特許 5955316 検査センサを配置する方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5955316

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】検査センサを配置する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20160707BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20160707BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/08 A

   B25J13/00 Z

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-512617(P2013-512617)

(86)(22)【出願日】2011年3月24日

(65)【公表番号】特表2013-527040(P2013-527040A)

(43)【公表日】2013年6月27日

(86)【国際出願番号】US2011029717

(87)【国際公開番号】WO2011149582

(87)【国際公開日】20111201

【審査請求日】2014年3月18日

(31)【優先権主張番号】12/787,885

(32)【優先日】2010年5月26日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】モッツアー， ウィリアム ピー．

(72)【発明者】

【氏名】ジョージソン， ゲアリー イー．

(72)【発明者】

【氏名】レア， スコット， ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】ヘレンブランド， ピーター ジェー．

(72)【発明者】

【氏名】トロイ， ジェームズ ジェイ．

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０６７０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１９３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０８６４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１５５８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０４９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８８７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７０２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２４０２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８３１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５０７３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１３６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１０３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９２５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２８７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２３１２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ − １９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査センサ（１０２）を目標物体（１０４）の内部に位置決めする方法（５００）であって、前記方法（５００）は：
前記目標物体（１０４）の位置を、前記目標物体（１０４）の外部に配置される第１センサ（３００）を使用して求めるステップと、
前記目標物体（１０４）の３次元モデルデータを前記目標物体（１０４）の前記位置に関して校正するステップと、
前記第１センサ（３００）を使用して、エンドエフェクタで多関節ロボットシステム（２００）と接続されている前記検査センサ（１０２）の第１位置を求めるステップと、
前記検査センサ（１０２）及び前記エンドエフェクタで前記多関節ロボットシステム（２００）と接続されている位置決めセンサ（２０６）が前記目標物体（１０４）の内部に配置されるように、前記目標物体（１０４）に設けられたアクセスポート（１１２）を通って前記多関節ロボットシステム（２００）を延ばし、前記検査センサ（１０２）を前記目標物体（１０４）の内部の少なくとも１つの目標物付近に誘導するステップと、
前記位置決めセンサ（２０６）を使用して前記目標物体（１０４）に対する前記検査センサ（１０２）の動きを追跡するステップと、
前記目標物体（１０４）の内部の前記少なくとも１つの目標物の目標物位置情報を、校正された前記３次元モデルデータから取得するステップと、
前記検査センサ（１０２）が前記少なくとも１つの目標物と接触する場合に、前記位置決めセンサ（２０６）を使用して前記検査センサ（１０２）の位置を測定するステップと、
前記位置決めセンサ（２０６）により測定された前記検査センサ（１０２）の位置が、取得した前記目標物位置情報と異なる場合、位置コンフリクトと認定するステップと、
前記認定された位置コンフリクトの少なくとも一部に基づいて、前記位置決めセンサ（２０６）により測定された前記検査センサ（１０２）の位置のデータを校正するステップと、
前記認定された位置コンフリクトの少なくとも一部及び校正された前記３次元モデルデータに基づいて、前記目標物体（１０４）の内部の仮想表示を更新し、更新された前記仮想表示を図形提示インターフェース（４０６）に提供するステップと、
を含み、
前記検査センサ（１０２）の第１位置を求める前記ステップは、
前記第１センサ（３００）を使用して前記目標物体（１０４）の外部に配置されている前記多関節ロボットシステム（２００）の一部までの相対距離を測定し、前記相対距離を用いて前記検査センサ（１０２）の第１位置を求めるステップを含む、
方法（５００）。

【請求項2】

前記目標物体（１０４）の３次元モデルデータを前記目標物体（１０４）の前記位置に関して校正する前記ステップは更に、前記目標物体（１０４）の前記３次元モデルデータをメモリ装置（４０２）から取り出すステップを含む、請求項１に記載の方法（５００）。

【請求項3】

前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する前記ステップは更に、前記検査センサ（１０２）の位置認識データを、前記検査センサ（１０２）の前記第１位置に基づいて提供するステップを含む、請求項１または２に記載の方法（５００）。

【請求項4】

前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する前記ステップは更に、
前記位置決めセンサ（２０６）を用いて前記検査センサ（１０２）の前記第１位置に対する前記検査センサ（１０２）の第２位置を求めるステップと、
前記検査センサ（１０２）の少なくとも前記第１位置及び前記第２位置に関して前記検査センサ（１０２）の前記位置認識データを校正するステップと、
を含む、請求項３に記載の方法（５００）。

【請求項5】

前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する前記ステップは、前記検査センサ（１０２）の少なくとも前記第１位置及び前記第２位置に基づいている、請求項４に記載の方法（５００）。

