特開 2023-63103 被計測物の自働計測システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023063103

(43)【公開日】2023-05-09

(54)【発明の名称】被計測物の自働計測システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20230427BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021173402

(22)【出願日】2021-10-22

(71)【出願人】

【識別番号】596002767

【氏名又は名称】トヨタ自動車九州株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(71)【出願人】

【識別番号】594124993

【氏名又は名称】東京貿易テクノシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080160

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 憲一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149205

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 泰央

(72)【発明者】

【氏名】北澤 彰理

(72)【発明者】

【氏名】矢野 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】堤 洋一

(72)【発明者】

【氏名】大城 信也

(72)【発明者】

【氏名】鷹見 壮一郎

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA04

2F065AA06

2F065AA53

2F065BB05

2F065CC12

2F065DD03

2F065FF11

2F065GG04

2F065HH04

2F065JJ01

2F065MM06

2F065MM16

2F065MM26

2F065MM28

2F065PP22

2F065QQ31

(57)【要約】

【課題】任意の位置に停車した被計測物を自働で精度よく計測できる自働計測システムを提供する。
【解決手段】車両の外周方を移動する自律走行ロボットに搭載したトラッカーと、自律走行ロボットにロボットアームを介して搭載した計測スキャナーと、仮想マップの作成およびトラッカーと計測スキャナーを制御する制御部と、を備え、仮想マップ生成工程と、ポジション設定工程と、同期工程と、計測工程と、を有し、計測工程が、ポジション設定工程で仮想マップに設定された計測スキャナーの理想停止位置と、トラッカーよりレーザー光を照射して計測された計測スキャナーの実停止位置と、を比較して乖離量を算出し、理想停止位置と実停止位置との間に乖離が生じている場合、計測スキャナーを搭載した自律走行ロボットで位置補正する走行補正手段と、ロボットアームで位置補正するアーム補正手段と、の２つの補正手段により位置補正する自働計測システムを提供する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の外周方を移動自在の自律走行ロボットと、
自律走行ロボットに搭載したトラッカーと、
自律走行ロボットにロボットアームを介して搭載した計測スキャナーと、
計測空間を計測して仮想マップの作成およびトラッカーと計測スキャナーを制御するための制御部と、を備えた自動計測システムであって、
自律走行ロボットを走行させて計測空間をマッピングすることで仮想マップを作成する仮想マップ生成工程と、
仮想マップ生成工程で生成された仮想マップにトラッカーおよび計測スキャナーの移動位置を設定するポジション設定工程と、
生成された仮想マップの車両停止位置と計測空間に停止した実車両の車両停止位置を合わせて実計測空間と仮想マップを同期させる同期工程と、
車体に組付けた部材と車体フレームとの間の段差や隙間を計測するための計測工程と、を有し、
計測工程は、ポジション設定工程で仮想マップに設定された計測スキャナーの理想停止位置と、
トラッカーよりレーザー光を照射して計測された計測スキャナーの実停止位置と、を比較して乖離量を算出し、
理想停止位置と実停止位置との間に乖離が生じている場合、
計測スキャナーを搭載した自律走行ロボットで位置補正する走行補正手段と、
ロボットアームで位置補正するアーム補正手段と、
の２つの補正手段により位置補正することを特徴とする被計測物の自働計測システム。

【請求項2】

計測工程のアーム補正手段は、トラッカーで計測した計測スキャナーの実停止位置と、仮想マップ上に設定した計測スキャナーの理想停止位置との乖離量をビット信号に変換するための情報変換部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の被計測物の自働計測システム。

【請求項3】

計測工程において、トラッカーで計測した計測スキャナーの実停止位置と理想停止位置の位置データを６ＤＯＦ情報としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の被計測物の自働計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被計測物の隙間および段差などを計測するための自働計測システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被計測物としての車両を構成する車体フレームと車体フレームに組付けられる部材間の隙間や段差は、隣接部材間の隙間や段差に沿って計測用のスキャナーを移動させることで計測されていた。

【0003】

この計測作業は手作業で行われており、作業者が隣接する部材間の隙間を目視にて確認し、当該隙間部分に計測スキャナーからレーザー光を照射し、その反射光を受光することで行われる。

【0004】

このように被計測物の隙間を計測する計測作業は手作業で行われるため、被計測物としての車両が有する全ての隙間および段差を計測すると、全ての計測が完了するまでに多くの時間を要していた。また、計測作業が手作業であるため、作業者の熟練度に応じて計測結果にばらつきを生じやすく、正確な計測結果を得るためには、作業者の計測精度を向上する訓練を必要としていた。さらには、手作業による計測は、たとえ同一作業者による計測でも計測結果にばらつきを生じやすく、計測データは、計測した車両が設定された寸法公差内で製造されているかどうかを判断することができるものの、蓄積された計測データから不良組付けの傾向を確認することが困難であった。

【0005】

このような問題を解消する手段として、被計測物である車両の車体寸法を全自働で計測できる自働計測システムが開示されている（特許文献１参照。）。
特許文献１は、移動自在の移動プラットフォームと、移動プラットフォームに載置固定したロボット関節アームと、ロボット関節アームの先端部に固定された三角測量スキャナーと、移動プラットフォームの位置を調整するためのレーザートラッカーと、移動プラットフォームが移動するための指標となるターゲットと、を有する対象物の自働計測システムが開示されている。

【0006】

特許文献１の自働計測システムは、計測環境の床面に設置したターゲットを指標としてレーザートラッカーが車両の周囲を移動できる構成により、レーザートラッカーを基準として移動する三角測量スキャナーが車体に接触することなく車両の周囲を移動して車両の隙間や段差を自動で計測できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表２０１８-５１５７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載の自働計測システムにおいては、ターゲットを設置した空間の所定位置に車両を停止させる。特に、位置基準であるレーザートラッカーを移動させて車体を自動で計測する構成によれば、車両の建付け精度を測定する場合において、次のような問題がある。

【0009】

レーザートラッカーは、車体の寸法を自動で計測する移動プラットフォームの位置基準であり、床面に設置したターゲットを基準として移動できるように構成している。かかる場合、床面に設置された複数のターゲットに対してレーザートラッカーからレーザー光が照射され、その反射光をレーザートラッカーが受光することにより、レーザートラッカーが自己の位置を特定できる。そのため、レーザートラッカーが車両に接触することなく車両の周囲を移動して、設定された測定基準位置に自動で停止するためには、車両とターゲットとの位置関係が重要となる。

【0010】

具体的には、レーザートラッカーは、床面に設置されたターゲットに赤外線を照射し、ターゲットからの反射光を受光することで赤外線が照射されたターゲットとの距離を計測する。
そのため、レーザートラッカーは、照射された赤外線が停止車両によって遮られると、自己の位置情報を確認することができない、または、確認した自己の位置情報の精度が悪くなる虞があった。

【0011】

上述した問題を解決するためにレーザートラッカーから照射されるレーザー光が車体によって遮られることのない高さにターゲットを固定する手段が考えられる。しかしながら、この手段では、複雑な形状を有する車体の寸法値を計測する計測システムにおいて、計測に支障を来す虞がある。

【0012】

具体的には、従来の計測システムで使用される計測スキャナーは、ロボット関節アームの先端部に固定されており、当該ロボット関節アームを測定箇所に沿って移動させることにより自動で寸法を計測できるように構成している。そのため、車体の寸法を計測する際には、ロボット関節アームが自由に移動できる可動領域を確保する必要があった。

