(57)【要約】  ３Ｄ計量器具とポータブルコンピューティングデバイスとの間で、近距離無線通信を介して通信するためのシステムが提供される。ある実施形態では、計量デバイスは、多関節アーム座標測定器（ＡＡＣＭＭ）、レーザトラッカ、レーザスキャナまたは三角測量式スキャナであり、ポータブルコンピューティングデバイスは、セルラ電話またはタブレットである。ポータブルデバイスは、検査される対象物と関連する回路に記憶されたデータを取得するためにＮＦＣを用い、計量デバイスを用いて対象物の上で検査を実行するためにそのデータを用い得る。
2017522636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに動作可能に結合されており対象物を測定するように構成された測定デバイスと、第１のアンテナを有する第１のワイヤレス通信デバイスと、第１の電気回路と、第１のメモリとを有する計量デバイスを提供するステップであって、前記第１のワイヤレス通信デバイスは、外部デバイスが前記第１のアンテナから第１の距離以下に配置されるときには、前記外部デバイスによって生成される動作電磁場を変調するように構成されており、前記計量デバイスは、前記測定デバイスと前記第１のワイヤレス通信デバイスとに動作可能に結合された電子処理システムをさらに有し、前記電子処理システムは、第２のメモリを有しており、前記測定デバイスによる測定に応答して前記対象物上の少なくとも１つの点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように構成されている、ステップと、
プロセッサと、第３のメモリと、送信機と、受信機とを有するポータブルコンピューティングデバイスを提供するステップであって、前記送信機と前記受信機とは、前記第１のワイヤレス通信デバイスから信号を送信し前記第１のワイヤレス通信デバイスから信号を受信するように構成されている、ステップと、
前記対象物と関連する第２のワイヤレス通信デバイスを提供するステップであって、前記第２のワイヤレス通信デバイスは、第２のアンテナと、第２の電気回路と、第４のメモリとを含んでおり、前記外部デバイスが前記第２のアンテナから前記第１の距離以下にあるときには、前記動作電磁場を変調するように構成されている、ステップと、
前記第４のメモリに検査データを記憶するステップであって、前記検査データは、前記計量デバイスによって実行される少なくとも１つの測定ステップを含む、ステップと、
前記動作電磁場を、前記送信機を用いて送信するステップと、
前記ポータブルコンピューティングデバイスを、前記第２のアンテナから前記第１の距離以下である第２の距離に移動させるステップと、
前記動作電磁場を、前記第２のアンテナを用いて受信するステップと、
前記動作電磁場の受信に応答して、前記第２のアンテナからの第１の信号を、前記第２の電気回路において受信するステップと、
前記検査データを、前記第４のメモリから取得するステップと、
前記第２のアンテナを用いて前記動作電磁場を変調し、前記検査データを前記受信機に送信するステップと、
前記検査データを、前記第３のメモリに記憶するステップと、
前記検査データの少なくとも一部を、前記ポータブルコンピューティングデバイスを用いて、前記電子処理システムに送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記計量デバイスを用いて前記対象物の少なくとも１つの特徴を測定するステップであって、実行される前記測定は前記検査データに少なくとも部分的に基づく、ステップと、
前記少なくとも１つの特徴の前記測定に基づいて、前記少なくとも１つの特徴と関連する３Ｄ座標データを決定するステップと、
前記３Ｄ座標データを前記第２のメモリに記憶するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記３Ｄ座標データを前記ポータブルコンピューティングデバイスに送信するステップと、
前記ポータブルコンピューティングデバイスを、前記第２のアンテナから前記第１の距離以下である第３の距離に移動させるステップと、
前記送信機を用いて、前記動作電磁場を送信するステップと、
前記第２のアンテナを用いて、前記動作電磁場を受信するステップと、
前記３Ｄ座標データを前記第２のワイヤレス通信デバイスに送信するステップと、
前記３Ｄ座標データを前記第４のメモリに記憶するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記検査データの少なくとも一部を、前記電子処理システムに送信する前記ステップが、
前記ポータブルコンピューティングデバイスを、前記計量デバイスから前記第１の距離以下である第４の距離に移動させるステップと、
前記送信機を用いて、前記動作電磁場を送信するステップと、
前記第１のアンテナを用いて、前記動作電磁場を受信するステップと、
前記検査データの少なくとも一部を前記第１の電気回路に送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記検査データの少なくとも一部を、前記電子処理システムに送信する前記ステップが、
コンピュータネットワークを通じて、前記ポータブルコンピューティングデバイスとの間に通信接続を確立するステップと、
前記コンピュータネットワークを通じて、前記検査データの前記少なくとも一部を前記電子処理システムに送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記コンピュータネットワークがワイヤレスアクセスポイントを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、前記コンピュータネットワークの少なくとも一部が、セルラ通信ネットワークであることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記検査データの少なくとも一部を、前記電子処理システムに送信する前記ステップが、
前記ポータブルコンピューティングデバイスと前記計量デバイスとの間に通信接続を確立するステップと、
前記検査データの前記少なくとも一部を、前記ポータブルコンピューティングデバイスから前記電子処理システムに直接に送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項３に記載の方法であって、前記計量デバイスが、多関節アーム座標測定器であり、少なくとも１つの特徴を測定する前記ステップがプローブを前記対象物の表面に接触させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の方法であって、前記計量デバイスが、レーザトラッカであり、少なくとも１つの特徴を測定する前記ステップが、再帰反射器ターゲットを前記対象物の表面上に配置するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項３に記載の方法であって、前記計量デバイスが、レーザスキャナであることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項３に記載の方法であって、前記計量デバイスが、三角測量式スキャナであることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項３に記載の方法であって、前記ポータブルコンピューティングデバイスがディスプレイを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記計量デバイスによって実行される前記少なくとも１つのステップを前記ディスプレイ上に表示するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記検査データが実行される複数の測定を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記複数の測定のそれぞれが、前記３Ｄ座標データを前記ポータブルコンピューティングデバイスに送信する前に、前記計量デバイスを用いて実行されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記ポータブルコンピューティングデバイスを用いて実行される前記複数の測定のうちの１つをオペレータが選択することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、前記第３のメモリが前記少なくとも１つの測定ステップを実行するためのアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）モジュールを含むかどうかを、前記ポータブルコンピューティングデバイスを用いて判断するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記ＡＰＩモジュールをリモートサーバから転送するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、前記ＡＰＩモジュールを前記計量デバイスの上の埋込式ウェブサーバから転送するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物の上の３次元座標を測定する計量器具に関し、より詳しくは、１つ以上の外部デバイスと通信する近距離無線通信（ＮＦＣ）能力を有する計量器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年５月１４日に出願された米国仮出願第６１／９９３，０７７号の本出願である。
【０００３】
たとえば、ポータブル多関節アーム座標測定器（ＡＡＣＭＭ: articulated arm coordinate measuring machine）、レーザトラッカ、レーザスキャナおよび三角測量式スキャナなどの計量器具は、製造または生産（たとえば、機械加工）の様々な段階の最中に部品の寸法を迅速で正確に確認することが必要な、部品の製造または生産において広く用いられてきた。ポータブルな計量器具は、特に、比較的複雑な部品の寸法測定の実行に要する時間の点で、静止型すなわち固定式で、コスト集約的な、使用が比較的困難である既知の測定設備に対して、著しい改善を表している。ポータブルＡＡＣＭＭの場合に、ユーザは、測定される部品または対象物の表面に沿ってプローブを誘導するだけである。すると、測定データが記録され、ユーザに提供される。いくつかの場合には、データは、ユーザに、視覚的な形式たとえば３次元（３−Ｄ）形式で、コンピュータスクリーンの上に提供される。また別の場合では、データは、ユーザに、数値形式で提供されるのであって、たとえば、穴の直径を測定するときであれば、「直径＝１．００３４」というテキストが、コンピュータスクリーンの上に表示される。
【０００４】
