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特開2024-15755ターゲット装置、調整方法、調整システム及び調整プログラム
(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】P2024015755
(43)【公開日】2024-02-06
(54)【発明の名称】ターゲット装置、調整方法、調整システム及び調整プログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/497 20060101AFI20240130BHJP
【ＦＩ】
G01S7/497
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118041
(22)【出願日】2022-07-25
(71)【出願人】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 晃典
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA04
5J084AA05
5J084AA13
5J084AB01
5J084AB07
5J084AB20
5J084AD01
5J084BA55
5J084CA32
5J084CA34
(57)【要約】
【課題】ライダー装置の調整に用いられるターゲット装置の配置の制約を軽減すること。
【解決手段】本開示に係るターゲット装置は、ライダー装置の調整に用いられる。本開示に係るターゲット装置は、前記ライダー装置が照射する測定光を反射する球体を備えることを特徴とする。
【選択図】図８
【解決手段】本開示に係るターゲット装置は、ライダー装置の調整に用いられる。本開示に係るターゲット装置は、前記ライダー装置が照射する測定光を反射する球体を備えることを特徴とする。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ライダー装置の調整に用いられるターゲット装置であって、
前記ライダー装置が照射する測定光を反射する球体を備える、
ターゲット装置。
前記ライダー装置が照射する測定光を反射する球体を備える、
ターゲット装置。
【請求項2】
請求項１に記載のターゲット装置であって、
前記球体を３つ備えており、
３つの前記球体のうちの或る球体の中心は、別の２つの前記球体の中心を結ぶ線と異なる位置に配置されている、
ターゲット装置。
前記球体を３つ備えており、
３つの前記球体のうちの或る球体の中心は、別の２つの前記球体の中心を結ぶ線と異なる位置に配置されている、
ターゲット装置。
【請求項3】
請求項２に記載のターゲット装置であって、
３つの前記球体のうちの２つの前記球体は、梁部材によって所定の高さに支持されており、
３つの前記球体のうちの１つの前記球体は、前記梁部材に支持された２つの前記球体と異なる高さに配置されている、
ターゲット装置。
３つの前記球体のうちの２つの前記球体は、梁部材によって所定の高さに支持されており、
３つの前記球体のうちの１つの前記球体は、前記梁部材に支持された２つの前記球体と異なる高さに配置されている、
ターゲット装置。
【請求項4】
請求項３に記載のターゲット装置であって、
前記梁部材の方位を示す方位磁針を備える、
ターゲット装置。
前記梁部材の方位を示す方位磁針を備える、
ターゲット装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれかに記載のターゲット装置であって、
支持部材と、
前記支持部材から前記球体を吊り下げる吊下部材と、
を備え、
前記球体が振り子運動する、
ターゲット装置。
支持部材と、
前記支持部材から前記球体を吊り下げる吊下部材と、
を備え、
前記球体が振り子運動する、
ターゲット装置。
【請求項6】
球体を備えるターゲット装置を設置すること、
ライダー装置から前記球体に向けて測定光を照射し、前記球体からの反射光を前記ライダー装置で受光することによって、前記球体の表面における複数点の座標を測定すること、
前記球体の表面の複数点の座標に基づいて、前記球体の位置を測定すること、及び、
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置を調整すること
を行う調整方法。
ライダー装置から前記球体に向けて測定光を照射し、前記球体からの反射光を前記ライダー装置で受光することによって、前記球体の表面における複数点の座標を測定すること、
前記球体の表面の複数点の座標に基づいて、前記球体の位置を測定すること、及び、
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置を調整すること
を行う調整方法。
【請求項7】
