(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元物体の重心を決定する方法を提供する。【解決手段】第一の方向付けで検査プラットフォームに物体を位置付けるステップ６１５、物体が第一の方向付けにあるときに第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ６２０、第一の軸及び第二の軸に直交する第三の軸に対して物体を回転させるステップ６２５、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ６３０、及び物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿った重心の位置を決定するステップ６３５を含む。【選択図】図６
2013113846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体の重心を決定する方法であって、
第一の方向付けで検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付けるステップ、
物体が第一の方向付けにあるときに、第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、
第一の軸及び第二の軸に実質的に直交する第三の軸に対して物体を回転させ、第二の方向付けで物体を位置付けるステップ、
物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、及び
物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して、第三の軸に沿った重心の位置を決定するステップを含む方法。
【請求項２】
第一の方向付けで検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付けるステップは、地面と実質的に平行に方向付けられる検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一の方向付けで検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付けるステップは、地面に対してある角度で方向付けられる検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
物体が第一の方向付けにあるときに、第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップは、
検査プラットフォーム（１４０）に結合された少なくとも三のロードセル（１６０）から入力を受信するステップ、及び
物体が第一の方向付けにあるときに、少なくとも三のロードセル（１６０）からの入力を使用して、第一の軸と実質的に平行なＸ軸及び第二の軸と実質的に平行なＹ軸に沿って、物体の重心の位置を決定するステップを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
第一の軸及び第二の軸と実質的に直交する第三の軸に対して物体を回転させるステップは、２度と１５度との間の既定の角度で、第一の軸と実質的に平行なＸ軸と実質的に平行な、Ｃ軸周辺で物体を回転させるステップを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して、第三の軸に沿った重心の位置を決定するステップは、Ｘ軸と実質的に平行な、Ｃ軸から測定されたＺ軸の重心を計算するステップを含み、Ｚ軸は第三の軸と実質的に平行であり、且つＸ軸は第一の軸と実質的に平行であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
キャリブレーション工程を実施して、第一の方向付け及び第二の方向付けで三次元空間のプラットフォームの重心を決定するステップ、及び
物体の重心の位置を調整して、プラットフォーム（１４０）の重心を補正するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
三次元物体の重心を決定するシステムであって、
フレーム（１１０）、
フレーム（１１０）に結合され且つ物体が取り付けられる検査プラットフォーム（１４０）であって、検査プラットフォーム（１４０）は、物体が第一の方向付けにある場合の第一の位置と物体が第二の方向付けにある場合の第二の位置との間の、第一、第二及び第三の軸の周囲で、フレーム（１１０）に対して回転可能であり、第三の軸は、第一及び第二の軸と実質的に直交することを特徴とする検査プラットフォーム（１４０）、
フレーム（１１０）に結合され、検査プラットフォーム（１４０）に位置付けられる物体に関するマスデータを収集する少なくとも三のロードセル（１６０）、及び
少なくとも三のロードセル（１６０）に結合されたコンピュータベースの処理装置（１８０）を備え、
コンピュータベースの処理装置（１８０）は、処理装置（１８０）により実行されるときに、
物体が第一の方向付けで検査プラットフォーム（１４０）に位置付けられるときに、少なくとも三のロードセル（１６０）から第一のデータセットを受信し、
物体が第一の方向付けにあるときに、第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定し、
物体が、第三の軸の周囲を回転し、且つ第二の方向付けで検査プラットフォーム（１４０）に位置づけられるときに、少なくとも三のロードセル（１６０）から第二のデータセットを受信し、
物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定し、
物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して、第三の軸に沿って重心の位置を決定し、
キャリブレーション工程を実施して、第一の方向付け及び第二の方向付けで三次元空間のプラットフォームの重心を決定し、且つ
