特許 6440975 計測システムのためのロボット搭載モニュメントシステム

(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】6440975

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】計測システムのためのロボット搭載モニュメントシステム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20181210BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20181210BHJP

   G05D 1/02 20060101ALI20181210BHJP

   G01C 15/06 20060101ALI20181210BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 A

   G01B21/00 E

   G05D1/02 H

   G01C15/06 T

【請求項の数】7

【外国語出願】

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-132715(P2014-132715)

(22)【出願日】2014年6月27日

(65)【公開番号】特開2015-14600(P2015-14600A)

(43)【公開日】2015年1月22日

【審査請求日】2017年6月27日

(31)【優先権主張番号】13/933,354

(32)【優先日】2013年7月2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】コッブ， ジェームズ エム．

(72)【発明者】

【氏名】トラウトマン， ピーター フレデリック

(72)【発明者】

【氏名】ヒョホルム， パウル フレドリック

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３５２６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２６９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１５９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５４０７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２３２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５４５０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００１２１６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００ − ２１／３２

Ｇ０１Ｃ １／００ − １／１４

Ｇ０１Ｃ ５／００ − １５／１４

Ｇ０１Ｓ ７／４８ − ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ − １７／９５

Ｇ０５Ｄ １／００ − １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロボット車両（１１８）であって、前記複数のロボット車両の各々が作業エリア（１００）内のそれぞれの位置へと移動するよう構成されたロボット車両（１１８）と、
前記複数のロボット車両（１１８）に関連付けられた複数の基準点（１１６）と、
前記作業エリア（１００）内における一又は複数の測定システム（１０２）であって、
前記一又は複数の測定システム（１０２）の各々が、前記複数の基準点（１１６）のうちの２以上の基準点に対して、前記一又は複数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用する位置測定値（１４８）を生成するように構成された測定システム（１０２）と、
前記一又は複数の測定システム（１０２）を前記基準座標系（１５０）に位置合わせするために、前記一又は複数の測定システム（１０２）の各々により生成される前記位置測定値（１４８）を前記基準座標系（１５０）に変換するよう構成されたメインコントローラ（１４０）と、
を含むシステムであって、
前記複数のロボット車両の各々は、
基部（１２２）と、
前記基部（１２２）に着脱可能に関連付けられた構造（１２４）であって、前記複数の基準点のうちの一又は複数の基準点を支持かつ保持し、前記複数の基準点のうちの一又は複数の基準点の各々が、前記一又は複数の測定システム（１０２）のうちのそれぞれに対応するよう構成された前記構造（１２４）とを備え、
前記位置測定値（１４８）は、前記一又は複数の測定システム（１０２）により生成される、前記作業エリア（１００）内の幾つかの対象物の測定値（１０３）が、前記基準座標系（１５０）に則して処理されることが可能になるように、前記一又は複数の測定システム（１０２）を前記基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用可能である、
システム。

【請求項2】

前記一又は複数の測定システム（１０２）は、光学測定システム（１０４）、レーザ追跡装置（１０６）、位置追跡システム（１０８）、撮像システム（１１０）、及びモーションキャプチャシステム（１１２）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記構造（１２４）は、
前記複数の基準点のうちの一又は複数の基準点の、前記基部（１２２）に対する配置又は配向のうちの少なくとも１つを行うよう構成された配置システム（１４４）と、
前記基部（１２２）に関連付けられて前記ロボット車両（１２０）を移動させるよう構成された移動システム（１２６）と、
前記基部（１２２）に関連付けられてセンサデータ（１３８）を生成するよう構成されたセンサシステム（１２８）と、
前記基部（１２２）に関連付けられて前記センサデータ（１３８）を受信するよう構成されたコントロールユニット（１３０）であって、前記センサデータ（１３８）を使用して前記移動システム（１２６）をコントロールする前記コントロールユニット（１３０）と
を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

複数のロボット車両の各々を作業エリア（１００）内のそれぞれの位置へと移動させることであって、複数の基準点（１１６）が前記複数のロボット車両（１１８）に関連付けられ、前記複数のロボット車両の各々は、基部（１２２）と、前記基部（１２２）に着脱可能に関連付けられた構造（１２４）を備え、前記構造（１２４）は前記複数の基準点のうちの一又は複数の基準点を支持かつ保持し、前記複数の基準点のうちの一又は複数の基準点の各々が、一又は複数の測定システム（１０２）のうちのそれぞれに対応するよう構成される、移動させることと、
前記作業エリア（１００）内における前記一又は複数の測定システム（１０２）の各々により、前記複数の基準点（１１６）のうちの２以上の基準点に対して、前記一又は複数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用する位置測定値（１４８）を生成することであって、前記位置測定値（１４８）は、前記一又は複数の測定システム（１０２）により生成される、前記作業エリア（１００）内の幾つかの対象物の測定値（１０３）が、前記基準座標系（１５０）に則して処理されることが可能になるように、前記一又は複数の測定システム（１０２）を前記基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用可能である、生成することと、
メインコントローラ（１４０）により、前記一又は複数の測定システム（１０２）を前記基準座標系（１５０）に位置合わせするために、前記一又は複数の測定システム（１０２）の各々により生成される前記位置測定値（１４８）を前記基準座標系（１５０）に変換することと、を含む方法。

【請求項5】

前記一又は複数の測定システム（１０２）を前記基準座標系（１５０）に位置合わせすることにより、前記一又は複数の測定システム（１０２）の各々により生成される、前記作業エリア（１００）内の幾つかの対象物の測定値（１０３）が、前記基準座標系（１５０）に則して処理されることが可能となる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の基準点（１１６）のうちの一又は複数の基準点を、前記複数のロボット車両（１１８）のうちの１つのロボット車両上の１つの構造（１２４）に搭載することにより、前記複数の基準点（１１６）を前記複数のロボット車両（１１８）と関連付けること
を含む、請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

前記一又は複数の測定システム（１０２）が前記作業エリア（１００）内の幾つかの対象物の前記測定値（１０３）の生成を完了したとき、前記複数の基準点（１１６）を伴う前記複数のロボット車両（１１８）を前記作業エリア（１００）外へと移動すること
をさらに含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は概して計測システムに使用するモニュメントに関し、具体的にはロボットに搭載するモニュメントに関する。より具体的には、本発明は、ロボット搭載モニュメントシステムを使用して、可動式基準点の追跡を行う方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

計測システムが使用される環境において、モニュメントが使用されることが多い。計測システムは、一又は複数のパラメータに対し測定値を生成するよう構成される任意のシステムであり得る。測定システムの例は、限定しないが、光測定システム、モーションキャプチャシステム、レーザ追跡システム、撮像システム、レーダーシステム、全地球測位システム、熱撮像システム、及び他のタイプのセンサシステムを含む。

【0003】

本明細書で使用する、計測システムに対する「モニュメント」という語は、計測システムによる基準点として使用される堅固な構造物を指す。計測システムにおいて使用されるモニュメントはまた、計測モニュメントと称される。計測システムにおける計測モニュメントは、計測モニュメントと計測システムとの間に明確な見通し線が存在するよう配置される必要がある。

【0004】

典型的には、計測モニュメントは、計測システムが使用されるエリア内の固定された位置に設置される。エリアは例えば、限定しないが、製造エリア、試験エリア、組み立てエリア、又は他のタイプのエリアである。しかしながら、これらの計測モニュメントが設置される位置により、計測モニュメントと計測システムとの間の明確な見通し線が限定される場合がある。