測定光を照射するとともに反射光を受光することによって、前記反射光の反射点の座標を示す座標データを出力するライダー装置と、
前記ライダー装置の前記座標データを処理するコンピューターと、
前記測定光を反射する球体を有するターゲット装置と、
を備え、
前記コンピューターは、
前記ライダー装置の測定範囲に前記球体を配置した状態で、前記球体の表面における複数点の前記座標データを前記ライダー装置から取得し、
前記球体の表面の複数点の前記座標データに基づいて、前記球体の位置を測定し、
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置の調整に関する調整データを生成する、
調整システム。
前記ライダー装置の前記座標データを処理するコンピューターと、
前記測定光を反射する球体を有するターゲット装置と、
を備え、
前記コンピューターは、
前記ライダー装置の測定範囲に前記球体を配置した状態で、前記球体の表面における複数点の前記座標データを前記ライダー装置から取得し、
前記球体の表面の複数点の前記座標データに基づいて、前記球体の位置を測定し、
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置の調整に関する調整データを生成する、
調整システム。
【請求項8】
コンピューターに、
ライダー装置の測定範囲に球体を配置した状態で、前記球体の表面における複数点の座標データを前記ライダー装置から取得すること、
前記球体の表面の複数点の前記座標データに基づいて、前記球体の位置を測定すること、及び
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置の調整に関する調整データを生成すること、
を実行させる調整プログラム。
ライダー装置の測定範囲に球体を配置した状態で、前記球体の表面における複数点の座標データを前記ライダー装置から取得すること、
前記球体の表面の複数点の前記座標データに基づいて、前記球体の位置を測定すること、及び
前記球体の位置に基づいて、前記ライダー装置の調整に関する調整データを生成すること、
を実行させる調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ターゲット装置、調整方法、調整システム及び調整プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、車両に搭載されるカメラ装置及びライダー装置のそれぞれの軸調整に用いられるターゲット装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－８５６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のターゲット部は平板状に構成されているため、ターゲット装置を横から測定することができない。このため、特許文献１記載のターゲット装置を用いる場合、ターゲット装置の配置に制約が生じてしまう。
【0005】
本発明は、ターゲット装置の配置の制約を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するための本発明の一形態は、ライダー装置の調整に用いられるターゲット装置であって、前記ライダー装置が照射する測定光を反射する球体を備えるターゲット装置である。
【0007】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ターゲット装置の配置の制約を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して重複した説明を省略することがある。
【0011】
【0012】
調整システム１は、ライダー装置１０にターゲット装置３０を測定させることによって、ライダー装置１０の調整を行うためのシステムである。なお、ライダー装置１０の調整には、例えば、ライダー装置１０の配置の調整や、ライダー装置１０の出力結果の調整などが含まれる。調整システム１は、ライダー装置１０と、制御装置２０と、ターゲット装置３０とを有する。
【0013】
ライダー装置１０は、測定エリアに向かって測定光を照射するとともに、反射光（測定光が測定エリア内の対象物に反射した反射光）を受光することによって、測定エリア内の３次元形状を検出する装置である（ＬｉＤＡＲ；Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）。例えば、ライダー装置１０は、測定光を照射してから反射光を受光するまでの時間を検出することによって、反射点（測定光を反射して反射光を生じさせたポイント；対象物の表面）までの距離を測定する。また、ライダー装置１０は、測定エリアに向かって所定の解像度で測定光を照射するとともに、測定エリアの複数点からの反射光を受光することによって、点群データを生成する。点群データは、点データの集合である。点データは、座標（ここでは３次元座標）を示すデータ（座標データ）である。測定エリアの点群データには、対象物の表面上の点（反射点）の座標を示す点データが含まれている。