先行技術によるポータブル多関節アームＣＭＭの一例が、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第５，４０２，５８２号（以下では「‘５８２号特許」と称する）に開示されている。‘５８２号特許は、一端に支持ベースを他端に測定プローブを有する手動式多関節アームＣＭＭから構成される３次元（３−Ｄ）測定システムを開示している。本出願の譲受人に譲渡された米国特許第５，６１１，１４７号（以下では「‘１４７号特許」と称する）が、同様の多関節アームＣＭＭを開示している。‘１４７号特許において、多関節アームＣＭＭは、いくつかの特徴を含んでおり、その中にはプローブ端における追加的な回転軸が含まれ、それによって、２−２−２または２−２−３軸のいずれかの構成を有するアーム（後者の場合は７軸アーム）が提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、既存の計量器具はそれらの意図された目的のためには適切であるが、特に、オペレータが計量器具を制御し、計量器具を設定し、または計量器具におけるパラメータを変更することを可能にするために、計量器具とデバイスとの間で通信するための方法および装置を提供するという点において、改善のための必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ある実施形態によると、方法が提供される。この方法は、ハウジングと、ハウジングに動作可能に結合されており対象物を測定するように構成された測定デバイスと、第１のアンテナを有する第１のワイヤレス通信デバイスと、第１の電気回路と、第１のメモリとを有する計量デバイスを提供するステップであって、第１のワイヤレス通信デバイスは、外部デバイスが第１のアンテナから第１の距離以下に配置されるときには、外部デバイスによって生成される動作電磁場（operating field）を変調するように構成されており、計量デバイスは、測定デバイスとワイヤレス通信デバイスとに動作可能に結合された電子処理システムをさらに有し、電子処理システムは、第２のメモリを有しており、測定デバイスによる測定に応答して対象物上の少なくとも１つの点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように構成されている、ステップと、プロセッサと、第３のメモリと、送信機と、受信機とを有するポータブルコンピューティングデバイスを提供するステップであって、送信機と受信機とは、第１のワイヤレス通信デバイスから信号を送信し第１のワイヤレス通信デバイスから信号を受信するように構成されている、ステップと、対象物と関連する第２のワイヤレス通信デバイスを提供するステップであって、第２のワイヤレス通信デバイスは、第２のアンテナと、第２の電気回路と、第４のメモリとを含んでおり、外部デバイスが第２のアンテナから第１の距離以下にあるときには、動作電磁場を変調するように構成されている、ステップと、第４のメモリに検査データを記憶するステップであって、検査データは、計量デバイスによって実行される少なくとも１つの測定ステップを含む、ステップと、動作電磁場を、送信機を用いて送信するステップと、ポータブルコンピューティングデバイスを、第２のアンテナから第２の距離以下である第３の距離に移動させるステップと、動作電磁場を、第２のアンテナを用いて受信するステップと、動作電磁場の受信に応答して、第２のアンテナからの第１の信号を、第２の論理デバイスにおいて受信するステップと、検査データを、第４のメモリから取得するステップと、第２のアンテナを用いて動作電磁場を変調し、検査データを受信機に送信するステップと、検査データを、第３のメモリに記憶するステップと、検査データの少なくとも一部を、ポータブルコンピューティングデバイスを用いて、電子処理システムに送信するステップと、を含む。
【０００７】
これらのおよびそれ以外の効果および特徴は、以下の説明を図面と共に読むことによって、より明らかになるであろう。
【０００８】
発明と見なされる主題は、明細書の結末における特許請求の範囲において、特に指摘され、明瞭に特許請求されている。本発明の以上のおよびそれ以外の特徴と効果とは、以下の添付図面と共に下記の詳細な説明を読むことにより、明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の様々な態様の実施形態を有するポータブル多関節アーム座標測定器（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図２】本発明の様々な態様の実施形態を有するレーザトラッカデバイスの斜視図である。
【図３】本発明の様々な態様の実施形態を有するレーザスキャナの側面図である。
【図４】本発明の様々な態様の実施形態を有する３次元（３Ｄ）三角測量式スキャナの斜視図である。
【図５】ある実施形態による図１〜４の計量器具の一部として用いられる電子機器のブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａおよび６Ｂの両者で構成されており、ある実施形態による図５の電子データ処理システムの詳細な特徴を説明するブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ａおよび６Ｂの両者で構成されており、ある実施形態による図５の電子データ処理システムの詳細な特徴を説明するブロック図である。
【図７】近距離無線通信（ＮＦＣ）タグとＮＦＣリーダデバイスとのブロック図である。
【図８】本発明のある実施形態に従って外部デバイスと通信する図１のＡＡＣＭＭの部分的で概略的な斜視図である。
【図９】図８の外部デバイスと図７の電子データ処理システムの一部とのブロック図である。
【図１０】図８の外部デバイスのブロック図である。
【図１１】図１から４の計量デバイスと図８の外部デバイスとを動作させる方法の流れ図である。
【図１２】図１から４の計量デバイスと図８の外部デバイスとを動作させる方法の流れ図である。
【図１３】図１から４の計量デバイスと図８の外部デバイスとを動作させる方法の流れ図である。
【図１４】図１から４の計量デバイスと図８の外部デバイスとを動作させる方法の流れ図である。
【図１５】図１のＡＡＣＭＭと図８の外部デバイスとをエンコーダ／ベアリングカートリッジと共に図解する斜視図である。
【図１６】図１０のＡＡＣＭＭを動作させる方法の流れ図である。
【図１７Ａ】図１７Ａおよび１７Ｂから構成され、パワーレススイッチを組み入れた図１のＡＡＣＭＭのプローブ端の実施形態の図解である。
【図１７Ｂ】図１７Ａおよび１７Ｂから構成され、パワーレススイッチを組み入れた図１のＡＡＣＭＭのプローブ端の実施形態の図解である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明では、例示として図面を参照することにより、本発明の実施形態を効果および特徴と共に説明する。
【００１１】
本発明の実施形態は、３Ｄ計量器具と、電話、タブレットまたは他の計量器具などのポータブルデバイスとの間の通信を提供する。本発明の実施形態は、計量デバイスにおけるワイヤレス通信パラメータなどの設定を容易にするという点で、効果を提供する。本発明の実施形態は、ポータブルデバイスを用いた計量デバイスの遠隔制御を可能にするという点で、効果を提供する。本発明の実施形態は、オペレータによる計量デバイスのためのブートロードコードのワイヤレスでの更新を可能にするという点で、さらなる効果を提供する。本発明の別の実施形態は、近距離無線通信回路を通じての位置トランスデューサにおける識別コードの割り当てという点で、効果を提供する。本発明のさらに別の実施形態は、計量器具の設定情報をサービス担当者が迅速に決定することを可能にするという点で、効果を提供する。本発明のさらに別の実施形態では、パワーレススイッチとして機能してスリップリングなどの機械的コンポーネントを不要にする近距離無線通信デバイスを提供するという点で、効果が得られる。
【００１２】
図１から図４は、たとえば、本発明の様々な実施形態による、（本明細書では、集合的に計量デバイスと称される）多関節アーム座標測定（ＡＡＣＭＭ）デバイス１００と、レーザトラッカデバイス２００と、飛行時間（ＴＯＦ）レーザスキャナデバイス３００と、三角測量式スキャニングデバイス４００とを含む例示的な計量器具を図解している。本明細書における実施形態は特定の計量デバイスを指す場合があり得るが、特許請求の範囲に記載された発明はそのように限定されるべきではない、ということが理解されるべきである。他の実施形態では、様々な実施形態が、これらに限定されることはないが、たとえば、レーザラインプローブ、トータルステーションおよびセオドライトなど、他の計量デバイスにおいて用いられることがあり得る。
【００１３】
図１を参照すると、本発明の様々な実施形態によるＡＡＣＭＭ１００が示されているが、この場合、多関節アームが、あるタイプの座標測定器である。ＡＡＣＭＭ１００は、本出願と同じ譲受人に譲渡されており「座標測定器」と称する米国特許第８，５３３，９６７号に記載されているものと同じであり得る。この例示的なＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部分１０４に結合された測定プローブハウジング１０２を含むプローブ端４０１を有する、６または７軸の多関節測定デバイスを備え得る。
【００１４】
アーム部分１０４は、ベアリングカートリッジの第１のグルーピング１１０（たとえば、２つのベアリングカートリッジ）を有する回転接続によって第２のアームセグメント１０８に結合された、第１のアームセグメント１０６を備えている。ベアリングカートリッジの第２のグルーピング１１２（たとえば、２つのベアリングカートリッジ）は、第２のアームセグメント１０８を、測定プローブハウジング１０２に結合する。ベアリングカートリッジの第３のグルーピング１１４（たとえば、３つのベアリングカートリッジ）は、第１のアームセグメント１０６を、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部分１０４の他端に配置されたベース１１６に結合する。ベアリングカートリッジの各グルーピング１１０、１１２、１１４は、多関節運動の複数の軸を提供する。また、プローブ端４０１は、ＡＡＣＭＭ１００の７番目の軸部分のシャフトを備えた測定プローブハウジング１０２を含み得る（たとえば、ＡＡＣＭＭ１００の７番目の軸におけるたとえば接触プローブ１１８などの測定デバイスの運動を決定するエンコーダシステムを含むカートリッジ）。この実施形態では、プローブ端４０１は、測定プローブハウジング１０２の中心を通過して延長する軸の周囲を回転し得る。使用の際には、ベース１１６は、作業面に固定されるのが典型的である。
【００１５】
各ベアリングカートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４の内部の各ベアリングカートリッジは、エンコーダシステム（たとえば、光学角度エンコーダシステム）を含むのが典型的である。このエンコーダシステム（すなわち、トランスデューサ）は、それぞれのアームセグメント１０６、１０８と、対応するベアリングカートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４との位置の表示を提供するのであるが、これは、全体で、ベース１１６に対するプローブ１１８の位置（したがって、たとえば局所的または大局的な座標系である一定の座標系において、ＡＡＣＭＭ１００によって測定されている対象物の位置）の表示を提供する。
【００１６】
プローブ１１８は、測定プローブハウジング１０２に、着脱自在に取り付けられており、測定プローブハウジング１０２は、ベアリングカートリッジグルーピング１１２に接続されている。ハンドルアクセサリ１２６は、たとえばクイックコネクトインターフェースによって、測定プローブハウジング１０２に対し、取り外し可能であり得る。例示的な実施形態では、プローブハウジング１０２は、取り外し可能プローブ１１８を収容しており、取り外し可能プローブ１１８は、接触測定デバイスであって、これらに限定されることはないが、ボール、タッチ感応型、曲線状および拡張タイプのプローブを含め、測定される対象物と物理的に接触する異なる複数の先端部１１８を有し得る。他の実施形態では、測定は、たとえば、レーザラインプローブ（ＬＬＰ）などの非接触デバイスによって、実行される。ある実施形態では、ハンドル１２６は、クイックコネクトインターフェースを用いて、ＬＬＰと交換される。他のタイプのアクセサリデバイスが、追加的機能を提供するために、取り外し可能ハンドル１２６に代わることがあり得る。そのようなアクセサリデバイスには、これらに限定されることはないが、たとえば、１つ以上の照明光、温度センサ、熱スキャナ、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレイ、カメラ、ビデオカメラ、オーディオ記録システムなどが含まれる。
【００１７】
ある実施形態によると、ポータブルＡＡＣＭＭ１００は、３次元（３−Ｄ）位置計算をサポートするための他のアームパラメータを表すデータに加え、ＡＡＣＭＭ１００の内部の様々なエンコーダシステムからのデータを処理するベース処理システムを含む電子データ処理システムと、比較的完全な計量機能がＡＡＣＭＭ１００内部に実装されることを可能にする常駐アプリケーションソフトウェアとを、含むまたは収容している。
【００１８】