【0005】

ある実例では、フレキシブルな生産環境において、大型の航空宇宙構造物を工場の組み立てラインに沿って運搬する際に、無人搬送車（ＡＧＶ）が使用される。無人搬送車は、ほぼ平滑で障害物のない表面上を移動する必要がある。したがって、こういったタイプの環境では、計測モニュメントが設置される潜在的な位置は、作業エリアの横の位置に限られる。そのような位置では、計測モニュメントと計測システムとの間に必要な明確な見通し線が得られないことがある。

【0006】

従来の計測モニュメントの幾つかは、例えば、限定しないが、ロールカートなどの可動式プラットフォームに設置される。次いで、これらの計測モニュメントは、計測システムにより必要とされる時に手動で作業エリアにロールアウトされ、計測システムにより必要とされなくなると手動で作業エリアからロールアウトされる。こうすることにより、計測システムは必要時まで邪魔にならず保管される。

【0007】

しかしながら、計測モニュメントを作業エリアの内外へ手動で動かすことで、計測モニュメントを動かす作業員の安全に懸念が生じる。例えば、限定しないが、高度に自動化された工場環境のような作業環境においては特に、作業員の安全が問題となる。したがって、少なくとも上述の問題点のいくつかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが望ましい。

【発明の概要】

【0008】

一実施例では、装置は、任意の数のロボット車両と、任意の数のロボット車両に関連付けられた任意の数のモニュメントとを含む。任意の数のロボット車両は、ある環境へと移動するよう構成される。

【0009】

別の例示的な実施形態では、フレキシブルな生産環境において任意の数の測定システムと共に使用されるモニュメントシステムは、任意の数のモニュメントと、任意の数のロボット車両と、メインコントローラとを含む。フレキシブルな生産環境における任意の数の測定システムの各測定システムは、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせするのに使用する、任意の数のモニュメントに対する任意の数の位置測定値を生成するよう構成される。任意の数のモニュメントのうちの１つのモニュメントは、１つのセンサ装置、複数のセンサ装置、ターゲット、及び堅固な構造物のうちの１つから選択される。任意の数のロボット車両は、ある環境内へと移動するよう構成される。任意の数のロボット車両のうちの１つのロボット車両は、基部、基部に着脱可能に関連付けられるモニュメント構造、基部に関連付けられる移動システム、基部に関連付けられるセンサシステム、及び基部に関連付けられるコントロールユニットを備える。モニュメント構造は、任意の数のモニュメントのうち一組のモニュメントを支持及び保持するよう構成される。モニュメント構造は、一組のモニュメントのうちの１つのモニュメントの、基部に対する配置又は配向のうちの少なくとも１つを行うよう構成される配置システムを備える。移動システムは、ロボット車両を移動させるよう構成される。センサシステムは、センサデータを生成するよう構成される。コントロールユニットは、センサデータを受信するよう構成される。コントロールユニットは、センサデータを使用してシステムの移動をコントロールする。メインコントローラは、任意の数の測定システムのそれぞれにより生成される任意の数の位置測定値を基準座標系に変換し、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせするよう構成される。

【0010】

さらに別の実施例では、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする方法が提供される。任意の数のモニュメントは、ある環境内で移動するよう構成された任意の数のロボット車両に関連付けられる。任意の数のロボット車両は、任意の数のモニュメントを伴って環境へと移動し、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせするために使用される。

【0011】

さらに別の例示的な実施形態では、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする方法が提供される。基準座標系は、任意の数の測定システムのうちの１つの測定システムに対する座標系、及び、環境に対する座標系のうちの１つから選択される。任意の数のロボット車両に関連付けられた任意の数のモニュメントを有する、任意の数のロボット車両は、任意の数のモニュメントの最適なキャリブレーションが達成され得る任意の数の最適位置を特定するよう構成された最適化アルゴリズムに基づいて、フレキシブルな生産環境内の任意の数の最適位置へと移動される。環境に配置された任意の数の測定システムの各測定システムにより生成された任意の数の位置測定値は、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせすることに使用するため、基準座標系に変換される。任意の数のロボット車両のうちの１つのロボット車両上の任意の数のモニュメントのうちの一組のモニュメントを保持するモニュメント構造は、一組のモニュメントにおけるモニュメントの追加、モニュメントの取り外し、モニュメントの交換のため、取り外されることができる。任意の数の測定システムが、環境内での作業対象である任意の数の対象物の測定値の生成を完了すると、任意の数のロボット車両は環境外へと移動することができる。要約すると、本発明の一態様によれば、ある環境（１００）へと移動するよう構成された任意の数のロボット車両（１１８）と、任意の数のロボット車両（１１８）に関連付けられた任意の数のモニュメント（１１６）とを含む装置が提供される。

【0012】

有利には、装置は、環境（１００）内における任意の数の測定システム（１０２）をさらに含み、任意の数の測定システム（１０２）のそれぞれは、任意の数のモニュメント（１１６）に対して任意の数の位置測定値（１４８）を生成するよう構成され、測定値は任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用される。

【0013】

有利には、装置において、任意の数の位置測定値（１４８）は、任意の数の測定システム（１０２）により生成された測定値（１０３）が基準座標系（１５０）に則して処理されるよう、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために使用される。

【0014】

有利には、装置は、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために、任意の数の測定システム（１０２）のそれぞれにより生成される任意の数の位置測定値（１４８）を基準座標系（１５０）に変換するよう構成されたメインコントローラ（１４０）をさらに含む。

【0015】

有利には、任意の数の測定システム（１０２）は、光学測定システム（１０４）、レーザ追跡装置（１０６）、位置追跡システム（１０８）、撮像システム（１１０）、及びモーションキャプチャシステム（１１２）のうちの少なくとも１つを含む。

【0016】

有利には、装置において、基準座標系（１５０）は、任意の数の測定システム（１０２）のうちの１つの測定システムに対する座標系、及び、環境（１００）に対する座標系のうちの１つから選択される。

【0017】

有利には、装置において、任意の数のロボット車両（１１８）のうちのロボット車両（１２０）は、基部（１２２）と基部（１２２）に着脱可能に関連付けられたモニュメント構造（１２４）とを含み、モニュメント構造（１２４）は、任意の数のモニュメント（１１６）のうちの一組のモニュメント（１３２）を支持及び保持するよう構成される。

【0018】

有利には、装置において、モニュメント構造（１２４）は、一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントの、基部（１２２）に対する配置又は配向のうちの少なくとも１つを行うよう構成される配置システム（１４４）を含む。

【0019】

有利には、装置において、ロボット車両（１２０）は、基部（１２２）に関連付けられてロボット車両（１２０）を移動させるよう構成された移動システム（１２６）と、基部（１２２）に関連付けられてセンサデータ（１３８）を生成するよう構成されたセンサシステム（１２８）と、基部（１２２）に関連付けられてセンサーデータ（１３８）を受信するよう構成されたコントロールユニット（１３０）とをさらに含み、コントロールユニット（１３０）はセンサデータ（１３８）を使用して移動システム（１２６）をコントロールする。

【0020】

有利には、装置において、移動システム（１２６）はホロノミック移動システム（１３５）である。

【0021】

有利には、装置において、任意の数のモニュメント（１１６）のうちの１つのモニュメントは、１つのセンサ装置、複数のセンサ装置、ターゲット、及び堅固な構造物のうちの１つから選択される。

