(57)【要約】【課題】対象物の表面上の位置を精度高く表示するための位置表示システムを提供すること。【解決手段】金型２の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の金型２に対応付け、実際の金型２の表面のうち３次元設計データ上で規定される特定の箇所に光学的なマーキングを投影する位置表示システム１は、３次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない３点を利用し、実際の金型２における３点の３次元位置に対して３次元設計データにおける３点が位置的に一致するものとして、３次元設計データを実際の金型２に対応付ける対応付け手段を備えている。【選択図】図１
2017170497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記３次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システム。
【請求項２】
請求項１において、前記３次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない少なくとも３点を利用し、前記実際の対象物における前記少なくとも３点の３次元位置に対して、前記３次元設計データにおける前記少なくとも３点が位置的に一致するものとして、前記３次元設計データを前記実際の対象物に対応付ける対応付け手段を備える位置表示システム。
【請求項３】
請求項２において、前記少なくとも３点のうちのいずれかとして、対象物により特定されるいずれかの平面に沿って、３次元位置を計測あるいは入力された点を仮想的に移動させた擬似的な点を利用する位置表示システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記実際の対象物について、前記少なくとも３点の３次元位置を計測する位置計測手段を備える位置表示システム。
【請求項５】
請求項４において、前記位置計測手段は、前記マーキングを形成するための光を投射する投射手段との位置関係を一定に保持しながら一体的に移動可能である位置表示システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、前記実際の対象物の形状を計測して３次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記３次元設計データと前記３次元計測データとの差分が閾値を超える位置に前記マーキングを形成する位置表示システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影する位置表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の表面上の位置を表示するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、プレス加工に用いられる金型や、車のボディパネル等のプレス加工品などの工業製品がある（例えば下記の特許文献１参照。）。これらの工業製品では、高精度な３次元形状が要求されるため、設計仕様との差異が生じたときには形状的な修正等の補修作業が必要となる。例えば金型の形状的な問題等は、その金型で成型したパネルの形状的な不良として健在化する。そこで、従来、不良箇所を示すエリア表示や不良の内容等がマジック等により書き込まれたプレス成型品が、金型の補修作業を指示するために利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の金型の補修作業では、プレス成型品への書き込みから金型の不良箇所を判断する必要があり、位置的な間違い等の作業ミスを生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、対象物の表面上の特定の箇所を精度高く表示するための位置表示システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対象物の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記３次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の位置表示システムは、対象物の３次元設計データを実際に対象物に対応付けることで、前記実際の対象物の表面のうち、前記３次元設計データ上の特定の箇所に対応する位置へのマーキングの形成を可能としている。この位置表示システムによれば、前記３次元設計データ上で特定された箇所を、実際の対象物の表面上で精度高く表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】位置表示システムを示す説明図。
【図２】投影装置の構成を示すブロック図。
【図３】金型にセットする基準孔マーカ、平面推定マーカを示す説明図。
【図４】位置表示システムの動作の流れを示すフロー図。
【図５】位置表示システムを運用する様子を示す説明図。
【図６】基準孔マーカの揺動動作を示す説明図。
【図７】金型に投影した補修情報の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好適な態様を説明する。
