(57)【要約】【課題】駆動に制約があるヘッドの移動経路を最適化するために有利な技術を提供する。【解決手段】対象物の加工または計測を行うヘッドを駆動する装置において、前記対象物の加工または計測を行うための複数の位置に前記ヘッドを順に移動させるときの移動経路を決定する決定方法は、前記ヘッドの駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、前記複数の位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数の位置の各々に前記ヘッドを移動させるときの第１経路を決定する工程と、前記積算値が前記制約条件を満たすように、前記第１経路を複数のグループに区分けする工程と、前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、異なるグループ間で前記ヘッドを移動させるときの第２経路を決定する工程と、前記第２経路に基づいて前記移動経路を決定する工程とを含む。【選択図】図１
2016221630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の加工または計測を行うヘッドを駆動する装置において、前記対象物の加工または計測を行うための複数の位置に前記ヘッドを順に移動させるときの移動経路を決定する決定方法であって、
前記ヘッドの駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、前記複数の位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数の位置の各々に前記ヘッドを移動させるときの第１経路を決定する第１工程と、
前記積算値が前記制約条件を満たすように、前記第１経路を複数のグループに区分けし、前記第１経路における各グループ内の前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置を決定する第２工程と、
前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして、異なるグループ間における前記開始位置同士の間または前記終了位置同士の間で前記ヘッドが移動し且つ前記積算値が前記制約条件を満たすように巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数のグループの異なるグループ間で前記ヘッドを移動させるときの第２経路を決定する第３工程と、
前記第２経路に基づいて前記移動経路を決定する第４工程と、
を含むことを特徴とする決定方法。
【請求項２】
前記第４工程は、前記開始位置同士の間または前記終了位置同士の間での前記ヘッドの移動が行われる２つのグループの一方において、前記ヘッドを移動させる位置の順序を前記第１経路における順序とは逆にする工程を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の決定方法。
【請求項３】
前記積算値は、前記ヘッドから離れた中心軸周りの回転量を積算した値を含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の決定方法。
【請求項４】
前記第２工程では、各グループについての前記開始位置から前記終了位置までの前記積算値が前記制約条件の範囲内で最大になるように、前記第１経路を前記複数のグループに区分けする、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の決定方法。
【請求項５】
前記第３工程では、異なるグループ間における前記開始位置と前記終了位置との間で前記ヘッドを移動させるときのコストを、異なるグループ間における前記開始位置同士の間または前記終了位置同士の間で前記ヘッドを移動させるときより大きくなるように設定して巡回セールスマン問題を解く、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の決定方法。
【請求項６】
前記コストは、前記ヘッドがノード間を移動する距離を含む、ことを特徴とする請求項５に記載の決定方法。
【請求項７】
前記コストは、前記ヘッドがノード間を移動するために要する時間を含む、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の決定方法。
【請求項８】
前記コストは、ノード間において前記ヘッドの姿勢を変更するために要する時間を含む、ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項に記載の決定方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の決定方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
対象物の加工または計測を行う装置であって、
前記対象物の加工または計測を行うヘッドと、
前記ヘッドを駆動する駆動部と、
前記対象物の加工または計測を行うための複数の位置に前記ヘッドを順に移動させるときの移動経路を決定し、当該移動経路に従って前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記ヘッドの駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、前記複数の位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数の位置の各々に前記ヘッドを移動させるときの第１経路を決定し、