【0022】

有利には、装置において、任意の数のロボット車両（１１８）及び任意の数のモニュメント（１１６）は、モニュメントシステム（１１４）を形成する。

【0023】

有利には、装置において、環境（１００）はフレキシブルな生産環境である。

【0024】

本発明の別の態様によれば、フレキシブルな生産環境において任意の数の測定システム（１０２）と共に使用されるモニュメントシステム（１１４）が提供され、モニュメントシステム（１１４）は任意の数のモニュメント（１１６）を含み、フレキシブルな生産環境における任意の数の測定システム（１０２）の各測定システムは、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせすることに使用する、任意の数のモニュメント（１１６）に対する任意の数の位置測定値（１４８）を生成するよう構成され、任意の数のモニュメント（１１６）のうちの１つのモニュメントは、１つのセンサ装置、複数のセンサ装置、ターゲット、堅固な構造物のうちの１つから選択され、任意の数のロボット車両（１１８）は環境（１００）内へと移動するよう構成され、任意の数のロボット車両（１１８）のうちの１つのロボット車両（１２０）は、基部（１２２）と、基部（１２２）に着脱可能に関連付けられたモニュメント構造（１２４）とを含み、モニュメント構造（１２４）は任意の数のモニュメント（１１６）のうちの一組のモニュメント（１３２）を支持及び保持するよう構成され、モニュメント構造（１２４）は、一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントの基部（１２２）に対する配置又は配向のうちの少なくとも１つを行うよう構成される配置システム（１４４）と、基部（１２２）に関連付けられてロボット車両（１２０）を移動させるよう構成される移動システム（１２６）と、基部（１２２）に関連付けられてセンサデータ（１３８）を生成するよう構成されるセンサシステム（１２８）と、基部（１２２）に関連付けられてセンサデータ（１３８）を受信するよう構成されるコントロールユニット（１３０）とを備え、コントロールユニット（１３０）はセンサデータ（１３８）を使用して移動システム（１２６）をコントロールする。メインコントローラ（１４０）は、任意の数の測定システム（１０２）のそれぞれにより生成された任意の数の位置測定値（１４８）を基準座標系（１５０）に変換し、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするよう構成される。

【0025】

本発明のさらに別の態様によれば、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせする方法が提供される。方法は、任意の数のモニュメント（１１６）を、環境（１００）内で移動するよう構成された任意の数のロボット車両（１１８）と関連付けることと、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせすることに使用するため、任意の数のモニュメント（１１６）を伴う任意の数のロボット車両（１１８）を環境（１００）内で移動させることとを含む。

【0026】

有利には、方法は、任意の数の測定システム（１０２）の各測定システムにより、任意の数のモニュメント（１１６）に対する任意の数の位置測定値（１４８）を生成することをさらに含む。

【0027】

有利には、方法は、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせするために、任意の数の測定システム（１０２）のそれぞれにより生成される任意の数の位置測定値（１４８）を基準座標系（１５０）に変換すること（４０２）をさらに含む。

【0028】

有利には、方法において、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせすることにより、任意の数の測定システム（１０２）により生成された測定値（１０３）が基準座標系（１５０）に則して処理されることが可能となる。

【0029】

有利には、方法は、基準座標系（１５０）を、任意の数の測定システム（１０２）のうちの測定システム（１４６）に対する座標系、及び、環境（１００）に対する座標系のうちの１つから選択すること（５０４）をさらに含む。

【0030】

有利には、方法において、任意の数のロボット車両（１１８）を環境（１００）内へと移動することは、任意の数のモニュメント（１１６）を伴う任意の数のロボット車両（１１８）を、環境（１００）内の任意の数の最適位置（１４１）へと移動することを含む。

【0031】

有利には、方法は、任意の数のモニュメント（１１６）を伴う任意の数のロボット車両（１１８）を環境（１００）内の任意の数の最適位置（１４１）へと移動することは、任意の数のモニュメント（１１６）の最適なキャリブレーションが達成され得る任意の数の最適位置（１４１）を特定するよう構成された最適化アルゴリズム（１３９）に基づいて、任意の数のロボット車両（１１８）を環境（１００）内の任意の数の最適位置（１４１）へと移動すること（５０２）を含む。

【0032】

有利には、方法において、任意の数のモニュメント（１１６）を任意の数のロボット車両（１１８）と関連付けることは、任意の数のモニュメント（１１６）のうちの一組のモニュメント（１３２）を、任意の数のロボット車両（１１８）のうちの１つのロボット車両上の１つのモニュメント構造（１２４）に搭載することを含む。

【0033】

有利には、方法は、ロボット車両上における一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントの、モニュメント構造（１２４）に対する配置を変更することをさらに含む。

【0034】

有利には、方法は、ロボット車両上における一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントの、モニュメント構造（１２４）に対する配向を変更することをさらに含む。

【0035】

有利には、方法は、モニュメント構造（１２４）に搭載されている一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントにおける、モニュメントの追加、除去、又は交換のいずれか少なくとも１つのために、任意の数のロボット車両（１１８）の１つのロボット車両（１２０）上における任意の数のモニュメント（１１６）の一組のモニュメント（１３２）を保持しているモニュメント構造（１２４）を除去することをさらに含む。

【0036】

有利には、方法は、任意の数の測定システム（１０２）が、環境（１００）内での作業対象である任意の数の対象物の測定値（１０３）の生成を完了すると、任意の数のモニュメント（１１６）を伴う任意の数のロボット車両（１１８）は環境（１００）外へと移動されることをさらに含む。

【0037】

本発明のさらに別の態様によれば、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせする方法が提供され、方法は、基準座標系（１５０）を、任意の数の測定システム（１０２）のうちの測定システム（１４６）に対する座標系、及び、環境（１００）に対する座標系のうちの１つから選択すること（５０４）と、任意の数のロボット車両（１１８）に関連付けられた任意の数のモニュメント（１１６）を有する任意の数のロボット車両（１１８）を、任意の数のモニュメント（１１６）の最適なキャリブレーションが達成され得る任意の数の最適位置（１４１）を特定するよう構成された最適化アルゴリズム（１３９）に基づいて、フレキシブルな生産環境内の任意の数の最適位置（１４１）へと移動することと、任意の数の測定システム（１０２）を基準座標系（１５０）に位置合わせすることに使用するために、環境（１００）内に配置された任意の数の測定システム（１０２）のそれぞれにより生成される任意の数の位置測定値（１４８）を基準座標系（１５０）に変換することと、モニュメント構造（１２４）に搭載されている一組のモニュメント（１３２）の１つのモニュメントにおける、モニュメントの追加、除去、又は交換のいずれか少なくとも１つのために、任意の数のロボット車両（１１８）の１つのロボット車両（１２０）上における任意の数のモニュメント（１１６）の一組のモニュメント（１３２）を保持しているモニュメント構造（１２４）を除去することと、任意の数の測定システム（１０２）が環境（１００）内での作業対象である任意の数の対象物の測定値（１０３）の生成を完了すると、任意の数のロボット車両（１１８）を環境（１００）外へと移動することとを含む。

【0038】

特徴及び機能は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、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うる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0039】

例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、例示的な実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的及び特徴とは、添付図面を参照して本開示の例示的な実施形態の後述の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。

【0040】

【図1】例示的な実施形態における、任意の数の測定システムが使用される環境を示すブロック図である。

【図2】例示的な実施形態によるロボット車両を示す。

【図3】例示的な実施形態における、測定値を生成するために使用される任意の数の測定システムが使用される環境を示す。

【図4】例示的な実施形態による、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする工程のフロー図である。

【図5】例示的な実施形態による、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする工程のフロー図である。

【図6】例示的な実施形態による、データ処理システムのブロック図である。

【図7】例示的な実施形態による航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。

【図8】例示的な実施形態が実装され得る航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

例示的実施形態は、様々な検討事項を認識し、考慮する。例えば、例示的実施形態は、計測モニュメントを作業エリアの内外へと移動させる、人間のオペレータを必要としない自動化されたシステムを有することが望ましいということを認識し考慮する。具体的には、例示的実施形態は、計測モニュメントをロボット車両に搭載することが有益であることを認識し考慮している。