前記３次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない少なくとも３点を利用し、前記実際の対象物における前記少なくとも３点の３次元位置に対して、前記３次元設計データにおける前記少なくとも３点が位置的に一致するものとして、前記３次元設計データを前記実際の対象物に対応付ける対応付け手段を備えると良い（請求項２）。
【００１０】
一直線上にない３点の３次元位置に基づけば実際の対象物の３次元的な姿勢を特定でき、前記３次元設計データとの対応付けが可能になる。なお、一直線上にない３点の３次元位置としては、いずれかの２点を結ぶ直線と残りの１点との距離が遠いほど上記の対応付けの精度を確保できる。対応付けに利用する点を増やすことも良く、点を増やせば対応付けの精度を向上できる。
【００１１】
前記少なくとも３点のうちのいずれかとして、対象物により特定されるいずれかの平面に沿って、３次元位置を計測あるいは入力された点を仮想的に移動させた擬似的な点を利用することも良い（請求項３）。
【００１２】
前記少なくとも３点のうちのいずれか２点がなす直線に対して、残りの１点が近くに存在していると前記対応付けの精度を十分に確保できないおそれがある。このような場合、３次元位置が特定された点を前記いずれかの平面に沿って仮想的に移動させ、上記の直線から離れた前記擬似的な点を想定すると良い。この擬似的な点を利用すれば、上記の対応付けの精度を向上できる。
【００１３】
前記実際の対象物について、前記少なくとも３点の３次元位置を計測する位置計測手段を備えると良い（請求項４）。
前記少なくとも３点の３次元位置を計測すれば、その計測データを利用して前記３次元設計データを実際の対象物に対応付けできる。
【００１４】
前記位置計測手段は、前記マーキングを形成するための光を投射する投射手段との位置関係を一定に保持しながら一体的に移動可能であると良い（請求項５）。
例えば実際の対象物の裏側などは光の投射によるマーキングの形成が困難である。前記投射手段を裏側に移動すれば良いが、前記投射手段の移動に応じて実際の対象物と３次元設計データとの対応関係が不明となってマーキングの形成ができなくなる。そこで、前記位置計測手段を前記投射手段と一体的に移動させれば、移動後であっても、実際の対象物と前記３次元設計データとの対応付けを可能にでき、前記マーキングの形成が可能になる。
【００１５】
前記実際の対象物の形状を計測して３次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記３次元設計データと前記３次元計測データとの差分が閾値を超える位置に前記マーキングを形成することも良い（請求項６）。
この場合には、実際の対象物の表面形状の計測と、前記マーキングによる形状不良箇所の表示と、の両方を実現できる。前記データ取得手段としては、例えば、レーザスリット光を対象物の表面に投射して表面を計測する手段や、レーザー光を照射して対象までの距離を計測する手段等を利用すれば、非接触で対象物の表面を計測できる。
【００１６】
対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影すると良い（請求項７）。
この場合には、金型の正確な補修作業の実施に役立つ。補修情報としては、文字情報のほか、記号情報や図形情報等がある。
【００１７】
なお、本発明で取り扱う対象物としては、上記の金型のほか、自動車のボディパネルや内装パネル・自動車のシリンダブロックやカムシャフトやロッカーアーム等のエンジン部品・サスペンションアーム等の部品・自動車のフレームなどの工業製品や部品、入れ歯や差し歯やクラウンや歯科矯正器具等の歯科材料、義肢や人口骨等の医療材料など様々な対象がある。さらに、歯科材料や医療材料や下着などのフィッティングの確認や美容整形など人の体を対象とした作業や行為では、人体を対象物として取り扱い本発明を適用できる可能性もある。
【００１８】
（実施例１）
本例は、対象物の一例であるプレス加工用の金型２の表面に補修情報等を投影する位置表示システム１に関する例である。この内容について図１〜図７を用いて説明する。
図１に例示の位置表示システム１は、金型２の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の金型２に対応付け、実際の金型２の表面のうち、３次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキング１８１を形成するシステムである。
【００１９】
位置表示システム１は、図１及び図２のごとく、プロジェクタ１１、２基のカメラ１２、１３、処理ユニット１５を含む投影装置１０を中心として構成されている。投影装置１０は、処理ユニット１５等を収容する箱状の筐体１００が三脚で支持された装置である。箱状の筐体１００の横長の前面には、プロジェクタ１１の投射レンズ１１０を中心としてその両側にカメラ１２、１３の集光レンズ１２０、１３０が配置されている。位置表示システム１では、プロジェクタ１１の投射レンズ１１０の光軸方向に沿ってＺ軸が規定され、投射レンズ１１０の中心を通過する水平方向、垂直方向に沿ってＸ軸、Ｙ軸が規定されている（図１参照。）。そして、この位置表示システム１では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による３次元座標空間が規定されている。
【００２０】