物体の重心の位置を調整して、プラットフォームの重心を補正するように、処理装置（１８０）を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶される論理命令を含むことを特徴とするシステム。
【請求項９】
検査プラットフォーム（１４０）が地面と実質的に平行に方向付けられるときに、第一の方向付けは、検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付ける、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
検査プラットフォーム（１４０）が地面に対してある角度で方向付けられるときに、第一の方向付けは、検査プラットフォーム（１４０）に物体を位置付ける、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
コンピュータベースの処理装置（１８０）は、処理装置（１８０）により実行されるときに、
検査プラットフォーム（１４０）に結合された少なくとも三のロードセル（１６０）から入力を受信し、且つ
物体が第一の方向付けにあるときに、少なくとも三のロードセル（１６０）からの入力を使用して、Ｘ軸及びＹ軸に沿って物体の重心の位置を決定するように、処理装置（１８０）を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶される論理命令をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
コンピュータベースの処理装置（１８０）は、処理装置（１８０）により実行されるときに、第一の軸と実質的に平行であるＸ軸と実質的に平行な、Ｃ軸から測定されるＺ軸の重心を計算するように、処理装置（１８０）を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶される論理命令をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、物体の検査及び評価、並びに検査及び評価に基づく物体の重心を決定するシステム及び方法に関する。種々のアプリケーションが、不規則な形状、体積及び質量を有する物体の重心を決定する機能から利益を享受できる。航空宇宙産業からの一の典型的なアプリケーションは、完成した航空機、そのモデル、又はそのコンポーネントなどの物体が、パイロンに取り付けられ、レーダー検査圃に配置されるレーダー断面検査に関する。パイロンで物体のバランスを保つために、物体の重心がパイロンを通って延びる縦軸に隣接して位置付けられるように物体を配置することが有益である。それゆえ、検査物体の重心を決定するシステム及び方法は、実用的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
種々の態様では、装置の重心を決定するシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ここで述べられるようなシステム及び方法は、物体が第一の方向付けで位置付けられるときに、初めに検査物体の重心を二の軸に配置する。物体は、次いで、第二の方向付けにおいて第三の軸に対して回転し、重心が二の軸の少なくとも一で決定される。第一の方向付けと第二の方向付けとの間の重心の変更が使用され、第三の軸に沿って重心が決定される。典型的なシステムにおいて、第一及び第二の軸はＸ及びＹ軸とされ、且つ、第三の軸はＺ軸とされる。
【０００３】
ゆえに、一の実施形態では、第一の方向付けで検査プラットフォームに物体を位置付けるステップ、物体が第一の方向付けにあるときに、第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、第一の軸及び第二の軸に実質的に直交する第三の軸に対して、物体を回転させるステップ、物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、及び物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して、第三の軸に沿った重心の位置を決定するステップを含む、三次元物体の重心を決定する方法が提供される。
【０００４】
別の実施形態では、フレーム、及びフレームに結合され且つ物体が取り付けられた検査プラットフォームを備える、三次元物体の重心を決定するシステムが提供される。幾つかの実施形態では、検査プラットフォームは、物体が第一の方向付けにある場合の第一の位置と物体が第二の方向付けにある場合の第二の位置との間の軸の周囲でフレームに対して回転可能である。システムは、検査プラットフォームに結合され、検査プラットフォームに位置づけられる物体に関するマスデータを収集する少なくとも三のロードセル、及び少なくとも三のロードセルに結合されたコンピュータベースの処理装置をさらに備える。
【０００５】
コンピュータベースの処理装置は、処理装置により実行される際に、物体が第一の方向付けで検査プラットフォームに位置付けられるときに少なくとも三のロードセルから第一のデータセットを受信し、物体が第一の方向付けにあるときに第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けで検査プラットフォームに位置付けられるときに少なくとも三のロードセルから第二のデータセットを受信し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿って重心の位置を決定するように処理装置を構成する、固定のコンピュータ可読媒体に記憶される論理命令を含む。
【０００６】
別の実施形態では、固定のメモリモジュール、メモリに結合されたコンピュータベースの処理装置、及び処理装置により実行される際に、第一の方向付で物体を保持する検査プラットフォームに結合された少なくとも三のロードセルから第一のデータセットを受信し、物体が第一の方向付けにあるときに三次元空間で第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けで検査プラットフォームに位置付けられるときに少なくとも三のロードセルから第二のデータセットを受信し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿って重心の位置を決定するための処理装置を構成する、固定のメモリモジュールに記憶された論理命令を含む三次元物体の重心を決定するコンピュータベースのシステムが提供される。