後でより詳細に論じられるように、ベース１１６における電子データ処理システム５００は、ベース１１６から遠く離れて配置されているエンコーダシステム、センサ、およびそれ以外の周辺ハードウェア（たとえば、ＡＡＣＭＭ１００の上の取り外し可能なハンドル１２６にまたはその内部に設置され得るＬＬＰ）と通信し得る。これらの周辺ハードウェアデバイスまたは特徴をサポートする電子機器は、ポータブルＡＡＣＭＭ１００内部に配置されたベアリングカートリッジグルーピング１１０のそれぞれに配置され得る。本明細書においてより詳細に論じられるように、ベアリングカートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４内部の角度エンコーダのそれぞれは、電子データ処理システムが、どの角度エンコーダが位置信号を送信したのかを決定し、また、その特定のエンコーダにおける既知の較正誤差を補償することを可能にする定義可能な識別番号を含む。３−Ｄ位置計算は、角度エンコーダの識別番号を含む位置信号に少なくとも部分的に基づいて、決定され得る。
【００１９】
図２に図解された例示的なレーザトラッカシステム２００は、レーザトラッカ２０２と、再帰反射器ターゲット２０４と、電子データ処理システム５００と、オプションである補助コンピュータ２０８とを含む。レーザトラッカ２００は、本出願と同じ譲受人に譲渡されている２０１３年７月３日に出願の米国仮出願第６１／８４２，５７２号に記載されているものと類似し得る。電子データ処理システムはレーザトラッカ２００の外部に図解されているが、これは例示的な目的のためであって、電子データ処理システム５００は、レーザトラッカ２００のハウジングの内部に配置されることがあり得る、ということが理解されるべきである。レーザトラッカ２００の例示的なジンバル型ビームステアリング機構２１０は、方位ベース２１４の上に設置されており方位軸２１６の周囲を回転される天頂キャリッジ２１２を備えている。ペイロード２１８が、天頂キャリッジ２１２の上に設置され、天頂軸２２０の周囲を回転される。天頂軸２２０と方位軸２１６とは、直交し、トラッカ２００の内部で、典型的には距離測定のための原点であるジンバル点２２２において、交差する。
【００２０】
レーザビーム２２４は、ジンバル点２２２を実質的に通過し、天頂軸２２０に対して直交するように向けられる。換言すると、レーザビーム２２４は、天頂軸２２０に対してほぼ垂直であり方位軸２１６を通過する平面内にある。外部に出て行くレーザビーム２２４は、天頂軸２２０の周囲のペイロード２１８の回転によって、そして、方位軸２１６の周囲の天頂キャリッジ２１２の回転によって、所望の方向に向けられる。天頂角度エンコーダ２２６は、トラッカ２２０の内部にあり、天頂軸２２０と位置合わせされた天頂機械軸に取り付けられている。方位角度エンコーダ２２８は、トラッカの内部にあり、方位軸２１６と位置合わせされた方位機械軸に取り付けられている。天頂および方位角度エンコーダ２２６、２２８は、天頂および方位回転角度を比較的高精度で測定する。外部に向かうレーザビーム２２４は、再帰反射器ターゲット２０４まで移動するが、この再帰反射器ターゲット２０４は、たとえば、球面マウント再帰反射器（ＳＭＲ: spherically mounted retroreflector）であり得る。
【００２１】
ジンバル点２２２と再帰反射器２０４との間の半径距離と、天頂軸２２０の周囲の回転角度と、方位軸２１６の周囲の回転角度とを測定することによって、再帰反射器２０４の位置が、したがって、検査されている対象物の３次元座標が、トラッカの局所的な球座標系の内部で、電子データ処理システム５００によって見出される。
【００２２】
ここで、図３を参照すると、本発明の実施形態による例示的なレーザスキャナ３００が示されている。レーザスキャナ３００は、測定ヘッド３０２とベース３０４とを有する。レーザスキャナ３００は、本出願と同じ譲受人に譲渡され「レーザスキャナ」と題する米国特許出願公開第２０１４／００７８５１９号に記載されているものと同様であり得る。測定ヘッド３０２は、レーザスキャナ３００を垂直軸３０６の周囲を回転させ得るように、ベース３０４の上に取り付けられる。ある実施形態では、測定ヘッド３０２は、垂直軸３０６と水平軸３１０との周囲の回転の中心であるジンバル点３０８を含む。ある実施形態では、測定ヘッド３０２は、ロータリミラー３１２を有しているが、このロータリミラー３１２は、水平軸３１０の周囲を回転させ得る。垂直軸の周囲の回転は、ベース３０４の中心の周囲の回転であり得る。ある実施形態では、垂直（方位）軸３０６と水平（天頂）軸３１０とは、座標系の原点であり得るジンバル点３０８で交差する。
【００２３】
測定ヘッド３０２には、さらに、たとえば、放射光ビーム３１６を放射する発光素子３１４など、電磁気放射体が提供される。ある実施形態では、放射光ビーム３１６は、たとえば、レーザビームなどのコヒーレント光である。レーザビームは、たとえば、７９０ナノメートル、９０５ナノメートル、１５５０ナノメートル、または４００ナノメートル未満など、約３００から１６００ナノメートルの波長レンジを有し得る。より大きなまたはより小さな波長を有する他の電磁気放射ビームが用いられることもあり得る、ということが認識されるべきである。放射光ビーム３１６は、たとえば、正弦波形を用いてまたは矩形波形を用いて、振幅または強度変調され得る。放射光ビーム３１６は、発光素子３１４によって、ロータリミラー３１２の上に放射され、そこで、環境に向けて偏向される。反射光ビーム３１８は、対象物３２０によって、環境から反射される。反射されたまたは散乱された光は、ロータリミラーによってインターセプトされ、受光器３２２に向けられる。放射光ビーム３１６と反射光ビーム３１８との方向は、軸３０６と軸３１０とのそれぞれの周囲の、ロータリミラー３１２と測定ヘッド３０２との角度位置の結果として得られる。これらの角度位置は、今度は、軸３１０と軸３０６とのそれぞれの周囲でロータリミラー３１２と測定ヘッド３０２との回転を生じさせるロータリドライブに依存する。軸３１０、３０６のそれぞれは、角度を測定するための角度トランスデューサ３２４、３２６を少なくとも１つ含む。角度トランスデューサは、角度エンコーダであり得る。
【００２４】
電子データ処理システム５００は、発光素子３１４と受光器３２２とに結合されている。電子データ処理システム５００は、表面上の複数の点Ｘに対して、レーザスキャナ３００と対象物３２０の表面上の点Ｘとの間の距離ｄの対応する数値を決定する。表面上の特定の点Ｘまでの距離は、電磁放射がデバイスから表面上の点Ｘまで伝播する際に通過する空気における光速に少なくとも部分的に基づいて、決定される。ある実施形態では、測定された距離「ｄ」を取得するために、レーザスキャナ３００と表面上の点Ｘとの間の位相シフトが決定され、評価される。別の実施形態では、測定された距離「ｄ」を決定するために、複数のレーザパルスの間の経過時間が直接に測定される。
【００２５】
空気中の光速は、空気の温度、気圧、相対湿度および二酸化炭素の濃度など、空気の性質に左右される。そのような空気の性質が、空気の屈折率ｎに影響するのである。空気中の光速は、真空中の光速「ｃ」を屈折率で除算した値に等しい。換言すると、ｃair＝ｃ／ｎである。本明細書で論じられるタイプのレーザスキャナは、空気中での光の飛行時間（光がデバイスから対象物に移動し再びデバイスに戻るための往復時間）に基づく。距離を光（または、任意のタイプの電磁放射）の飛行時間に基づいて距離を測定する方法は、空気中の光速に左右される。
【００２６】
ある実施形態では、レーザスキャナ３００の周囲の体積の走査が、測定ヘッド３０２を軸３０６の周囲をゆっくりと回転させることにより、アセンブリをスパイラルパターンで移動させながら、ロータリミラー３１２を軸３１０の周囲を迅速に回転させることによって、生じる。このようなスキャニングシステムに対して、ジンバル点３０８は、局所的な静止座標系の原点を定義する。ベース３０４は、局所的な静止座標系において静止している。
【００２７】
次に、図４を参照すると、三角測量式スキャナ４００のある実施形態が示されているが、この三角測量式スキャナ４００は、光源４０２と、少なくとも１つのカメラ４０４と、対象物４０８の表面４１０の上の点の３次元座標を決定する電子データ処理システム５００とを含む。三角測量式スキャナは、２０１３年１２月２３日に出願され本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許出願第１４／１３９，０２１号に記載されているものと同じであり得る。三角測量式スキャナ４００は、３次元座標が、空気中の光速に基づくのではなく、光源４０２とカメラ４０４との間の固定された幾何学的関係に関する三角測量原理に基づいて決定されるという点で、レーザトラッカ２００またはＴＯＦレーザスキャナ３００と異なる。
【００２８】
一般に、三角測量式スキャナ４００には、２つの通常のタイプが存在する。第１のタイプは、レーザラインプローブまたはレーザラインスキャナと時には称されるのであるが、光の直線または掃引点を表面４１０の上に投影させる。反射されたレーザ光がカメラ４０４によって捕捉され、いくつかの場合には、表面４１０の上の点の座標が決定され得る。第２のタイプは、構造化光スキャナと時には称されるのであるが、光の２次元パターンまたは光の複数のパターンを表面の上に投射させる。表面４１０の３次元プロファイルが、カメラ４０４の内部の光感知性アレイ３８によって捕捉されるパターンのイメージに影響を与える。１つまたは複数のパターンの１つ以上のイメージから集約された情報を用いて、電子データ処理システム５００が、いくつかの場合に、カメラ４０４における光感知性アレイのピクセルと光源４０２によって放射された光のパターンとの間の１対１対応を決定することができる。カメラとプロジェクタとの間のベースライン距離と共にこの１対１対応を用い、表面４１０の上の点の３次元座標を決定するために、電子データ処理システム５００によって、三角測量の原理が用いられる。三角測量式スキャナ４００を表面４１０に対して移動させることにより、対象物４０８の全体に関するポイントクラウド（点群）が作成され得る。
【００２９】
一般に、コード化光パターンと非コード化光パターンという、２つのタイプの構造化された光パターンが存在する。本明細書で用いられる、コード化光パターンという用語は、対象物の照射された表面の３次元座標が、単一の投射されたパターンと単一の対応するイメージとに基づくパターンを指す。コード化光パターンの場合には、投射されたパターンの上の点と受信されたイメージの上の点との間の１対１対応を、パターン自体に基づいて確立する方法が存在する。この性質により、投射デバイスが対象物との関係で移動している間に、ポイントクラウドデータを取得して登録することが可能である。あるタイプのコード化光パターンは、少なくとも３つの要素が同一線上にないように、複数の線上に配置された１組の要素（たとえば、幾何学的形状）を含む。そのようなパターン要素は、その配置により、認識可能である。対照的に、本明細書で用いられる、構造化された非コード化光パターンという用語は、単一のパターンに基づいて３Ｄ座標を決定することが可能でないパターンを指す。一連の非コード化光パターンは、シーケンシャルに投射され画像化され得るが、得られた一連のイメージの間の関係が、投射され画像化された点の間に１対１対応を確立するのに用いられるのである。この実施形態のためには、三角測量式スキャナ４００が、そのような１対１対応が確立されるまで、対象物４０８に対して固定された位置に配置される。
【００３０】
三角測量式スキャナ４００は、コード化または非コード化のいずれかの光パターンを用い得るということが認識されるべきである。構造化された光パターンは、雑誌論文であるジェイソン・ゲング（Ｊａｓｏｎ  Ｇｅｎｇ）による「ＤＬＰ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  ３Ｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌ．  ７９３２に開示されているパターンを含み得る。
【００３１】
ＡＡＣＭＭ１００、レーザトラッカ２００、ＴＯＦレーザスキャナ３００および三角測量式スキャナ４００などの計量器具が、本明細書では、集合的に計量デバイスと称される。本明細書に開示されているシステムおよび方法は、対象物の３次元座標を測定するように構成された任意の計量器具と共に用いられ得るのであるから、これらの計量器具は例示的であり、特許請求の範囲に記載された発明はそのように限定されるべきではない、ということが認識されるべきである。