【0014】
制御装置２０は、調整システム１の制御を司る装置である。制御装置２０は、１台又は複数台のコンピューターで構成される。制御装置２０は、ライダー装置１０から点群データを取得し、後述する調整処理を行う。すなわち、制御装置２０は、ライダー装置１０の点群データ（座標データ）を処理するコンピューターに相当する。制御装置２０は、不図示の演算装置及び記憶装置を有する。演算装置は、例えばＣＰＵ、ＧＰＵなどの演算処理装置である。演算装置の一部がアナログ演算回路で構成されても良い。記憶装置は、主記憶装置と補助記憶装置とにより構成され、プログラムやデータを記憶する装置である。記憶装置に記憶されているプログラムを演算装置が実行することにより、各種処理が実行される。図中には、制御装置２０が行う各種処理の機能ブロックが示されている。制御装置２０は、測定部２１と、調整部２２とを有する。測定部２１は、ライダー装置１０の点群データに基づいて、測定エリア内の対象物を検出する。例えば、測定部２１は、点群データに基づいて、測定エリア内の人や車などの対象物を抽出し、対象物（人や車など）の位置を検出する。調整部２２は、ライダー装置１０の調整処理を行う。調整処理については後述する。
【0015】
図２は、第１実施形態に用いられるターゲット装置３０の説明図である。
ターゲット装置３０は、ライダー装置１０の調整に用いられる装置であり、基準位置を示す装置である。ターゲット装置３０は、球体３１と、支持部材３２とを有する。
ターゲット装置３０は、ライダー装置１０の調整に用いられる装置であり、基準位置を示す装置である。ターゲット装置３０は、球体３１と、支持部材３２とを有する。
【0016】
球体３１は、基準位置を示すための部材（ターゲット部）である。後述するように、球体３１の中心（重心）が基準位置となる。球体３１は、ライダー装置１０が照射する測定光を反射するように構成されている。球体３１の表面に、反射膜などが施されていても良い。球体３１は、例えば直径３０ｃｍ程度の大きさであるが、この大きさに限られるものではない。球体３１の大きさは、ライダー装置１０が球体３１の表面を複数の点で測定できる程度である必要がある。
【0017】
球体３１がライダー装置１０の測定エリアの範囲に配置されていれば、ライダー装置１０は、どの位置やどの角度からでも、球体３１の半球分の点群データを測定することが可能である。このため、球体３１の半球分の点群データに基づいて球体３１の中心座標（基準位置）を算出することによって、どの位置やどの角度からでも、ターゲット部の基準位置を算出することが可能である。このような理由から、本実施形態では、基準位置を示すターゲット部を球体３１で構成している。なお、半球分の点群データに基づいて球体３１の中心座標（基準位置）を算出する方法については、後述する。
【0018】
支持部材３２は、球体３１を支持するための部材である。ここでは、支持部材３２は、球体３１の中心が所定の高さになるように、球体３１を支持する。支持部材３２は、台部３３と、支柱３４とを有する。台座は、ターゲット装置３０を設置するための台となる部位である。支柱３４は、球体３１を所定の高さで保持する部位である。但し、支持部材３２は、このような構成に限られるものではない。
【0019】
支持部材３２は、球体３１よりも測定光の反射率が低い。これにより、測定エリア全体の点群データから球体３１の点群データを抽出し易くなる。支持部材３２の表面に測定光を吸収する吸収膜が施されていても良い。
【0020】
次述するように、ターゲット装置３０は、測定エリアに設置されたり、撤去されたりすることになる。したがって、ターゲット装置３０は、搬送し易い構造であることが望ましい。このため、支持部材３２は、折り畳み可能であることが望ましい。また、球体３１は、例えば空気袋のようにインフレータブルな構造体であることが望ましい。
【0021】
＜調整方法＞
図３は、第１実施形態の調整方法のフロー図である。図中のＳ１０２～Ｓ１０５の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
図３は、第１実施形態の調整方法のフロー図である。図中のＳ１０２～Ｓ１０５の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
【0022】
まず、作業者は、ターゲット装置３０を所定の位置に設置する（Ｓ１０１）。ターゲット装置３０は、ライダー装置１０の測定エリアの範囲内に設置されることになる。なお、ターゲット装置３０の全ての部位がライダー装置１０の測定エリアの範囲内に設置されていなくても良く、少なくとも球体３１がライダー装置１０の測定エリアの範囲内に設置されていれば良い。作業者は、ターゲット装置３０を設置した位置（座標）を制御装置２０に入力する。これにより、制御装置２０は、ターゲット装置３０の球体３１の中心座標を取得することができる。