【０００７】
ここで述べられるフィーチャー、機能及び利点は、本発明の種々の実施形態において単独で達成可能であり、また、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解される、別の実施形態においても組み合わせが可能である。
【０００８】
図面を参照しながら、詳細な説明について述べられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】いつくかの実施形態による、重心決定システムの概略的な斜視図である。
【図２】いつくかの実施形態による、重心決定システムの概略的な斜視図である。
【図３】いつくかの実施形態による、重心決定システムの概略的な上面図である。
【図４Ａ】いつくかの実施形態による、重心決定システムの概略的な側面図である。
【図４Ｂ】いつくかの実施形態による、重心決定システムの概略的な側面図である。
【図５】本実施形態による、重心決定システムの一部が実施されるコンピュータシステムの概略図である。
【図６】本実施例による、重心決定方法のフローチャート工程である。
【図７】本実施形態による、重心決定の幾何モデルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
重心を決定するための典型的なシステム及び方法がここで述べられる。以下の説明では、種々の実施形態の完全な理解を促すために、多数の特定の詳細事項が説明される。しかしながら、詳細情報がなくても種々の実施形態が実行可能であることが、当業者には理解されるだろう。他の例では、特定の実施形態が不明瞭にならないように、既知の方法、手順、コンポーネント及びサーキットの図示及び詳細な説明は省略される。
【００１１】
図１及び図２は、幾つかの実施形態による重心決定システムの概略的な斜視図であり、図３は、幾つかの実施形態による重心決定システムの上面図である。図１から図３を参照すると、一の実施形態において、ワイヤー検出システム１００は、フレーム１１０、及びフレーム１１０に結合され且つ物体が取り付けられた検査プラットフォーム１４０を備える。検査プラットフォーム１４０は、物体が第一の方向付けにある場合の第一の位置と物体が第二の方向付けにある場合の第二の位置との間の軸の周囲でフレーム１１０に対して回転可能である。システム１００は、フレーム１１０に結合され、検査プラットフォーム１４０に位置付けられた物体に関するマスデータを収集する少なくとも三のロードセル１６０、及び少なくとも三のロードセルに結合されたコンピュータベースの処理装置１８０をさらに備える。
【００１２】
さらに詳しく述べると、図１から図３で示される実施形態では、フレーム１１０は、たとえば、スチール、アルミニウムなどの適する材料から作られた四のクロスバー１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄを備える。クロスバー１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄは、ここでは集合的に符号１１２として表現されることもあるが、接続されて強固な矩形構造を形成する。当業者は、クロスバーが別の幾何学形状を有する他の材料から形成可能であることを認識するだろう。
【００１３】
検査プラットフォーム１４０は、クロスバー１１４及び１１６に取り付けられ、ヒンジアセンブリ１２０により第一の端で、且つホイスト１３０により対向する端で支持される。ここで述べられる実施形態では、検査プラットフォーム１４０は、たとえば、スチール、アルミニウムなどの適する材料で作られた四のクロスバー１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ及び１４２ｄも備える。クロスバー１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ及び１４２ｄは、ここでは集合的に符号１４２として表現されることもあるが、接続されて強固な矩形構造を形成する。当業者は、クロスバーが別の幾何学形状を有する他の材料から形成可能であることを認識するだろう。
【００１４】
検査プラットフォーム１４０は、物体が取り付けられる取り付けパッド１４４をさらに備える。ここで述べられる実施形態では、取り付けパッドは、クロスバー１４２ｂ及び１４２ｃに取り付けられる実質的に円形構造のスチールパッドである。当業者は、取り付けパッド１４４が別の幾何学形状を有する他の材料から形成可能であることを認識するだろう。
【００１５】
ホイスト１３０は、クロスバー１１２ｄとクロスバー１４２ｄとの間に取り付けられ、クロスバー１４２ｄを上げ下げする機能を有し、ヒンジアセンブリ１２０を通って延びるＣ軸周囲でプラットフォーム１４０を回転させる。ホイスト１３０は、水圧ホイスト、電気ホイストなどとして実施することができる。ここで述べられる実施形態では、ホイスト１３０は、ホイスト１３０を上げ下げして、フレーム１１０に対してプラットフォーム１４０を回転させるモーター１３２に結合される。
【００１６】
複数のロードセル１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ及び１６０ｄは、集合的に符号１６０としても述べられるが、フレーム１１０に結合され、フレーム１１０に位置付けられるロードからのデータを収集する。一の実施形態では、四のロードセルは、フレーム１１０に取り付けられる。ロードセル１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃは、図１で見ることができる。ロードセル１６０ｄは、図１の斜視図においてプラットフォーム１４０の背後にあるため、見ることができない。ロードセル１６０は、ロードセルに印加される力に比例する出力を生成する。ロードセル１６０からの出力は、増幅され、又は別の方法で処理され、コンピュータベースの処理装置１８０に入力される。