【請求項6】

前記位置決めセンサ（２０６）は、慣性センサであり、
更に：
前記位置決めセンサ（２０６）が接続された前記多関節ロボットシステム（２００）の位置又は向きを、前記検査センサ（１０２）の前記第１位置に基づいて提供するステップと、
前記検査センサ（１０２）を前記目標物体（１０４）の内部の少なくとも１つの目標物付近に誘導するステップと、
を含む、請求項１から５の何れか一項に記載の方法（５００）。

【請求項7】

検査センサ（１０２）を目標物体（１０４）の内部に位置決めするシステム（１００）であって、前記システムは：
前記検査センサ（１０２）及び位置決めセンサ（２０６）に接続されるエンドエフェクタを有し、前記検査センサ（１０２）及び前記位置決めセンサ（２０６）が前記目標物体（１０４）の内部に配置されるように、前記目標物体（１０４）に設けられたアクセスポート（１１２）を通して延長可能である多関節ロボットシステム（２００）であって、その一部が前記目標物体（１０４）の外部に配置されている多関節ロボットシステム（２００）と、
前記目標物体（１０４）の外部に配置された位置決めシステム（３００）であって、前記目標物体（１０４）の位置を求め、前記多関節ロボットシステム（２００）の一部の位置を求め、前記一部の位置に基づいて前記検査センサ（１０２）の第１位置を求めるように構成された位置決めシステム（３００）と、
前記目標物体（１０４）の前記位置に関して前記目標物体（１０４）の３次元モデルデータを校正し、前記検査センサ（１０２）及び前記位置決めセンサ（２０６）が前記目標物体（１０４）の内部に配置されるように、前記目標物体（１０４）に設けられたアクセスポート（１１２）を通して前記多関節ロボットシステム（２００）を延ばし、前記検査センサ（１０２）を前記目標物体（１０４）の内部の少なくとも１つの目標物付近に誘導し、前記位置決めセンサ（２０６）を使用して前記目標物体（１０４）に対する前記検査センサ（１０２）の動きを追跡し、前記目標物体（１０４）の内部の少なくとも１つの目標物の目標物位置情報を校正された前記３次元モデルデータから取得し、前記検査センサ（１０２）が前記少なくとも１つの目標物と接触する場合に、前記位置決めセンサ（２０６）を使用して前記検査センサ（１０２）の位置を測定し、前記位置決めセンサ（２０６）により測定された前記検査センサ（１０２）の位置が、取得した前記目標物位置情報と異なる場合、位置コンフリクトと認定し、前記認定された位置コンフリクトの少なくとも一部に基づいて、前記位置決めセンサ（２０６）により測定された前記検査センサ（１０２）の位置のデータを校正し、前記認定された位置コンフリクトの少なくとも一部及び校正された前記３次元モデルデータに基づいて、前記目標物体（１０４）の内部の仮想表示を更新し、更新された前記仮想表示を図形提示インターフェース（４０６）に提供する制御システム（４００）と、
を備える、システム（１００）。

【請求項8】

前記制御システム（４００）は、前記目標物体（１０４）の前記３次元モデルデータをメモリ装置（４０２）から取り出す、請求項７に記載のシステム（１００）。

【請求項9】

前記制御システム（４００）は、前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する際に、前記検査センサ（１０２）の前記第１位置に基づいた前記検査センサ（１０２）の位置認識データを提供する、請求項７または８に記載のシステム（１００）。

【請求項10】

前記制御システム（４００）は、前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する際に、前記検査センサ（１０２）の前記第１位置に対する前記検査センサ（１０２）の第２位置を求め、そして前記検査センサ（１０２）の前記位置認識データを、前記検査センサ（１０２）の少なくとも前記第１位置及び前記第２位置に関して校正し、前記検査センサ（１０２）の少なくとも前記第１位置及び前記第２位置に基づいて前記検査センサ（１０２）の動きを追跡する、請求項９に記載のシステム（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書において記載される主題は概して、検査に関するものであり、特に検査センサを配置する方法及びシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

既知の航空機では普通、種々の部品に対して日常的に検査を行なっている。非常に多くの航空機部品が通常、検査され、そしてこのような検査を行なうために使用される機器は、例えば部品の種類及び／又は位置によって部品ごとに異なり得る。少なくとも幾つかの部品を検査することは、種々の空間的な制約があるために困難になる虞がある。例えば、少なくとも幾つかの部品に接近するためには、検査前に少なくとも１つの閉塞構造の解体、及び／又は部品の取り外しが必要になる可能性がある。このような部品群を検査することは、面倒で多大な時間を要する作業となり得る。