【００３２】
図５は、ある実施形態による計量デバイス１００、２００、３００、４００で用いられる電子データ処理システム５００の実施形態のブロック図である。電子データ処理システム５００は、ベース処理システムを実装するためのベースプロセッサボード５０２と、通信モジュール５２６と、電力を提供するためのベース電力ボード５０６と、ベース傾斜ボード５０８とを含む。後でより詳細に論じられるように、通信モジュール５２６は、たとえば、近距離無線通信回路（ＮＦＣ）、（ＬＴＥ、ＧＳＭ（登録商標）、ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ、ＨＳＰＡおよび３ＧＰＰセルラネットワーク技術を含む）セルラ通信回路、ブルートゥース（登録商標）（Ｒ）（ＩＥＥＥ８０２．１５．１およびその後継規約）回路およびＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１）回路など、１つ以上のサブモジュールを含み得る。
【００３３】
実施形態では、計量デバイス１００、２００、３００は、１つ以上のエンコーダを含み、計量デバイスのための電子データ処理システム５００は、１つ以上の電気バス５１０経由で、上述の複数のエンコーダシステムと通信する。計量デバイス１００、２００、３００、４００は、さらに、電子データ処理システム５００と通信する光バス５２０を含み得る。電子データ処理システム５００は、たとえば、入力および出力信号をバス５１０、５２０に適合させるように構成されたコネクタ、端子または回路などの追加的コンポーネントを含み得る。明瞭にする目的のため、これらのコンポーネントのすべてが図５に示されているとは限らない。
【００３４】
図６Ａ〜図６Ｂは、ある実施形態による計量デバイス１００、２００、３００、４００の電子データ処理システム５００の特徴を説明するブロック図である。ある実施形態では、電子データ処理システム５００は、計量デバイスのハウジングの内部に配置されており、ベースプロセッサボード５０２と、ベース電力ボード５０６と、通信モジュール５２６と、ベース傾斜モジュール５０８とを含む。
【００３５】
ベースプロセッサボード５０２は、図の中に図解されている様々な機能ブロックを含む。たとえば、ベースプロセッサ機能５２２は、計量デバイスからの測定データの収集をサポートするのに用いられ、電気バス５１０経由などで、生の計量データ（たとえば、エンコーダシステムまたは飛行時間データ）を受け取る。メモリ機能５２３は、プログラムと、静的な計量デバイス設定データとを記憶する。後で詳細に論じられるように、いくつかの実施形態では、静的な設定データは、通信モジュール５２６上のＮＦＣモジュールと関連するメモリに記憶され得る。ベースプロセッサボード５０２は、また、たとえば、ＨＤＭＩ（登録商標）ポート経由、オーディオデバイスポート、ＵＳＢ３．０ポートおよびフラッシュメモリ（ＳＤ）カード経由ポートを経由して、これらに限定されることはないが、グラフィカルモニタまたはテレビジョンなど、いずれかの外部ハードウェアデバイスまたはアクセサリと通信するための外部ハードウェアオプションポート機能も含み得る。
【００３６】
ベースプロセッサボード５０２は、また、外部コンピューティングデバイスとのワイアード（有線）およびワイヤレス（無線）のすべてのデータ通信を管理し得る。ベースプロセッサボード５０２は、（たとえば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）１５８８などのクロック同期規格を用いた）ギガバイトイーサネット（登録商標）機能を経由してイーサネット（登録商標）ネットワークと、そして、通信モジュール５２６を経由してワイヤレスローカルエリアネットワークとの通信能力を有する。通信モジュール５２６は、ブルートゥース（登録商標）モジュール５２８と、ＷｉＦｉモジュール５３０と、近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュール５３２とを含み得る。通信モジュール５２６は、他の通信関係回路またはモジュールを含むこともあり得るし、本明細書で説明されるモジュールは例示的であり限定することは意図されていない、ということが認識されるべきである。
【００３７】
図解されている実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、たとえばＳＴマイクロエレクトロニクスＮ．Ｖ．によって製造されるＭ２４ＳＲシリーズのＮＦＣタグなど、デュアルインターフェースのメモリ／タグデバイスである。デュアルインターフェースのメモリデバイスは、外部ＮＦＣリーダと通信するワイヤレスポートと、ベースプロセッサボード５０２などの他の回路とそのデバイス自体を接続するワイアードポートとを含む。後でより詳細に論じられるように、デュアルインターフェースのメモリデバイスを用いることで、ＮＦＣモジュール５３２がベースプロセッサボード５０２の機能と対話するまたはその機能を制御することが可能になる、という効果が提供される。ある実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、ブートロードコードを含むのであるが、これは、動作開始（動作の初期電源オン状態）の間にプロセッサ５２２によって用いられる実行可能なコードである。ブートロードコードをＮＦＣモジュール５３２のメモリに記憶することによって、この実行可能なコードは、関係するサービス担当者ではなく、ＮＦＣ通信媒体を用いているエンドユーザによる更新または交換が可能である。
【００３８】
別の実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、ＮＸＰセミコンダクターズによって製造されるＭＩＦＡＲＥクラシックシリーズなどの、単一ポートのＮＦＣタグである。単一ポートのタグを用いて、モジュール５３２は、ベースプロセッサボード５０２と電気的に結合されない。この実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、これらに限定されることはないが、たとえば、シリアル番号、設定、改訂データまたはエンコーダ識別データなど、計量デバイスに関する１組のデバイスデータを記憶する。これにより、ユーザまたはサービス担当者が計量デバイスを迅速に識別することが可能になるという点で、効果が提供される。さらに、このデータは、ポータブルコンピューティングデバイスを用いて、計量デバイスによってなされた測定と器具のシリアル番号とを自動的に関連させ、特定の器具への測定のトレーシングが可能になるように、用いられ得る。この実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２を、図解されている他のモジュールのように同じボードの上に一体化することが可能であるし、または、別個に取り付けることも可能である、ということが認識されるべきである。ある実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、計量デバイスの外側に結合されている接着ラベルに取り付けられる。
【００３９】
さらに、図６では通信モジュールが単一の接続を有するように図解されているが、これは例示目的のためであり、サブモジュール５２８、５３０、５３２からベースプロセッサボード５０２への接続は、これに限定されることはないが、パラレルからシリアルへの通信（ＰＳＣ）機能など、複数の接続を含むことがあり得る、ということが認識されるべきである。ベースプロセッサボード５０２は、また、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ３．０）デバイス５３４への接続も含む。
【００４０】
ベースプロセッサボード５０２は、いかなる前処理も必要とすることなく測定データに処理するために、生の測定データ（たとえば、エンコーダシステムカウント、温度示数）を送信し、収集する。本明細書において後でより詳細に論じられるように、ベースプロセッサ５０２は、処理されたデータを、ワイアードイーサネット（登録商標）インターフェース、ＵＳＢインターフェース５３４または通信モジュール５２６を経由して、外部コンピューティングデバイスに送る。実施形態では、ベースプロセッサ５０２は、また、生の測定データも、外部コンピューティングデバイスに送る。
【００４１】
次に、通信モジュール５２６に注目すると、このモジュールのために、ベースプロセッサ５０２が、ポータブルコンピューティングデバイスなどの１つ以上のコンピューティングデバイスとの間で、信号をワイヤレスで送受信することが可能になる。これらのポータブルコンピューティングデバイスは、これらに限定されることはないが、たとえば、セルラ電話、タブレットコンピュータ、ウエラブルコンピュータまたはラップトップなどを含み得る。外部ウエラブルデバイスは、たとえば、本明細書で説明されている計量デバイスからのデータ／情報をユーザに示すディスプレイを有する、眼鏡であり得る。ウエラブルデバイスは、また、計量デバイスからのデータ／情報をユーザに示すディスプレイを有する、腕時計であり得る。ウエラブルデバイスは、さらに、計量デバイスからの情報を表示するバッジ、指輪、ブローチまたはペンダントなどの物品であり得る。これらのウエラブルデバイスは、また、データ／情報の部分集合を指示または表示し得る、ということが認識されるべきであり、たとえば、指輪が、（たとえば測定値の取得が成功したという）測定パラメータに基づいて色を変化させるインジケータを有することがあり得る。ウエラブルデバイスとそれ以外のポータブルコンピューティングデバイスは、それぞれが、本明細書で説明されている機能を実行するために、それぞれのプロセッサの上でコンピュータ命令を実行するように構成されているプロセッサとメモリとを有する。
【００４２】
通信モジュール５２６は、ベースプロセッサによって受け取られる角度および位置データを送信し、ポータブルコンピューティングデバイスの上で動作するアプリケーションと共にそのデータを用いて、計量デバイスと共に動作するポータブルで自律的な計量システムを提供する。アプリケーションは、これらに限定されることはないが、特徴の測定、誘導および訓練用のグラフィクス、遠隔診断、温度の訂正、様々な動作上の特徴の制御、様々なネットワークへの接続、および測定された対象物の表示などの機能をサポートするために、ポータブルコンピューティングデバイスの上で、実行され得る。
【００４３】
電子データ処理システム５００は、また、環境データを記録するための環境レコーダ５３６を備えたベース電力ボード５０６を含み得る。ベース電力ボード５０６は、また、ＡＣ／ＤＣコンバータ５３８とバッテリ充電制御５４０とを用いて、電子データ処理システム５００に給電する。ベース電力ボード５０６は、ＤＭＡシリアル周辺インターフェース（ＤＳＰＩ）経由に加えて、集積回路相互間（Ｉ２Ｃ）のシングルエンディッドなシリアルバスを用い、ベースプロセッサボード５０２と通信する。ベース電力ボード５０６は、ベース電力ボード５０６において実装されている入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能５４４を経由して、傾斜センサ５４２に接続されている。
【００４４】
別個のコンポーネントとして示されているが、他の実施形態では、コンポーネントの全部または部分集合が、図６に示されているのとは異なる態様で組み合わされた異なる場所および／または機能に、物理的に配置され得る。たとえば、ある実施形態では、ベースプロセッサボード５０２は、無線周波数（ＲＦ）干渉を減少させるために遮蔽され、通信モジュールボード５２６は、外部デバイスとの通信を可能にするために、遮蔽の外部に配置される。
【００４５】