２基のカメラ１２、１３は、Ｘ軸に沿うように投射レンズ１１０の両側に所定距離を空けて配置され、ステレオカメラを構成している。ステレオカメラを構成する２基のカメラ１２、１３の撮像画像を比較すれば、三角測量の原理を利用して撮像対象までの距離を計測できる。位置表示システム１では、カメラ１２、１３の撮像エリアの水平方向、垂直方向、及び光軸方向について、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸との相対関係を物理的あるいはソフトウェア的に調整済みである。これにより、２基のカメラ１２、１３で距離を計測した各点について、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による上記の３次元座標空間内の位置の特定が可能になっている。なお、カメラ１２、１３は、赤外線の波長領域に感度を有する赤外線カメラであり、赤外線ランプによる照明下での撮像が可能である。
【００２１】
処理ユニット１５は、２基のカメラ１２、１３の撮像画像を取得して処理を実行し、その処理結果に基づいてプロジェクタ（投射手段）１１を制御するユニットである。処理ユニット１５は、以下の各構成を備えている。
（１）Ｉ／Ｏ部１５３：撮像画像の情報や投射情報等を入出力するインターフェース。
（２）前処理部１５４：カメラ１２、１３の撮像画像を取り込んで距離計測等に必要な前処理を施す演算処理部。
（３）距離計測部（位置計測手段）１５５：前処理データを利用して距離計測及び３次元位置の計測等の演算処理を実行する演算処理部。
（４）第１の記憶部１５１：対象物である金型２の形状仕様を表す３次元設計データを記憶する記憶部。
（５）対応付け部（対応付け手段）１５６：３次元設計データを撮像対象の実際の金型２に対応付ける演算処理部。
（６）第２の記憶部１５２：金型２の補修データを記憶する記憶部。
（７）出力部１５７：撮像対象の実際の金型２の表面に補修情報を投影するための投射情報を生成しプロジェクタ１１に出力する出力部。
【００２２】
次に、以上のように構成した位置表示システム１を適用する金型２等について説明する。図３の金型２は、上型と下型とが対となって平板状の鉄板等を挟み込んで成型するプレス加工用の金型である。金型２では、対となる相手方の金型との合わせ面２０に凹凸形状が設けられているほか、対になる金型との位置合わせ等のための基準孔２１等が設けられている。この金型２では、略矩形状の正面形状を呈する金型２の一方の長辺に沿うように基準孔２１が３箇所設けられている。なお、この３箇所の基準孔２１は、一直線上に位置しないように配置されている。
【００２３】
位置表示システム１では、各基準孔２１の３次元位置や、合わせ面２０の平面推定の結果等を利用して３次元設計データの対応付けを実現している。基準孔２１の位置的な特定、及び合わせ面２０をなす平面の推定には、赤外光を反射する外表面の球体マーカ３０を備える基準孔マーカ３１や平面推定マーカ３２が利用される（図３参照。）。
【００２４】
基準孔マーカ３１は、図３のごとく、マーカ軸３１１の先端側に球体マーカ３０を保持する棒状のマーカである。球体マーカ３０は、マーカ軸３１１に対して交差する支持ステーの両端に、それぞれ、取り付けられている。球体マーカ３０の配置は、３つの基準孔マーカ３１でそれぞれ相違しており、各基準孔マーカ３１の区別が可能になっている。基準孔マーカ３１は基準孔２１に差し込んだ状態で先端側を揺動可能である。詳しくは後述するが、基準孔マーカ３１の揺動動作により球体マーカ３０と基準孔２１との３次元的な位置関係（立設高さなど）の特定が可能となっている。
【００２５】
平面推定マーカ３２は、図３のごとく、大径のボールを中心として、周囲に３個の球体マーカ３０を設けたマーカである。この平面推定マーカ３２は、各球体マーカ３０が合わせ面２０に接する状態で金型２にセットされる。
【００２６】
次に、上記のような基準孔マーカ３１、平面推定マーカ３２をセットした金型２を対象物とした際の位置表示システム１の運用について図４のフロー図に沿って説明する。位置表示システム１の運用に当たっては、対象物である金型２の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データ、この３次元設計データにおける基準孔２１の位置のデータ、金型２の補修箇所の位置を表すデータや補修内容を表すデータ等の補修情報等を予め入力し、これらのデータ等を処理ユニット１５に記憶させておく必要がある。なお、上記の補修情報に含まれる位置のデータは、３次元設計データにおける特定の箇所を表すデータである必要がある。
【００２７】
位置表示システム１の運用時には、まず、金型２にセットされた全ての基準孔マーカ３１及び平面推定マーカ３２を見込むことができる初期位置（図５参照。）に投影装置１０を設置し（Ｓ１０１）、投影装置１０の動作を開始させる。投影装置１０の処理ユニット１５は、動作開始に応じて左右のカメラ１２、１３を撮像状態とし、各カメラ１２、１３による金型２の撮像画像の取得を開始する。なお、撮像は、赤外光の照明下で実施される。
【００２８】
なお、上記の撮像状態において、予め、基準孔マーカ３１に関する初期学習を実施しておく必要がある。この初期学習は、基準孔２１に差し込んだ各基準孔マーカ３１を図６のように揺動させることで、基準孔マーカ３１と基準孔２１との３次元的な位置関係（主として立設高さ）を特定するための学習である。処理ユニット１５は、揺動中の基準孔マーカ３１を撮像して球体マーカ３０の動きを特定することで揺動動作の中心、すなわち金型２の合わせ面２０に開口する基準孔２１の位置を特定する。そしてこれにより、基準孔マーカ３１が備える複数の球体マーカ３０を基準とした基準孔２１の３次元的な相対位置を特定する。
