（ｋｅｖｌａｒ）といった複合材料か、金属か、あるいは他の適当とされる材料から作られていて、この材料には正確に形成された孔を作ることが可能とされている。これには例えば、モールドとか、機械加工とか、鋳造といった製造工程が使用される。
【００２２】
最初は、写真測量（製図）法システムのオペレータは図１に示したように従来形の写真製図法ターゲットを各孔２６ａ〜ｃ（図２には示していない）中に置く。図３を見ると、従来形のコードを付けた写真製造法ターゲットが示されていて、そこには正確に機械加工されたスタブ３０があって、対応する寸法とされ、正確に形成されたワーク片内の孔の中に位置決めするようになっていて、それによりターゲットをワーク片に対して正確に位置決めする。スタブ３０は板４０を備えていて、この板はその外面上にコード用スキーム（図示せず）としてＩｍｅｔｒｉｃＴＭもしくはＬｅｉｃａＴＭで使用されるようなものを有し、それにより問題のターゲットが解析装置５によりユニークに識別されるようにできる。
【００２３】
つぎにワーク片は図１の写真製図法装置の作業空間内に置かれて、必要があれば従来形式で固定されて、以下に記述する測定プロセス中に望ましくない動きがないことを確実にする。
【００２４】
そこでオペレータはコード化された、自己接着性のターゲット３をワーク片に固定するが、その位置はワーク片上の関心のある位置の近くというおおよその位置であり、例えばこのおおよその位置は機械加工である例えばドリル掘削動作が実行されることになるところである。
【００２５】
オペレータは次にワーク片上の各ターゲットの位置を測定する。これには孔２６ａ〜ｃ内に置かれたターゲットと自己接着性ターゲット３との両方が含まれており、図１の写真製図法装置のカメラ６ａ，６ｂの基準となる共通フレーム内での位置測定が上述した通常のやり方で行なわれる。
【００２６】
孔２６ａ〜ｃ内に置かれたターゲットの位置はワーク片の座標系内で正確に知られている（その理由は、ターゲットの位置と配向とが、それらが置かれている厳しい公差の孔によって定義されているからである）。したがって、カメラ６ａ，６ｂの座標系におけるワーク片上の最小数である三つの既知点の三次元の位置を定義することによって、ワーク片の位置と配向とがカメラ６ａ，６ｂの座標系でユニークに定義される。
【００２７】
対照的なのは、ワーク片の表面上の自己接着性ターゲット３の各々の正確な位置が、上述のように、それらがワーク片上のおおよそというだけのところに置かれたので、最初は不知であることである。しかしながらカメラ６ａ，６ｂの座標系の中でのそれらの位置は今では決まっている。したがって、自己接着性ターゲット３の各々の孔２６ａ〜ｃ内に置かれたターゲットに関しての相対的な位置のずれ（オフセット）はカメラ６ａ，６ｂの座標系内で判断され決定される。これらのオフセットは次にワーク片の基準となる座標フレーム内での自己接着性ターゲットの正確な位置を識別するために使用されるが、これはワーク片の基準となる座標フレーム内で孔２６ａ〜ｃ内に置かれたターゲットの位置が正確に知られているという事実のおかげで達成できるものである。このようにして、ワーク片の基準情報（ｄａｔｕｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）はもともとの製造されたデータ特徴（孔２６ａ〜ｃ）から自己接着性ターゲットへと移し変えられることができる。
【００２８】
このシステムのオペレータはそこでロボット２１を制御してツール２２をワーク片２４に関して正しい位置と配向へ動かすことを、自己接着性ターゲット３の位置から測定したように、進行させて、必要とされる機械加工とアッセンブリィ動作を実行するようにする。
【００２９】
機械加工及び／又はアッセンブリィ動作をワーク片に対して実行する前か後かのいずれかで、希望があれば孔２６ａ〜ｃ内に置かれたターゲットを取り外してもよい。このことは例えばラグ２５がワーク片を機械加工かアッセンブリィプロセス中に位置を固定するために使用されなければならないとすると必要となる。ラグ２５は、別な部品と一緒にワーク片を組立てる前に、ワーク片から代って取り外されてもよい。このことはワーク片の“仕上げ（ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）”のプロセスの一部として実行されてよく、例えば、複合部品や鋳造部品から余分な材料を除去するために通常使用されているルーティング（線までは延びていない溝やパターンを切削すること）により行なわれる。
【００３０】
他の実施例について述べることとする。当業者にとっては上述した実施例についての各種の代替や修正変更が採用できること、またそれらがこの発明の技術的範囲内として考えることができることは明らかであろう。
【００３１】
例えば、上述の実施例では、もともとのワーク片の基準が製造された特徴（孔２６ａ〜ｃ）として与えられており、これらが主なる製造プロセスで作られ、複合物を作るためとか、後になって使用されるモジュールとして作られるのではあるが、当業者はこういったことが要件ではないことを知ることになろう。この発明の目的にとっては、ワーク片の基準となる座標フレーム内で、ワーク片上にいずれの位置も正確に定義できる。たとえば、座標測定機械がおおよその位置決めがされた、自己接着性ターゲットであって、それが初期の基準として機能できるようなものであるとして、その場所を正確に定義するために使用できて、そこから、別な基準が求められるようになる。
【００３２】
さらに、コード化されたターゲットの使用が上述の実施例で記述されたのではあるが、当業者はコード化されていないターゲットも使用できることを理解するであろう。このことは従来形の最良適合（ベストフィット）アルゴリズムを用いて、ターゲットの測定された三次元位置をワーク片のＣＡＤデータ内に記憶された既知のおおよその位置と整合するようにして達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
写真製図法を用いる位置決め装置の部品を模式的に示す図。
【図２】
この発明の第一の実施例のワーク片を示す図。
【図３】
既知の写真製図法ターゲットを模式的に示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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