【0003】

このような部品群のうちの少なくとも幾つかの部品の検査を容易にするために、多関節ロボットマニピュレータアームを用いて検査センサ群を、少なくとも幾つかの接近制限領域内に位置決めしていた。このような多関節ロボットマニピュレータアームによって、検査の実施に関連する航空機の一部の解体を回避し易くなる。このような多関節ロボットマニピュレータアームのジョイント部及び連結部の柔軟性が高く、かつ自由度が高いので、このようなロボットマニピュレータアームの正確かつリアルタイムな位置決め、及び姿勢追従が困難となり得る。更に、位置決め誤差が積み重なると、１つの位置がベース部を基準として、チェーン接続された多関節セグメントに沿ってさらに移動するようになる。従って、エンドエフェクタの位置、すなわち検査センサの位置が普通、最大誤差を有する。

【発明の概要】

【0004】

１つの態様では、リモートセンサを目標物体の内部に位置決めする方法が提供される。前記方法は、前記目標物体の位置を、第１センサを使用して求めるステップと、そして前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正するステップと、を含む。前記リモートセンサの第１位置を求め、そして前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡する。

【0005】

別の態様では、リモートセンサを目標物体の内部に位置決めする制御システムが提供される。前記制御システムは、前記目標物体の位置を、第１センサを使用して求め、そして前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正するように構成される。前記制御システムは更に、前記リモートセンサの第１位置を求め、そして前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡するように構成される。

【0006】

更に別の態様では、リモートセンサを目標物体の内部に位置決めするシステムが提供される。前記システムは、前記リモートセンサに接続される多関節ロボットシステムと、前記目標物体の位置を求め、そして前記リモートセンサの第１位置を求める位置決めシステムと、そして前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正し、そして前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡する制御システムと、を含む。

【0007】

説明してきた特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態についての更なる詳細は、次の説明及び以下の図面を参照することにより理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、センサを、検査対象の物体の内部に配置する、そして／または可視化するために使用することができる例示的なシステムの図である。

【図2】図２は、図１に示すシステムの一部の拡大模式図である。

【図3】図３は、図１に示すシステムに用いることができる例示的な制御システムの図である。

【図4】図４は、図１に示すシステムに用いることができるセンサを位置決めする例示的な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】

【0009】

本明細書において記載される主題は概して、目標物体の検査に関するものである。更に具体的には、本明細書において記載される主題は、センサを検査対象の目標物体の内部に離れた場所から位置決めする操作を容易にする方法及びシステムに関するものである。１つの実施形態では、センサを目標物体の内部に離れた場所から位置決めし、そして位置決めシステムが、目標物体の位置を求め、そしてセンサの第１位置を求める。制御システムは、目標物体の位置に関する目標物体の仮想位置を校正し、そして目標物体に対するセンサの動きを追跡する。

【0010】

本明細書において記載される方法及びシステムの例示的な技術効果として：（ａ）目標物体の位置を、第１センサを使用して求める動作；（ｂ）目標物体の位置に関する目標物体の仮想位置を校正する動作；（ｃ）リモートセンサの第１位置を求める動作；（ｄ）リモートセンサの第１位置に対するリモートセンサの第２位置を求める動作；及び（ｅ）目標物体に対するリモートセンサの動きを、リモートセンサの少なくとも第１位置及び第２位置に基づいて追跡する動作のうちの少なくとも１つの動作を挙げることができる。

【0011】

本明細書において使用するように、単数形で記載され、かつ単語「ａ」または「ａｎ」が先行する要素またはステップは、複数の要素またはステップを排除しないものとして、このように排除することが明示的に記載されていない限り、理解されるべきである。本発明の「ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（１つの実施形態）」と表記する場合、これらの表記は、列挙される特徴を更に取り入れた更に別の実施形態の存在を排除するものとして解釈されてはならない。

【0012】

図１及び２は、例示的なシステム１００を示しており、このシステム１００を用いて検査センサ１０２を、検査対象の目標物体または構造体１０４の内部に配置する、そして／または可視化することができる。特に、非破壊検査（ＮＤＩ）センサのような任意の種類の検査センサを用いることができ、この検査センサによってシステム１００は、本明細書に記載された通りに機能することができる。例示的な実施形態では、検査センサ１０２は、構造体１０４の少なくとも１つのパラメータを検出する。従って、検査センサ１０２を用いて、構造体１０４の表面を検査する、そして／またはシステム１００に関するデータを調査することができる。検査センサ１０２は、これらには限定されないが、光センサ、カメラ、赤外線センサ、超音波センサ、渦電流センサ、振動センサ、磁力計、レーザスキャナ、温度プローブ、マイクロホン、スピーカ、静電容量型間隙測定器、電気マルチメータ、電圧計、抵抗計、電流計、導電率計、静電荷測定器、及び／又は前述の機器群の任意の組み合わせとすることができる。