前記積算値が前記制約条件を満たすように、前記第１経路を複数のグループに区分けして、前記第１経路における各グループ内の前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置を決定し、
前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして、異なるグループ間における前記開始位置同士の間または前記終了位置同士の間で前記ヘッドが移動し且つ前記積算値が前記制約条件を満たすように巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数のグループの異なるグループ間で前記ヘッドを移動させるときの第２経路を決定し、
前記第２経路に基づいて前記移動経路を決定する、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドの移動経路を決定する決定方法、プログラム、および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物の加工または計測を行う装置では、加工または計測に要する時間を短縮させることが求められている。このような装置では、対象物の加工または計測を行うためのヘッドを移動させる際、例えばヘッドの移動距離ができるだけ短くなるようにヘッドの移動経路を最適化することが好ましい。ヘッドの移動経路を最適化する方法としては、巡回セールスマン問題（ＴＳＰ：Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ  Ｓａｌｅｓｍａｎ  Ｐｒｏｂｌｅｍ）を適用する方法がある。特許文献１には、ある２つの点の間に侵入不可能な領域がある場合において、当該２つの点を結ぶ経路を巡回セールスマン問題を用いて求める方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９１５５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対象物の加工または計測を行う装置では、ヘッドの駆動量の積算値に、装置の構成上の制約があることがある。例えば、円筒状の対象物の側面を加工または計測するため、対象物の周りをヘッドに周回させる際に、ヘッドを所定の角度までしか回転させることができない場合がある。即ち、この場合では、ヘッドの駆動量（回転量）の積算値について装置の構成上の制約を有することとなる。そのため、巡回セールスマン問題を適用してヘッドの移動経路を最適化するときには、ヘッドの駆動量の積算値に関する制約を考慮することが好ましい。特許文献１では、ヘッドの駆動量の積算値に関する制約が考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、駆動に制約があるヘッドの移動経路を最適化するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての決定方法は、対象物の加工または計測を行うヘッドを駆動する装置において、前記対象物の加工または計測を行うための複数の位置に前記ヘッドを順に移動させるときの移動経路を決定する決定方法であって、前記ヘッドの駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、前記複数の位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数の位置の各々に前記ヘッドを移動させるときの第１経路を決定する第１工程と、前記積算値が前記制約条件を満たすように、前記第１経路を複数のグループに区分けし、前記第１経路における各グループ内の前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置を決定する第２工程と、前記ヘッドの移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして、異なるグループ間における前記開始位置同士の間または前記終了位置同士の間で前記ヘッドが移動し且つ前記積算値が前記制約条件を満たすように巡回セールスマン問題を解くことにより、前記複数のグループの異なるグループ間で前記ヘッドを移動させるときの第２経路を決定する第３工程と、前記第２経路に基づいて前記移動経路を決定する第４工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、駆動に制約があるヘッドの移動経路を最適化するために有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の計測装置を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の計測装置におけるヘッドの移動経路の決定方法を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の計測装置において、複数の位置の各々にヘッドを移動させるときの第１経路を決定した結果を示す図である。
【図４】第１実施形態の計測装置において、第１経路を複数のグループに区分けした結果を示す図である。
【図５】第１実施形態の計測装置において、各位置にヘッドを移動させたときのヘッドの駆動量（回転量）の積算値を説明するための概念図である。