【００２９】
処理ユニット１５は、上記の初期学習が終了していることを前提として、図１の３次元座標空間における各基準孔２１の座標の特定を試みる。処理ユニット１５は、左右のカメラ１２、１３の撮像画像について前処理を施し、画像中の各基準孔マーカ３１（球体マーカ３０）の位置を特定する。そして、各基準孔マーカ３１について、左右のカメラ１２、１３の視差を特定し三角測量の原理により距離を計測すると共に（Ｓ１０２）、上記の３次元座標空間における３次元位置を求める。なお、処理ユニット１５は、上記の初期学習により特定済みである基準孔マーカ３１と基準孔２１との３次元的な相対位置を利用し、基準孔マーカ３１の３次元位置から基準孔２１の３次元位置を演算し、これを各基準孔２１の初期座標として特定する（Ｓ１０３）。
【００３０】
次に、補修情報を金型２の表面に投影するに当たっては、金型２に対して近接する投影位置（図５参照。）に投影装置１０を移動させる必要がある（Ｓ１０４）。処理ユニット１５は、投影装置１０と金型２とを近接させるための移動中において、各基準孔マーカ３１を追跡し（Ｓ１０５）、３次元位置（図１の３次元座標空間における座標）の変化をリアルタイムで計測して座標を更新する（Ｓ１０６）。
【００３１】
なお、金型２と投影装置１０を近づける際には、投影装置１０を移動させても良く、金型２の載置台を移動させても良い。投影装置１０と金型２とを同じ床面に載置すると共に、移動する側に設けたキャスター輪（図示略）等により床面を移動させると良い。このように床面に沿う平行移動では、投影装置１０と金型２との高さの違いに変化が生じないため、移動中等における各基準孔２１の座標の更新演算が比較的容易になる。
【００３２】
投影装置１０を投影位置（図５参照。）に移動させた後、金型２に補修情報を投影するに当たって、処理ユニット１５は、金型２の形状仕様を表す３次元設計データを読出し、実際の金型２と対応付ける（Ｓ１０７）。この対応付けは、一直線上にはない３箇所の基準孔２１の座標（３次元位置）を利用して行われる。処理ユニット１５は、上記の３次元設計データにおいて特定された各基準孔２１の位置と、実際の金型２の各基準孔２１の位置とが一致するよう、実際の金型２に対して３次元設計データを対応付ける。
【００３３】
続いて処理ユニット１５は、記憶している補修情報の読み出しを実行する。この補修情報には、補修箇所を表す位置データと補修内容を表す補修データ等が含まれている。ここで、位置データは、３次元設計データにおける特定の箇所を表すデータである。補修データは、補修を要する状況の説明や、補修の度合いを表す数値等の文字情報や図形情報等のデータである。
【００３４】
処理ユニット１５は、実際の金型２と３次元設計データとの対応付けの結果を利用し、上記の３次元座標空間（図１参照。）における補修位置を特定する。そして、金型２の補修位置に光学的なマーキングを投影できるようにプロジェクタ１１から光を投射し（Ｓ１０８）、例えば図７に例示するマーキング１８１等を金型１の表面に投影する。
【００３５】
図７の例は、表面荒れのトラブルを生じた領域を取り囲むドットラインを光学的なマーキング１８１として投影する例である。補修内容を表す例えば「表面荒れ」等の文字情報１８３は、領域から引き出された引き出し線１８２に沿って表示される。このとき、処理ユニット１５は、実際の金型２の３次元形状に対応付けられた３次元設計データを利用し、マーキングや文字や引き出し線などを投影面の凹凸を考慮した投射データを生成し、これにより凹凸がある金型２の表面に正しい形状の線や文字等の投影を可能にしている。
【００３６】
例えば、補修箇所が金型２の裏側にも存在している場合であれば、投影装置１０が金型２の裏側を見込むことができるよう、投影装置１０あるいは金型２を移動させると良い（Ｓ１０９）。補修箇所を見込むことができる新たな投影位置に投影装置１０を移動した後、上記と同様に金型２の表面に補修情報を投影すると良い。
【００３７】
以上のように構成された位置表示システム１は、金型２の３次元設計データを実際に金型２に対応付けることで、実際の金型２の表面への補修位置や補修内容等の投影を可能としている。このように金型２の表面に補修情報を投影すれば、補修位置の間違い等の作業ミスが生じるおそれを抑制できる。
【００３８】
ここで、３次元設計データを実際の金型２に対応付ける際の精度の向上に役立つ方法を説明する。本例では、３点を利用した対応付けの方法を例示したが、この対応付けの方法では、上記の通り、いずれかの２点を結ぶ直線を基準として、残りの１点までの距離が離れているほど対応付けの精度が高くなる。一方、例示した金型２の場合、３箇所の基準孔２１が一直線上ではないものの、一方の側面側に寄せて配列されており、上記の距離を十分に確保できないおそれがある。このような基準孔２１の配列下で対応付けの精度を確保したい場合には、金型２の合わせ面２０にセットされた上記の平面推定マーカ３２を有効に活用できる。
【００３９】
同一直線状にない３つの平面推定マーカ３２の３次元位置に基づけば、これらの平面推定マーカ３２が載置された合わせ面２０を基準となる平面として推定可能である。特に、本例では、一方の側面側に２つの平面推定マーカ３２がセットされ、他方の側面側にもう１つの平面推定マーカ３２がセットされている。このような平面推定マーカ３２の配置下では、合わせ面２０がなす基準の平面を精度高く推定可能である。