【0013】

例示的な実施形態では、ヘビ型ロボットシステムのような多関節ロボットシステム２００を検査センサ１０２に接続して、検査センサ１０２を構造体１０４に対して位置決めする、移動させる、そして／または検査センサ１０２の姿勢を構造体１０４に対して設定する。例示的な実施形態では、多関節ロボットシステム２００は、エレファントトランクロボット（ｅｌｅｐｈａｎｔ ｔｒｕｎｋ ｒｏｂｏｔ）とも表記される台座付きヘビ型ロボットシステムであり、可動ベース部２１２と、そして可動ベース部２１２から延びる多関節アーム２０４と、を含む。別の構成として、多関節ロボットシステム２００は、これらには限定されないが、クローリングヘビ型ロボットシステム（ｃｒａｗｌｉｎｇ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｎａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ）、エンドスコープ、及び／又はベース部２１２を含まないボアスコープとすることができる。別の実施形態では、任意の多関節ロボットシステムを用いることができ、この多関節ロボットシステムによって、システム１００は、本明細書において記載された通りに機能することができる。

【0014】

例示的な実施形態では、アーム２０４は、複数の関節セグメント（参照番号は付されていない）を含み、これらの関節セグメントによって、多関節ロボットシステム２００を複数の自由度で選択的に位置決めすることができる。従って、多関節ロボットシステム２００は、構造体１０４を検査する、そして／または分析するために適する種々の位置に、検査センサ１０２を選択的に移動させる、そして／または検査センサ１０２の姿勢を選択的に設定するように構成される。１つの実施形態では、モーション指示をアーム２０４の関節セグメント群に送信して所望の方向に、検査センサ１０２を移動させる、そして／または検査センサ１０２の姿勢を選択的に設定する。これらのモーション指示は、所望の速度及び方向に設定されるように可変に選択され、これにより、アーム２０４のエンドエフェクタの位置に位置する検査センサ１０２が所望通りに移動するようになる。更に詳細には、このような実施形態では、アーム２０４を３次元空間内で、モーション指示群を各関節セグメントに同時に、かつ可変に送信することにより誘導して、曲げ運動、捻り運動、螺旋運動、及び／又は回転運動を生成することができる。

【0015】

例示的な実施形態では、多関節ロボットシステム２００は、センサシステム自体の現在位置及び場所を求めることができる位置決めセンサ２０６のような少なくとも１つのセンサシステムを含み、この位置決めセンサ２０６は、アーム２０４上の少なくとも１つの位置の動き、及び／又は検査センサ２０４の動きを追跡する、そして／または監視することができる内蔵型ユニットであり、この動きは、アーム２０４及び／又は検査センサ１０２の瞬時振動を含む。位置決めセンサ２０６は、システム１００に関する位置認識を行ない、そして構造体１０４に対する多関節ロボットシステム２００上の当該位置決めセンサの場所の位置及び姿勢の両方を測定することができる。例示的な実施形態では、位置決めセンサ２０６は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）のような慣性センサである。位置決めセンサ２０６は、測定システムの一部であり、この測定システムは、プロセッサ（図示せず）と、直線加速度を測定する複数の加速度計（図示せず）と、回転速度を測定する複数のジャイロスコープ（図示せず）と、そして直線加速度及び／又は回転速度データを処理して、相対位置及び姿勢情報を生成するソフトウェア（図示せず）と、を含むことができる。カメラを使用して画像データを処理することにより、構造体１０４の内部の位置決めセンサ２０６の位置を求めるセンサのような他の種類の内蔵型位置決めセンサ２０６を用いることもできる。

【0016】

例示的な実施形態では、局所座標測定システム（ｌｏｃａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）３００は、位置認識データを供給して、構造体１０４に対する検査センサ１０２の第１位置の導出を容易にする。例示的な実施形態では、局所座標測定システム３００は、局所測位システム（ｌｏｃａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ：ＬＰＳ）であり、この局所測位システムは、測距計３０２を含み、そして／またはパンチルトユニット３０４に接続されるデジタルカメラを含む。