図７は、ＮＦＣモジュール５３２（時には、口語表現で、ＮＦＣタグまたはリスニングデバイスと称される）とＮＦＣリーダ５５０（時には、口語表現で、ポーリングデバイスと称される）との実施形態を図解している。「近距離無線通信」という用語は、典型的には５インチ（１２７ミリメートル）未満の短いまたは近接したレンジ（距離範囲）にわたる２つのデバイスの間でのワイヤレス通信を可能にする通信システムを指す。ＮＦＣは、さらに、ＮＦＣタグ５３２がバッテリなどの電源を有していなくても、ＮＦＣタグ５３２とリーダ５５０との間で通信が確立されデータが交換され得るという点での効果を提供する。ＮＦＣタグ５３２の動作のための電力を提供するために、リーダは、無線周波数（ＲＦ）の電磁場（動作電磁場）を放射する。いったんＮＦＣタグ５３２が動作電磁場の中に移動されると、ＮＦＣタグ５３２とリーダ５５０とが誘導結合され、ＮＦＣタグアンテナ５５２に電流を流す。誘導結合経由での電流の生成が、ＮＦＣタグ５３２を動作させ、ＮＦＣタグ５３２による動作電磁場の負荷変調を通じてなどによりタグとリーダとの間に通信を確立させるための電力を提供する。この変調は、たとえば、直接変調、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調または位相変調であり得る。ある実施形態では、通信の送信周波数は１３．５６メガヘルツであり、データレートは毎秒１０６〜４２４キロビットである。
【００４６】
ある実施形態では、ＮＦＣタグ５３２は論理回路５５４を含むが、この論理回路５５４は、アンテナ５５２からの信号に応答して１つ以上の機能またはステップを実行するための１つ以上の論理回路を含み得る。論理回路５５４は、アンテナ５５２からの信号に応答して１つ以上のステップまたは機能を実行することができる任意のタイプの回路（デジタルまたはアナログ）であり得る、ということが認識されるべきである。ある実施形態では、論理回路５５４は、さらに、論理回路５５４によってアクセスされ得る情報を記憶するように構成された１つ以上のメモリデバイス５５６に結合され得る。ＮＦＣタグは、メモリ５５６に対して多くの回数読み書きする（リード／ライトモード）、または、メモリ５５６に対してただ１回だけ書き込み多くの回数読み出す（カードエミュレーションモード）、というように構成され得る。たとえば、静的な器具構成データだけがメモリ５５６に記憶されている場合には、ＮＦＣタグは、リーダデバイス５５０がアンテナ５５２のレンジの範囲内に移動されたことに応答して構成データを送信する、カードエミュレーションモードに構成され得る。
【００４７】
上で論じられた回路／コンポーネントに加えて、ある実施形態では、ＮＦＣタグ５３２は、また、電力整流器／調整器回路と、クロック抽出器回路と、変調器回路とを含み得る。動作電磁場は、リーダがタグのレンジの範囲内に移動されると、アンテナにおいて小さな交流（ＡＣ）を誘導する。電力整流器および調整器が、ＡＣを安定的なＤＣに変換し、それをＮＦＣタグに給電するのに用いると、それによって、ＮＦＣタグが直ちに「目を覚ます」すなわち動作を開始するのである。クロック抽出器は、クロックパルスを動作電磁場から分離し、ＮＦＣタグのロジック、メモリ、および変調器部分とＮＦＣリーダとを同期させるために、そのパルスを用いる。論理回路は、動作電磁場から１と０とを分離し、データストリームとその内部ロジックとを比較して、どのような応答（もし必要であれば）が要求されるかを判断する。論理回路は、データストリームが有効であると判断する場合には、記憶されているデータを求めてメモリ部分にアクセスする。論理回路は、クロック抽出器のパルスを用いて、データをエンコードする。エンコードされたデータストリームは、変調器部分に入力される。変調器は、アンテナの反射率をデータストリームレートで電子的に調節することによって、データストリームと動作電磁場とを混合する。ＲＦを反射するアンテナ特性を電子的に調節することは、後方散乱と称される。後方散乱は、ＲＦ搬送波の上にデータを変調するために一般的に用いられる変調方式である。この変調方法では、タグコイル（負荷）が、受信されたビットシーケンスに応じてシャントされる。これにより、今度は、ＲＦ搬送波の振幅が変調される。ＮＦＣリーダは、変調された搬送波における変化を検出し、データを回復する。
【００４８】
ある実施形態では、ＮＦＣタグ５３２は、２つのポートと、ワイヤレス通信のためのアンテナ５５２と、ワイアードポート５５８とを有する、たとえば上述されたＭ２４ＳＲシリーズのＮＦＣタグのような、デュアルインターフェースのＮＦＣタグである。ワイアードポート５５８は、たとえば、プロセッサ５２２との間で信号を送受信するように結合され得る。ある実施形態では、メモリ５５６は、プロセッサ５２２のためのブートロードコードを記憶する。本明細書で用いられる「ブートロードコード」または「ブートローダコード」という用語は、プロセッサ５２２と電子データ処理システム５００との上でオペレーティング・システムの動作を開始させるためにメインメモリにロードされる１組のコンピュータプログラム命令を意味する。ＮＦＣタグのメモリ５５６に記憶されているブートロードコードは、１次ブートロードコードまたは２次ブートロードコードであり得る。
【００４９】
本明細書における実施形態は、イニシエータ／リーダデバイスが動作電磁場を提供して、ＮＦＣタグが既存の電磁場を変調することによって応答することを意味する受動（パッシブ）モードでのＮＦＣタグ５３２の動作を開示しているが、これは例示目的のためであり、特許請求の範囲に記載された発明はそのように限定されるべきではないということが、認識されるべきである。他の実施形態では、ＮＦＣタグ５３２は、能動（アクティブ）モードで動作し得るのであるが、これは、ＮＦＣタグ５３２とリーダデバイス５５０とがそれぞれ自分自体の動作電磁場を生成し得ることを意味する。能動モードでは、通信は、交互に動作電磁場を生成するＮＦＣタグとリーダデバイスとによって、実行される。ＮＦＣタグとリーダデバイスとの一方がデータを待機しているときには、その動作電磁場は消勢される。能動的な動作モードでは、ＮＦＣタグとリーダデバイスとの両者が、それ自体の電源を有することがあり得る。
【００５０】
リーダデバイス５５０は、ポータブルまたはモバイルコンピューティングデバイスであり、たとえばセルラ（スマート）電話またはタブレットコンピュータなど、汎用コンピューティングデバイスであり得る。リーダデバイス５５０は、１つ以上のメモリモジュール５６２に結合されたプロセッサ５６０を含む。プロセッサ５６０は、コンピュータ命令を実行するために、１つ以上の論理回路を含み得る。プロセッサ５６０に結合されているのは、ＮＦＣ無線５６４である。ＮＦＣ無線５６４は、ＮＦＣタグ５３２において電流を誘導するＲＦ電磁場（動作電磁場）を送信する送信機５６６を含む。ＮＦＣタグ５３２がリード／ライトモードで動作する場合には、送信機５６６は、たとえばコマンドまたはデータなどの信号をＮＦＣタグ５３２に送信するように構成され得る。
【００５１】
ＮＦＣ無線５６４は、さらに、受信機５６８を含み得る。受信機５６８は、ＮＦＣタグ５３２による動作電磁場から信号を受信するか、または、その動作電磁場の負荷変調を検出して、信号をプロセッサ５６０に送信するように構成される。さらに、送信機５６６と受信機５６８とは別個の回路として図解されているが、これは例示目的のためであって、特許請求の範囲に記載された発明はそのように限定されるべきではない。他の実施形態では、送信機５６６と受信機５６８とが、単一のモジュールの中に組み込まれていることがあり得る。アンテナは、１３．５６メガヘルツの周波数で信号を送受信するように構成されている。
【００５２】
今度は、図１と、図８〜図１０とを参照すると、セルラ電話６０２などのモバイルコンピューティングデバイスと協働するＡＡＣＭＭ１００の実施形態が示されている。モバイルコンピューティングデバイス６０２は、また、スマートパッド、ラップトップコンピュータ、スマート音楽プレーヤ、またはコンピュータプロセッサを有する他のタイプのデバイスでもあり得る。図解されている実施形態ではＡＡＣＭＭ１００を参照しているが、これらの方法およびプロセスは、たとえば、レーザトラッカ２００、ＴＯＦレーザスキャナ３００、および三角測量式スキャナ４００など、他の計量デバイスにも同様に適用され得ることが、認識されるべきである。この例示的な実施形態では、セルラ電話６０２は、ユーザにグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）６０８を提示するディスプレイ６０６を含む。ある実施形態では、ＧＵＩ６０８は、ユーザが、たとえば測定された座標データなどのデータを見ること、セルラ電話６０２と対話することを可能にする。ある実施形態では、ディスプレイ６０６は、ユーザが、自分の指を用いて、情報を入力しセルラ電話６０２の動作を制御することを可能にする、タッチスクリーンデバイスである。セルラ電話６０２は、さらに、たとえば、図１１〜図１４に図解されているもののような、実行可能なコンピュータ命令に応答して機能を実行するまたは方法を制御するプロセッサ６１０（図１０）を含む。セルラ電話６０２は、たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリメモリ（ＲＯＭ）など、プロセッサ６１０の上で実行されるアプリケーションコードを記憶し、たとえば座標データなどのデータを記憶するためのメモリ６１２を含み得る。セルラ電話６０２は、さらに、たとえば、近距離無線通信（ＩＳＯ１４４４３）回路６１４、ブルートゥース（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１５．１またはその後継規格）回路５５０およびＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１）回路６１８など、通信回路を含む。通信回路６１４、６１６、６１８は、トランシーバであるが、これは、それぞれが信号を送受信することができる、ということを意味する。セルラ電話は、当該技術分野で知られているように、セルラ通信回路など、追加的コンポーネントおよび回路を含み得るということが認識されるべきである。
【００５３】
セルラ電話６０２は、追加的なモジュールまたはエンジン６２０を含むことがあり得るが、これは、プロセッサ６１０上で動作しメモリ６１２に記憶され得るアプリケーションソフトウェアすなわち「アプリ」という形式を有し得る。ある実施形態では、トリガモジュール６２２が、提供されるのであるが、このトリガモジュール６２２は、ＮＦＣ回路５５０が、たとえばＡＡＣＭＭ１００などの別のＮＦＣイネーブルされたデバイスのレンジの範囲内に移動されると、１つ以上のモジュール６２０を作動させるように、ＮＦＣ回路５５０と協働する。ある実施形態では、トリガモジュール６２２は、計量デバイス１００からセルラ電話６０２へのアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）コード６３３の転送を、開始させる。ある実施形態では、ＡＰＩコード６３３は、電子データ処理システム５００における埋込型ウェブサーバ６３１（図９）によって、送信され得る。さらに別の実施形態では、トリガモジュール６２２は、所望のモジュールがデバイス上にまだインストールされていないときには、オンラインストアまたはリモートコンピューティングサーバからのアプリケーションまたはモジュール（「アプリ」）のダウンロードを、開始させる。ダウンロードされたモジュールは、次に、ＡＰＩコード６３３と協働して、計量デバイスの１つ以上の態様を制御する。これにより、ＡＰＩが計量デバイス上に記憶されているために、ダウンロードされたモジュールのサイズが縮小され得るという点で、効果が得られる。ダウンロードされたモジュールは、３Ｄ測定器具の制御、３Ｄ測定器具によってなされた測定からのデータの収集、および計量デバイスから取得されたデータの結果の表示などの機能を含み得る。
【００５４】
ＡＰＩコードは、（ＡＡＣＭＭ１００などの）特定の計量デバイスに特定的であり得るのであって、セルラ電話６０２のために、コンポーネントまたはモジュール６２０が相互におよび計量デバイスとどのように対話するのかを特定する。ＡＡＣＭＭ１００のためのＡＰＩコードは、レーザトラッカ２００のためのＡＰＩコードと異なり得る、ということが認識されるべきである。ある実施形態では、ＡＰＩコードは、特定のタスクを達成すること、または、特定のソフトウェアコンポーネントと相互作用をすることを許容される１組の機能またはルーチンを特定する。たとえば、これらに限定されることはないが、たとえば、計量デバイスと接続すること、計量デバイスから切断されること、測定を取得すること、ポイントクラウドを捕捉すること、補償プロセスを開始すること、そして、イメージを取得することなどの機能またはルーチンへのコールが存在し得る。