【００１７】
図２及び図３を参照すると、幾つかの実施形態では、フレーム１１０は、システム全体が可動式となるように、カート１７０に取り付けられる。カート１７０は、たとえば、スチール、アルミニウムなどの適する材料から作られる四のクロスバー１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ及び１７２ｄを備える。クロスバー１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ及び１７２ｄは、ここでは集合的に符号１７２として表現されることもあるが、接続されて強固な矩形構造を形成する。当業者は、クロスバーが別の幾何学形状を有する他の材料から形成可能であることを認識するだろう。カート１７０は、ここでは集合的に符号１７４として表現されることもあり且つ地面に基盤を置くように適合される車輪１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ及び１７４ｄに取り付けられる。
【００１８】
座標システムは、プラットフォーム１４０を取り囲む三次元空間上でマッピングされる。一の実施形態では、デカルトの座標システムは、Ｘ軸がクロスバー１１２ｃと実質的に平行な方向に延び、Ｙ軸がクロスバー１１２ａと実質的に平行であり、Ｚ軸がＸ軸及びＹ軸によって定められる平面に対して実質的に直交する状態で、空間をマッピングするために使用される。アプリケーションによっては、Ｘ軸及びＹ軸によって定められる平面は、プラットフォーム１４０が基礎を置く地面に平行又は実質的に平行であることが好ましい。他の実施形態では、座標システムの原点は、ロードセル１６０ｂに位置付けられる。当業者は、特定の座標システムが本発明に対して必須ではないこと、空間はたとえば極座標などの別の座標システムを使用してマッピングできること、及び、座標システムの方向は回転可能又は変換可能であることを認識するだろう。
【００１９】
図５は、ここで述べられる一又は複数の実施形態による、重心決定を実施するために適用されるコンピュータシステム１８０の概略図である。図５を参照すると、一の実施形態では、システム１８０は、スクリーン５０４を有するディスプレー５０２を備える一又は複数の付随入力／出力装置、一又は複数のスピーカー５０６、キーボード５１０、一又は複数の他のＩ／Ｏ装置５１２、及びマウス５１４を備える。他のＩ／Ｏ装置５１２は、タッチスクリーン、音声起動入力装置、トラックボール、及びシステム１８０がユーザからの入力を受信できる任意の他の装置を備えることができる。
【００２０】
システム１８０は、システムハードウェア５２０、及びランダムアクセスメモリ及び／又は読み取り専用メモリとして実施可能なメモリ５３０を備える。ファイル記憶装置５８０は、システム１８０と通信可能に結合される。ファイル記憶装置５８０は、一又は複数のハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、又は他の種類の記憶装置など、コンピュータ装置５０８の内部にあるものとする。ファイル記憶装置５８０は、一又は複数の外付けハードドライブ、ネットワーク接続記憶装置、又は別個の記憶ネットワークなど、コンピュータ装置５０８の外部にあるものとしてもよい。
【００２１】
システムハードウェア５２０は、一又は複数のプロセッサ５２２、少なくとも二のグラフィックプロセッサ５２４、ネットワークインターフェース５２６、及びバスストラクチャ５２８を備えることができる。一の実施形態では、プロセッサ５２２は、米国カリフォルニア州サンタクララのインテル株式会社から市販されているＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｃｏｒｅ２Ｄｕｏ（登録商標）プロセッサとして実施することができる。ここで使用されるように、「プロセッサ」という言葉は、たとえば、限定はされないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー、複数命令セットコンピューター（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は任意の他のプロセッサ又はプロセッサ回路など、任意の計算要素を意味する。
【００２２】
グラフィックプロセッサ５２４は、グラフィック及び／又はビデオ操作を管理する付属プロセッサとしても機能可能である。グラフィックプロセッサ５２４は、コンピュータシステム５００のマザーボードに統合してもよく、又は、拡張スロットを介してマザーボードに結合してもよい。
【００２３】
一の実施形態では、ネットワークインターフェース５２６は、イーサネットインターフェース（たとえば、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ／ＩＥＥＥ８０２.３-２００２を参照）などの有線インターフェース、又はＩＥＥＥ８０２.１１ａ，ｂ又はｇ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔインターフェース（たとえば、ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  ＩＴ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ＬＡＮ／ＭＡＮ--Ｐａｒｔ  ＩＩ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ４：Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ｈｉｇｈｅｒ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２.４ＧＨｚ  Ｂａｎｄ，８０２.１１Ｇ-２００３を参照）などの無線インターフェースとすることができる。無線インターフェースの別の例としては、ジェネラル・パケット・ラジオ・サービス（ＧＰＲＳ）インターフェース（たとえば、Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｏｎ  ＧＰＲＳ  Ｈａｎｄｓｅｔ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ／ＧＳＭ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，  Ｖｅｒ．３.０.１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００２を参照）とすることができる。