【0042】

したがって、例示的実施形態により、計測モニュメントを使用して測定システムを位置合わせするための方法及び装置が提供される。別の実施例では、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする方法が提供される。任意の数のロボット車両が、ある環境内へと移動される。任意の数のモニュメントは、任意の数のロボット車両に関連付けられる。環境に配置された任意の数の測定システムの、各測定システムにより生成された任意の数の位置測定値は、基準座標系に変換され、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせするために使用される。

【0043】

ここで図面を参照する。具体的には、図１は、例示的実施形態における、任意の数の測定システムが使用される環境のブロック図を示している。この実施例では、環境１００は任意の数の測定システム１０２が使用される環境である。

【0044】

ここで使用される「任意の数」のアイテムは、一又は複数のアイテムである。このように、任意の数の測定システム１０２は、一又は複数の測定システムを含む。任意の数の測定システム１０２は、環境１００内で測定値１０３を生成するよう構成される。測定値１０３は、任意の数の対象物の測定値であり、対象物は、環境１００内における作業の実施対象である。これらの作業は、例えば、限定しないが、試験作業、ドリル作業、組み立て作業、製造作業、点検作業、撮像作業、再加工作業、及び／又は他のタイプの作業を含む。

【0045】

環境１００は、実装によって任意の数の異なる形態を取ることができる。環境１００は例えば、限定しないが、工場エリア、フレキシブルな生産環境内の作業セル、製造エリア、屋外環境、建物内エリア、研究室、試験環境、高速道路の一部、空域の一部、水中環境、保管エリア、空港、又は何らかの他のタイプの環境の形態を取り得る。

【0046】

この実施例では、任意の数の測定システム１０２のうちの１つの測定システムは、一又は複数のパラメータに対して測定値を生成するよう構成された、任意のタイプのシステム又は装置であってよい。任意の数の測定システム１０２のうちの１つの測定システムは、計測システムと称される場合もある。

【0047】

任意の数の測定システム１０２は、任意の数の異なる種類のシステムを含み得る。任意の数の測定システム１０２は、例えば、限定しないが、光学測定システム１０４、レーザ追跡装置１０６、位置追跡システム１０８、撮像システム１１０、モーションキャプチャシステム１１２、又は何らかの他のタイプの測定システムもしくは装置のうちの少なくとも１つを含む。この実施例では、位置追跡システム１０８は、衛星ネットワークを使用した全地球測位システム、光学測定システム、磁気測位システム、大規模追跡システム、又は何らかの他のタイプの位置追跡システムのうちの一形態を取る。

【0048】

本明細書で使用しているように、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙されたアイテムが１つだけあればよいということを意味する。アイテムは特定の対象物、物、又はカテゴリであってもよい。すなわち、少なくとも１つの手段、任意の組み合わせアイテム、又は任意の数のアイテムがリストから使用されるが、列挙されたアイテムのすべてが必要となり得るわけではない。

【0049】

例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」を意味し得る。いくつかの場合には、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、並びに他の適切な組み合わせを意味し得る。

【0050】

実装により、任意の数の測定システム１０２のうちの１つの測定システムは、環境１００内に固定的に存在してもよく、又は可動式であってもよい。例えば、限定しないが、任意の数の測定システム１０２のうちの１つの測定システムは、固定式プラットフォーム又は可動式プラットフォームに関連付けられ得る。

【0051】

さらに別の実施例では、モニュメントシステム１１４は、任意の数の測定システム１０２と併用するように構成されることがある。モニュメントシステム１１４は、任意の数の測定システム１０２によって生成された測定値１０３に対する基準点を提供するために使用され得る。

【0052】

図示のように、モニュメントシステム１１４は、任意の数のモニュメント１１６と、任意の数のロボット車両１１８を含む。本明細書で使用する、任意の数のモニュメント１１６などにおける「モニュメント」は、任意の数の測定システム１０２のうちの少なくとも１つに対し基準点を提供するために使用される任意の対象物である。モニュメントは、１つのセンサ装置、複数のセンサ装置、ターゲット、堅固な構造物、又は何らかの他のタイプの対象物を含む。

【0053】

任意の数のモニュメント１１６は、任意の数のロボット車両１１８との関連付けで構成される。実装によっては、一又は複数のモニュメント１１６は、それぞれ一又は複数のロボット車両１１８へと搭載される。本明細書で使用する、任意の数のロボット車両１１８などにおける「ロボット車両」は、自動又は半自動的に移動するよう構成される任意の可動式プラットフォームである。

【0054】

ロボット車両１２０は、任意の数のロボット車両１１８の一例である。ロボット車両１２０はモニュボットと称される場合がある。ロボット車両１２０は、基部１２２、モニュメント構造１２４、移動システム１２６、センサシステム１２８、及びコントロールユニット１３０を含む。

【0055】

基部１２２は例えば、限定しないが、ロボット車両１２０の主要な構成フレームワークであり得る。モニュメント構造１２４、移動システム１２６、センサシステム１２８、及びコントロールユニット１３０は、基部１２２との関連付けで構成される。実装によっては、一又は複数のモニュメント構造１２４、移動システム１２６、センサシステム１２８、及びコントロールユニット１３０は、基部１２２と着脱可能に関連付けられる。

【0056】

本明細書において、一のコンポーネントが別のコンポーネントに「関連付けられ」ているというとき、このような関連付けは、図示の実施例では物理的関連付けである。例えば、モニュメント構造１２４などの第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントに固定されることにより、第２のコンポーネントに接着されることにより、第２のコンポーネントに取り付けられることにより、第２のコンポーネントに溶接されることにより、第２のコンポーネントに留められることにより、及び／又はその他何らかの適する方法で第２のコンポーネントに結合されることにより、基部１２２などの第２のコンポーネントに関連付けられると考えられる。第１コンポーネントはまた、第３コンポーネントを使用して、第２コンポーネントに接続されることがある。さらに、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントの一部及び／又は延長として形成されることにより、第２のコンポーネントと関連付けられていると考えることができる。

【0057】

第１のコンポーネントが第２のコンポーネントに取り付けられ、次いで第２のコンポーネントから取り外されるとき、第１のコンポーネントは第２のコンポーネントに着脱可能に関連付けられている。次いで、第１のコンポーネントが、第２のコンポーネントに再び取り付けられる場合もある。

【0058】

この実施例では、モニュメント構造１２４は任意の数のモニュメント１１６のうちのモニュメントの組１３２を保持及び支持するよう構成される。本明細書で使用する、一「組の」アイテムは、一又は複数のアイテムである。このように、モニュメントの組１３２は、一又は複数のモニュメントを含む。

【0059】

移動システム１２６は、ロボット車両１２０を環境１００内で移動させるように構成される。移動システム１２６は、任意の数の移動装置１３４を含む。任意の数の移動装置１３４は、例えば、限定しないが、ホイール、ホロノミックホイール、ローラ、スライダ、空気軸受、球面軸受、又は何らかの他のタイプの移動装置のうちの少なくとも１つを含む。

【0060】

ホロノミックホイールは、全方向ホイールであり得る。換言すれば、ホロノミックホイールは略３６０度内の任意の方向へと移動するよう構成され得る。任意の数の移動装置１３４が任意の数のホロノミックホイールを含むとき、移動システム１２６はホロノミック移動システム１３５と称される。ホロノミック移動システム１３５は、任意の数の移動装置１３４に加えて他のコンポーネントを含む。例えば、限定しないが、ホロノミック移動システム１３５は任意の数の駆動モータ、バッテリ、コントロールユニット、及び／又は他のコンポーネントを含む。