【図６】第１実施形態の計測装置において、複数のグループの各々にヘッドを移動させる第２経路を決定した結果を示す図である。
【図７】第１実施形態の計測装置において、第１経路を複数のグループに区分けした他の結果を示す図である。
【図８】第１実施形態の計測装置において、ヘッドの移動経路を決定した結果を示す図である。
【図９】第２実施形態の計測装置において、複数の位置の各々にヘッドを移動させるときの第１経路を決定した結果を示す図である。
【図１０】第２実施形態の計測装置において、第１経路を複数のグループに区分けした結果を示す図である。
【図１１】第２実施形態の計測装置において、ヘッドの移動経路を決定した結果を示す図である。
【図１２】第３実施形態の計測装置におけるヘッドの移動経路の決定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の実施形態では、対象物の形状を計測するためのヘッドを有する計測装置について説明するが、対象物を加工するためのヘッドを有する加工装置についても同様に本発明を適用することができる。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の計測装置１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の計測装置１０を示す概略図である。第１実施形態の計測装置１０は、例えば、対象物５（被検物）の形状を計測するためのヘッド２と、ヘッド２を駆動する駆動部３（装置）と、制御部７とを含みうる。制御部７は、例えばＣＰＵやメモリなどを有し、計測装置１０の各部（例えばヘッド２および駆動部３）を制御する。
【００１２】
ヘッド２は、例えば、対象物５の計測箇所８に光６（レーザ光）を照射し、当該計測箇所８で反射された光を検出することにより、ヘッド２と対象物５の計測箇所８との間の距離（以下、単に「距離」と称する）を計測する。このとき、ヘッド２は、対象物５の計測箇所８に光６が垂直に入射するように駆動部３によって駆動されうる。また、ヘッド２は、対象物５における複数の計測箇所８の各々で距離の計測を行うため、対象物５の周辺における複数の位置の各々に駆動部３によって順に配置される。
【００１３】
駆動部３は、例えば、対象物５が載置される定盤１の上に配置され、Ｘ駆動部３ａと、Ｙ駆動部３ｂと、Ｚ駆動部３ｃと、回転駆動部３ｄとを含みうる。Ｘ駆動部３ａは、Ｙ駆動部３ｂを支持し、定盤１の上をＸ方向に進むことによりＹ駆動部３ｂをＸ方向に駆動する。Ｙ駆動部３ｂは、Ｚ駆動部３ｃを支持し、Ｚ駆動部３ｃをＹ方向に駆動する。Ｚ駆動部３ｄは、回転駆動部３ｄを支持し、回転駆動部３ｄをＺ方向に駆動する。回転駆動部３ｄは、第１回転駆動部３ｄ１と第２回転駆動部３ｄ２とを有する。第１回転駆動部３ｄ１は、ヘッド２を支持し、ヘッド２から射出される光６の方向を変えるようにヘッド２の姿勢を変更する。第２回転駆動部３ｄ２は、第１回転駆動部３ｄ１を支持し、Ｚ軸を中心にヘッド２（第１回転駆動部３ｄ１）を回転させる。このように構成された駆動部３は、ヘッド２を駆動して、ヘッド２の位置および姿勢を変更することができる。
【００１４】
制御部７は、例えば、対象物５の形状についての設計情報（ＣＡＤ情報）などを用いて、対象物５における複数の計測箇所８を決定するとともに、当該複数の計測箇所８の各々を計測するためにヘッド２を配置させる複数の位置を決定する。このとき、制御部７は、複数の位置の各々について、各位置に配置されたヘッド２から射出された光６が対象物５に垂直に照射されるようにヘッド２の姿勢も決定するとよい。そして、制御部７は、複数の位置にヘッド２を順に移動させるときの移動経路を決定し、決定した移動経路に従って駆動部３を制御する。また、制御部７は、ヘッド２による計測結果に基づいて対象物５の形状を求めうる。
【００１５】
上述のように構成された計測装置１０では、計測に要する時間を短縮させることが求められている。そのため、計測装置１０では、ヘッド２を複数の位置に移動させる際、例えばヘッド２の移動距離ができるだけ短くなるようにヘッド２の移動経路を最適化することが好ましい。ヘッド２の移動経路を最適化する方法としては、巡回セールスマン問題を適用する方法がある。
【００１６】
しかしながら、計測装置１０では、ヘッド２の駆動量の積算値に、装置の構成上の制約が生じることがある。例えば、円筒状の対象物５ａの側面を計測するため、対象物５ａの周りをヘッド２に周回させる際、ヘッド２に接続されたケーブルなどの影響によってヘッド２を所定の角度までしか回転させることができない場合がある。即ち、この場合では、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値について装置の構成上の制約を有することとなる。したがって、巡回セールスマン問題を適用してヘッド２の移動経路を最適化するときに、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約を考慮することが好ましい。そのため、第１実施形態の計測装置１０は、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値に関する制約を考慮し、巡回セールスマン問題を用いてヘッド２の移動経路を決定する。ここで、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値とは、基準となる位置（角度）から所定の方向（回転方向）に沿ってヘッド２を駆動（回転駆動）させたときに、当該基準となる位置（角度）からヘッド２が移動した量（回転した量）のことである。