【0013】

仮に、ロボット関節アームの可動領域にターゲットが存在すると、ロボット関節アームの移動が阻害されて正しく寸法が計測できない、または、ロボット関節アームとターゲットが接触することにより、設置されたターゲットの向きが変更されてしまい、レーザートラッカーを正しく移動させることができなくなり、正確に測定できなくなる虞があった。

【0014】

また、ターゲットを利用して移動する場合、ターゲットを基準として各種計測がなされるため、ターゲットに対して車両を精度よく停止しないと、車両に対するレーザートラッカーの停止位置がずれ、そのズレ分だけ計測スキャナーの計測結果に誤差を生じる虞があった。

【0015】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、任意の位置に停車した車両の建付けを自働で精度よく計測できる自働計測システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の第１の態様は、車両の外周方を移動自在の自律走行ロボットと、自律走行ロボットに搭載したトラッカーと、自律走行ロボットにロボットアームを介して搭載した計測スキャナーと、計測空間を計測して仮想マップの作成およびトラッカーと計測スキャナーを制御するための制御部と、を備えた自働計測システムであって、自律走行ロボットを走行させて計測空間をマッピングすることで仮想マップを作成する仮想マップ生成工程と、仮想マップ生成工程で生成された仮想マップにトラッカーおよび計測スキャナーの移動位置を設定するポジション設定工程と、生成された仮想マップの車両停止位置と計測空間に停止した実車両の車両停止位置を合わせて実計測空間と仮想マップを同期させる同期工程と、車体に組付けた部材と車体フレームとの間の段差や隙間を計測するための計測工程と、を有し、計測工程は、ポジション設定工程で仮想マップに設定された計測スキャナーの理想停止位置と、トラッカーよりレーザー光を照射して計測された計測スキャナーの実停止位置と、を比較して乖離量を算出し、理想停止位置と実停止位置との間に乖離が生じている場合、計測スキャナーを搭載した自律走行ロボットで位置補正する走行補正手段と、ロボットアームで位置補正するアーム補正手段と、の２つの補正手段により位置補正することを特徴とする被計測物の自働計測システムである。

【0017】

本発明の第２の態様は、計測工程のアーム補正手段は、トラッカーで計測した計測スキャナーの実停止位置と、仮想マップ上に設定した計測スキャナーの理想停止位置との乖離量をビット信号に変換するための情報変換部を備えたことを特徴とする被計測物の自働計測システムである。

【0018】

本発明の第３の態様は、計測工程において、トラッカーで計測した計測スキャナーの実停止位置と理想停止位置の位置データを６ＤＯＦ情報としたことを特徴とする被計測物の自働計測システムである。

【発明の効果】

【0019】

本発明の第１の態様によれば、車両の外周方を移動自在の自律走行ロボットと、自律走行ロボットに搭載したトラッカーと、自律走行ロボットにロボットアームを介して搭載した計測スキャナーと、計測空間を計測して仮想マップの作成およびトラッカーと計測スキャナーを制御するための制御部と、を備えた自働計測システムであって、自律走行ロボットを走行させて計測空間をマッピングすることで仮想マップを作成する仮想マップ生成工程と、仮想マップ生成工程で生成された仮想マップにトラッカーおよび計測スキャナーの移動位置を設定するポジション設定工程と、生成された仮想マップの車両停止位置と計測空間に停止した実車両の車両停止位置を合わせて実計測空間と仮想マップを同期させる同期工程と、車体に組付けた部材と車体フレームとの間の段差や隙間を計測するための計測工程と、を有し、計測工程は、ポジション設定工程で仮想マップに設定された計測スキャナーの理想停止位置と、トラッカーよりレーザー光を照射して計測された計測スキャナーの実停止位置と、を比較して乖離量を算出し、理想停止位置と実停止位置との間に乖離が生じている場合、計測スキャナーを搭載した自律走行ロボットで位置補正する走行補正手段と、ロボットアームで位置補正するアーム補正手段と、の２つの補正手段により位置補正することにより、車両に対する計測スキャナーの停止位置だけでなく車両の計測対象箇所と計測スキャナーとの計測開始地点をあわせることができ、車両部材間の段差や隙間を正確に自動で計測できる。
すなわち、車両の建付けを測定するための計測空間を計測して仮想マップを作成することにより、トラッカー、計測スキャナーおよび車両の停止位置を仮想マップ上に任意に設定でき、どのような計測空間であったとしても車両を構成する部材間の隙間や段差を自動で計測できる。さらには、走行補正手段とアーム補正手段による２つの補正手段を用いて車両に対する計測スキャナーの位置補正を行うことにより、計測スキャナーのスキャン開始位置を理想停止位置と略同一の場所に位置でき、車両部材間の段差や隙間を正確に自動で計測できる。

【0020】

本発明の第２の態様によれば、計測工程のアーム補正手段は、トラッカーで計測した計測スキャナーの実停止位置と仮想マップ上に設定した理想停止位置との乖離量をビット信号に変換するための情報変換部を備えたことにより、トラッカーで計測した計測スキャナーの理想停止位置からの乖離量を正確にロボットアームに伝達することができ計測スキャナーを確実に計測開始地点まで移動することができる。

【0021】

本発明の第３の態様によれば、トラッカーより照射したレーザー光で計測した計測スキャナーの理想停止位置と実停止位置の計測データを６ＤＯＦ情報としたことにより、計測スキャナーの３次元の位置情報だけでなく、計測方向を加味して被計測物を確実に自動で計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態にかかる自律走行ロボットを示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態にかかるトラッカーを示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態にかかるロボットアームを示す斜視図である。

【図4】本発明の実施形態にかかる計測スキャナーを示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態にかかるブロック図である。

【図6】本発明の実施形態にかかる自動計測システムの計測フローを示す図である。

【図7】本発明の実施形態にかかるトラッカーと計測スキャナーの停止位置を仮想マップに表示した図である。

【図8】本発明の実施形態にかかる計測スキャナーの位置補正の手順を示すフロー図である。

【図9】本発明の実施形態にかかる計測スキャナーの位置補正情報を算出する手順を示すステップ図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１～図９を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0024】

本実施形態における、自動計測システムは、自由に移動可能な自律走行ロボット１０と、一方の自律走行ロボット１０に台座２１を介して載置固定されたレーザートラッカー２０と、他方の自律走行ロボット１０に台座２１を介して載置固定されたロボットアーム３０と、ロボットアーム３０の先端部に固定された計測スキャナー４０と、車両の停止位置や自律走行ロボット１０の停止位置を記憶した仮想マップＶと計測スキャナー４０の移動距離・移動角度を制御する制御部５０と、を有する。

【0025】

自律走行ロボット１０は、図１に示すように、略箱形状のロボット本体１１と、ロボット本体１１の左右下端部にそれぞれ設けた走行部１２，１２と、ロボット本体１１の前端部の上下方向略中央部に設けたレーザースキャナー１３と、レーザースキャナー１３の下方に設置したレーザーセンサー１４と、ロボット本体１１に収納された自律走行ロボット１０の制御を担う自律走行ロボット制御部１５と、自律走行ロボット１０の制御情報および各種データを保存するためのデータ記憶部１６を有する。