【0023】
次に、制御装置２０の調整部２２は、ライダー装置１０に測定エリアを測定させる（Ｓ１０２）。測定エリアにターゲット装置３０が設置されているため、ライダー装置１０から球体３１に向けて測定光が照射されるとともに、球体３１からの反射光をライダー装置１０で受光することによって、球体３１の表面における複数点の座標が測定されることになる。ライダー装置１０は、球体３１の半球分の点群データを含む測定エリアの点群データを制御装置２０に出力する。
【0024】
次に、調整部２２は、測定エリアの点群データから、球体３１の点群データ（半球分の点群データ）を抽出する（Ｓ１０３）。なお、周知の物体認識処理によって、測定エリアの点群データから球体３１の点群データを抽出することが可能である。なお、球体３１の点群データを構成する点データは、球体３１の表面上の点の座標を示している。
【0025】
次に、調整部２２は、球体３１の点群データに基づいて、球体３１の中心座標（基準位置）を算出する（Ｓ１０４）。なお、球体３１の点群データに基づいて球体３１の中心座標（基準位置）を算出する方法については、後述する。
【0026】
次に、調整部２２は、球体３１の中心座標（基準位置）に基づいて、ライダー装置１０を調整するための処理を行う（Ｓ１０５）。例えば、Ｓ１０５において、調整部２２は、Ｓ１０１で設置されたターゲット装置３０の球体３１の中心座標と、Ｓ１０４で算出された球体３１の中心座標との差に基づいて、調整値（オフセット値；ライダー装置の調整に関する調整データに相当）を算出し、調整値を記憶部（不図示）に記憶する。
【0027】
Ｓ１０５の調整処理後（測定エリアからターゲット装置３０が撤去された後）、制御装置２０の測定部２１は、ライダー装置１０から取得した点群データの座標を調整値によって補正することによって、ライダー装置１０の原点に対する座標で示された点群データを、地図上の原点に対する座標の点群データに調整することができる。
【0028】
＜球体３１の中心座標の算出方法について１＞
球体３１の点群データに基づいて球体３１の中心座標（基準位置）を算出する方法について説明する。以下の説明では、球体３１の半球分の点群データを構成するＮ個の点データの示す座標を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）とする（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎ）。Ｎ個の点データの座標は、それぞれ球体３１の表面上の点の座標を示している。
球体３１の点群データに基づいて球体３１の中心座標（基準位置）を算出する方法について説明する。以下の説明では、球体３１の半球分の点群データを構成するＮ個の点データの示す座標を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）とする（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎ）。Ｎ個の点データの座標は、それぞれ球体３１の表面上の点の座標を示している。
【0029】
まず、調整部２２は、Ｎ個の点データの示す座標の平均値を算出する。ここでは、Ｎ個の点データを平均した座標を（ｘave，ｙave，ｚave）とする。
【0030】
次に、調整部２２は、次式に基づいて、球体３１の中心座標（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）を算出する。なお、次式のＲは、球体３１の半径であり、既知の値である。
【0031】
【数1】
【0032】
＜球体３１の中心座標の算出方法について２＞
前述の算出方法では、球体３１の中心座標がライダー装置１０側に寄るように算出されるおそれがある。また、前述の算出方法では、球体３１の半径が既知である必要がある。そこで、次に説明する算出方法によって、球体３１の中心座標を算出しても良い。
前述の算出方法では、球体３１の中心座標がライダー装置１０側に寄るように算出されるおそれがある。また、前述の算出方法では、球体３１の半径が既知である必要がある。そこで、次に説明する算出方法によって、球体３１の中心座標を算出しても良い。
【0033】
図４は、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）と極座標系（θ，φ，ｄ）の関係を示す説明図である。なお、図中の原点は、ライダー装置１０の位置に相当する。