【００１７】
次に、第１実施形態の計測装置１０におけるヘッド２の移動経路の決定方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態の計測装置１０におけるヘッド２の移動経路の決定方法を示すフローチャートである。以下では、円筒状の対象物５ａの側面における複数の計測箇所８の各々を計測するため、対象物５ａの周りに設定された複数の位置の各々にヘッド２を順に移動させるときのヘッド２の移動経路を決定する例を用いて説明する。この例では、第２回転駆動部３ｄ２によってヘッド２（第１回転駆動部３ｄ１）を、ヘッド２から離れた対象物５ａの中心軸周りに回転させることができる範囲が０度から７２０度であるものとする。このとき、その範囲におけるヘッド２の駆動量（回転量）の上限値が装置の構成上の制約条件となる。即ち、基準となる角度を０度としたときに、基準となる角度（０度）から所定の方向に沿ってヘッド２が回転することができる量の上限値（７２０度）が制約条件となる。また、以下の説明において、対象物５ａにおける複数の計測箇所８、ヘッド２を配置させる複数の位置、および各位置に配置されたヘッド２の姿勢は、制御部７によって既に決定されているものとする。ここで、図２に示すフローチャートの各工程は、制御部７によって行われうるが、例えば外部コンピュータなどによって行われてもよい。
【００１８】
Ｓ２０では、制御部７は、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、ヘッド２を配置すべき複数の位置をそれぞれノード（地点）として巡回セールスマン問題を解くことで、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの第１経路を決定する。例えば、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに巡回セールスマン問題を解くと、対象物５ａにおける複数の計測箇所８の各々についての計測が図３に示すような順序で行われるように、第１経路が決定されうる。即ち、対象物５ａの周りをヘッド２が何周（３週以上）も周回するように第１経路が決定されうる。図３は、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの第１経路を決定した結果を示す図である。ここで、図３では、説明をわかり易くするため、対象物５ａにおける各計測箇所８の計測順序のみを示し、当該計測順序を、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの経路と同等のものとして扱う。これは、ヘッド２を移動させる各位置が、上述のように、対象物５ａにおける各計測箇所８に対応させて決定されるため、対象物５ａにおける各計測箇所８の計測順序とヘッド２を移動させる経路とが対応するからである。以下の説明で示す図においても同様である。
【００１９】
Ｓ２１では、制御部７は、ヘッド２の駆動量の積算値が制約条件をそれぞれ満たすように、Ｓ２０で決定された第１経路を複数のグループに区分けする。第１実施形態の計測装置１０では、上述したように、第２回転駆動部３ｄ２によってヘッド２を回転させることができる範囲が０度から７２０度であり、ヘッド２は、対象物５ａの周りを２周以上周回することができない。しかしながら、Ｓ２０では、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの経路を決定しているため、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値は、図５（Ａ）に示すように７２０度より大きくなりうる。図５は、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときのヘッド２の駆動量（回転量）の積算値を説明するための概念図である。図５において、横軸はヘッド２の移動量であり、縦軸はヘッドの回転量の積算値を示す。
【００２０】
そこで、制御部７は、図４に示すように、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値が制約条件をそれぞれ満たすように、Ｓ２０で決定した第１経路を複数のグループに区分けする。即ち、図５（Ｂ）に示すように、各グループにおけるヘッド２の駆動量（回転量）の積算値が７２０度以下になるように、第１経路を複数のグループに区分けする。このとき、制御部７は、各グループ内におけるヘッド２の移動の開始位置から終了位置までのヘッド２の駆動量（回転量）の積算値が制約条件の範囲内で最大になるように、つまり７２０度にできるだけ近づくように区分けするとよい。このように区分けすると、グループの数を少なくすることができるため、後述の処理規模を低減させることができる。
【００２１】
ここで、図４は、Ｓ２０で決定した第１経路を複数のグループに区分けした結果を示す図である。また、図４および図５（Ｂ）において、「◎」は各グループにおけるヘッド２の移動の開始位置に対応する対象物５ａの計測箇所８を表し、「●」は各グループにおけるヘッド２の移動の終了位置に対応する対象物５ａの計測箇所８を表す。図４および図５（Ｂ）では、計測箇所８ｉ、８ｋおよび８ｍが、ヘッド２の移動の開始位置に対応する対象物５ａの計測箇所８であり、計測箇所８ｈ、８ｊ、８ｌおよび８ｎが、ヘッド２の移動の終了位置に対応する対象物５ａの計測箇所８である。
【００２２】