【００５５】
本明細書の実施形態では、ＮＦＣ通信が確立されるときに、計量デバイスからセルラ電話６０２にＡＰＩコードが転送されると説明しているが、これは、例示目的のためであって、特許請求の範囲に記載された発明は、そのように限定されるべきではない。他の実施形態では、ＡＰＩコードは、ユーザが、たとえばアプリケーションモジュールを実行するときなど、必要に応じて、計量デバイスから転送されることがあり得る。さらに別の実施形態では、ＡＰＩコードは、いったん計量デバイスとセルラ電話６０２との間にＷｉＦｉ接続が確立されると、ウェブサーバ６３１によって、転送される
【００５６】
さらに別の実施形態では、ＡＰＩコードは、リモートコンピュータサーバに記憶される。リモートコンピュータサーバは、ローカルエリアネットワークの上に、または、分散型／クラウドコンピュータネットワークに、配置され得る。コンピュータネットワークは、ワイヤレスネットワーク、ハードワイヤネットワーク、またはセルラ通信ネットワークを含み得る。リモートコンピュータサーバは、分散型コンピューティング構成の複数のコンピュータから構成され得ることが、認識されるべきである。ＡＰＩコードがリモートコンピュータサーバ上に記憶される場合には、それぞれの個別的な器具への転送を要することなく、ＡＰＩコードの更新が可能になることによって、効果が達成され得る。さらに、ＡＰＩコードは、計量デバイスのシリアル番号に基づいて、記憶／取得され得る。これにより、効率的に編成されるべき製造用の構造における変更をＡＰＩコードが反映することが可能になるという点での効果が提供される。さらに、リモートコンピュータサーバとの通信が確立されることにより、３次元座標データを処理するなどの他の計算機能が、リモートコンピュータサーバにおいて実行され得る。
【００５７】
モジュール６２０は、たとえば、ブルートゥース（登録商標）回路６１６またはＷｉＦｉ回路６１８（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１）を用いて、ＡＡＣＭＭ１００との通信を確立する通信モジュール６２４を含み得る。ブルートゥース（登録商標）回路６１６を用いて、通信モジュール６２４は、ポータブルコンピューティングデバイスとの直接的な通信を確立する。他方で、ＷｉＦｉ回路６１８は、ＷｉＦｉ回路６１８をローカルエリアネットワークに接続するアクセスポイントを経由して、ポータブルコンピューティングデバイスと通信することになる。ポータブルコンピューティングデバイスは、ＷｉＦｉ回路６１８を経由してポータブルコンピューティングデバイスに直接に信号を送信することを可能にするアクセスポイントを、組み入れることがあり得ることが、認識されるべきである。モジュール６２０は、また、パラメータモジュール６２６を含むことがあり得るが、これにより、ＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム５００の内部のエンコーダパラメータなどの設定およびパラメータを、オペレータが変更することが可能になる。たとえば、パラメータモジュール６２６は、ＷｉＦｉ設定（たとえば、電力レベル、認められるネットワーク、サービスセット識別子すなわちＳＳＩＤ）の変更を可能にし得る。それはまた、たとえば、距離、角度、オフセットなどであり得る運動モデルパラメータなど、個別的な器具の特性と関係する器具パラメータを含み得る。
【００５８】
モジュール６２０は、さらに、制御または測定モジュール６２８を含み得る。測定モジュール６２８は、ＡＡＣＭＭ１００に実行されている測定のタイプを指示するなどのコマンドを、ユーザが発することを可能にする。ある実施形態では、測定モジュール６２８は、実行されるべき一連の測定を意味する検査プランを受信し、それらの測定を、ユーザに、検査プランによって定義された順序で提示し得る。ある実施形態では、ＮＦＣ回路またはタグ５３２が、検査されている対象物またはそれに付随する文書のいずれかに取り付けられる。セルラ電話６０２は、ＮＦＣモジュール５５０を対象物のＮＦＣタグの近傍の中に配置することによって、検査プランを取得する。ＮＦＣタグは、ＮＦＣ回路５５０によって生成される動作電磁場によって給電され、検査プランが、セルラ電話６０２に送信される。最後に、この例示的な実施形態では、モジュール６２０は、ＡＡＣＭＭ１００のための較正ステップを実行する際に命令をユーザに提供する較正モジュール６３０を含み得る。較正モジュール６３０は、また、較正手順から取得された測定結果を処理するための計算を実行し得る。
【００５９】
この例示的な実施形態では、計量デバイス１００、２００、３００または４００が、器具において、ＮＦＣ能力に関する視覚的なインジケータを含むことがあり得る。たとえば、ＡＡＣＭＭ１００では、この視覚的インジケータは、ベース１１６のある領域に提供され得る。ある実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２またはそのアンテナ５５２が、領域６０４の近傍に配置される。ポータブルコンピューティングデバイス６０２をＡＡＣＭＭ１００と通信するように結合させるためには、デバイス６０２が、領域６０４の近傍（たとえば、５インチ（１２．７センチメートル）未満）に持ち込まれる。レンジの内部にあるときには、ＮＦＣ回路によって生成される動作電磁場が、ＮＦＣモジュール５３２の内部に電流を誘導し、誘導結合を経由してＮＦＣモジュール５３２に給電する。ＮＦＣモジュール５３２は、いったん給電されると、トリガモジュール６２２にモジュール６２０内部における１つ以上のモジュールの動作を開始させるために、信号をデバイス６０２に送信する。
【００６０】
ＮＦＣモジュール５５０とＮＦＣ回路５３２とがいったん通信を確立すると、これによって、ユーザによる計量デバイスの動作を容易にする一連の自動化されたまたは部分的に自動化された機能が生じることが、可能になり得る。図１１の実施形態では、ポータブルコンピューティングデバイス６０２とＡＡＣＭＭ１００との間の通信の確立を可能にする方法７００が、提供される。方法７００は、ユーザがデバイス６０２を領域６０４の近傍に配置するブロック７０２において、開始する。ＮＦＣ回路５５０によって生じた動作電磁場が、ブロック７０４において、ＮＦＣモジュール５３２において電流を誘導し、それに応答して、信号が、動作電磁場の変調などによって、ブロック７０６において、ＮＦＣモジュール５５０に送信される。ブロック７０８におけるＮＦＣモジュール５５０による信号の受信が、トリガモジュール６２２を作動させ、これが、たとえば通信モジュール６２４など、１つ以上のモジュール６２０を実行させる。既に論じられたように、計量デバイスもまた、ＡＰＩコードをデバイス６０２に送信することがあり得る。
【００６１】
ブロック７１０では、通信モジュール６２４が信号を送信する。これら信号は、ＮＦＣモジュール５３２に、ブロック７１２において、たとえばセルラ通信（たとえば、ＬＴＥ）、ブルートゥース（登録商標）またはＷｉＦｉなどの通信プロトコルを用いて、デバイス６０２と計量デバイス（たとえば、ＡＡＣＭＭ１００）との間の通信を設定するためのパラメータを含むのであるが、用いられる通信プロトコルは、デバイス６０２とＮＦＣによって許容されるよりも大きな距離にある計量デバイスとの間で、ユーザが通信を維持することを可能にするものである。これは、ユーザが、測定プロセスの最中に計量デバイスとの通信を維持しながら、デバイス６０２を移動させることを可能にするという点で、効果を提供する。いったん通信チャネルが確立されると、方法７００は、ブロック７１４に進み、そこでは、信号が、たとえば測定モジュール６２８を用いるなどして、計量デバイスに送信され得る。計量デバイスによって、ブロック７１６において、対象物の上での座標データを取得するなどの機能が実行される。データは、次に、ブロック７１８で、デバイス６０２に送信され、たとえば、ディスプレイ５０６上で座標データが表示される。
【００６２】
デバイス６０２と計量デバイスとの間で単純な様態で通信を確立できることにより、計量デバイスの動作の設定に関する効果が提供されるということが、認識されるべきである。たとえば、ローカルエリアネットワークまたはワイヤレスネットワークが利用可能ではない場合（たとえば、建築現場）には、ＮＦＣタグ経由の通信の確立は、異なる複数の計量デバイスの間の通信のためにアドホックなＷｉＦｉネットワーク（たとえば、ホットスポット）を確立する処理をセルラ電話内部で開始するのに用いることが可能であり得る。さらに、このアドホックなネットワークは、リモートコンピュータサーバとの間でデータを送受信するために、セルラ電話のセルラデータ通信能力を用いることができる。
【００６３】
さらに別の実施形態では、ＮＦＣタグ経由の通信の確立は、複数の計量デバイスによって実行される測定を調整するために用いられ得る。この実施形態では、デバイスが、計量デバイスのそれぞれの近傍に持ち込まれ、それぞれとの通信を確立する。デバイスは、次に、複数の器具の集合を制御して、必要に応じたデータを収集するのに用いられる。ある実施形態では、デバイスは、複数の計量デバイスからのデータを用いる１つ以上の測定を決定するのに用いられる。
【００６４】
さらに別の実施形態では、ＮＦＣタグ経由の通信の確立は、たとえば、ロボットデバイスまたはアセンブリラインの機械など、他の周辺機器およびデバイスとの通信を確立するような拡張が可能である。この実施形態では、計量デバイスおよび周辺機器との通信を確立したことにより、動作の制御および協調を、迅速で単純に確立し得る。
【００６５】
図１２に示されている別の実施形態では、方法７２０が、計量デバイスにおけるパラメータの更新を提供する。この実施形態では、デバイス６０２と計量デバイスとの間の通信が、本明細書で既に説明されたように、ブロック７０２、７０４、７０６、７０８で確立される。この実施形態では、トリガモジュール６２２が、パラメータモジュール６２２の動作を開始し得る。パラメータモジュール６２２がデバイス６０２の上で動作していることで、ユーザは、ブロック７２２において、計量デバイスにおいて更新または変更されることが必要なデータパラメータを選択するまたは入力する。更新されたパラメータは、ブロック７２４で、計量デバイスに送信される。ある実施形態では、パラメータは、ブロック７２６で、たとえば、ＮＦＣモジュール５３２またはメモリ５５６など、計量デバイスのメモリ５２３に記憶される。デバイス６０２から計量デバイスへのパラメータの転送は、ＮＦＣ通信媒体、ブルートゥース（登録商標）通信媒体またはＷｉＦｉ通信媒体を通じて実行され得ることが、認識されるべきである。たとえば、ＷｉＦｉパラメータは、ワイヤレスネットワークのサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）またはＷｉＦｉ無線の受け入れ可能な電力出力を含み得る。さらに、パラメータモジュール６２２が実行されるときには、計量デバイスの現在の設定が、その設定を更新または変更する前にユーザによって確認するために、デバイス６０２に送信され得るということが、認識されるべきである。これは、計量デバイスが、ローカルな規則要件を順守するように迅速に構成されることが可能になるという点で効果があるということが、認識されるべきである。たとえば、裁判管轄地が異なれば、ワイヤレス通信回路に関する出力電力の制限が異なる（たとえば、ＷｉＦｉ）。製造業者は、異なる規則要件を順守するように予め構成されている異なるモデル器具を作るのが、典型的である。本発明の実施形態は、製造業者から発送される前に、または、セルラ電話など汎用のモバイルコンピューティングデバイスを経由して仕様地で、計量デバイスが迅速に設定されることを可能にするという効果を提供する。
【００６６】
