特許第6440975号(P6440975)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ザ・ボーイング・カンパニーの特許一覧
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
<>
  • 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 図000002
  • 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 図000003
  • 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 図000004
  • 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 図000005
  • 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 図000006
  • 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 図000007
  • 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 図000008
  • 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 図000009
< >
(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置測定値(148)を生成することであって、前記置測定値(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