【0061】

この実施例では、センサシステム１２８は任意の数のセンサ装置１３６を含む。任意の数のセンサ装置１３６は、例えば、限定しないが、ナビゲーションセンサ、位置追跡装置、撮像センサ、二次元レーザスキャナ、三次元レーザスキャナ、又は何らかの他のタイプのセンサ装置のうちの少なくとも１つを含む。センサシステム１２８は、環境１００内でロボット車両１２０をナビゲートするために使用されるセンサデータ１３８を生成するよう構成される。

【0062】

コントロールユニット１３０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はその２つの組み合わせを使用して実装される。一実施例では、コントロールユニット１３０は処理ユニットの形態で実装される。当然ながら、他の実施例では、コントロールユニット１３０はコンピュータシステム、相互通信する任意の数のコンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、電気回路、又は何らかの他のタイプの処理装置のうち少なくとも１つを使用して実装される。

【0063】

いくつかの実施例では、コントロールユニット１３０の全体がロボット車両１２０に実装される。他の実施例では、コントロールユニット１３０の一部は離れて実装され得る。例えば、限定しないが、コントロールユニット１３０の一部はロボット車両１２０から離れた位置にあるコンピュータ内に実装され得る。

【0064】

コントロールユニット１３０はセンサシステム１２８と通信するよう構成される。具体的には、コントロールユニット１３０はセンサシステム１２８からデータ１３８を受け取るように構成される。コントロールユニット１３０はセンサシステム１２８をコントロールするようにも構成される場合がある。

【0065】

この実施例では、コントロールユニット１３０はセンサデータ１３８を使用して、環境１００内でのロボット車両１２０の移動をコントロールする。例えば、限定しないが、コントロールユニット１３０はセンサデータ１３８を使用して、移動システム１２６をコントロールする。具体的には、コントロールユニット１３０は任意の数の移動装置１３４をコントロールして、ロボット車両１２０を環境１００内で移動させる。

【0066】

任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両は、ロボット車両１２０と同様の方法で実装される。このように、任意の数のロボット車両１１８のそれぞれは、基部１２２、モニュメント構造１２４、移動システム１２６、センサシステム１２８、及びコントロールユニット１３０に類似した、基部、モニュメント構造、移動システム、センサシステム、及びコントロールユニットをそれぞれ有するよう構成される。

【0067】

いくつかの実施例においては、任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両に搭載されるコントロールユニットは、任意の数のロボット車両１１８のうちの他のロボット車両に搭載される他のコントロールユニットと通信するよう構成され得る。このように、これらのコントロールユニットは、環境１００内で任意の数のロボット車両１１８の移動を調整することができる。具体的には、これらのコントロールユニットは、環境１００内で任意の数のロボット車両１１８の移動を調整することができる。

【0068】

他の実施例では、任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両に搭載されるコントロールユニットは、他のコントロールユニットから独立して動作するよう構成され得る。例えば、限定しないが、ロボット車両１２０のコントロールユニット１３０は、センサシステム１２８から得られたセンサデータ１３８を使用して環境１００内において任意の数のロボット車両１１８のうちの他のロボット車両の位置を追跡することができる。

【0069】

さらに、任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両に搭載されるコントロールユニットは、メインコントローラ１４０と通信するよう構成される場合もある。これらの例で任意の数のロボット車両１１８は、メインコントローラ１４０と無線で通信できる。メインコントローラ１４０は、環境１００内での主要コントローラである。メインコントローラ１４０は、環境１００内で行われる動作をコントロールするように構成される。

【0070】

メインコントローラ１４０は、任意の数の測定システム１０２と通信する及び／又は任意の数の測定システム１０２をコントロールするよう構成される。メインコントローラ１４０は、任意の数のロボット車両１１８と通信する及び／又は任意の数のロボット車両１１８をコントロールするよう構成される場合もある。

【0071】

実装によって、メインコントローラ１４０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はその２つの組み合わせを使用して実装される。一実施例では、メインコントローラ１４０はコンピュータシステム１４２を使用して実装され得る。コンピュータシステム１４２は、一又は複数のコンピュータを備える。コンピュータシステム１４２内に複数のコンピュータが存在するとき、これらのコンピュータは相互に通信することができる。

【0072】

この実施例では、環境１００内で任意の数の測定システム１０２が使用され測定値１０３が生成されるよりも前に、任意の数のモニュメント１１６を担持する任意の数のロボット車両１１８が環境１００内へと移動される。任意の数のロボット車両１１８のそれぞれは、環境１００内のある位置へと移動され、これにより、任意の数のロボット車両１１８のそれぞれのモニュメント構造に搭載されるモニュメントの組の最適なキャリブレーションが可能となる。具体的には、任意の数のロボット車両１１８のそれぞれに搭載されるコントロールユニットは、最適化アルゴリズム１３９を使用して、ロボット車両に搭載されたモニュメントの組の最適なキャリブレーションを提供する、任意の数の最適位置１４１を特定する。

【0073】

ロボット車両に搭載されたモニュメントの組の最適なキャリブレーションは、任意の数の選択された要因を考慮したときに達成される。最適化アルゴリズム１３９は、これらの選択された要因を考慮するよう構成される。一要因は、任意の数のロボット車両１１８のうち必要とされるロボット車両の実数であり得る。別の要因は、任意の数の測定システム１０２全ての作業範囲内における最大の共通フロア面積であり得る。つまり、任意の数の測定システム１０２全てが移動でき及び／又は作業を実行できる、最大の共通エリアが考慮される。

【0074】

さらに別の要因は、任意の数の測定システム１０２のうちの、一又は複数の方向依拠センサを含む任意の測定システムが、ロボット車両を指向可能である必要のあるように、ロボット車両を空間的に配向することを可能にするような、任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両の位置である。当然ながら、任意の数の最適位置１４１を特定する際に、実装によっては他の要因が考慮され得る。一実施例では、最適化アルゴリズム１３９は、最小二乗最小化を使用する大域的コスト関数最適化の形態を取り得る。

【0075】

当然ながら、いくつかの実施例でメインコントローラ１４０は、任意の数のロボット車両１１８の移動をコントロールするよう構成される。メインコントローラ１４０は、任意の数のロボット車両１１８に無線で命令を送信するよう構成される。例えば、限定しないが、メインコントローラ１４０は、ロボット車両１２０に搭載されるセンサシステム１２８から及び／又はコントロールユニット１３０からのセンサデータ１３８を無線で受信する。メインコントローラ１４０は、任意の数のロボット車両１１８のうちの他のロボット車両から受信したセンサデータと共に、センサデータ１３８を使用して、環境１００内の最適位置へと任意の数のロボット車両１１８を誘導する。

【0076】

いくつかの実施例では、任意の数のロボット車両１１８のそれぞれは最適位置へと移動されると、各ロボット車両のモニュメント構造が使用され、ロボット車両に搭載された各モニュメントの配置及び／又は配向をコントロールする。例えば、限定しないが、モニュメント構造１２４は、モニュメントの組１３２の各モニュメントの、モニュメント構造１２４に対する配置及び／又は配向を調整するよう構成された配置システム１４４を有する。

【0077】

その後、任意の数のモニュメントシステム１０２の各モニュメントシステムは、任意の数のモニュメント１１６の各モニュメントの配置を、その測定システムに対する座標系に則して測定するよう構成される。