【００２４】
バスストラクチャ５２８は、システムハードウェア１２８の種々のコンポーネントを接続する。一の実施形態では、バスストラクチャ５２８は、メモリバス、周辺機器用バス又は外部バス、及び／又は１１ビットバス、インダストリスタンダードアーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、エクステンディッドＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、アドバンスグラフィックポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカードインターナショナルアソシエーションバス（ＰＣＭＣＩＡ）、及びスモールコンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）を含むがこれらに限定されない任意の種類の入手可能なバスアーキテクチャを使用するローカルバスを含む、一又は複数の種類のバスストラクチャとすることができる。
【００２５】
メモリ５３０は、コンピュータ装置５０８の操作を管理するための操作システム５４０を備える。一の実施形態では、操作システム５４０は、システムハードウェア５２０にインターフェースを提供するハードウェアインターフェースモジュール５５４を備える。また、操作システム５４０は、コンピュータ装置５０８の操作で使用されるファイルを管理するファイルシステム５５０、及びコンピュータ装置５０８での工程実行を管理する工程制御サブシステム５５２を備えることができる。
【００２６】
操作システム５４０は、リモートソースからデータパケット及び／又はデータストリームを送受信するために、システムハードウェア５２０と協同して作動することができる一又は複数の通信インターフェースを備える（又は管理する）ことができる。操作システム５４０は、操作システム５４０とメモリ５３０内に存在する一又は複数のアプリケーションモジュールとの間にインターフェースを提供するシステムコールインターフェースモジュール５４２をさらに備えることができる。操作システム５４０は、ＵＮＩＸ操作システム又はその任意の派生物（たとえば、Ｌｉｎｕｘ，Ｓｏｌａｒｉｓなど）として、又はＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ｂｒａｎｄ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ、又は他の操作システムとして、実施することができる。
【００２７】
種々の実施形態では、システム１８０は、パソコン、ノート型パソコン、パーソナルデジタルアシスタント、携帯電話、エンターテインメント装置、又は別のコンピュータ装置として、実施することができる。
【００２８】
一の実施形態では、メモリ５３０は、機能性をシステム１８０に伝達するために有形の固定メモリにエンコードされた論理命令として実施される一又は複数の論理モジュールを含む。図５に示される実施形態は、データ収集モジュール５６２及び分析モジュール５６６を備える。これらのモジュールにより実施される工程及び操作についての付加的な詳細事項は、以下の図４Ａ、図４Ｂ及び図６を参照して述べられる。
【００２９】
操作において、システム１００は、プラットフォームに取り付けられる物体の三次元空間で重心を決定するために採用される。物体は、形状、体積、密度及び質量分布において不規則なものとする。概要において、一の実施形態では、プラットフォーム１４０がフレームと実質的に平行な第一の位置にあるときに、物体はプラットフォーム１４０に位置付けられる。データ収集モジュール５６２は、ロードセル１６０からのデータを収集し、分析モジュール５６６は、ロードセル１６０から収集されたデータを使用して、Ｘ軸及びＹ軸に沿って重心を決定する。次いで、ホイスト１３０が起動され、既定の角度範囲の動作で物体を回転させ、これにより、Ｘ軸に沿って物体の重心をシフトする。Ｘ軸に沿った重心の位置の変更は、次いで、Ｚ軸で物体の重心の位置を決定するために使用される。
【００３０】
さらに詳細には、図６を参照すると、幾つかの実施形態において、図４Ａに示されるようにプラットフォーム１４０が実質的に平らな方向にあるときには、プラットフォーム１４０の重心を決定するために、キャリブレーション工程が実施される。例としては、システム１００が起動され、データ収集モジュール５６２は各ロードセル１６０からフォースデータを収集する。分析モジュール５６６は、次いで、以下のように、Ｘ軸のプラットフォーム１４０の重心を計算する。
2013113846.tif 000003
ここで、Ｌは、ロードセル１６０aと１６０ｂとの間の距離又はロードセル１６０ｃと１６０ｄとの間の距離であり、Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ及びＭｄは、ロードセル１６０ａから１６０ｄまでの各々で測定されたロードを表す。
【００３１】
以下の変数が記録される。
Ｘｐ＿オフセット：原点からヒンジピボットポイント１２０を通って延びるＣ軸までのＸ軸に沿った距離
Ｚｐ＿オフセット：原点からヒンジピボットポイント１２０を通って延びるＣ軸までのＺ軸に沿った距離
Ｚa：ヒンジピボットポイント１２０を通って延びるＣ軸から付着点１４４の平面までのＺ軸に沿った距離