【0026】

ロボット本体１１は、下方開口の略箱形状に形成されており、前面１１ａ、後面１１ｂ、左右側面１１ｃ，１１ｄ、天面１１ｅを有する。ロボット本体１１の前面１１ａは、平面視において前方に膨出した略円弧状に形成されており、上下略中央部に正面視略方形状の開口部１１ｆを有する。すなわち、前面１１ａは、開口部１１ｆにより前面上部１１ａ１と前面下部１１ａ２の２つに分割形成されている。前面下部１１ａ２の略中央部には、挿通孔を穿設している。また、前面下部１１ａ２の前方には、フロントバンパー１７を配設している。

【0027】

フロントバンパー１７は、正面視において前面下部１１ａ２と略同形状で、前後方向に一定の厚みを有する。フロントバンパー１７の背面略中央部には、後方に向けて支持棒１７ａを突設している。支持棒１７ａは、前面下部１１ａ２に穿設した挿通孔に挿通しており、その先端部をロボット本体１１に連結している。すなわち、フロントバンパー１７は、前面下部１１ａ２から一定距離前方に離間してロボット本体１１に支持されており、前面下部１１ａ２から離間した距離だけ後退可能に構成している。

【0028】

これにより、フロントバンパー１７は、障害物に接触するとフロントバンパー１７を支持する支持棒１７ａが挿通孔に押し込まれる。ロボット本体１１は、支持棒１７ａがロボット本体１１の内側に押し込まれることにより、ロボット本体１１が障害物に接触したことを検知して停止する。このように、フロントバンパー１７は、障害物に接触してしまった場合の非常停止装置として機能する。ロボット本体１１は、左右側面１１ｃ，１１ｄにそれぞれ走行部１２，１２を有する。

【0029】

走行部１２は、自律走行ロボット１０が移動するための左右車輪１２ａ，１２ｂと、左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量を制御するための左右エンコーダを有する。左右車輪１２ａ，１２ｂは、ロボット本体１１の左右側面１１ｃ，１１ｄの前後方向略中央下部に配設している。左右車輪１２ａ，１２ｂは、左右側面１１ｃ，１１ｄの下端縁から車輪の略１／４が下方に突出するようにロボット本体１１に軸支されている。また、左右車輪１２ａ，１２ｂは、左右独立して回動できるように制御される２輪独立機構タイプであり、各車輪が左右エンコーダにそれぞれ連結されている。

【0030】

左右エンコーダは、ロボット本体１１に搭載した自律走行ロボット制御部１５に連結しており、自律走行ロボット１０が目的地まで確実に移動できるように作用する。すなわち、自律走行ロボット１０は、左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量を左右エンコーダで制御できるように構成したことで、左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量を同一とした場合、直進し、左右車輪１２ａ，１２ｂの一方の車輪の回動量を他方の車輪の回動量よりも少なくした場合、回動量が少ない車輪側に進行方向を変更できる。これにより、自律走行ロボット１０は、左右車輪１２ａ，１２ｂを左右に回転させることなく、その進行方向を変更することができる。なお、左右エンコーダは、光学式や磁気式など種々のエンコーダを用いることができ、左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量を独立して制御できればどのようなタイプのエンコーダを用いてもよい。

【0031】

このように左右車輪１２ａ，１２ｂを構成することにより、自律走行ロボット１０は、自律走行時において、ロボット本体１１の左右側面１１ｃ，１１ｄから左右車輪１２ａ，１２ｂが突出することがない。すなわち、自律走行ロボット１０は、後述のレーザースキャナー１３およびレーザーセンサー１４が検知できない範囲にある障害物にロボット本体１１が接触する虞を可及的に低減して、目的地まで確実に移動することができる。

【0032】

また、自律走行ロボット１０は、左右車輪１２ａ，１２ｂの各回動量をロボット本体１１に収納したデータ記憶部１６に記憶している。データ記憶部１６に記憶された左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量情報は、自律走行ロボット１０を移動しながら仮想マップＶを管理する制御部５０に伝達される。これにより、制御部５０は、仮想マップＶにおける自律走行ロボット１０の自己位置を推定できる。

【0033】

また、ロボット本体１１の開口部１１ｆにはレーザースキャナー１３を配設し、前面下部１１ａ２にはレーザーセンサー１４を配設している。

【0034】

レーザースキャナー１３は、計測空間のマッピングと、自律走行ロボット１０が走行する際の障害物を検知するためのスキャナー機能を有する物体検知センサである。

【0035】

レーザースキャナー１３は、ある一定角度のレーザー光を放射しており、レーザー光の放射を開始してから対象物に反射して再びレーザースキャナー１３に戻るまでの時間を計測することで自律走行ロボット１０から物体までの距離を計測する。

【0036】

レーザースキャナー１３は、レーザー光による距離計測情報をデータ記憶部１６に記憶させ、データ記憶部１６に記憶させた左右車輪１２ａ，１２ｂの回動量情報と同期させることにより計測空間のマッピング作業が完了する。マッピングされた計測空間の情報は、制御部５０で仮想マップＶに変換される。すなわち、レーザースキャナー１３を搭載した自律走行ロボット１０が計測空間を走行するだけで、計測空間の障害物情報を読み取り、読み取った障害物情報を仮想マップＶに容易にマッピングできる。

【0037】

このように構成したレーザースキャナー１３の下方、すなわち、フロントバンパー１７の前面下部１１ａ２には、レーザーセンサー１４を配設している。
レーザーセンサー１４は、低位置の障害物を検出するための障害物回避用の物体検出センサである。自律走行ロボット１０は、走行時において、レーザーセンサー１４で床面に載置された障害物を検出して、自動で停止、または障害物を回避して目的地まで移動することができる。すなわち、自律走行ロボット１０は、レーザーセンサー１４で床面の障害物を検出することで走行部１２の左右車輪１２ａ，１２ｂのいずれかが障害物に乗り上げ、バランスを崩して転倒する虞を低減し、確実に目的の箇所まで走行することができる。

【0038】

上述したレーザースキャナー１３およびレーザーセンサー１４で取得された計測空間の情報は、自律走行ロボット１０のデータ記憶部１６に記録され、その後、仮想マップＶが保存された制御部５０に伝達される。これにより、自律走行ロボット１０は、仮想マップＶのどこに位置しているかを推定できる。

【0039】

このように構成した一方の自律走行ロボット１０には、レーザートラッカー２０を配設しており、他方の自律走行ロボット１０には、ロボットアーム３０およびロボットアーム３０の先端部に連結した計測スキャナー４０を配設している。

【0040】

（レーザートラッカー２０について）
レーザートラッカー２０は、図２に示すように、自律走行ロボット１０の天面１１ｅにボルト等の固定具で載置固定された台座２１と、台座２１の上端面に載置固定されたトラッカー２２と、を有する。

【0041】

台座２１は、水平断面を略方形状とする中空の箱体であり、前後側面２１ａ，２１ｂ、左右側面２１ｃ，２１ｄおよび上下側面２１ｅ，２１ｆを有する。台座２１は、上面２１ｅの略中央部にトラッカー２２を立設している。

【0042】

トラッカー２２は、台座２１の上面２１ｅに水平方向に回動自在に立設した左右回動部２３と、左右回動部２３に連結したトラッカー筐体２４と、トラッカー筐体２４に垂直方向に回動自在に軸支したトラッカー本体２５を有する。

【0043】

左右回動部２３は、水平断面を円形状に構成している。左右回動部２３は、円周方向に回動自在に構成している。左右回動部２３の上部には、トラッカー筐体２４を配設している。