まず、調整部２２は、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で座標を示している点データを、図中に示す極座標系（θ，φ，ｄ）で座標を示す点データに変換する。なお、θは水平角の座標に相当し、φは垂直角の座標に相当し、ｄは距離（ライダー装置１０との距離）の座標に相当する。以下の説明では、球体３１の半球分の点群データを構成するＮ個の点データの示す座標を（θｉ，φｉ，ｄｉ）とする（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎ）。
まず、調整部２２は、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で座標を示している点データを、図中に示す極座標系（θ，φ，ｄ）で座標を示す点データに変換する。なお、θは水平角の座標に相当し、φは垂直角の座標に相当し、ｄは距離（ライダー装置１０との距離）の座標に相当する。以下の説明では、球体３１の半球分の点群データを構成するＮ個の点データの示す座標を（θｉ，φｉ，ｄｉ）とする（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎ）。
【0034】
次に、調整部２２は、Ｎ個の点データの示す座標の平均値を算出する。ここでは、Ｎ個の点データを平均した座標を（θave，φave，ｄave）とする。
【0035】
図５Ａは、球体３１の点群データを構成するＮ個の点データの説明図である。図中の各点は、所定解像度（例えば０．１度の解像度）でライダー装置１０に測定される測定点を示している。また、図中の黒丸は、球体３１の表面上の位置（座標）を示しており、球体３１の点群データを構成するＮ個の点データの示す位置（座標）を示している。図に示すように、ライダー装置１０の解像度が均質な場合には、ライダー装置１０から見てほぼ対称的に半球上の点の座標が測定される。このため、座標θave及び座標φaveは、球体３１の中心（重心）の座標を示すことになる。つまり、球体３１の中心座標（θｃ、φｃ、ｄｃ）としたとき、座標θｃは、θｃ＝θaveとして算出でき、垂直角の座標φｃは、φｃ＝φaveとして算出できる。なお、ライダー装置１０は、球体３１のライダー装置１０寄りの半球の表面を測定するので、座標ｄaveは、球体３１の中心座標よりもライダー装置１０側に寄った座標を示すため、球体３１の中心座標ｄｃにはならない。そこで、次に、球体３１の中心（重心）の距離の座標ｄｃの算出方法について説明する。
【0036】
図５Ｂは、角度差分δｉと距離差分ｒｉの説明図である。
【0037】
次に、調整部２２は、Ｎ個の点データ（θｉ，φｉ，ｄｉ）について、次式に基づいて、球体３１の中心（重心）からの角度差分δｉと、距離差分ｒｉとをそれぞれ算出する。これにより、調整部２２は、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）を取得することができる。
【0038】
【数2】
【0039】
図６Ａは、球体３１の表面を示す曲線Ｄ（ｒ）の説明図である。球体３１の中心（重心）の距離の座標をｄｃとし、球体３１の中心（重心）からの距離差分をｒとし、球体３１の半径をＲとした場合、図６Ａに示すように、球体３１の表面を示す曲線Ｄ（ｒ）は、次式のように示すことができる。
【0040】
【数3】
【0041】
図６Ｂは、曲線Ｄ（ｒ）とＮ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）との関係の説明図である。図中の実線は、球体３１の表面の方程式となる曲線Ｄ（ｒ）を示している。また、図中の点は、Ｎ個の点データから得られた座標（ｒｉ，ｄｉ）を示している。
調整部２２は、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、このＮ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）が曲線Ｄ（ｒ）に尤もらしく適合するような距離ｄｃ及び半径Ｒを求める。言い換えると、調整部２２は、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、曲線Ｄ（ｒ）における距離ｄｃ及び半径Ｒの最尤推定値を求める（Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に尤もフィットする曲線Ｄ（ｒ）を求める）。距離ｄｃ及び半径Ｒの最尤推定値は、非線形の単回帰分析により求めることができる。なお、半径Ｒが既知の場合には、調整部２２は、曲線Ｄ（ｒ）を示す式中のＲに既知の値を代入した上で、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、このＮ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に曲線Ｄ（ｒ）が尤もらしく適合する距離ｄｃを求めても良い。