【0078】

測定システム１４６は、任意の数の測定システム１０２の一例である。測定システム１４６は、任意の数の位置測定値１４８を生成し、任意の数の位置測定値１４８をメインコントローラ１４０へと送信するよう構成される。任意の数の位置測定値１４８は、任意の数のモニュメント１１６のそれぞれの位置測定値を含む。

【0079】

メインコントローラ１４０は、任意の数の位置測定値１４８を基準座標系１５０へと変換するよう構成される。さらに、メインコントローラ１４０は、任意の数の測定システム１０２により生成された位置測定値を基準座標系１５０へと変換するよう構成される。

【0080】

一実施例では、基準座標系１５０は、三次元基準座標系１５２である。基準座標系１５０は、任意の数の測定システム１０２のうちの特定の測定システムに使用する座標系として選択される場合もある。他の実施例では、基準座標系１５０は、環境１００に対する座標系である。さらに別の例では、基準座標系１５０は環境１００内で一又は複数の作業が行われる、ある対象物に対する座標系である。

【0081】

メインコントローラ１４０は、例えば、限定しないが、既知の数学的方程式及び／又は技術を使用して、任意の数の位置測定値１４８を基準座標系１５０に変換する。このように、測定システム１４６によって生成された全ての測定値は、基準座標系１５０へと変換される。したがって、測定システム１４６は基準座標系１５０に則して位置合わせされると考えることができる。メインコントローラ１４０は、任意の数の測定システム１０２のそれぞれを、任意の数のモニュメント１１６を使用して基準座標系１５０に位置合わせするよう構成される。

【0082】

任意の数の測定システム１０２が基準座標系１５０に位置合わせされると、次いで、環境１００内で作業が行われる任意の数の対象物に対して測定値１０３が生成される。さらに、任意の数のロボット車両１１８が、次いで、環境１００外へと、又は少なくとも任意の数の測定システム１０２ならびに／もしくは他のツール及び機械の障害とならない位置へと、移動される。任意の数のロボット車両１１８は、実装によって、測定値１０３が生成される前又は生成された後に移動される。

【0083】

一又は複数の任意の数のロボット車両１１８が環境１００内へと再び移動され、任意の数の測定システム１０２が依然として基準座標系１５０に位置合わせされているか否かが確認される場合もある。このように、任意の数のロボット車両１１８は、必要な時に環境１００の作業エリア内へと移動され、必要でない時には邪魔にならずに保管され得る。

【0084】

さらに、環境１００内で特定の対象物に対して行われる作業が完了したときは、対象物は環境１００から外へと移動される。次いで、別の対象物が環境１００へと持ち込まれ得る。任意の数のモニュメント１１６に含まれる特定のモニュメントが変更される場合もある。例えば、少なくとも１つのモニュメントが、任意の数のモニュメント１１６に追加され、任意の数のモニュメント１１６から取り除かれ、又は任意の数のモニュメント１１６と置き換えられ得る。

【0085】

図１の環境１００の図は、例示的な実施形態を実装できる方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示したコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用できる。幾つかの構成要素は任意選択になることもある。また、ブロックは、幾つかの機能的な構成要素を示すために提示されている。実施形態において実装されるとき、一又は複数のこれらのブロックは結合、分割、又は異なるブロックに結合及び分割される。

【0086】

ここで図２を参照すると、例示の実施形態によるロボット車両が示される。この実施例では、ロボット車両２００は、図１のロボット車両１２０の一実装例である。

【0087】

図示のように、ロボット車両２００は、基部２０２、モニュメント構造２０４、移動システム２０６、センサシステム２０８、及びコントロールユニット２１０を含む。基部２０２、モニュメント構造２０４、移動システム２０６、センサシステム２０８、及びコントロールユニット２１０はそれぞれ、図１の基部１２２、モニュメント構造１２４、移動システム１２６、センサシステム１２８、及びコントロールユニット１３０のそれぞれの実装例である。この実施例で、モニュメント構造２０４、移動システム２０６、センサシステム２０８、及びコントロールユニット２１０は、基部２０２に取り付けられる。さらに、モニュメント構造２０４は、基部２０２に着脱可能に取り付けられる。

【0088】

この実施例では、モニュメント２１２及びモニュメント２１４は、モニュメント構造２０４に取り付けられる。モニュメント２１２及びモニュメント２１４は、図１のモニュメントの組１３２の一実装例である。モニュメント構造２０４は、モニュメント２１２及びモニュメント２１４が基部２０２に対して再配置及び／又は再配向されることを可能にする、配置システム（図示せず）を有し得る。

【0089】

例えば、限定しないが、モニュメント構造２０４は、モニュメント２１２及び／又はモニュメント２１４を軸２１６に対して略並行の方向へと移動させ、これらのモニュメントを再配置させるよう構成される。さらに、モニュメント構造２０４は、モニュメント２１２及び／又はモニュメント２１４を軸２１６の周囲で矢印２１８の方向に回転させ、これらのモニュメントを再配向させるよう構成される場合もある。

【0090】

図示のように、移動システム２０６はホロノミックホイール２２０、ホロノミックホイール２２２、モータ２２４、及びバッテリ２２６を含む。ホロノミックホイール２２０及びホロノミックホイール２２２は、図１の任意の数の移動装置１３４の一実装例である。

【0091】

この実施例では、センサシステム２０８はレーザスキャナ２２８を含む。レーザスキャナ２２８は、図１の任意の数のセンサ装置１３６の一実装例である。この実施例では、レーザスキャナ２２８は二次元レーザスキャナである。レーザスキャナ２２８は、センサデータを生成し、次いで、このセンサデータをコントロールユニット２１０へと送信する。コントロールユニット２１０は、このセンサデータを使用してロボット車両２００の移動をコントロールするよう構成される。例えば、限定しないが、コントロールユニット２１０はセンサデータに基づいて移動システム２０６へと指令を送信する。

【0092】

ここで図３を参照すると、例示的な実施形態における、測定値を生成するために使用される任意の数の測定システムが使用される環境が示される。この実施例では、環境３００は、図１の環境１００の一実装例である。

【0093】

図示のように、任意の数の測定システム３０２が環境３００内に存在している。任意の数の測定システム３０２は、図１の任意の数の測定システム１０２の一実装例である。任意の数の測定システム３０２は、レーザ追跡システム３０４、モーションキャプチャシステム３０６、レーザレーダシステム３０８、及び位置追跡システム３１０を含み得る。

【0094】

さらに、モニュメントシステム３１２も環境３００内に存在する。モニュメントシステム３１２は、モニュメント３１５及びモニュメント３１６を保持するロボット車両３１４、モニュメント３２０及びモニュメント３２２を保持するロボット車両３１８、並びにモニュメント３２６及びモニュメント３２８を保持するロボット車両３２４を含む。ロボット車両３１４、３１８及び３２４は、図１の任意の数のロボット車両１１８の一実装例である。さらに、モニュメント３１５、３１６、３２０、３２２、３２６及び３２８は、図１の任意の数のモニュメント１１６の一実装例である。

【0095】

図示のように、メインコントローラ３２９も環境３００内に存在する。この実施例では、レーザ追跡システム３０４及び位置追跡システム３１０のみが現在稼働中である。レーザ追跡システム３０４は、無線通信リンク３３０を介してメインコントローラ３２９と通信するよう構成される。位置追跡システム３１０は、無線通信リンク３３２を介してメインコントローラ３２９と通信するよう構成される。さらに、ロボット車両３１４、３１８及び３２４は、無線通信リンク３３４，３３６、及び３３８をそれぞれ介してメインコントローラ３２９と通信するよう構成される。