【0044】

トラッカー筐体２４は、正面視において、上方を開放状態とした略「コ」字状に形成されており、下部支持部２４ｄと、下部支持部２４ｄの左右端部に立設した左右の支持部２４ａ，２４ｂを有する。

【0045】

左右の支持部２４ａ，２４ｂは、側面視において、上下方向を長軸とする楕円形状を上下略中央部で水平に切断した略半楕円形状に形成されている。また、左右の支持部２４ａ，２４ｂは、正面視において、略長方形状に形成されている。

【0046】

下部支持部２４ｄは、略直方体形状で略中央部を左右回動部２３と連結している。トラッカー筐体２４は、左右回動部２３により水平状態を維持しつつ左右に回動できる。トラッカー筐体２４の略中央部には、左右回動部２３の上面および左右の支持部２４ａ，２４ｂに三方が囲われた回動空間２４ｅを有する。回動空間２４ｅには、トラッカー本体２５を配設している。

【0047】

トラッカー本体２５は、側面視において上下方向を長軸とする略楕円形状に形成されている。トラッカー本体２５は、トラッカー本体２５の左右側面に突設した回転軸により左右の支持部２４ａ，２４ｂに軸支されている。これにより、トラッカー本体２５は、回転軸を基準として上下に回動自在に構成している。

【0048】

トラッカー本体２５は、前端部の上下方向略中央部に配設したレーザー光照射部２５ａを有する。

【0049】

レーザー光照射部２５ａは、トラッカー本体２５の上下方向略中央部から前方に突出した円筒体であり、レーザー光の照射と撮像機能を有する。レーザー光照射部２５ａは、発出したレーザー光が物体に反射して戻るまでの時間を計測することで物体までの距離を計測できる測距機能を有する。具体的には、トラッカー本体２５は、計測箇所に設置されたリフレクターにレーザー光照射部２５ａからレーザー光を照射し、リフレクターに反射された光を受光することで計測箇所までの距離を計測できる。なお、計測箇所に設置されるリフレクターは、照射された光の入射角と反射角が同一となるコーナーキューブリフレクターである。

【0050】

また、レーザー光照射部２５ａは、測定対象物の特徴点を撮像して対象物の停止角度を測定する測角機能を有する。レーザー光照射部２５ａは、後述する計測スキャナー４０を撮像することにより、計測スキャナー４０に複数突設した角度検知用ＬＥＤ４６，４６・・・の相対位置関係から計測スキャナー４０の姿勢（停止角度）を計測できる。

【0051】

このようにトラッカー本体２５は、レーザー光照射部２５ａが計測スキャナー４０のリフレクター４５にレーザー光を照射し、その反射光を受光することでトラッカー２２から計測スキャナー４０までの距離を測定し、さらに、レーザー光照射部２５ａが計測スキャナー４０の表面に配設した複数の角度検知用ＬＥＤ４６，４６・・・の光を検出することにより、検出された各ＬＥＤの相対位置関係から計測スキャナー４０の姿勢（停止角度）を検出できる。

【0052】

また、他方の自律走行ロボット１０の天面１１ｅには、台座２１が載置固定されている。台座２１の上面２１ｅの略中央部には、ロボットアーム３０が載置固定されている。

【0053】

（ロボットアーム３０について）
ロボットアーム３０は、図３に示すように、様々な位置および角度に姿勢制御されるフレキシブルなロボットアーム（多関節ロボット）として構成されている。ロボットアーム３０の動作により、その可動範囲において、ロボットアーム３０の先端部に連結固定された計測スキャナー４０が３次元的に任意の方向に移動する。ロボットアーム３０は、例えば、６つの関節を有する６軸ロボットである。

【0054】

ロボットアーム３０は、ロボットアーム３０の動作等を制御する制御部としてのロボット制御部３１に接続されており、ロボット制御部３１からの制御信号を受けて動作する。ロボット制御部３１は、台座２１に収納されており、予めティーチングされた所定の動作をロボットアーム３０に行わせる。ロボットアーム３０の動作により、計測スキャナー４０は、位置や向き（姿勢）が制御されながら車両を構成する部材間の段差や隙間に沿って移動できる。

【0055】

（計測スキャナー４０について）
計測スキャナー４０は、２つの計測用ＬＥＤ照射部を有する高精度な３Ｄスキャン装置として構成されている。計測スキャナー４０は、線状に照射されるＬＥＤ光と点状に照射されるＬＥＤ光とを同時に照射しており、２つのＬＥＤ光が重なり合った部分に焦点を合わせ、線状のＬＥＤ光で照射された範囲の物体が計測される計測装置である。すなわち、計測スキャナー４０は、点状ＬＥＤ光の照射範囲内に線状ＬＥＤ光が照射された場合に線状ＬＥＤ光で照射された範囲の計測スキャナー４０に対する位置情報が計測されるように構成している。

【0056】

計測スキャナー４０は、図４に示すように、計測スキャナー筐体４１と、計測スキャナー筐体４１の前面に設けた２つの計測用ＬＥＤ照射部４２，４３と、計測用ＬＥＤ照射部４２，４３の下方に配設した受光部４４と、計測スキャナー４０の天面および両側面に突設したリフレクター４５，４５，４５と、計測スキャナー４０の左右側面および天面に複数設けた角度検知用ＬＥＤ４６，４６・・・を有する。

【0057】

計測スキャナー筐体４１は、平面視および側面視において略方形状の箱体である。計測スキャナー筐体４１は、前面に上下に併設した２つの計測用ＬＥＤ照射部４２，４３と、計測用ＬＥＤ照射部４２，４３の下部に配設した受光部４４を有する。

【0058】

上側に位置する計測用ＬＥＤ照射部４２は、左右方向に伸延した線状のＬＥＤ光を放射できるように構成している。また、下側に位置する計測用ＬＥＤ照射部４３は、略円形状のＬＥＤ光を放射できるように構成している。これらのＬＥＤ光は、測定対象物に照射された後、計測スキャナー筐体４１側に反射される。この反射光を計測スキャナー筐体４１の前面に設けた受光部４４で受光することにより計測部位の位置情報が計測できる。

【0059】

また、計測スキャナー筐体４１は、天面および両側面に略円柱状のリフレクター４５，４５，４５を配設している。リフレクター４５は、入射した光を入射した方向に反射する、いわゆる、コーナーキューブリフレクターで構成されている。これにより、計測スキャナー４０がどのような角度に変態しても、トラッカー２２のレーザー光照射部２５ａから照射されたレーザー光がトラッカー２２側に反射され、トラッカー２２から計測スキャナー４０までの距離を正確に計測できる。

【0060】

また、計測スキャナー筐体４１は、天面の前後端部近傍に角度検知用ＬＥＤ４６，４６を突設するとともに、左右両側面の後端部近傍の上下隅部および上部前端部近傍に角度検知用ＬＥＤ４６，４６，４６を突設している。

【0061】

角度検知用ＬＥＤ４６は、円筒体であるＬＥＤ収納部４６ａの先端に略半球状の頭部４６ｂを有し、頭部４６ｂの頂部に略円形の開口部４６ｃを有する。ＬＥＤ収納部４６ａは、計測スキャナー４０の姿勢を検知するための微発光のＬＥＤを収納している。ＬＥＤ収納部４６ａに収納されたＬＥＤは、開口部４６ｃからＬＥＤ収納部４６ａの外部に放射される。このＬＥＤ光は、トラッカー２２の撮像部２５ｂで検知され計測スキャナー４０がどのような角度で停止しているかを計測できるように作用する。具体的には、トラッカー２２は、計測スキャナー筐体４１の天面に配設された前後２つの角度検知用ＬＥＤ４６，４６と、計測スキャナー筐体４１の左側面または右側面にそれぞれ配設した３つの角度検知用ＬＥＤ４６，４６，４６の合計５つの角度検知用ＬＥＤ４６，４６，４６，４６，４６をトラッカー２２の撮像部２５ｂで検知することで計測スキャナー４０の計測姿勢を検知できる。