次に図１３を参照すると、計量デバイスの動作を開始させるブートロードコードを更新するための別の実施形態が示されている。この実施形態では、方法７３０が、計量デバイスが電源オフの動作状態にあるブロック７３２で、開始する。方法７３０は、次に、ブロック７３４に進み、ここでは、ＮＦＣモジュール５３２が、本明細書で既に説明された誘導結合によって、作動される。ＮＦＣモジュール５３２が給電されると、信号が、ブロック７３６で、ＮＦＣ回路５５０に送信される。トリガモジュール６２２は、ブロック７３８において、デバイス６０２上の更新モジュールの実行を開始させる。更新モジュールは、ブロック７４０で、更新されたブートロードコードをＮＦＣモジュール５３２に送信し、新たなブートロードコードは、ブロック７４２において、メモリ５５６に記憶される。この実施形態では、ベースプロセッサボード５０２は給電されていないのであるから、ブートロードコードは、ＮＦＣモジュール５３２に記憶されるということを、認識すべきである。したがって、開始またはブートプロセスの間にプロセッサ５２２によって用いられる実行可能なコードは、計量デバイスがブロック７４４で給電されブロック７４６でブートされるときに、ＮＦＣモジュール５３２から取得される。ある実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２で用いられるメモリは、これらに限定されることはないが、ユニバーサルシリアルバス、１−ワイヤ（1-wire）、アイスクエアードシー（Ｉ２Ｃ）またはシリアル・ペリフェラル・インターフェース（ＳＰＩ）タイプのメモリである。ある実施形態では、ブートロードコードが、プロセッサ５２２を始動させるまたはブートさせるのに用いられる第１レベルのコードである。別の実施形態では、ブートロードコードは、最初の起動の後でプロセッサ５２２によって実行される二次的レベルのコードである。
【００６７】
次に図１４を参照すると、ある検査プランに従ってデバイス６０２を用いて計量デバイスを動作させるための方法７４８の別の実施形態が示されている。方法７４８は、ブロック７５０において、検査プランを対象物のＮＦＣタグに記憶させることによって、開始する。本明細書で用いられる「検査プラン」という用語は、たとえば、対象物が所望の仕様の範囲内で製造されたかどうかを判断するためなど、対象物の上で実行される１組のまたは一連の測定を指す。対象物のＮＦＣタグは、対象物に直接的に結合され得る（たとえば、接着ラベル）か、または、たとえば、ビン、トート、ボックス、技術図面、またはそれ以外の文書など、関連するアイテムに結合され得る。方法７４８は、次に、ブロック７５２に進み、対象物のＮＦＣタグが、デバイス６０２によって作動させられる。方法７４８は、次に、ブロック７５４で、検査プランを、デバイス６０２に送信する。ユーザは、次に、ブロック４８６で、デバイス６０２を計量デバイスの近傍に移動させてＮＦＣモジュール５３２を作動させ、本明細書で既に説明されたように、ブロック７５８において、デバイス６０２と計量デバイスとの間の通信が確立される。デバイス６０２は、次に、ブロック７６０において、ディスプレイ６０６の上に、ユーザが計量デバイスを用いて取得すべき対象物のための１回の測定または一連の測定に関する命令を表示させる。ある実施形態では、命令は、それらが実行されるべき順序でシーケンシャルに表示される。別の実施形態では、命令は、グループまたはリストとして表示され、ユーザが、計量デバイスを用いて測定を実行する前に、測定を選択する。
【００６８】
ユーザは、次に、ブロック７６２において、測定（たとえば、表面の平坦性、ホールまたは表面の直径などの）を実行するか、または、３次元座標データを決定する。クエリブロック７６４では、実行されるべき何らかの追加的測定が存在するかどうかが、判断される。クエリブロック７６４が肯定的回答を返す場合には、方法７４８は、ブロック７６０にループして戻り、検査プランにおける次の測定が表示され取得される。クエリブロックが否定的回答を返す場合には、方法７４８は、ブロック７６６に進み、取得されたデータが記憶される。いくつかの実施形態では、デバイス６０２が、計量デバイスのウェブサーバ６３１から、検査プランを完了するために要求される追加的なＡＰＩをダウンロードし得る。
【００６９】
計量デバイス内部のコンポーネントがＮＦＣタグを組み入れていることがあり得るということが、認識されるべきである。たとえば、図１５〜図１６に示されているように、ある実施形態では、計量デバイスはＡＡＣＭＭ１００であり、ベアリングカートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４のそれぞれは、１つ以上のＮＦＣタグ７７０を含む。既に論じられたように、ベアリングカートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４のそれぞれは、ベアリングカートリッジの軸の回転量を測定する１つ以上のロータリエンコーダを含む。これらのエンコーダは、ＡＡＣＭＭにおける他のエンコーダに対する一意的な識別番号またはアドレスなど、デバイスデータを含む。この識別番号は、回転データと共に、電子データ処理システム５００に送信される。このようにして、電子データ処理システム５００は、どのエンコーダが位置信号を送信したのかを求められるのであり、３−Ｄ位置計算が求められ得る。さらに、製造プロセスの間に、エンコーダは、それぞれが、測定され較正される。この較正データは、３Ｄ測定を補償する際に、ＡＡＣＭＭ１００によって用いられ得る。さらに、ＮＦＣタグ７７０を提供することによって、較正データは、エンコーダを用いて記憶され得るし、したがって、より高い信頼性をもってトラッキングされ、ＡＡＣＭＭ１００に適用され得る。
【００７０】
典型的には、従来技術によるシステムでは、識別番号は、手動のデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）スイッチを用いて、エンコーダに割り当てられていた。結果的に、エンコーダが交換されると、インストーラは、エンコーダの識別番号またはアドレスを決定し、同じ識別番号を用いて、手動で、新たなエンコーダを割り当てる必要がある。この例示的な実施形態では、エンコーダのための識別番号は、ＮＦＣタグ７７０に記憶される。よって、オペレータは、デバイス６０２をＮＦＣ回路５００に隣接して配置することにより、エンコーダの識別番号を決定し得る。さらに、ある実施形態では、ＮＦＣ回路７７０は、リード／ライトタイプのＮＦＣ回路である。これは、また、オペレータがエンコーダの識別番号を変更することを可能にするという点で効果を与える。
【００７１】
次に、図１６を参照すると、識別番号／アドレスをエンコーダに割り当てるための方法７７２が示されている。方法７７２は、ブロック７７４において、デバイス６０２を用いて、ＮＦＣタグ７７０を作動させることで、開始する。ＮＦＣタグ５００が、次に、ブロック７７６において、信号をデバイス６０２に送信することにより、トリガモジュール６２２が、ブロック７７８において、ＮＦＣタグと通信するために、デバイス６０２の上のアプリケーションモジュールを実行させる。ユーザは、ブロック７８０において、アプリケーションモジュールを用いて、エンコーダの識別番号を選択するまたは入力する。ブロック７８２では、新たな識別番号が、ＮＦＣタグ７７０に送信される。新たな識別番号は、ブロック７８４において、ＮＦＣタグ７７０のメモリに記憶されるが、ＡＡＣＭＭ１００の動作の間に、エンコーダによってアクセスされ得る。
【００７２】
相互に相対的に移動する２つのコンポーネントの間で通信するためのＡＡＣＭＭ１００など、計量デバイスと共に用いられつつあるＮＦＣタグの別の例示的実施形態が、図１７Ａおよび図１７Ｂに示されている。この実施形態では、ＡＡＣＭＭ１００は、６軸の座標測定器である。６軸のＡＡＣＭＭでは、ベアリングカートリッジ８１２は、単一の軸８００の周囲を回転するだけであり、中心線８０２の周囲のプローブ端部４０１の回転は、存在しない。しかし、いくつかの実施形態では、プローブハウジング８１４が、中心線８０２の周囲を自由に回転するグリップ部分８０４を含む。この構成により、動作の間にプローブ端部４０１をユーザが快適な位置に保持することが容易になるということが、認識されるべきである。また、それにより、仮にそのようなものが存在する場合に、多関節アームの端部に取り付けられたラインスキャナからの光ビームをリダイレクトすることが、容易になる。グリップ部分８０４の上に設置されているのは、１つ以上のアクチュエータ８０６、８０８である。これらのアクチュエータにより、オペレータは、たとえば測定を行うなど、計量デバイスの異なる複数の機能を作動させることが可能になる。
【００７３】
ある実施形態では、各アクチュエータ８０６、８０８は、スイッチ８１０Ａ、８１０Ｂに結合されたＮＦＣタグ５３２Ａ、５３２Ｂを含む。スイッチ８１０Ａ、８１０Ｂは、各ＮＦＣタグ５３２Ａ、５３２Ｂのアンテナ回路５５２Ａ、５５２Ｂの一部として構成されている。ＮＦＣリーダ５５０が、アクチュエータ８０６、８０８に隣接するプローブハウジング１０２に配置されていることにより、ＮＦＣリーダ５５０は、グリップ部分８０４との関係で静止した状態に留まる。換言すると、グリップ部分は、したがって、アクチュエータ８０６、８０８は、ＮＦＣリーダ５５０の周囲を回転する。スイッチ８１０Ａ、８１０Ｂは、「常開（normally open）」位置にあるように構成されているが、これは、それぞれのアクチュエータ８０６、８０８がオペレータによって押下されない限り、すなわち発動されない限り、スイッチ８１０Ａ、８１０Ｂは開放回路を形成することを意味する。よって、アクチュエータ８０６、８０８が発動されると、スイッチ８１０Ａ、８１０Ｂは閉鎖され、それぞれのアンテナ回路５５２Ａ、５５２Ｂが形成されることが可能になる。
【００７４】
ＮＦＣリーダ５５０は、動作している間、動作電磁場を連続的に放射する。アクチュエータ８０６、８０８がオペレータによって発動されていないときには、開放されているスイッチ８１０Ａ、８１０Ｂが、誘導結合を防止する。したがって、ＮＦＣタグ５３２Ａ、５３２Ｂは給電されておらず、ＮＦＣタグ５３２Ａ、５３２Ｂによって信号が送信されることはない。いったんアクチュエータ８０６、８０８が発動されると、それぞれのＮＦＣタグのためのアンテナ回路が閉鎖される。すると、ＮＦＣタグは、動作電磁場を変調し、ＮＦＣリーダ５５０に、アクチュエータが発動されたことを告知する。結果的に、ＮＦＣリーダ５５０は、それぞれのアクチュエータ８０６、８０８が発動されたことを示す信号を、電子データ処理システム５００に送信し得る。ＮＦＣタグの可動本体部材への結合は、可動本体部材上のアクチュエータの作動を示す信号が、高価で複雑なスリップリングを必要としないでワイヤレスに送信されることが可能になるという点で効果があるということが、認識されるべきである。よって、ＡＡＣＭＭ１００のコストは、信頼性を改善させながら、低下させ得る。
【００７５】
本明細書の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１００とポータブルコンピューティングデバイス６０２との間の通信を説明しているが、これは例示的目的のためであり、特許請求の範囲に記載されている発明はそのように限定されるべきではないということが、認識されるべきである。別の実施形態では、ＮＦＣモジュール５３２は、ＡＡＣＭＭと、たとえばレーザラインプローブ、レーザスキャナ、または再帰反射器などのポータブルアクセサリとを結合するのに用いられ得る。ＮＦＣモジュール５３２は、また、たとえばプローブ端部４０１に結合されたアクセサリとの通信を確立するのにも用いられ得る。ＮＦＣ通信媒体を経由したＡＡＣＭＭ１００とアクセサリとの間の通信によって、たとえば、ＡＡＣＭＭ１００が、アクセサリ内部のパラメータまたはセッティングを設定することが可能になり得る、または、アクセサリのクロックとＡＡＣＭＭのクロックとを同期させ得る。
【００７６】
本明細書で説明されている実施形態はＡＡＣＭＭを参照するが、特許請求の範囲に記載された発明は、そのように限定されるべきではないということが、認識されるべきである。他の実施形態では、ＮＦＣ回路は、たとえば、これらに限定されることはないが、レーザトラッカ、レーザスキャナ、およびレーザラインプローブなど、他の計量器具と共に用いられ得る。ある実施形態では、ＮＦＣ回路が、レーザトラッカと再帰反射器とにおいて実装され得るのであるが、それにより、たとえば、再帰反射器のシリアル番号がレーザトラッカによって取得されるデータと自動的に関連付けされることが可能になる。