Ｓ２２では、制御部７は、各グループにおけるヘッド２の移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして、巡回セールスマン問題を解く。このとき、制御部７は、異なるグループ間における開始位置同士の間または終了位置同士の間でヘッド２が移動し、且つヘッド２の駆動量（回転量）の積算値が制約条件を満たすように巡回セールスマン問題を解く。そして、制御部７は、求めた解により、複数のグループの各々にヘッド２を移動させるときの第２経路を決定する。例えば、制御部７は、異なるグループ間における開始位置と終了位置との間でヘッド２を移動させるときのコストを、異なるグループ間における開始位置同士の間または終了位置同士の間でヘッド２を移動させるときより大きくなるように設定する。当該コストは、例えば、ヘッド２がノード間を移動する距離を含みうる。
【００２３】
このようにコストを設定することで、異なるグループ間における開始位置同士の間または終了位置同士の間でヘッド２を移動し易くすることができる。つまり、ヘッド２の移動の終了位置にそれぞれ対応する２つの計測箇所８について連続して計測が行われるように、複数のグループの各々にヘッド２を移動させるときの第２経路を決定することができる。第１実施形態の計測装置１０では、例えば、図６に示すように、計測箇所８ｈの次に計測箇所８ｊの計測が行われ、計測箇所８ｌの次に計測箇所８ｎの計測が行われるように第２経路が決定されうる。同様に、ヘッド２の移動の開始位置にそれぞれ対応する２つの計測箇所８について連続して計測が行われるように、複数のグループの各々にヘッド２を移動させるときの第２経路を決定することができる。第１実施形態の計測装置１０では、例えば、図６に示すように、計測箇所８ｉの次に計測箇所８ｋの計測が行われるように第２経路が決定されうる。
【００２４】
ここで、Ｓ２０において、図７に示すようにヘッド２の第１経路が決定された例について説明する。図７に示す例では、計測箇所８ｋから８ｌまでの計測を行うときにヘッド２が移動する位置のグループでは、ヘッド２の移動の開始位置と終了位置との間におけるヘッド２の駆動量（回転量）の積算値の差は０度である。この場合、ヘッド２の移動の開始位置および終了位置において、ヘッド２の駆動量の積算値が異なる２つの位置でヘッド２を移動させるときのコストを、ヘッド２の駆動量の積算値が同じである２つの位置でヘッド２を移動させるときより大きくするとよい。例えば、計測箇所８ｌを計測するときのヘッドの駆動量の積算値は０度である。そのため、ヘッド２の駆動量の積算値が７２０度となる計測箇所８ｈ、８ｋまたは８ｍに対応する位置にヘッド２を移動させるときのコストを、積算値が０度となる計測箇所８ｉまたは８ｍに対応する位置にヘッド２を移動させるときより大きくするとよい。
【００２５】
Ｓ２３では、制御部７は、Ｓ２２で決定した第２経路に基づいて、ヘッド２を配置させる複数の位置にヘッド２を順に移動させるときの移動経路を決定する。例えば、制御部７は、開始位置同士の間または終了位置同士の間でのヘッド２の移動が行われる２つのグループの一方において、図５（Ｃ）および図８に示すように、ヘッド２を移動させる位置の順序を逆にする。図５（Ｃ）および図８では、対象物５ａにおける計測箇所８ｉ〜８ｊの計測が行われる区間、および計測箇所８ｍ〜８ｎの計測が行われる区間において、ヘッド２を移動させる位置の順序が逆にされる。これにより、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値が増える方向で対象物５ａの周りをヘッド２に周回させる工程と、当該積算値が減る方向で対象物５ａの周りをヘッド２に周回させる工程とが交互に行われるように、ヘッド２の移動経路を決定することができる。即ち、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を満たすように、ヘッド２の移動経路を決定することができる。
【００２６】
上述したように、第１実施形態の計測装置１０は、ヘッド２の駆動量の積算値に関する制約条件を考慮せずに求められた第１経路を、当該積算値が制約条件をそれぞれ満たすように複数のグループに区分けする。そして、各グループにおけるヘッド２の移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、複数のグループの各々にヘッド２を移動させるときの第２経路を決定する。これにより、ヘッド２の駆動量の積算値が制約条件を満たすように、第２経路に基づいてヘッド２の移動経路を決定することができる。ここで、第１実施形態では、コストとして、ヘッド２がノード間を移動する距離を用いたが、それに限られるものではない。例えば、ヘッド２がノード間を移動するために要する時間や、ノード間においてヘッド２の姿勢を変更するために要する時間をコストとして用いてもよい。
【００２７】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の計測装置について説明する。第２実施形態においても、制御部７は、図２に示すフローチャートに従ってヘッド２の移動経路を決定する。また、第２実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１０と装置構成が同じであるため、ここでは装置構成についての説明を省略する。
【００２８】