【0062】

このように、計測スキャナー４０は、複数のリフレクター４５，４５と、複数の角度検知用ＬＥＤ４６，４６・・・により、車体の測定部位に沿って計測スキャナー４０を移動させた場合にも、計測スキャナー４０の軌跡をトラッカー２２で確実に追跡でき、追跡した計測スキャナー４０の軌跡と計測スキャナー４０の２つの計測用ＬＥＤ照射部４２，４３による計測データにより車両を構成する部材間の隙間や段差などを正確に計測できる。計測された各種計測データは、リアルタイムで制御部５０に伝達される。

【0063】

（制御部５０について）
制御部５０は、図５に示すように自動計測システムを構成する各構成部材と相互に通信できるように構成されており、車両を計測するための計測空間をマッピングした仮想マップＶの生成と、各自律走行ロボット１０，１０、レーザートラッカー２０、ロボットアーム３０および計測スキャナー４０の位置確認と位置補正、および、予め保存された車両の正規ＣＡＤ情報と計測された車両の３次元情報との比較演算を行う部分である。なお、計測スキャナー４０については、直接的な移動手段を備えていないため、ロボットアーム３０を介して位置補正がなされる。

【0064】

このように構成された車両を構成する部材間の隙間および段差の自動計測システムは、計測される実車両の停車位置に対応するように仮想マップＶに設定した車両の正規ＣＡＤ情報の位置を調整することで実車両に対するトラッカー２２および計測スキャナー４０の位置補正がなされ、任意の位置に停車した車両の建付け（部材間の隙間および段差）を精度よく自動で計測できる。

【0065】

また、仮想マップＶで予め指定した位置に移動されたトラッカー２２および計測スキャナー４０は、仮想マップＶで予め設定されたポジションに移動後、相互に位置関係を確認することで実車両に対して精度よく停止できる。これにより、車両を構成する部材間の取付隙間および段差を精度よく自動で計測できる。

【0066】

≪計測手順≫
このように構成された自動計測システムを利用して車両に組付けられた部材同士の隙間および段差を計測する手順について図６、図７を参照して詳細に説明する。

【0067】

図６に示すように、本発明の自動計測システムは、仮想マップＶを生成するための仮想マップ生成工程Ｓ１と、仮想マップ生成工程Ｓ１で生成された仮想マップＶにレーザートラッカー２０および計測スキャナー４０の移動位置を設定するポジション設定工程Ｓ２と、生成された仮想マップＶの車両停止位置と実車両の停止位置を合わせるための同期工程Ｓ３と、車体に組付けた部材と車体フレームとの間の段差や隙間を計測するための計測工程Ｓ４の４つの工程からなる。

【0068】

≪仮想マップ生成工程Ｓ１≫
仮想マップ生成工程Ｓ１は、車両を計測するための計測空間をセンシングする空間計測工程Ｓ１－１と、自律走行ロボット１０が走行した軌跡を制御部５０に取り込みマッピングするための地図生成工程Ｓ１－２を有する。

【0069】

空間計測工程Ｓ１－１は、車両を構成する部材間の段差および隙間を計測するための計測空間に自律走行ロボット１０を走行させて計測空間の障害物情報を取得して記録する工程である。

【0070】

自律走行ロボット１０は、走行時にレーザースキャナー１３からレーザー光を放射して周囲の障害物情報を取得する。また、自律走行ロボット１０は、左右車輪１２ａ，１２ｂそれぞれの回転量と、左右車輪１２ａ，１２ｂの回転量に対応した周囲の障害物情報をデータ記憶部１６に記録する。
なお、自律走行ロボット１０は、計測空間のマッピングを行う際、自動で走行しても、コントローラを接続して手動で走行しても、自動と手動を組合わせて半自動で計測しても、どのように走行して計測されてもよい。

【0071】

空間計測工程Ｓ１－１で自律走行ロボット１０のデータ記憶部１６に保存された情報は、自動計測システムの制御部５０に伝達される。制御部５０は、自律走行ロボット１０のデータ記憶部１６に保存された情報を基に計測空間の障害物情報を基に仮想マップＶを生成する（地図生成工程Ｓ１－２）。

【0072】

ポジション設定工程Ｓ２は、地図生成工程Ｓ１－２で生成された計測空間の仮想マップＶに車両計測時におけるトラッカー２２及び計測スキャナー４０の理想停止位置を決定する工程である。

【0073】

ポジション設定工程Ｓ２は、地図生成工程Ｓ１－２で生成された計測空間の仮想マップＶに、各自律走行ロボット１０，１０が走行できない領域を設定する走行禁止エリア設定工程Ｓ２－１と、部材間の隙間および段差が計測される車両の停車位置を設定する車両停止位置設定工程Ｓ２－２と、計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０の理想停止位置を設定する計測スキャナーポジション設定工程Ｓ２－３と、トラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０の理想停止位置を設定するトラッカーポジション設定工程Ｓ２－４と、各自律走行ロボット１０，１０の現在位置を仮想マップＶと照合する位置確認工程Ｓ２－５と、仮想マップＶに設定した車両の停車位置Ｒに実車両を停車させる実車両停止工程Ｓ２－６と、を有する。

【0074】

走行禁止エリア設定工程Ｓ２－１は、地図生成工程Ｓ１－２で生成した仮想マップＶに自律走行ロボット１０が走行できない走行禁止エリアＦを設定する。走行禁止エリアＦの設定は、制御部５０において、走行できない範囲をモニター上で塗りつぶすことで設定される。

【0075】

走行禁止エリアＦは、例えば、自律走行ロボット１０が走行する際の障害物や計測空間の壁面部などを設定し、自律走行ロボット１０の自動走行時において、障害物や壁面などと接触して移動できなくなる虞を可及的に低減している。また、走行禁止エリアＦを設定することにより、自律走行ロボット１０は、スキャンポジションを変更する際、余計な走行経路をたどることなく最短で次の測定場所まで移動することができる。

【0076】

車両停止位置設定工程Ｓ２－２は、仮想マップＶに設定した走行禁止エリアＦに車両の停車位置Ｒを設定する工程である。車両の停車位置Ｒは、計測空間において、車両の周囲を自律走行ロボット１０が自由に移動できる位置に設定されていることがよく、例えば、計測空間の略中央部に設定されることが望ましい。車両の停車位置Ｒは、車両を収納する平面視略方形状に設定された停止スペースＲ１と、停止スペースＲ１内に設定した車輪の停止位置を示す車輪停止位置Ｒ２により設定される。なお、車輪停止位置Ｒ２は、平面視略三角形状で表示しており、その頂点部に車輪の前後方向略中央部が停止するように設定される。この車輪停止位置Ｒ２に合わせて車両を停止することにより、車両は、確実に停止スペースＲ１内に停車されることとなる。