【0017】

局所座標測定システム３００を用いて、多関節ロボットシステム２００を構造体１０４の座標系に校正することができる。例示的な実施形態では、測距計３０２は、構造体１０４の可視特徴点１１０の相対距離を測定して、構造体１０４に対する局所座標測定システム３００の相対位置を導出する。更に、例示的な実施形態では、測距計３０２は、ベース部２１２上のポイント群のような多関節ロボットシステム２００の外部特徴点群２１０の相対距離を測定する。更に詳細には、例示的な実施形態では、局所座標測定システム３００によって、多関節ロボットシステム２００及び／又は構造体１０４を座標系に位置合わせし易くなって、位置決めセンサ２０６及び検査センサ１０２の相対位置の記録が可能となる。

【0018】

パンチルトユニット３０４は作動可能であるので、局所座標測定システム３００の測距計３０２の向きを可変に調整することができる。例示的な実施形態では、パンチルトユニット３０４によって測距計３０２を垂直回転軸３０６の回りに、そして水平回転軸３０８の回りに回転させることができる。更に詳細には、例示的な実施形態では、測距計３０２は垂直回転軸３０６の回りに回転することができるので、測距計３０２をパン動作させることができ、そして測距計３０２は水平回転軸３０８の回りに回転することができるので、測距計３０２をチルト動作させることができる。１つの実施形態では、測距計３０２の高さだけでなく、測距計３０２が側方に配置される位置を可変に調整することができる。別の実施形態では、パンチルトユニット３０４は、外部特徴点１１０と２１０とがなす水平角度及び／又は垂直角度を測定するように構成される。

【0019】

一旦、多関節ロボットシステム２００が目標物体１０４に合うように校正されると、検査プロセスは、位置決めセンサ２０６及び検査センサ１０２を含むロボットのエンドエフェクタを、アクセスポート１１２を介して挿入することから始まる。オペレータワークステーション４００から、オペレータ４１２がアーム２０４に指示して、アーム２０４が目標物体１０４の内部の障害物１１６を、目標物体１０４の視覚表示を注意深く観察することにより通り過ぎるようにすると、ロボットアーム２０４、位置決めセンサ２０６、及び検査センサ１０２が図形提示インターフェース４０６に表示される。位置決めセンサ２０６からの情報を目標物体１０４の座標系に変換して、視認物体を正しい位置及び向きに、図形提示インターフェース４０６上で配置する。更に、内部目標物または障害物１１６を利用して、位置決めセンサ２０６で測定した位置データを調整する、または再校正することができる。例えば、ロボットアームが、既知の位置に在る障害物１１６に接触しているが、位置決めセンサ２０６から異なる位置が報告されている場合、位置決めセンサ２０６からのデータは、障害物１１６のこの既知の位置を基準にして調整することができる。

【0020】

図３は、図１及び２にも図示されている例示的な制御システム４００を示しており、この制御システム４００を用いてシステム１００を操作することができる。例示的な実施形態では、制御システム４００は、メモリ装置４０２と、そしてメモリ装置４０２に接続されて命令を実行するプロセッサ４０４と、を含む。幾つかの実施形態では、構造体１０４宛ての実行可能命令及び／又はモデルデータは、メモリ装置４０２に保存される。本明細書において使用されるように、「ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ」という用語は、この技術分野でコンピュータと表記される集積回路に限定されず、広義には、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、及び他のプログラム可能回路を指す。

【0021】

制御システム４００は、本明細書において記載される１つ以上の操作を、プロセッサ４０４をプログラムすることにより実行するように構成可能である。例えば、プロセッサ４０４は、１つの操作を１つ以上の実行可能命令として符号化することにより、そしてメモリ装置４０２に格納されたこれらの実行可能命令を供給することによりプログラムすることができる。プロセッサ４０４は、１つ以上の処理ユニット（例えば、マルチコア構成の処理ユニット）を含むことができる。

【0022】

メモリ装置４０２は、実行可能命令及び／又は他のデータのような情報を選択的に保存し、そして取り出すことができる１つ以上のデバイスを含む。例示的な実施形態では、このような他のデータは、構造体１０４を表わす少なくとも１つの所定の３次元コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを含む。メモリ装置４０２は、これらには限定されないが、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、固体ディスク、及び／又はハードディスクのような１つ以上のコンピュータ可読媒体を含むことができる。更に、メモリ装置４０２は、これらには限定されないが、実行可能命令及び／又は他の任意の種類のデータを保存するように構成することができる。

【0023】

例示的な実施形態では、制御システム４００は図形提示インターフェース４０６を含み、この図形提示インターフェース４０６はプロセッサ４０４に接続されて、情報をユーザ４１２に提示することができる。例えば、図形提示インターフェース４０６はディスプレイアダプタ（図示せず）を含むことができ、このディスプレイアダプタは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、及び／又は「電子インク」ディスプレイのような表示装置（図示せず）に接続可能である。例示的な実施形態では、図形提示インターフェース４０６によってユーザ４１２は、検査センサ１０２を、システム１００を使用して選択的に位置決めする、そして／または検査センサ１０２の位置を可視化することができる。幾つかの実施形態では、図形提示インターフェース４０６は、１つ以上の表示装置を含む。その他に、または別の構成として、図形提示インターフェース４０６はプリンタに接続することができる、そして／またはプリンタを含むことができる。