【００４０】
この推定平面を利用すれば、いずれかの基準孔２１をこの推定平面に沿って仮想的にずらして仮想的な擬似基準孔（擬似的な点）を生成でき、これにより、上記の距離を拡大できる。以下、擬似基準孔の元となる基準孔を特定基準孔、その他の基準孔を一般基準孔という。なお、基準孔２１を仮想的にずらす方向としては、例えば２つの一般基準孔を通過する直線に対する直交方向を設定できる。また、仮想的にずらす距離としては、例えば２つの一般基準孔を通過する直線と特定基準孔との距離との定数倍の距離を設定できる。
【００４１】
上記のような擬似基準孔の３次元位置の演算を、実際の金型２、及び３次元設計データについて、それぞれ実行する。そして、擬似基準孔を含む各基準孔２１の３次元位置が一致するものとして、擬似基準孔の３次元位置を含む３次元設計データと、擬似基準孔の３次元位置が特定された実際の金型２と、の対応付けを実行する。擬似基準孔については上記の距離が拡大されているため、実際の金型２と３次元設計データとの対応付けの精度を向上できる。
【００４２】
なお、予め記憶している補修情報を金型２に投影する例を説明したが、これに代えて、例えば、２次元領域を走査しながら距離計測が可能なレーザレーダ装置（図示略、データ取得手段）により金型２の３次元形状を計測して３次元計測データを取得することも良い。この場合には、金型２の形状仕様を表す３次元設計データと３次元計測データとの差分を位置毎に演算することで、補修を要する箇所の位置データやずれ度合い（差分の大きさ）等を補修情報として生成可能となる。なお、３次元設計データと３次元計測データとを比較するための両者の対応付けは、基準孔２１を利用すると良い。
【００４３】
なお、本例では、２基のカメラ１２、１３を利用して３次元位置を計測したが、これに代えて、例えば、カメラを上下２段に設置し、各段に３〜４基ずつのカメラを配列することも良い。三角測量に用いるカメラの台数を増やせば、測量の精度を向上し３次元位置の計測精度をより向上できる。
光学的なマーキングを形成する手段としてプロジェクタを例示したが、これに代えて、レーザーポインタ等を利用しても良い。
【００４４】
以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
【符号の説明】
【００４５】
１  位置表示システム
１０  投影装置
１００  筐体
１１  プロジェクタ（投射手段）
１１０  投射レンズ
１２、１３  カメラ
１２０、１３０  集光レンズ
１５  処理ユニット
１５５  距離計測部（位置計測手段）
１５６  対応付け部（対応付け手段）
２  金型
２０  合わせ面
２１  基準孔
３０  球体マーカ
３１  基準孔マーカ
３２  平面推定マーカ
【図１】
2017170497.tif 000003
【図２】
2017170497.tif 000004
【図３】
2017170497.tif 000005
【図４】
2017170497.tif 000006
【図５】
2017170497.tif 000007
【図６】
2017170497.tif 000008
【図７】
2017170497.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月25日(2017.4.25)
【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】
対象物の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記３次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システムであって、
実際の対象物における位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも３点の基準点の各３次元位置に対して、３次元設計データにおける位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも３点の基準点の各３次元位置が一致するものとして、前記実際の対象物に対する前記３次元設計データの対応付けを行う対応付け手段と、
一直線上にはない少なくとも３か所に位置するように対象物に取り付けられたマーカを利用し、当該マーカが取り付けられた位置により規定される平面を基準となる平面として推定する手段と、
前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第１の疑似的な基準点の３次元位置を演算すると共に、前記３次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第２の疑似的な基準点の３次元位置を演算する手段と、を備え、
前記対応付け手段は、前記実際の対象物に対して前記３次元設計データの対応付けを行うに当たって、前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第１の疑似的な基準点の３次元位置に対して、前記３次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第２の疑似的な基準点の３次元位置が一致するものとして、前記対応付けを行う位置表示システム。
【請求項２】