【0077】

計測スキャナーポジション設定工程Ｓ２－３は、仮想マップＶに設定した車両の停車位置Ｒの周囲に計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０の理想停止位置であるスキャンポジションを設定する工程である。計測スキャナーポジション設定工程Ｓ２－３では、車両停止位置設定工程Ｓ２－２で設定した車両停止位置に正規のＣＡＤ情報（理想形態の車両）を有する車両を停止した場合における部材間の隙間および段差を計測するのに最適なポジションを設定する工程である。

【0078】

スキャンポジションは、実車両の前側３箇所のスキャンポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３と、実車両の左側２箇所のスキャンポジションＰ４，Ｐ５と、実車両の後部１箇所のスキャンポジションＰ６と、実車両の右側２箇所のスキャンポジションＰ７，Ｐ８の合計８箇所に設定される。なお、本実施形態では、計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０の停止位置を８箇所としたが、自律走行ロボット１０の停止位置はこれに限定されず、車両に組付けた部材間の隙間や段差を正確に全て計測できれば何箇所設定されていてもよい。

【0079】

トラッカーポジション設定工程Ｓ２－４は、仮想マップＶに設定した車両の停車位置Ｒに合わせてトラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０の停止位置を設定する工程である。トラッカーポジション設定工程Ｓ２－４では、計測スキャナーポジション設定工程Ｓ２－３で設定した各スキャンポジションに自律走行ロボット１０が停止した際、トラッカー２２と計測スキャナー４０とが相互に位置を計測できるようトラッカー２２の停止位置を設定する。すなわち、車両停止位置設定工程Ｓ２－２で設定した停止位置に停車した車体によってトラッカー２２のレーザー光照射部２５ａから照射されたレーザー光が遮断されない位置にトラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０の理想停止位置であるトラッカーポジション（計測基準ポジション）を設定する。これにより、計測スキャナー４０とトラッカー２２との間で相互に位置確認を実施できる。

【0080】

トラッカーポジション設定工程Ｓ２－４で設定されるトラッカーポジションは、停止車両の進行方向の正面に位置する第１ポジションＴ１と、停止車両の左後方に位置する第２ポジションＴ２と、停止車両の右後方に位置する第３ポジションＴ３と、の合計３箇所に設定される。なお、本実施形態では、トラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０の停止位置を３箇所としたが、自律走行ロボット１０の停止位置はこれに限定されず、計測スキャナー４０とトラッカー２２とが車体に遮られることなく相互に位置確認を実施できる位置にトラッカーポジションが設定されていれば何箇所でもよい。ただし、トラッカーポジションは、計測スキャナー４０が移動する際の基準点であるため、トラッカーポジションの停止位置を増やすと計測結果に誤差を生じやすくなる。そのため、トラッカーポジションは、できるだけ少なく設定されていることが望ましい。

【0081】

位置確認工程Ｓ２－５は、トラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０および計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０の現在位置を仮想マップＶと照合する工程である。

【0082】

位置確認工程Ｓ２－５は、各自律走行ロボット１０，１０のレーザースキャナー１３で計測した周囲の障害物情報と、仮想マップＶ上に図示された障害物情報を照合して、自律走行ロボット１０，１０の現在位置（待機ポジションＴｗ，Ｐｗ）と決定する工程である。待機ポジションＴｗ，Ｐｗは、制御部５０に記録される。

【0083】

実車両停止工程Ｓ２－６は、仮想マップＶに設定した車両の停車位置Ｒに実車両を停車させる工程である。実車両停止工程Ｓ２－６では、車両の前後方向および車幅方向が収まる停止線を計測空間の床面に貼付している。この停止線は、平面視略方形状の部分であり、床面にテープなどで表示されている。なお、実車両は、平面視において、停止線の内側に車両の全長および全幅が収まっていればよい。

【0084】

同期工程Ｓ３は、計測空間の停止線内に停車した実車両と、仮想マップＶに設定した正規の停止車両の位置とを合わせる工程である。

【0085】

同期工程Ｓ３では、まず、仮想マップＶに設定した待機ポジションＴｗから第１ポジションＴ１にトラッカー２２を搭載した自律走行ロボット１０を移動させる。

【0086】

次に作業者は、計測空間の車両の停車位置Ｒに停車した実車両のボンネットを開きエンジンルームの各測定箇所にコーナーキューブリフレクターを設置する。

【0087】

作業者は、トラッカー２２のレーザー光照射部２５ａからコーナーキューブリフレクターにレーザー光を照射することで計測箇所に設置された各リフレクターの３次元座標およびトラッカー２２に対する角度を計測する。計測された各リフレクターの３次元座標および角度情報は、制御部５０に記録される。

【0088】

制御部５０は、計測した各リフレクターの３次元座標と、予め仮想マップＶに設定した正規車両に設けた各リフレクターの３次元座標を比較し、その乖離量を算出する。制御部５０は、算出された乖離量の分だけ仮想マップＶおよび仮想マップＶに設定した正規車両の位置を補正する。これにより、実車両の停車位置および停止形態と仮想マップＶに設定した正規車両の停車位置および停止形態が一致する。

【0089】

なお、同期工程Ｓ３において、実車両と仮想マップＶの正規車両の車両停止位置を確実に一致させるため、実車両は、コーナーキューブリフレクターを取り付ける取付箇所以外の孔部を蓋体で閉塞されている。また、計測した各リフレクターの３次元座標が仮想マップＶで設定された３次元座標から著しく乖離していた場合、計測ミスを示すエラーメッセージが報知されるように制御部５０の制御プログラムを設定していてもよい。

【0090】

このように、コーナーキューブリフレクターの３次元座標を正しく計測して、実車両と仮想マップＶの正規車両の車両停止位置が確実に一致するよう構成することで実空間と仮想マップＶを同期させることができ、車両を構成する部材同士の隙間および段差が正確に計測できる。また、このような構成により自律走行ロボット１０の走行時において、自律走行ロボット１０が車両と接触する虞、および車両の計測時に計測スキャナー４０が車体と接触する虞を可及的に低減できる。

【0091】

計測工程Ｓ４は、ポジション設定工程Ｓ２で設定した計測スキャナー４０の理想停止位置であるスキャンポジションＰおよびトラッカー２２の理想停止位置であるトラッカーポジションＴに計測スキャナー４０およびトラッカー２２を移動させて車両に組付けた部材間の隙間や段差を計測する工程である。

【0092】

計測工程Ｓ４は、車両の前方を計測する第１計測工程Ｓ４－１と、車両の左側方を計測する第２計測工程Ｓ４－３と、車両の右側方を計測する第３計測工程Ｓ４－５と、第１計測工程Ｓ４－１から第２計測工程Ｓ４－３の間にトラッカー２２を移動させる第１段替工程Ｓ４－２と、第２計測工程Ｓ４－３から第３計測工程Ｓ４－５の間にトラッカー２２を移動させる第２段替工程Ｓ４－４を有する。

【0093】

各計測工程は、実停止位置に停止した計測スキャナー４０の理想停止位置からの乖離量を算出し、算出された乖離量に基づき自律走行ロボット１０の左右車輪１２ａ，１２ｂを回動させることで計測スキャナー４０の位置を補正する走行補正手段Ｍ１と、走行補正手段Ｍ１で補正した計測スキャナー４０の実停止位置を計測して計測スキャナー４０の理想停止位置との乖離量を再度算出し、算出された乖離量に基づきロボットアーム３０で計測スキャナー４０の位置を補正するアーム補正手段Ｍ２と、を有する。各計測工程は、走行補正手段Ｍ１とアーム補正手段Ｍ２との２つの補正手段で位置補正を行うことにより、計測スキャナー４０が計測開始地点である理想停止位置に位置することができる。これにより、車両を構成する部材の隙間および段差を正しく計測することができる。計測工程は、以下の手順で実施される。計測工程のフローを示す図８は、計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０を待機ポジションＰｗからスキャンポジションＰ１に移動した時点を開始地点として図示しているが、図８はスキャンポジションＰ１における計測スキャナー４０の補正に限らず、各スキャンポジション（例えば、スキャンポジションＰ１からスキャンポジションＰ２に移動した場合）での補正にも適用される。