Ｍ＿ｒｉｇ：ロードセル１６０a、１６０ｂ、１６０ｃ及び１６０ｄの合計に等しい組み立てられた構造１００及び１４０の総重量
Ｘ＿ｒｉｇ＿ｚｅｒｏ：数式１から計算された０傾斜角で一体化された構造１００及び１４０のＸ軸に沿った重心
【００３２】
次いで、ホイストが起動され、ヒンジアセンブリ１２０を通って延びるＣ軸周囲で既定の角度θだけプラットフォーム１４０を回転させる。幾つかの実施形態では、１０度よりも大きい角度を使用してもよいが、既定の角度θは、１度と１０度との間の大きさである。角度θは、傾斜計又は類似の道具を使用して決定される。Ｘ軸に沿ったプラットフォーム１４０の重心は、次いで、上記の数式１を使用して計算される。この結果、既定の回転角度θとＸ軸の重心、Ｘ＿ｒｉｇ＿ａｎｇｌｅとの間のマッピングが行われる。このマッピングは、メモリモジュールに記憶される。
【００３３】
幾つかの実施形態では、単独の回転角度θが使用される。他の実施形態では、キャリブレーション工程は、既定の角度θの範囲で増加的にプラットフォームを回転させ、各回転角度θでＸ軸の重心、Ｘ＿ｒｉｇ＿ａｎｇｌｅを記録する。値は、システム１８０内のメモリ５３０のデータテーブル又は他の適するデータ構造、或いはシステム１８０に結合されたファイル記憶装置５８０に記憶される。
【００３４】
キャリブレーションデータがメモリに記憶されると、システム１００は、プラットフォーム１４０に取り付けられた物体の重心を決定するために使用される。ゆえに、操作６１５において、プラットフォームが第一の位置にあるときに、物体はプラットフォームに位置付けられる。幾つかの実施形態では、第一の位置は、フレーム１１０に実質的に平行に位置付けられているプラットフォーム（すなわち、０度の回転角度θ）に対応する。モデルの質量は、以下により決定される。
2013113846.tif 000004
ここで、ｍｍｏｄｅｌは、プラットフォーム１４０に取り付けられた物体の質量を表し、ｍｔｏｔは、ロードセル１６０により測定される合計質量を表し、且つ、ｍｒｉｇは、キャリブレーション工程中にロードセル１６０により測定されるプラットフォーム１４０の質量を表す。
【００３５】
次いで、操作６２０では、ヒンジアセンブリ１２０を通って延びるＣ軸により定められるピボットポイントに対する物体のＸ軸の重心は、以下の方程式を使用して計算することができる。
2013113846.tif 000005
ここで、Ｘｍｚｅｒｏは、プラットフォームが回転しないとき（すなわち、回転角度０度）の物体のＸ軸の重心を表し、Ｘｔｏｔｚｅｒｏは、プラットフォームが回転しないとき（すなわち、回転角度０度）の物体及びプラットフォームのＸ軸の重心を表し、且つ、Ｘｒｉｇｚｅｒｏは、プラットフォームが回転しないとき（すなわち回転角度０度）のプラットフォームのＸ軸の重心を表す。
【００３６】
操作６２５では、ホイストアセンブリを起動することにより、物体は第二の方向付けまで回転し、操作６１０でプラットフォーム１４０がキャリブレーティングされた既定の回転角度θで、プラットフォーム１４０が、ヒンジアセンブリ１２０を通って延びるＣ軸周囲で回転する。
【００３７】
操作６３０では、ピボットポイントに対する物体の重心が、次いで、以下の方程式を使用して計算される。
2013113846.tif 000006
ここで、Ｘｍａｎｇｌｅは、プラットフォームが回転角度θ度で回転するときの物体のＸ軸の重心を表し、Ｘｔｏｔａｎｇｌｅは、プラットフォームが回転角度θ度で回転するときの物体及びプラットフォームのＸ軸の重心を表し、且つ、Ｘｒｉｇａｎｇｌｅは、プラットフォームが回転角度θ度で回転するときのプラットフォームのＸ軸の重心を表す。
【００３８】
操作６３５で、Ｘ軸の重心の変更が使用され、Ｘ軸及びＹ軸により定められる平面に実質的に直交するＺ軸に沿って物体の重心を決定する。図７は、本実施形態による、重心決定の幾何モデルの概略図である。図７を参照すると、幾つかの実施形態において、Ｚ軸における重心が、以下の方程式を使用して決定される。
2013113846.tif 000007
ここで、Ｚｃｇａｔｔａｃｈは、プラットフォームの付着点に対して測定される物体のＺ軸の重心を表し、Ｘ０は、プラットフォーム１４０が初期の位置にあるとき、すなわち、回転角度０度で配置されるときの物体のＸ軸の重心を表し、Ｘｔは、プラットフォーム１４０が第二の位置にあるとき、すなわち回転角度θで配置される時のＸ軸の重心を表す。幾つかの実施形態では、付着点は、ヒンジアセンブリ１２０を通って延びるＣ軸により定められるピボットポイントから、Ｚ軸に沿って距離ａだけ移動される。ゆえに、Ｚａとい表現は、Ｚ軸に沿ったピボットポイントからの付着点の移動を表す。
【００３９】
図７に示されるモデルは、付着点で位置付けられる座標システムを使用して、Ｚ軸の重心を計算する。幾つかの実施形態では、図３、図４Ａ及び図４Ｂで示されるように、プラットフォームのエッジから測定される基準位置に座標システムを変換することは有益である。この座標システムにおいて、Ｘ軸は、図４Ａ及び図４ＢのＸｐオフセットにより表される、Ｘ軸に沿ったピボットオフセットを表す量だけ変換される。
【００４０】
この座標システムでは、第一の位置に方向付けられる、すなわち、回転角度０度で配置される、物体のＸ軸の重心は、次のように決定される。
2013113846.tif 000008
ここで、Ｘｍｚｅｒｏ＿ｐｏｉｎｔは、ピボットポイント周囲に中心を置く座標システムにおけるＸ軸の重心を表し、Ｘｍｚｅｒｏは、プラットフォームのエッジから測定される座標システムにおけるＸ軸の重心を表し、且つ、Ｘｐｏｆｆｓｅｔは、その二つの間のＸ軸のオフセットを表す。同様に、第二の位置に方向付けられる、すなわち、回転角度θ度で配置される物体のＸ軸の重心は、次のように決定される。
2013113846.tif 000009
ここで、Ｘｍａｎｇｌｅ＿ｐｏｉｎｔは、ピボットポイント周囲に中心を置く座標システムにおけるＸ軸の重心を表し、Ｘｍａｎｇｌｅは、プラットフォームのエッジから測定される座標システムにおけるＸ軸の重心を表し、且つ、Ｘｐｏｆｆｓｅｔは、その二つの間のＸ軸のオフセットを表す。この座標システムでは、Ｚ軸における重心は、以下のように計算される。