調整部２２は、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、このＮ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）が曲線Ｄ（ｒ）に尤もらしく適合するような距離ｄｃ及び半径Ｒを求める。言い換えると、調整部２２は、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、曲線Ｄ（ｒ）における距離ｄｃ及び半径Ｒの最尤推定値を求める（Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に尤もフィットする曲線Ｄ（ｒ）を求める）。距離ｄｃ及び半径Ｒの最尤推定値は、非線形の単回帰分析により求めることができる。なお、半径Ｒが既知の場合には、調整部２２は、曲線Ｄ（ｒ）を示す式中のＲに既知の値を代入した上で、Ｎ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に基づいて、このＮ個の座標（ｒｉ，ｄｉ）に曲線Ｄ（ｒ）が尤もらしく適合する距離ｄｃを求めても良い。
【0042】
最後に、調整部２２は、極座標系で示された球体３１の中心（重心）の座標（θｃ，φｃ，ｄｃ）を直交座標系に変換することによって、球体３１の中心座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を算出する。
【0043】
なお、極座標系を利用せずに、球体３１の中心座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を算出しても良い。例えば、球体３１の中心座標を（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）とし、球体３１の半径をＲ（既知）としたとき、球体３１の表面の座標（ｘ，ｙ，ｚ）では、球面の方程式となる（ｘ－ｘｃ）２＋（ｙ－ｙｃ）２＋（ｚ－ｚｃ）２＝Ｒ２が成立することを利用することが可能である。この場合、調整部２２は、球体３１の半球分の点群データを構成するＮ個の点データの示す座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）に基づいて、このＮ個の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）が球面の方程式となる（ｘｉ－ｘｃ）２＋（ｙｉ－ｙｃ）２＋（ｚｉ－ｚｃ）２＝Ｒ２に尤もらしく適合するようなｘｃ、ｙｃ及びｚｃの最尤推定値を求めることによって、球体３１の中心座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を算出する。
【0044】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
＜構成＞
図７は、第２実施形態の調整システム１の説明図である。
第２実施形態においても、調整システム１は、ライダー装置１０と、制御装置２０と、ターゲット装置３０とを有する。図中には２台のライダー装置１０が示されているが、ライダー装置１０は１台でも良いし、２台以上でも良い。図中には、２台のライダー装置１０が別の角度からＴ字路を測定することが示されている。但し、ライダー装置１０が設置される場所は、Ｔ字路や交差点に限られるものではない。
＜構成＞
図７は、第２実施形態の調整システム１の説明図である。
第２実施形態においても、調整システム１は、ライダー装置１０と、制御装置２０と、ターゲット装置３０とを有する。図中には２台のライダー装置１０が示されているが、ライダー装置１０は１台でも良いし、２台以上でも良い。図中には、２台のライダー装置１０が別の角度からＴ字路を測定することが示されている。但し、ライダー装置１０が設置される場所は、Ｔ字路や交差点に限られるものではない。
【0045】
図８は、第２実施形態に用いられるターゲット装置３０の説明図である。
第２実施形態においても、ターゲット装置３０は、球体３１と、支持部材３２とを有する。第２実施形態では、ターゲット装置３０は、３個の球体３１を有する。以下の説明では、３個の球体３１のことをそれぞれ「第１球体３１Ａ」、「第２球体３１Ｂ」及び「第３球体３１Ｐ」と区別して呼ぶことがある。
第２実施形態においても、ターゲット装置３０は、球体３１と、支持部材３２とを有する。第２実施形態では、ターゲット装置３０は、３個の球体３１を有する。以下の説明では、３個の球体３１のことをそれぞれ「第１球体３１Ａ」、「第２球体３１Ｂ」及び「第３球体３１Ｐ」と区別して呼ぶことがある。
【0046】