請求項１において、前記実際の対象物の基準点の３次元位置を計測する位置計測手段を備える位置表示システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記実際の対象物の形状を計測して３次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記３次元設計データと前記３次元計測データとの差分の大きさを表す情報を前記対象物の表面に光学的に投影する位置表示システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影する位置表示システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、対象物の３次元的な形状仕様を表す３次元設計データを実際の対象物に対応付け、当該実際の対象物の表面のうち、前記３次元設計データ上で規定される特定の箇所に対応する位置に光学的なマーキングを形成する位置表示システムであって、
実際の対象物における位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも３点の基準点の各３次元位置に対して、３次元設計データにおける位置が特定されていると共に一直線上にはない少なくとも３点の基準点の各３次元位置が一致するものとして、前記実際の対象物に対する前記３次元設計データの対応付けを行う対応付け手段と、
一直線上にはない少なくとも３か所に位置するように対象物に取り付けられたマーカを利用し、当該マーカが取り付けられた位置により規定される平面を基準となる平面として推定する手段と、
前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第１の疑似的な基準点の３次元位置を演算すると共に、前記３次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点を前記基準となる平面に沿って仮想的に移動させた第２の疑似的な基準点の３次元位置を演算する手段と、を備え、
前記対応付け手段は、前記実際の対象物に対して前記３次元設計データの対応付けを行うに当たって、前記実際の対象物の基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第１の疑似的な基準点の３次元位置に対して、前記３次元設定データの基準点のうちのいずれかの基準点に代わる前記第２の疑似的な基準点の３次元位置が一致するものとして、前記対応付けを行う位置表示システムにある（請求項１）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の好適な態様を説明する。
前記３次元設計データにおける位置が特定されており、かつ、一直線上にはない少なくとも３点を利用し、前記実際の対象物における前記少なくとも３点の３次元位置に対して、前記３次元設計データにおける前記少なくとも３点が位置的に一致するものとして、前記３次元設計データを前記実際の対象物に対応付ける対応付け手段を備えている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記少なくとも３点のうちのいずれかとして、対象物により特定されるいずれかの平面に沿って、３次元位置を計測あるいは入力された点を仮想的に移動させた擬似的な点を利用する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記実際の対象物の基準点の３次元位置を計測する位置計測手段を備えると良い（請求項２）。
前記実際の対象物の基準点の３次元位置を計測すれば、その計測データを利用して前記３次元設計データを実際の対象物に対応付けできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記位置計測手段は、前記マーキングを形成するための光を投射する投射手段との位置関係を一定に保持しながら一体的に移動可能であると良い。
例えば実際の対象物の裏側などは光の投射によるマーキングの形成が困難である。前記投射手段を裏側に移動すれば良いが、前記投射手段の移動に応じて実際の対象物と３次元設計データとの対応関係が不明となってマーキングの形成ができなくなる。そこで、前記位置計測手段を前記投射手段と一体的に移動させれば、移動後であっても、実際の対象物と前記３次元設計データとの対応付けを可能にでき、前記マーキングの形成が可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記実際の対象物の形状を計測して３次元計測データを取得するデータ取得手段を備え、前記３次元設計データと前記３次元計測データとの差分の大きさを表す情報を前記対象物の表面に光学的に投影することも良い（請求項３）。
この場合には、実際の対象物の表面形状の計測と、前記マーキングによる形状不良箇所の表示と、の両方を実現できる。前記データ取得手段としては、例えば、レーザスリット光を対象物の表面に投射して表面を計測する手段や、レーザー光を照射して対象までの距離を計測する手段等を利用すれば、非接触で対象物の表面を計測できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
対象物は加工用の金型であって、前記マーキングに対応付けて金型の補修情報を投影すると良い（請求項４）。
この場合には、金型の正確な補修作業の実施に役立つ。補修情報としては、文字情報のほか、記号情報や図形情報等がある。