【0024】

例示的な実施形態では、制御システム４００は入力インターフェース４０８を含み、この入力インターフェース４０８は、制御命令のような入力をユーザ４１２から受信する。例えば、入力インターフェース４０８は、本明細書において記載される方法に用いるために適する情報を受信する。入力インターフェース４０８はプロセッサ４０４に接続され、そして例えば、ジョイスティック、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチセンシティブパネル（例えば、タッチパッドまたはタッチスクリーン）、及び／又は位置検出器を含むことができる。１つの構成要素、例えばタッチスクリーンは、図形提示インターフェース４０６の表示装置として、そして同時に、入力インターフェース４０８として機能することができることに注目されたい。

【0025】

例示的な実施形態では、制御システム４００は、プロセッサ４０４に接続される通信インターフェース４１０を含む。例示的な実施形態では、通信インターフェース４１０は、検査センサ１０２、多関節ロボットシステム２００、位置決めセンサ２０６、局所座標測定システム３００、及び／又は別の制御システム４００のような遠隔装置と通信する。更に詳細には、例示的な実施形態では、制御システム４００は、図形提示インターフェース４０６及び／又は入力インターフェース４０８と連携動作して、ユーザ４１２がシステム１００を操作することができるようにする。例えば、通信インターフェース４１０は、これらには限定されないが、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、及び／又はモバイル通信アダプタを含むことができる。別の構成として、または更に、制御システム４００は、多関節ロボットシステム２００、局所座標測定システム３００、及び／又は別の制御システム４００にネットワーク（図示せず）を介して接続することができる。このようなネットワークとして、これらには限定されないが、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、メッシュネットワーク、及び／又は仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、または他の適切な通信手段を挙げることができる。例示的な実施形態では、制御システム４００は、多関節ロボットシステム２００及び／又は局所座標測定システム３００に直接電気的に接続される、そして／または一体的に形成される。

【0026】

図４は、検査センサ１０２を検査対象の目標物体または構造体１０４に対して選択的に位置決めするために使用される例示的な方法５００を示している。使用状態では、制御システム４００によって、検査センサ１０２を離れた場所から容易に位置決めすることができるので、構造体１０４の検査及び／又は分析が可能となる。更に詳細には、本明細書において記載される実施形態によって、センサ２０６の位置決めが可能となり、その結果、検査センサ１０２の位置を、構造体１０４の３次元ＣＡＤモデルを使用して、３次元座標系で正確に追跡することができる。

【0027】

まず、多関節ロボットシステム２００を目標物体または構造体１０４の近傍に、そして／または目標物体または構造体１０４に隣接するように位置決めする（ステップ５０２）。例示的な実施形態では、測距計３０２は、構造体１０４の外側位置までの距離を測定し（ステップ５０４）、そして多関節ロボットシステム２００の外側位置までの距離を測定する（ステップ５０６）。例示的な実施形態では、このような位置データを制御システム４００に送信して、制御システム４００が、局所座標測定システム３００に対する構造体１０４及び／又は多関節ロボットシステム２００の位置及び／又は姿勢を正確に求めることができるようにする。１つの実施形態では、三角測量法を用いて、構造体１０４及び多関節ロボットシステム２００の相対位置を求める。このような位置データに少なくとも基づいて、例示的な実施形態では、制御システム４００は、多関節ロボットシステム２００に接続される位置決めセンサ２０６の第１位置を求める（ステップ５０８）。

【0028】

例示的な実施形態では、構造体１０４の少なくとも１つの仮想位置をメモリ装置４０２から受信する（ステップ５１０）。１つの実施形態では、構造体１０４の種類を、構造体１０４の位置データに基づいて特定する、そして／または判断することができ、そして構造体１０４の仮想位置を、構造体１０４の種類に基づいて求める、そして／または選択することができる。更に、例示的な実施形態では、多関節ロボットシステム２００及び／又は位置決めセンサ２０６の仮想位置を、位置決めセンサ２０６の第１位置に基づいて決定することができる。次に、構造体１０４、ロボットシステム２００、及び／又は位置決めセンサ２０６の仮想位置を３次元座標系で記録する（ステップ５１２）。