2013113846.tif 000010
物体の重心の（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標は、コンピュータシステム１８０のメモリ５３０又はファイル記憶装置５８０などのメモリモジュールに記憶される。幾つかの実施形態では、座標は、レーダー断面検査で使用されるパイロンなどの装置に物体が取り付けられるその後の工程で使用される。
【００４１】
本明細書及び図面では、第一の方向付けで検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けるステップ、物体が第一の方向付けにあるときに第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、第一の軸及び第二の軸に実質的に直交する第三の軸に対して物体を回転させ第二の方向付けで物体を位置付けるステップ、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップ、及び物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿って重心の位置を決定するステップを含む、三次元物体の重心を決定するための方法が開示される。一の変形例では、方法において、第一の方向付けで検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けるステップは、地面と実質的に平行に方向付けられる検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けるステップを含む。
【００４２】
さらに別の変形例では、方法において、第一の方向付けで検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けるステップは、地面に対してある角度で方向付けられる検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けるステップを含む。さらに別の変形例では、方法において、物体が第一の方向付けにあるときに、第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定するステップは、検査プラットフォーム１４０に結合された少なくとも三のロードセル１６０から入力を受信するステップ、及び物体が第一の方向付けにあるときに、少なくとも三のロードセル１６０からの入力を使用して、第一の軸と実質的に平行なＸ軸及び第二の軸と実質的に平行なＹ軸に沿って、物体の重心の位置を決定するステップを含む。
【００４３】
別の変形例では、方法において、第一の軸及び第二の軸と実質的に直交する第三の軸に対して物体を回転させるステップは、２度と１５度との間の既定の角度で、第一の軸と実質的に平行なＸ軸と実質的に平行な、Ｃ軸周辺で物体を回転させるステップを含む。さらに別の変形例では、方法において、物体が第二の方向付けにあるときに、少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して、第三の軸に沿った重心の位置を決定するステップは、Ｘ軸と実質的に平行な、Ｃ軸から測定されたＺ軸の重心を計算するステップを含み、Ｚ軸は第三の軸と実質的に平行であり、且つＸ軸は第一の軸と実質的に平行であることを特徴とする。
【００４４】
別の実施形態では、方法は、キャリブレーション工程を実施して第一の方向付け及び第二の方向付けで三次元空間のプラットフォームの重心を決定するステップ、及び物体の重心の位置を調整して、プラットフォーム１４０の重心を補正するステップをさらに含む。
【００４５】
一の態様では、フレーム１１０、フレーム１１０に結合され且つ物体が取り付けられる検査プラットフォーム１４０であって、検査プラットフォーム１４０は、物体が第一の方向付けにある場合の第一の位置と物体が第二の方向付けにある場合の第二の位置との間の第一、第二及び第三の軸の周囲でフレーム１１０に対して回転可能であり、第三の軸は第一及び第二の軸と実質的に直交することを特徴とする検査プラットフォーム、フレーム１１０に結合され且つ検査プラットフォーム１４０に位置付けられる物体に関するマスデータを収集する少なくとも三のロードセル１６０、及び少なくとも三のロードセル１６０に結合され、且つ処理装置１８０により実行されるときに、処理装置１８０を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶される論理命令を含むコンピュータベースの処理装置１８０を備える、三次元物体の重心を決定するシステムが開示される。
【００４６】
処理装置１８０は、第一の方向付けで検査プラットフォーム１４０に物体が位置付けられるときに少なくとも三のロードセル１６０から第一のデータセットを受信し、物体が第一の方向付けにあるときに第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第三の軸周囲を回転し且つ第二の方向付けで検査プラットフォーム１４０に位置付けられるときに少なくとも三のロードセル１６０から第二のデータセットを受信し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿って重心の位置を決定するように、構成される。一の例では、システムにおいて、検査プラットフォーム１４０が地面と実質的に平行に方向付けられるときに、第一の方向付けは、検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けることを特徴とする。さらに別の例では、システムにおいて、地面に対して検査プラットフォーム１４０がある角度で方向付けられるときに、第一の方向付けは物体を検査プラットフォーム１４０に位置付けることを特徴とする。
【００４７】