【0094】

第１計測工程Ｓ４－１では、まず、計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０を待機ポジションＰｗからスキャンポジションＰ１に移動させる（図８のＳ４０参照）。この際、自律走行ロボット１０は、左右車輪１２ａ，１２ｂの回転タイミングと回転量で自己の移動距離を判断している。

【0095】

スキャンポジションＰ１に移動した計測スキャナー４０は、仮想マップＶに設定した正規形態の車両を基準とする車両座標系において、予め設定された理想停止位置の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａに計測スキャナー４０の両側面に設けたリフレクター４５を停止させる（図９のＳＴＥＰ１）。この際、計測スキャナー４０は、左右側面に突設したリフレクター４５，４５のうちいずれかのリフレクター４５の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａを第１ポジションＴ１に停止したトラッカー２２が計測できるよう予め設定された形態で停止する。なお、計測スキャナー４０の停止形態はどのような形態で停止していてもよい。

【0096】

トラッカー２２は、トラッカー２２を基準とするトラッカー座標系において、計測スキャナー４０のリフレクター４５にレーザー光照射部２５ａからレーザー光を照射して計測スキャナー４０の実停止位置の６ＤＯＦ情報Ｐ１ａを取得する（図９のＳＴＥＰ２）。計測スキャナー４０の実停止位置における６ＤＯＦ情報Ｐ１ａは、トラッカー２２から制御部５０に伝達される。

【0097】

制御部５０は、計測した計測スキャナー４０の６ＤＯＦ情報Ｐ１ａを車両基準の車両座標系の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｃに変換する（図９のＳＴＥＰ３）。

【0098】

制御部５０は、車両座標系の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｃを予め設定された計測スキャナー４０の理想停止位置の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａと比較して６ＤＯＦ情報のズレ量Ｐ１ｄを算出する（図９のＳＴＥＰ４）。

【0099】

制御部５０は、算出した６ＤＯＦ情報のズレ量Ｐ１ｄをトラッカー２２を経由して計測スキャナー４０に伝達する。

【0100】

計測スキャナー４０は、ズレ量Ｐ１ｄに応じて自律走行ロボット１０を移動させる（図９のＳＴＥＰ５）。

【0101】

上述した計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０の移動が走行補正手段Ｍ１である。当該移動は、ズレ量Ｐ１ｄの６ＤＯＦ情報の内、各座標（３次元座標）が±１５ｍｍの範囲内となるまで繰り返し自律走行ロボット１０を移動して調整する（図８のＳ４１およびＳ４２参照）。

【0102】

その後、トラッカー２２は、トラッカー座標系において計測スキャナー４０の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｅを計測する（図９のＳＴＥＰ６）。

【0103】

トラッカー２２は、計測スキャナー４０の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｅを制御部５０に伝達する。制御部５０は、トラッカー座標系で計測された６ＤＯＦ情報Ｐ１ｅを車両座標系の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｆに変換する（図９のＳＴＥＰ７）。

【0104】

制御部５０は、車両座標系に変換した計測スキャナー４０の６ＤＯＦ情報Ｐ１ｆを正規の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａと比較してそのズレ量Ｐ１ｇを算出する（図９のＳＴＥＰ８）。
制御部５０は、算出したズレ量Ｐ１ｇを車両座標系からロボット座標系のズレ量Ｐ１ｈに変換する（図９のＳＴＥＰ９）。

【0105】

ロボット座標系に変換されたズレ量Ｐ１ｈは、台座２１の内側に収納した情報変換部３２でビット信号に変換されてロボット制御部３１に伝達される（図９のＳＴＥＰ１０）。ロボット制御部３１は、受信したビット信号を再び差分情報Ｐ１ｊに変換する（図９のＳＴＥＰ１１）。

【0106】

ロボットアーム３０は、差分情報Ｐ１ｊの分だけ移動する（図９のＳＴＥＰ１２）。これにより、計測スキャナー４０は、理想停止位置の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａと比較して３次元座標が略±０ｍｍの計測開始位置に停止することができ、また、そのピッチング・ヨーイング・ローリングを理想停止位置の６ＤＯＦ情報Ｐ１Ａと略同一にできる（図８のＳ４３参照）。

【0107】

すなわち、計測スキャナー４０は、上述のスキャンポジションＰ１に対するズレ量を±１５ｍｍ以下とする自律走行ロボット１０により位置補正する走行補正手段Ｍ１と、計測開始位置に対するズレ量を略±０ｍｍとしつつ計測スキャナー４０のピッチング・ヨーイング・ローリングをロボットアーム３０で位置補正するアーム補正手段Ｍ２の２つの補正手段により、車両を構成する部材間の隙間および段差を精度よく計測することができる。

【0108】

計測スキャナー４０は、理想停止位置に停止していることがトラッカー２２で再度確認されると、車両を構成する部材間の隙間および段差の計測を開始する（図８のＳ４４参照）。

【0109】

計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ１において、計測開始位置を基点として予めティーチングされた軌跡に沿って移動する。計測スキャナー４０は、計測スキャナー４０の前面に備えた計測用ＬＥＤ照射部４２，４３から照射されたＬＥＤ光で計測する。計測スキャナー４０は、予めティーチングされた軌跡の終了地点まで移動すると、計測が終了したことを制御部５０に伝達する。

【0110】

制御部５０は、スキャンポジションＰ１において、計測スキャナー４０が終了地点まで移動した信号を受け取ると、計測スキャナー４０をスキャンポジションＰ２に移動させる信号を計測スキャナー４０に発信する。なお、このスキャンポジションＰ１からスキャンポジションＰ２への移動信号は、計測スキャナー４０の位置を確認するトラッカー２２にも伝達される。

【0111】

スキャンポジションＰ２に移動した計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ１と同様にスキャンポジションＰ２の理想停止位置に対するズレ量が±１５ｍｍ以下となるまで自律走行ロボット１０による位置補正を繰り返す。その後、計測スキャナー４０は、計測開始位置に対するズレ量が略±０ｍｍとなるようロボットアーム３０による位置補正が行われる。計測スキャナー４０が計測開始位置に位置していることがトラッカー２２によって確認されると、計測スキャナー４０は、車両を構成する部材間の隙間および段差の計測を開始する。なお、計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ１と同様にスキャンポジションＰ２において予めティーチングされた軌跡に沿って計測する。計測スキャナー４０は、予めティーチングされた軌跡を移動し終えると、計測が終了したことを制御部５０に伝達する。

【0112】

制御部５０は、スキャンポジションＰ２における車両の段差および隙間の計測が終了すると、スキャンポジションＰ３に移動させる信号を計測スキャナー４０に送信する。スキャンポジションＰ３では、スキャンポジションＰ２同様に計測スキャナー４０を理想停止位置となるように位置補正し、予めティーチングされた軌跡に沿って計測スキャナー４０を移動させることにより車両の段差および隙間を計測する。なお、計測スキャナー４０の位置補正は、スキャンポジションＰ１における補正方法と同一であるため、その説明については省略する。