【００７７】
ある実施形態では、対象物を検査する方法が、ハウジングと、ハウジングに動作可能に結合されており対象物を測定するように構成された測定デバイスと、第１のアンテナを有する第１のワイヤレス通信デバイスと、第１の電気回路と、第１のメモリとを有する計量デバイスを提供するステップであって、第１のワイヤレス通信デバイスは、外部デバイスが第１のアンテナから第１の距離以下に配置されるときには、外部デバイスによって生成される動作電磁場を変調するように構成されており、計量デバイスは、測定デバイスとワイヤレス通信デバイスとに動作可能に結合された電子処理システムをさらに有し、電子処理システムは、第２のメモリを有しており、測定デバイスによる測定に応答して対象物上の少なくとも１つの点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように構成されている、ステップと、プロセッサと、第３のメモリと、送信機と、受信機とを有するポータブルコンピューティングデバイスを提供するステップであって、送信機と受信機とは、第１のワイヤレス通信デバイスから信号を送信し第１のワイヤレス通信デバイスから信号を受信するように構成されている、ステップと、対象物と関連する第２のワイヤレス通信デバイスを提供するステップであって、第２のワイヤレス通信デバイスは、第２のアンテナと、第２の電気回路と、第４のメモリとを含んでおり、外部デバイスが第２のアンテナから第１の距離以下にあるときには、動作電磁場を変調するように構成されている、ステップと、第４のメモリに検査データを記憶するステップであって、検査データは、計量デバイスによって実行される少なくとも１つの測定ステップを含む、ステップと、動作電磁場を、送信機を用いて送信するステップと、ポータブルコンピューティングデバイスを、第２のアンテナから第２の距離以下である第３の距離に移動させるステップと、動作電磁場を、第２のアンテナを用いて受信するステップと、動作電磁場の受信に応答して、第２のアンテナからの第１の信号を、第２の論理デバイスにおいて受信するステップと、検査データを、第４のメモリから取得するステップと、第２のアンテナを用いて動作電磁場を変調し、検査データを受信機に送信するステップと、検査データを、第３のメモリに記憶するステップと、検査データの少なくとも一部を、ポータブルコンピューティングデバイスを用いて、電子処理システムに送信するステップと、を含む。
【００７８】
ある実施形態では、この方法は、計量デバイスを用いて対象物の少なくとも１つの特徴を測定するステップをさらに含んでおり、実行される測定は検査データに少なくとも部分的に基づく。特徴と関連する３Ｄ座標データは、少なくとも１つの特徴の測定に基づいて、決定される。３Ｄ座標データは、第２のメモリに記憶される。ある実施形態では、この方法は、３Ｄ座標データをポータブルコンピューティングデバイスに送信するステップをさらに含み得る。ポータブルコンピューティングデバイスは、第２のアンテナから第１の距離以下である第３の距離に移動される。動作電磁場が、送信機を用いて、送信される。動作電磁場が、第２のアンテナを用いて、受信される。３Ｄ座標データが、第２のワイヤレス通信デバイスに送信される。３Ｄ座標データが、第４のメモリに記憶される。
【００７９】
ある実施形態では、計量デバイスは、多関節アーム座標測定器であり、少なくとも１つの特徴を測定するステップは、対象物の表面に、プローブを接触させるステップを含む。別の実施形態では、計量デバイスは、レーザトラッカであり、少なくとも１つの特徴を測定するステップは、対象物の表面の上に、再帰反射器ターゲットを配置するステップを含む。さらなる実施形態では、計量デバイスは、レーザスキャナである。また、さらなる実施形態では、計量デバイスは、三角測量式スキャナである。
【００８０】
ある実施形態では、検査データの少なくとも一部を電子処理システムに送信するステップは、ポータブルコンピューティングデバイスを、計量デバイスから第１の距離以下である第４の距離に移動させるステップを含む。動作電磁場は、送信機を用いて送信される。動作電磁場は、第１のアンテナを用いて受信される。検査データの少なくとも一部は、第１の電気回路に送信される。別の実施形態では、検査データの少なくとも一部を電子処理システムに送信するステップが、コンピュータネットワークを通じて、ポータブルコンピューティングデバイスとの間に通信接続を確立するステップと、コンピュータネットワークを通じて、検査データの少なくとも一部を電子処理システムに送信するステップとを含む。ある実施形態では、コンピュータネットワークは、ワイヤレスアクセスポイントを含む。別の実施形態では、コンピュータネットワークの少なくとも一部は、セルラ通信ネットワークである。
【００８１】
別の実施形態では、検査データの少なくとも一部を電子処理システムに送信するステップが、ポータブルコンピューティングデバイスと計量デバイスとの間に通信接続を確立するステップを含む。検査データの少なくとも一部は、ポータブルコンピューティングデバイスから電子処理システムに直接に送信される。
【００８２】
ある実施形態では、ポータブルコンピューティングデバイスがディスプレイを含む。この方法は、また、計量デバイスによって実行される少なくとも１つのステップをディスプレイ上に表示するステップをさらに含む。
【００８３】
ある実施形態では、検査データは、実行される複数の測定を含む。複数の測定のそれぞれは、計量デバイスを用いて、３Ｄ座標データをポータブルコンピューティングデバイスに送信する前に、実行され得る。ある実施形態では、オペレータが、ポータブルコンピューティングデバイスを用いて実行される複数の測定のうちの１つを選択し得る。ある実施形態では、この方法は、第３のメモリが少なくとも１つの測定ステップを実行するためのアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）モジュールを含むかどうかを、ポータブルコンピューティングデバイスを用いて判断するステップをさらに含む。この方法は、また、ＡＰＩモジュールをリモートサーバから転送するステップを含み得る。別の実施形態では、この方法は、ＡＰＩモジュールを、計量デバイスの上の埋込型ウェブサーバから転送するステップを含み得る。
【００８４】
技術的効果および利益は、計量デバイスとポータブルコンピューティングデバイスとの間の通信を容易にすることを含む。また、さらなる技術的効果および利益には、対象物の検査を容易にするための、計量デバイス上の動作パラメータの自動的更新または変更が含まれる。ある実施形態では、動作パラメータは、対象物と関連するワイヤレスデバイスから取得される検査データを含む。さらなる利益には、検査データが対象物に留まったままの状態で、対象物と関連するワイヤレスデバイスに検査データを転送することを含む。
【００８５】
本明細書では、本発明の諸態様が、本発明の実施形態に従って、方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートによる図解および／またはブロック図を参照して、説明されている。フローチャートによる図解および／またはブロック図の各ブロックと、フローチャートによる図解および／またはブロック図における複数のブロックの組合せとは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装され得る、ということが理解されるであろう。
【００８６】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはその他のプログラマブルなデータ処理装置のプロセッサに提供してマシンを生じさせ得るのであり、よって、コンピュータまたはその他のプログラマブルなデータ処理装置のプロセッサを介して実行された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに特定された機能／作用を実装するための手段を生じさせる。また、これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、プログラマブルなデータ処理装置および／またはその他のデバイスに対して特定の様態で機能するように指示可能なコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得るのであり、よって、命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで特定されている機能／作用の態様を実装する命令を含む製品を構成することになる。
【００８７】
コンピュータ可読プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラマブルなデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードし、それらのコンピュータ、他のプログラマブルな装置、またはその他のデバイスの上で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータ実装プロセスを生じさせ、よって、コンピュータ、他のプログラマブルな装置、またはその他のデバイスの上で実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて特定されている機能／作用を実装するようにできる。
【００８８】
図面のうちのフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能および動作を図解している。この点で、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、特定された論理機能を実装するための１つ以上の実行可能な命令を含む、命令のモジュール、セグメントまたは部分を表し得る。いくつかの代替的な実装態様においては、ブロックにおいて示される機能が、図に示されている順序とは異なる順序で生じることがあり得る。たとえば、連続するように示されている２個のブロックが、実際には、関連する機能に応じて、実質的に同時に実行されることがあり得るし、または、それらのブロックが、時には、逆の順序で実行されることもあり得る。ブロック図および／またはフローチャート図解の各ブロックと、ブロック図および／またはフローチャート図解における複数のブロックの組合せとが、特定の機能もしくは作用を実行する、または、専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せを動作する、専用ハードウェアベースのシステムによって実装され得る、ということにも注意を要する。
【００８９】
わずかに限定された数の実施形態との関係で本発明を詳細に説明してきたが、本発明は、そのような開示されている実施形態には限定されないということが、容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、以上で説明されていない任意の数の改変、変更、置き換え、または均等な構成を組み込むような修正が可能であり、それらも、本発明の精神および範囲に相応している。加えて、本発明の様々な実施形態について説明されてきたが、本発明の態様は、説明された実施形態のうちの一部のみを含むこともあり得る、ということが理解されるべきである。したがって、本発明は、以上の説明によって限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ、限定される。さらに、第１、第２などの用語の使用は、重要性のいかなる順序も示すことはなく、むしろ、第１、第２などの用語は、ある要素と他の要素とを区別するために、用いられている。さらにまた、１つの（ａ）、１つの（ａｎ）などの用語の使用は、数量の限定を示すことはなく、むしろ、参照されている品目が少なくとも１つ存在することを示している。
【図１Ａ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【国際調査報告】
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