さらに別の例では、システムにおいて、コンピュータベースの処理装置１８０は、処理装置１８０により実行されるときに、検査プラットフォーム１４０に結合された少なくとも三のロードセル１６０から入力を受信し、物体が第一の方向付けにあるときに、少なくとも三のロードセル１６０からの入力を使用してＸ軸及びＹ軸に沿って物体の重心の位置を決定するように、処理装置１８０を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶された論理命令をさらに含むことを特徴とする。
【００４８】
一の変形例では、システムにおいて、物体は、２度と１５度との間の既定の角度で、Ｚ軸に対して回転することを特徴とする。さらに別の変形例では、システムにおいて、コンピュータベースの処理装置１８０は、処理装置１８０により実行されるときに、第一の軸と実質的に平行であるＸ軸と実質的に平行な、Ｃ軸から測定されるＺ軸の重心を計算するように、処理装置１８０を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶される論理命令をさらに備えることを特徴とする。さらに別の例では、システムにおいて、コンピュータベース処理装置１８０は、処理装置１８０により実行されるときに、キャリブレーション工程を実施して、第一の方向付け及び第二の方向付けで三次元空間にプラットフォームの重心を決定し、物体の重心の位置を調整してプラットフォームの重心を補正するように、処理装置１８０を構成する固定コンピュータ可読媒体に記憶された論理命令をさらに含むことを特徴とする。
【００４９】
さらに別の態様では、固定のメモリモジュール、メモリに結合されたコンピュータベースの処理装置１８０、及び処理装置１８０により実行されるときに、第一の方向付けで物体を保持する検査プラットフォーム１４０に結合された少なくとも三のロードセル１６０から第一のデータセットを受信し、物体が第一の方向付けにあるときに三次元空間で第一の軸及び第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第一及び第二の軸と実質的に直交する第三の軸の周囲で回転し且つ第一の方向付けとは異なる第二の方向付けでの検査プラットフォーム１４０に位置付けられるときに少なくとも三のロードセルから第二のデータセットを受信し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置を決定し、物体が第二の方向付けにあるときに少なくとも第一の軸又は第二の軸に沿って重心の位置の変更を使用して第三の軸に沿って重心の位置を決定するように、処理装置１８０を構成する固定メモリモジュールに記憶された論理命令を含む、三次元物体の重心を決定するコンピュータベースのシステムが開示される。さらに別の例では、コンピュータベースのシステムにおいて、検査プラットフォーム１４０が地面と実質的に平行に方向付けられるときに、第一の方向付けは、検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けることを特徴とする。さらに別の例では、コンピュータベースのシステムは、検査プラットフォーム１４０が地面に対してある角度で方向付けられるときに、第一の方向付けは、検査プラットフォーム１４０に物体を位置付けることを特徴とする。
【００５０】
さらに別の変形例では、コンピュータベースのシステムは、処理装置１８０により実行されるときに、検査プラットフォーム１４０に結合された少なくとも三のロードセル１６０から入力を受信し、物体が第一の方向付けにあるときに、少なくとも三のロードセル１６０からの入力を使用してＸ軸及びＹ軸に沿って物体の重心の位置を決定するように、処理装置１８０を構成する論理命令をさらに含む。一の変形例では、コンピュータベースのシステムは、２度と１５度との間の既定の角度で、Ｚ軸に対して物体を回転させることを特徴とする。一の変形例では、コンピュータベースのシステムは、処理装置１８０により実行されるときに、第一の軸と実質的に平行であるＸ軸と実質的に平行な、Ｃ軸から測定されるＺ軸の重心を計算するように、処理装置１８０を構成する論理命令をさらに備える。さらに別の変形例では、コンピュータベースのシステムは、処理装置１８０により実行されるときに、キャリブレーション工程を実施して、第一の方向付け及び第二の方向付けで三次元空間に検査プラットフォーム１４０の重心を決定し、物体の重心の位置を調整して検査プラットフォーム１４０の重心を補正するように、処理装置１８０を構成する論理命令をさらに含む。
【００５１】
それゆえ、ここで述べられるように、物体の重心を決定するシステムは、物体が第一の方向付けでプラットフォームに配置されるときに、Ｘ−Ｙ平面に重心を決定する。
【００５２】
本明細書中の「一の実施形態」又は「幾つかの実施形態」への言及は、実施形態に関連して述べられる特定のフィーチャー、構造、又は特性が少なくとも実施に含まれることを意味する。明細書中の種々の箇所に見られる「一の実施形態において（では）」という表現は、同じ実施形態に言及していてもよく、又は、すべてが同じ実施形態に言及していなくてもよい。
【００５３】
実施形態は、構造的なフィーチャー及び／又は方法論的行為に対して特定の言語で述べられているが、主張される主題は、上述の特定のフィーチャー又は行為に限定されなくてもよいと理解されるべきである。むしろ、特定のフィーチャー及び行為は、主張される主題を実施する例示的な形態として開示される。
【図１】
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【図２】
2013113846.tif 000012
【図３】
2013113846.tif 000013
【図４Ａ】
2013113846.tif 000014
【図４Ｂ】
2013113846.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013113846.tif 000018
【外国語明細書】
2013113846000001.pdf
2013113846000002.pdf
2013113846000003.pdf
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