【0096】

この実施例では、ロボット車両３１４、３１８及び３２４は、モニュメント３１５、３１６、３２０、３２２、３２６及び３２８が最適にキャリブレートされるよう、ロボット車両３１４、３１８及び３２４自身を環境３００内で配置するよう構成される。ロボット車両３１４、３１８及び３２４が最適に配置されると、レーザ追跡システム３０４及び位置追跡システム３１０のそれぞれが、ロボット車両３１４、３１８及び３２４それぞれの位置測定値を生成する。

【0097】

具体的には、線３４０、３４２、及び３４４それぞれにて示すように、レーザ追跡システム３０４は、ロボット車両３１４、３１８及び３２４それぞれの位置測定値を生成する。さらに、線３４６、３４８、及び３５０それぞれにて示すように、位置追跡システム３１０は、ロボット車両３１４、３１８及び３２４それぞれの位置測定値を生成する。これらの位置測定値は全てメインコントローラ３２９へと送信され、処理される。

【0098】

メインコントローラ３２９は、これらの位置測定値を、図１の基準座標系１５０に類似する基準座標系（図示せず）に変換する。このように、これらの測定システムにより生成された全ての測定値が基準座標系（図示せず）に対応して生成されるよう、メインコントローラ３２９は、レーザ追跡システム３０４及び位置追跡システム３１０を基準座標系（図示せず）に位置合わせする。

【0099】

一実施例では、環境３００内のあるアセンブリの位置測定にレーザ追跡システム３０４が使用される。環境３００内でこのアセンブリに設置される部品（図示せず）の位置測定に、位置追跡システム３１０が使用される。メインコントローラ３２９は、レーザ追跡システム３０４の及び位置追跡システム３１０の位置測定値を基準座標系（図示せず）に変換するために必要となる変換を特定し、これにより、これらのシステムが基準座標系（図示せず）に対して数学的に位置合わせされる。例えば、限定しないが、アセンブリに部品を位置決めするために要求される移動指令は、メインコントローラ３２９によって特定された変換を使用して算出され得る。次いで移動指令は、例えば、限定しないが、環境３００内に位置するロボット（図示せず）に、部品をアセンブリに位置決めするよう指令を出すことができる。

【0100】

図２のロボット車両２００の図及び図３の環境３００の図は、例示的な実施形態を実装できる方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示したコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用できる。幾つかの構成要素は任意選択になることもある。

【0101】

図２及び３に示す異なるコンポーネントは、図１のブロック図の形態で示すコンポーネントを物理的な構造としてどのように実装できるかを示す実施例である。加えて、図２及び３に示されるコンポーネントのいくつかを、図１のコンポーネントと組み合わせるか、図１のコンポーネントに使用するか、又はそれら二つの場合を組み合わせることができる。

【0102】

ここで図４を参照すると、例示的な実施形態による、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする工程のフロー図が示される。図４に示す工程は、図１の任意の数の測定システム１０２を基準座標系１５０に位置合わせするために実装される。

【0103】

工程は、任意の数のモニュメント１１６を、環境１００内を移動する任意の数のロボット車両１１８と関連付けることにより開始される（作業４００）。作業４００は例えば、限定しないが、ロボット車両１２０上のモニュメント構造１２４などの、ロボット車両上のモニュメント構造へモニュメントの組１３２を搭載することにより実行される。

【0104】

その後、任意の数の測定システム１０２を基準座標系１５０に位置合わせすることに使用するため、任意の数のモニュメント１１６を伴う任意の数のロボット車両１１８は環境１００内へと移動される（作業４０２）。次に、任意の数の測定システム１０２の各測定システムにより、任意の数のモニュメント１１６に対する任意の数の位置測定値１４８が生成される（作業４０４）。

【0105】

次いで、任意の数の測定システム１０２を基準座標系１５０に位置合わせすることに使用するため、任意の数の測定システム１０２の各測定システムにより生成された任意の数の位置測定値１４８は基準座標系１５０へと変換される（作業４０６）。その後、工程が終了する。作業４０６が行われると、任意の数の測定システム１０２により生成された全ての測定値１０３は、基準座標系１５０などのような同一の座標系に則して処理される。

【0106】

さらに、任意の数の測定システム１０２のそれぞれは、基準座標系１５０に基づいて生成された指令を使用して環境１００内で移動及びコントロールされる。基準座標系１５０を使用することにより、任意の数の測定システム１０２の管理が改善され、測定値１０３の処理スピード及び効率が増大する。

【0107】

ここで図５を参照すると、例示的な実施形態による、任意の数の測定システムを基準座標系に位置合わせする工程のフロー図が示される。図５に示す工程は、図１の任意の数の測定システム１０２を基準座標系１５０に位置合わせするために実装される。

【0108】

工程は、モニュメントの組１３２を、任意の数のロボット車両１１８の各ロボット車両のモニュメント構造１２４に搭載することにより開始される（作業５００）。次に、任意の数のロボット車両１１８は、任意の数のロボット車両１１８に搭載された任意の数のモニュメント１１６の最適なキャリブレーションが達成され得る任意の数の最適位置を特定するよう構成された最適化アルゴリズムに基づいて、環境１００内の任意の数の最適位置へと移動される（作業５０２）。

【0109】

その後、基準座標系１５０は、任意の数の測定システム１０２のうちの測定システム１４６に対する座標系、及び、環境１００に対する座標系のうちの１つから選択される（作業５０４）。任意の数のロボット車両１１８に関連付けられた任意の数の測定システム１０２の各測定システムにより、任意の数のロボット車両１１８に関連付けられた任意の数のモニュメント１１６に対する任意の数の位置測定値１４８が生成される（作業５０６）。

【0110】

次いで、任意の数の測定システム１０２の各測定システムにより生成された任意の数の位置測定値１４８は、メインコントローラ１４０へと送信される（作業５０８）。次いで、メインコントローラ１４０は、任意の数の測定システム１０２の各測定システムにより生成された任意の数の位置測定値１４８を、基準座標系１５０に変換する（作業５１０）。その後、任意の数の測定システム１０２により生成された全ての測定値１０３が基準座標系１５０に対して生成されるよう、メインコントローラ１４０は任意の数の測定システム１２０を基準座標系１５０に位置合わせさせ（作業５１２）、その後工程は終了する。

【0111】

ここで図６を参照すると、例示的な実施形態による、データ処理システムのブロック図が示される。データ処理システム６００は、メインコントローラ１４０、コンピュータシステム１４２のうちの一又は複数のコンピュータ、コントロールユニット１３０、及び／又は図１の任意の数のロボット車両１１８のうちの１つのロボット車両のコントロールユニットを実装するために使用される。図示のように、データ処理システム６００は、通信フレームワーク６０２を含み、これによってプロセッサユニット６０４、記憶デバイス６０６、通信ユニット６０８、入出力ユニット６１０、及びディスプレイ６１２の間で通信を提供する。場合によっては、通信フレームワーク６０２はバスシステムとして実装されてもよい。

【0112】

プロセッサユニット６０４は、任意の数の操作を実施するソフトウェアのための命令を実行するように構成されている。プロセッサユニット６０４は、実装に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、及び／又は他の種類のプロセッサであってもよい。場合によっては、プロセッサユニット６０４は、回路システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイスなどのハードウェアユニット、又は他の好適な種類のハードウェアユニットの形態を取ってもよい。

【0113】

オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、記憶デバイス６０６上に配置される。記憶デバイス６０６は、通信フレームワーク６０２を介してプロセッサユニット６０４と通信を行ってもよい。本明細書で使用しているように、記憶デバイスはまた、コンピュータ可読記憶媒体と呼ばれることもあり、一時的に及び／又は永続的に情報を記憶することができるハードウェアの一部である。この情報は、限定するものではないが、データ、プログラムコード、及び／又は他の情報を含むことができる。