【0029】

例示的な実施形態では、多関節ロボットシステム２００はアーム２０４を作動させて、検査センサ１０２を構造体１０４に対して適切に位置決めし、姿勢設定し、そして／または移動させて（ステップ５１４）、構造体１０４を検査し、そして／または分析する。１つの実施形態では、ユーザ４１２は、図形提示インターフェース４０６及び／又は入力インターフェース４０８を使用してアーム２０４を、アクセスポート１１２を通過するように誘導する、そして／または他の内部目標物及び／又は障害物１１６の近傍に誘導することができる。このような実施形態では、ユーザ４１２は、構造体１０４、ロボットアーム２０４、位置決めセンサ２０６、及び検査センサ１０２の仮想表示を図形提示インターフェース４０６で確認することにより、アーム２０４に指示してアーム２０４が構造体１０４の内部の障害物１１６を通り抜けるようにする。位置決めセンサ２０６からの情報を３次元座標系に変換して、視認物体を図形提示インターフェース４０６上で、正しい位置に、かつ正しい姿勢に配置する。別の実施形態では、検査センサ１０２及び／又は位置決めセンサ２０６から供給されるデータを利用して、ナビゲーションプロセスの部分自動化及び／又は全自動化を可能とすることにより、検査センサ１０２及び／又は位置決めセンサ２０６を適切に位置決めし、姿勢設定し、そして／または移動させることができる（ステップ５１４）。

【0030】

例示的な実施形態では、位置決めセンサ２０６によって取得され、そして／または供給される位置認識データを継続的に監視する、そして／または追跡する（ステップ５１６）ことにより、位置決めセンサ２０６を構造体１０４に対して第１位置から第２位置に移動させる（ステップ５１４）ときに、リアルタイムな後処理位置を規定し、そして／またはリアルタイムな姿勢追跡を行なう。更に詳細には、例示的な実施形態では、位置決めセンサ２０６の動きを、構造体１０４の位置、位置決めセンサ２０６の第１位置、及び／又は位置決めセンサ２０６及び／又は検査センサ１０２から供給される他のデータに対して追跡する（ステップ５１６）。従って、例示的な実施形態では、位置決めセンサ２０６の第２位置を、少なくとも位置決めセンサ２０６の第１位置、及び第１位置から第２位置までの間に追跡された動きに基づいて求めることができる（ステップ５１８）。例示的な実施形態では、位置決めセンサ２０６の位置及び／又は姿勢を図形提示インターフェース４０６に３次元座標系で継続的に表示することにより、構造体１０４の接近制限領域を通過する位置決めセンサ２０６の動きを仮想追跡する。

【0031】

任意の時点で、検査センサ１０２及び／又は位置決めセンサ２０６から供給されるデータを利用して、構造体１０４、多関節ロボットシステム２００、及び／又は位置決めセンサ２０６の仮想位置を３次元座標系で、構造体１０４の位置、及び／又は位置決めセンサ２０６の第１及び第２位置に少なくとも基づいて校正する（ステップ５２０）ことができる。例示的な実施形態では、局所座標測定システム３００によって、構造体１０４及び／又は多関節ロボットシステム２００を３次元座標系に校正し易くなる。更に詳細には、例示的な実施形態では、局所座標測定システム３００、外部特徴点１１０、及び外部特徴点２１０の間の相対距離、及び／又は局所座標測定システム３００、外部特徴点１１０、及び外部特徴点２１０がなす相対角度を求める。

【0032】

一旦、外部特徴点１１０と２１０との間の相対距離、すなわち構造体１０４と多関節ロボットシステム２００との間の相対位置及び相対姿勢が求まると、アーム２０４及び位置決めセンサ２０６の任意の動きを次に、３次元座標系に変換することができる。更に、障害物１１６を利用して、位置決めセンサ２０６により測定される位置データを調整する、そして／または再校正することができる。例えば、ロボットアーム２０４が、既知の位置に在る障害物１１６に接触しているが、位置決めセンサ２０６が異なる位置を報告している場合、位置決めセンサ２０６からのデータを調整して、当該データが障害物１１６のこの既知の位置を指すようにすることができる。このような基準データ、数値積分、位置合わせ、及びフィルタリング技術を利用して、検査センサ１０２及び／又は位置決めセンサ２０６の更新後の推定位置及び／又は再校正後の推定位置、及び／又は更新後の推定姿勢及び／又は再校正後の推定姿勢を作動中に規定することができる。例えば、仮想位置は、検査センサ１０２及び／又は位置決めセンサ２０６から供給される位置認識データが仮想位置に一致しない場合に、必要に応じて再校正することができる。