第２実施形態では、図９に示すような半円筒状の対象物５ｂの側面における複数の計測箇所８の各々を計測するため、対象物５ｂの周りに設定された複数の位置の各々にヘッド２を順に移動させるときのヘッド２の移動経路を決定する例について説明する。この例においても、第２回転駆動部３ｄ２によってヘッド２（第１回転駆動部３ｄ１）を回転させることができる範囲が０度から７２０度であるが、対象物５ｂの円弧部分と平面部分の境界９では、ヘッド２の姿勢を９０度回転させる必要がある。この場合、ヘッド２の姿勢を９０度回転させるために相応の時間を要し、対象物５ｂの計測に要する時間が増加しうる。そのため、第２実施形態では、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値に関する制約条件を１８０度としている。また、ノード間におけるヘッド２の姿勢を変更するために要する時間、およびヘッド２がノード間で移動するために要する時間をコストとして用いている。このように制約条件およびコストを設定することにより、境界９においてヘッド２の姿勢を９０度回転させる回数を低減させることができる。
【００２９】
次に、半円筒上の対象物５ｂの側面における複数の計測箇所８の各々を計測するために、図２に示すフローチャートに従ってヘッド２の移動経路を決定する方法について説明する。制御部７は、Ｓ２０の工程を行うことにより、図９に示すように、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの第１経路を決定する。そして、制御部７は、Ｓ２１の工程を行うことにより、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値に関する制約条件をそれぞれ満たすように、第１経路を複数のグループに区分けする。第２実施形態では、上述したように、ヘッド２の駆動量に関する制約条件は１８０度であるため、図１０に示すように、複数の位置が、対象物５ｂの円弧部分と平面部分とで個別に区分けされうる。
【００３０】
また、制御部７は、Ｓ２２の工程を行うことにより、異なるグループ間における開始位置同士の間または終了位置同士の間でヘッド２が移動し、且つヘッド２の駆動量の積算値が制約条件を満たすように第２経路を決定する。そして、制御部７は、Ｓ２３の工程を行うことにより、図１１に示すように、ヘッド２の移動経路を決定する。ここで、第２実施形態では、ヘッド２の駆動量（回転量）の積算値に関する制約条件を１８０度として区分けを行ったが、それに限られず、対象物５の形状や計測箇所８の配置などを制約条件に加えて区分けを行ってもよい。この場合、例えば、対象物５における複数の計測箇所８の各々について法線を規定し、隣り合う計測箇所８における法線方向の差を制約条件に加えてもよい。
【００３１】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の計測装置について説明する。第３実施形態では、複数の制約条件がある場合、および複数のコストを設定した場合において、ヘッド２の移動経路を決定する方法について図１２を参照しながら説明する。図１２は、第３実施形態の計測装置におけるヘッド２の移動経路の決定方法を示すフローチャートである。また、第３実施形態の計測装置は、第１実施形態の計測装置１０と装置構成が同じであるため、ここでは装置構成についての説明を省略する。
【００３２】
Ｓ３０では、制御部７は、制約条件を考慮せずに、ヘッド２を配置させる複数の位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解くことにより、複数の位置の各々にヘッド２を移動させるときの第１経路を決定する。Ｓ３１では、制御部７は、複数の制約条件のうちの１つの制約条件を満たすように、Ｓ３０で決定した第１経路を複数のグループに区分けする。Ｓ３２では、制御部７は、設定された複数のコストのうちの１つに従って、各グループにおけるヘッド２の移動の開始位置および終了位置をそれぞれノードとして巡回セールスマン問題を解く。そして、制御部７は、求めた解により、複数のグループの各々にヘッド２を移動させるときの第２経路を決定する。Ｓ３３では、制御部７は、Ｓ３２で決定された第２経路に基づいて、ヘッド２の移動経路を決定する。
【００３３】
Ｓ３４では、制御部７は、全ての制約条件についてヘッド２の移動経路を決定したか否かを判断する。全ての制約条件についてヘッド２の移動経路を決定した場合はＳ３５に進み、全ての制約条件についてヘッド２の移動経路を決定していない場合はＳ３２に戻る。Ｓ３５では、制御部７は、全てのコストについてヘッド２の移動経路を決定したか否かを判断する。全てのコストについてヘッド２の移動経路を決定した場合はＳ３６に進み、全てのコストについてヘッド２の移動経路を決定していない場合はＳ３１に戻る。
【００３４】
Ｓ３６では、制御部７は、Ｓ３３で決定された複数の移動経路の中から、経路の長さが最も短くなる移動経路を選択し、選択した移動経路を対象物５の計測の際に用いる移動経路をして決定する。このとき、制御部７は、移動経路の長さではなく、対象物５の計測に要する時間が最も短くなるように移動経路を選択してもよい。このような工程を経ることにより、第３実施形態の計測装置は、最適なヘッド２の移動経路を決定することができる。
【００３５】
＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２：ヘッド、３：駆動部、５（５ａ、５ｂ）：対象物、７：制御部、８：計測箇所、１０：計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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