【0113】

計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ３での計測が終了すると、ロボットアーム３０で所定の３次元座標位置に移動して予め設定した向きに停止する。この際、計測スキャナー４０の３次元座標および停止向き（６ＤＯＦ情報）は、トラッカー２２で計測され、制御部５０に保存される。

【0114】

次に、制御部５０は、トラッカー２２を載置固定した自律走行ロボット１０を第１ポジションＴ１から第２ポジションＴ２に移動させる（第１段替工程Ｓ４－２）。

【0115】

第１段替工程Ｓ４－２は、トラッカーポジション設定工程２－４で設定した第２ポジションＴ２にトラッカー２２を精度よく移動させる工程である。

【0116】

第２ポジションＴ２に移動したトラッカー２２は、スキャンポジションＰ３において、理想停止位置に停止した計測スキャナー４０のリフレクター４５の３次元座標を計測して位置情報として制御部５０に保存する。

【0117】

制御部５０は、トラッカー２２の移動前後におけるリフレクター４５の３次元座標を比較してその差分を計測する。

【0118】

トラッカー２２の移動前後でリフレクター４５の３次元座標に差分が生じている場合、トラッカー２２は、その差分に応じて自律走行ロボット１０を移動して位置補正を行う。トラッカー２２は、位置補正後に再度リフレクター４５の３次元座標を計測する。

【0119】

リフレクター４５の３次元座標が、トラッカー２２の移動前後で一致した場合、第１段替工程Ｓ４－２を終了する。自動計測システムは、第１段替工程Ｓ４－２が終了すると車両の左側方を計測する第２計測工程Ｓ４－３に移行する。

【0120】

第２計測工程Ｓ４－３は、車両の左側方および後方の段差および隙間を計測する工程である。

【0121】

第２計測工程Ｓ４－３では、まず、計測スキャナー４０を搭載した自律走行ロボット１０をスキャンポジションＰ３からスキャンポジションＰ４に移動させる。
スキャンポジションＰ４に移動した計測スキャナー４０は、ロボットアーム３０を移動させることにより、理想停止位置の３次元座標に計測スキャナー４０のリフレクター４５を移動させる。

【0122】

トラッカー２２は、スキャンポジションＰ１と同様に計測スキャナー４０のリフレクター４５の３次元座標を計測し、計測された３次元座標と理想停止位置の３次元座標を比較して各座標の差分が±１５ｍｍ以内となるまで自律走行ロボット１０で計測スキャナー４０の位置を補正する走行補正手段Ｍ１を実施する。なお、詳細の補正方法は、スキャンポジションＰ１で記載した補正方法と同一であるため、その説明を省略する。

【0123】

スキャンポジションＰ４に移動した計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ４における計測初期位置にリフレクター４５が位置するようにロボットアーム３０を移動する。計測初期位置への計測スキャナー４０の位置補正は、スキャンポジションＰ１の補正方法と同一であるため、その説明を省略する。スキャンポジションＰ４での計測が終了すると計測スキャナー４０は、計測が終了したことを制御部５０に伝達する。制御部５０は、計測スキャナー４０をスキャンポジションＰ５に移動するよう指令を伝達する。

【0124】

計測スキャナー４０は、スキャンポジションＰ４からスキャンポジションＰ５に移動する。計測スキャナー４０の計測初期位置への位置補正および計測手順などはスキャンポジションＰ１で説明した手順と同一であるため、詳細の説明を省略する。

【0125】

第２計測工程Ｓ４－３での計測スキャナー４０による計測が終了すると、第２段替工程Ｓ４－４にて第２ポジションＴ２から第３ポジションＴ３にトラッカー２２を移動させる。なお、第２段替工程Ｓ４－４は、第１段替工程Ｓ４－２と同様にトラッカー２２で計測スキャナー４０のリフレクター４５の位置情報をトラッカー２２の移動前後で計測することにより実施されている。詳細については、第１段替工程Ｓ４－２と同一であるため、その説明を省略する。第２段替工程Ｓ４－４により第３ポジションＴ３へのトラッカー２２の移動が終了すると第３計測工程Ｓ４－５に移行する。

【0126】

第３計測工程Ｓ４－５は、第３ポジションＴ３に停止したトラッカー２２を基準として計測スキャナー４０をスキャンポジションＰ７およびスキャンポジションＰ８に移動して車両の右側方の段差および隙間を計測する工程である。

【0127】

スキャンポジションＰ７およびスキャンポジションＰ８に移動した計測スキャナー４０の位置合わせ、および計測スキャナー４０による段差および隙間の計測方法は、スキャンポジションＰ１における計測スキャナー４０の位置合わせおよび計測方法と同一であるため、その詳細の説明を省略する。

【0128】

第３計測工程Ｓ４－５での計測スキャナー４０による計測が終了すると、ロボットアーム３０を変態して、計測スキャナー４０を車両から遠ざけた位置に停止させる。

【0129】

その後、計測が終了した車両を移動させて、当該車両における段差および隙間の計測を終了させる。

【0130】

上述した通り、第１計測工程Ｓ４－１で車両前方の計測を行い、第１段替工程Ｓ４－２で位置基準となるトラッカー２２を第１ポジションＴ１から第２ポジションＴ２に移動し、第２計測工程Ｓ４－３で第２ポジションＴ２に移動したトラッカー２２を基準として車両の左側方および後方の計測を行い、第２段替工程Ｓ４－４で位置基準となるトラッカー２２を第２ポジションＴ２から第３ポジションＴ３に移動し、第３計測工程Ｓ４－５で第３ポジションＴ３に移動したトラッカー２２を基準として車両の右側方の計測を行うことで車両と車両を構成する部材間の段差および隙間を正確に計測することができる。

【0131】

すなわち、本発明において、計測スキャナー４０の位置基準となるトラッカー２２と計測スキャナー４０とで相互に位置関係を把握することにより、理想停止位置にトラッカー２２と計測スキャナー４０を位置させることができ、計測スキャナー４０による計測が自動で正確にできる。

【0132】

なお、本発明は上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したリ組合せを変更したりした構成、公知発明並びに上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したりした構成、等も含まれる。また、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

【符号の説明】

【0133】

１０ 自律走行ロボット
１１ ロボット本体
１２ 走行部
１３ レーザースキャナー
１４ レーザーセンサー
１５ 自律走行ロボット制御部
１６ データ記憶部
１７ フロントバンパー
２０ レーザートラッカー
２１ 台座
２２ トラッカー
２３ 左右回動部
２４ トラッカー筐体
２５ トラッカー本体
３０ ロボットアーム
３１ ロボット制御部
３２ 情報変換部
４０ 計測スキャナー
４１ 計測スキャナー筐体
４２、４３ 計測用ＬＥＤ照射部
４４ 受光部
４５ リフレクター
４６ 角度検知用ＬＥＤ
５０ 制御部
Ｆ 走行禁止エリア
Ｍ１ 走行補正手段
Ｍ２ アーム補正手段
Ｐ スキャンポジション
Ｒ 停止位置
Ｓ１ 仮想マップ生成工程
Ｓ２ ポジション設定工程
Ｓ３ 同期工程
Ｓ４ 計測工程
Ｔ トラッカーポジション
Ｖ 仮想マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】