【0033】

本明細書において記載される種々の実施形態によって、センサを離れた場所から配置する、そして／または可視化することにより、接近制限領域内の種々の部品を検査することができる。従って、例示的な方法及びシステムによって、航空機検査に関連する時間及び／又はコストを低減し易くなる。例示的なシステム及び方法は、本明細書において記載される特定の実施形態に限定されるのではなく、各システムの構成要素群及び／又は各方法のステップ群は、本明細書において記載される他の構成要素群及び／又は方法ステップ群とは独立して、かつ別に利用することができる。また、各構成要素及び各方法ステップは、他の構成要素群及び／又は方法ステップ群と組み合わせて用いることができる。

【0034】

記載されているこの説明では、種々の例を用いて最良の形態を含む本発明の特定の実施形態を開示し、そして更に、この技術分野の当業者であれば必ず、これらの特定の実施形態を実施して、任意のデバイスまたはシステムを作製及び使用し、そして採用される何れの方法も実行することができるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって規定され、そしてこの技術分野の当業者であれば想起し得る他の例を含むことができる。このような他の例はこれらの請求項の範囲に、これらの例が、請求項の文言と異ならない構造的要素群を有する場合に、またはこれらの例が、請求項の文言とほとんど異なることがない等価な構造的要素群を含む場合に含まれるべきものである。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
リモートセンサを目標物体の内部に位置決めする方法であって、前記方法は：
前記目標物体の位置を、第１センサを使用して求めるステップと、
前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正するステップと、
前記リモートセンサの第１位置を求めるステップと、
前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡するステップと、
を含む、方法。
（態様２）
前記目標物体の仮想位置を校正する前記ステップは更に、前記目標物体の前記仮想位置を取り出すステップを含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
更に、前記リモートセンサの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定するステップを含む、態様１に記載の方法。
（態様４）
更に、
前記リモートセンサの前記第１位置に対する前記リモートセンサの第２位置を求めるステップと、
前記リモートセンサの前記仮想位置を、少なくとも前記リモートセンサの前記第１位置及び前記第２位置に対して校正するステップと、
を含む、態様３に記載の方法。
（態様５）
更に：
前記リモートセンサを多関節ロボットシステムに接続するステップと、
前記多関節ロボットシステムの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定するステップと、
を含む、態様１に記載の方法。
（態様６）
リモートセンサを目標物体の内部に位置決めする制御システムであって、前記制御システムは：
前記目標物体の位置を、第１センサを使用して求め、
前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正し、
前記リモートセンサの第１位置を求め、そして
前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡するように構成される、制御システム。
（態様７）
前記制御システムは更に、前記目標物体の前記仮想位置を取り出すように構成される、態様６に記載の制御システム。
（態様８）
前記制御システムは更に、前記リモートセンサの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定するように構成される、態様６に記載の制御システム。
（態様９）
前記制御システムは更に：
前記リモートセンサの前記第１位置に対する前記リモートセンサの第２位置を求め、そして
前記リモートセンサの前記仮想位置を、少なくとも前記リモートセンサの前記第１位置及び前記第２位置に対して校正するように構成される、態様８に記載の制御システム。
（態様１０）
前記制御システムは更に、多関節ロボットシステムの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定するように構成され、前記リモートセンサは多関節ロボットシステムに接続される、態様６に記載の制御システム。
（態様１１）
前記制御システムは更に、前記多関節ロボットシステムを移動させるように構成される、態様１０に記載の制御システム。
（態様１２）
リモートセンサを目標物体の内部に位置決めするシステムであって、前記システムは：
前記リモートセンサに接続される多関節ロボットシステムと、
前記目標物体の位置を求め、そして前記リモートセンサの第１位置を求める位置決めシステムと、
前記目標物体の仮想位置を前記目標物体の前記位置に対して校正し、そして前記目標物体に対する前記リモートセンサの動きを追跡する制御システムと、
を備える、システム。
（態様１３）
前記多関節ロボットシステムは、少なくとも１つの検査センサに接続される、態様１２に記載のシステム。
（態様１４）
前記制御システムは、前記目標物体の前記仮想位置を取り出す、態様１２に記載のシステム。
（態様１５）
前記制御システムは、前記リモートセンサの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定する、態様１２に記載のシステム。
（態様１６）
前記制御システムは、前記リモートセンサの前記第１位置に対する前記リモートセンサの第２位置を求め、そして前記リモートセンサの前記仮想位置を、少なくとも前記リモートセンサの前記第１位置及び前記第２位置に対して校正する、態様１５に記載のシステム。
（態様１７）
前記制御システムは、前記多関節ロボットシステムの仮想位置を、前記リモートセンサの前記第１位置に基づいて規定し、そして前記多関節ロボットシステムを移動させる、態様１２に記載のシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】