【0114】

メモリ６１４及び固定記憶域６１６は、記憶デバイス６０６の例である。メモリ６１４は、例えば、ランダムアクセスメモリ又は幾つかの種類の揮発性又は不揮発性の記憶デバイスであってもよい。固定記憶域６１６は任意の数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域６１６は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせであってもよい。固定記憶域６１６によって使用される媒体は着脱式であってもよく、着脱式でなくてもよい。

【0115】

通信ユニット６０８により、データ処理システム６００は、他のデータ処理システム及び／又はデバイスと通信することができる。通信ユニット６０８は、物理的な及び／又は無線の通信リンクを使用して通信することができる。

【0116】

入出力ユニット６１０は、データ処理システム６００に接続される他のデバイスとのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット６１０は、キーボード、マウス、及び／又は他のなんらかの種類の入力デバイスを介してユーザ入力を受け取ることができる。別の実施例として、入出力ユニット６１０は、データ処理システム６００に接続されたプリンタに出力を送信することができる。

【0117】

ディスプレイ６１２はユーザに情報を表示するように構成されている。ディスプレイ６１２は、例えば、限定しないが、モニタ、タッチスクリーン、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、仮想表示デバイス、及び／又は他の種類のディスプレイデバイスを含みうる。

【0118】

異なる実施形態の工程は、コンピュータに実装される命令を使用してプロセッサユニット６０４によって実施されてもよい。これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれ、プロセッサ装置６０４内の一又は複数のプロセッサによって読取及び実行される。

【0119】

これらの実施例では、プログラムコード６１８は、選択的に着脱可能でコンピュータ可読媒体６２０上に機能的な形態で配置され、プロセッサユニット６０４での実行用のデータ処理システム６００に読込み又は転送することができる。プログラムコード６１８及びコンピュータ可読媒体６２０は、コンピュータプログラム製品６２２を形成する。この例示的な実施例では、コンピュータ可読媒体６２０は、コンピュータ可読記憶媒体６２４又はコンピュータ可読信号媒体６２６であってもよい。

【0120】

コンピュータで読込可能な記憶媒体６２４は、プログラムコード６１８を伝播又は伝送する媒体というよりはむしろ、プログラムコード６１８を記憶するために使用される物理的な又は有形の記憶装置である。コンピュータ可読記憶媒体６２４は、例えば、限定しないが、データ処理システム６００に接続される光又は磁気ディスク或いは固定記憶デバイスの形態を取りうる。

【0121】

代替的には、プログラムコード６１８は、コンピュータ可読信号媒体６２６を使用してデータ処理システム６００に転送することができる。コンピュータ可読信号媒体６２６は、例えば、プログラムコード６１８を含む伝播されたデータ信号であってもよい。このデータ信号は、物理的及び／又は無線の通信リンクを介して伝送されうる、電磁信号、光信号、及び／又は他の何らかの好適な種類の信号であってもよい。

【0122】

図６のデータ処理システム６００の図は、例示的な実施形態を実装できる方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。種々の例示的な実施形態は、データ処理システム６００に対して図解されているコンポーネントに対して追加的又は代替的なコンポーネントを含むデータ処理システム内に実装される。さらに、図６に示したコンポーネントは、例示的な実施例と異なることがある。

【0123】

本発明の例示の実施形態は、図７の航空機の製造及び点検方法７００と図８の航空機８００に関連して記載されている。まず図７を参照すると、例示的な実施形態による航空機の製造及び保守方法を示すブロック図が示される。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法７００は、図８の航空機８００の仕様及び設計７０２、並びに材料の調達７０４を含む。

【0124】

製造段階では、図８の航空機８００の構成要素及びサブアセンブリの製造７０６と、システム統合７０８とが行われる。その後、図８の航空機８００は認可及び納品７１０を経て運航７１２に供される。顧客による運航７１２中、図８の航空機８００は、定期的な整備及び点検７１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は点検を含み得る）がスケジューリングされる。

【0125】

航空機の製造及び保守方法７００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されることがある。これらの実施例では、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的では、システムインテグレーターは、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ（これらに限定せず）、サードパーティは、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ（これらに限定せず）、オペレータは航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。

【0126】

ここで図８を参照すると、例示的な実施形態が実装され得る航空機のブロック図が示される。この実施例では、航空機８００は、図７の航空機の製造及び点検方法７００によって製造され、複数のシステム８０４及び内装８０６を有する機体８０２を含むことができる。システム８０４の例には、推進システム８０８、電気システム８１０、油圧システム８１２、及び環境システム８１４の１つ以上が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に種々の例示的な実施形態を適用することができる。

【0127】

本明細書で具現化される装置及び方法は、図７の航空機の製造及び点検方法７００のうちの少なくとも１つの段階で採用可能である。特に、図１のモニュメントシステム１１４は、測定システムを位置合わせするために、航空機の製造及び点検方法７００の間のどの段階でも使用可能である。例えば、限定しないが、図１のモニュメントシステム１１４は、コンポーネント及びサブアセンブリの製造７０６、システムインテグレーション７０８、製造及び保守７１４、及び／又は図７００の航空機の製造及び保守方法７００における他の好適な段階のうちの少なくとも１つで使用可能である。

【0128】

一実施例では、図７のコンポーネント及びサブアセンブリの製造７０６で製造されるコンポーネント又はサブアセンブリは、図７で航空機８００の運航７１２中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図７の構成要素及びサブアセンブリの製造７０６並びにシステム統合７０８などの製造段階で利用することができる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機８００が図７における運航７１２並びに／又は整備及び保守７１４の間に、利用することができる。任意の数の種々の例示的な実施形態の利用により、航空機８００の組立てを大幅に効率化すること、及び／又はコストを削減することができる。

【0129】

図示した異なる実施形態でのフロー図及びブロック図は、装置及び方法のいくつかの可能な実装の構造、機能、及び操作を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は操作或いはステップの部分を表わすことができる。

【0130】

例示的な一実施形態のいくつかの代替的な実装態様では、ブロックに記載された一つ又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、含まれる機能性によっては、連続して示される２つのブロックは実質的に同時に実行される場合があり、又はブロックは時に逆の順序で実行されうる。また、フロー図又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。

【0131】

上述した種々の実施形態の説明は、例示及び説明を目的とするものであり、完全な説明であること、又はこれらの実施形態を開示された形態に限定することを意図していない。当業者には、多くの修正例及び変形例が自明である。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の好ましい実施形態に照らして別の利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。

【符号の説明】

【0132】

２００ ロボット車両
２０２ 基部
２０４ モニュメント構造
２０６ 移動システム２０８
２０８ センサシステム
２１０ コントロールユニット
２１２ モニュメント
２１４ モニュメント
２１６ 軸
２１８ 矢印（回転方向）
２２０ ホロノミックホイール
２２２ ホロノミックホイール
２２４ モータ
２２６ バッテリ
２２８ レーザスキャナ
３００ 環境
３０２ 測定システム
３０４ レーザ追跡３０８
３０６ モーションキャプチャシステム
３０８ レーザレーダシステム
３１０ 位置追跡システム
３１２ モニュメントシステム
３１４ ロボット車両
３１５ モニュメント
３１６ モニュメント
３１８ ロボット車両
３２０ モニュメント
３２２ モニュメント
３２４ ロボット車両
３２６ モニュメント
３２８ モニュメント
３３０／３３２／３３４／３３６／３３８ 無線通信リンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】