３個の球体３１は、一直線上に配置されないように配置される。すなわち、或る球体３１（例えば第３球体３１Ｐ）の中心は、別の２つの球体３１（例えば第１球体３１Ａと第２球体３１Ｂ）の中心を結ぶ線と異なる位置に配置されている。これにより、３個の球体３１の中心位置を求めることによって、ライダー装置１０の角度（θｘ、θｙ、θｚ；θｘはｘ軸回りの角度、θｙはｙ軸回りの角度、θｚはｚ軸回りの角度）を求めることができ、ライダー装置１０の角度を調整することが可能になる（後述）。
【0047】
支持部材３２は、台部３３と、支柱３４とを有するとともに、梁部材３５を有する。梁部材３５は、２個の球体３１を所定の高さに支持する部材である。言い換えると、梁部材３５は、２個の球体３１を水平に支持する部材である。ここでは、梁部材３５は、第１球体３１Ａと第２球体３１Ｂをそれぞれ支持している。梁部材３５の中心が支柱３４に支持されることによって、２個の球体３１が所定の高さに支持されている。なお、第３球体３１Ｐは、梁部材３５が保持する第１球体３１Ａ及び第２球体３１Ｂとは異なる高さに配置されている。これにより、第３球体３１Ｐの中心は、第１球体３１Ａと第２球体３１Ｂの中心を結ぶ線とは異なる位置に配置されることになる。
【0048】
梁部材３５には、方位磁針３６が設けられている。方位磁針３６は、梁部材３５の中央部に配置されている。方位磁針３６が梁部材３５に設けられることによって、所望の方角に沿って第１球体３１Ａ及び第２球体３１Ｂを配置し易くなる。例えば、作業者は、方位磁針３６を参照し、梁部材３５が東西方向に沿うようにターゲット装置３０を配置し、第１球体３１Ａが西側になり第２球体３１Ｂが東側になるように２個の球体３１が東西に並ぶようにターゲット装置３０を配置することができる。
【0049】
第２実施形態のターゲット装置３０は、吊下部材３７を有する。吊下部材３７は、支持部材３２から球体３１（ここでは第３球体３１Ｐ）を吊り下げる部材である。吊下部材３７は、糸状、紐状の部材によって構成されている。第３球体３１Ｐは、吊下部材３７によって吊り下げられることによって、振り子運動することが可能である。なお、第３球体３１Ｐは、移動しないように支持部材３２に固定されていても良い。このように第３球体３１Ｐが固定されていても、３個の球体３１の中心位置を求めることによって、ライダー装置１０の角度を調整することが可能になる（後述）。但し、第３球体３１Ｐが運動することによって、２台のライダー装置１０の時刻を調整することが可能になる（後述）。
【0050】
第２実施形態においても、支持部材３２（台部３３、支柱３４及び梁部材３５）は、球体３１よりも測定光の反射率が低いことが望ましい。これにより、測定エリア全体の点群データから球体３１の点群データを抽出し易くなる。また、第２実施形態においても、支持部材３２（台部３３、支柱３４及び梁部材３５）は、折り畳み可能であることが望ましく、また、球体３１は、空気袋のようなインフレータブルな構造体であることが望ましい。これにより、ターゲット装置３０が搬送し易い構造になり、ターゲット装置３０の設置や撤去が容易になる。
【0051】
＜調整方法：６軸調整＞
図９は、第２実施形態の調整方法のフロー図である。図中のＳ２０２～Ｓ２０５の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
図９は、第２実施形態の調整方法のフロー図である。図中のＳ２０２～Ｓ２０５の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
【0052】
第２実施形態においても、まず、作業者は、ターゲット装置３０を所定の位置に設置することになる（Ｓ２０１）。なお、ターゲット装置３０を用いて２台のライダー装置１０の時刻調整（後述）を行うため、ターゲット装置３０は、２台のライダー装置１０の共通の測定エリアの範囲内に設置されることが望ましい。
【0053】
【0054】
図１０Ａには、地図上の座標系が示されている。以下の説明では、地図上の座標系のことを「第１座標系」と呼ぶことがある。第１座標系では、ｘ軸が東西方向に沿っており、東側をプラスｘ方向とし、西側をマイナスｘ方向とする。また、ｙ軸が南北方向に沿っており、北側をプラスｙ方向とし、南側をマイナスｙ方向とする。また、ｚ軸方向が鉛直方向に沿っており、上側をプラスｚ方向とする。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、地図上の原点（０，０，０）に対して、ターゲット装置３０は、座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）に設置されるものとする。また、梁部材３５がｘ軸方向（東西方向）に沿うように、ターゲット装置３０が設置されるものとする。本実施形態では、梁部材３５に方位磁針３６が設けられているため、梁部材３５が東西方向に沿うようにターゲット装置３０を設置する作業は容易になる。
【0055】
図１０Ｂに示すように、第１球体３１Ａ及び第２球体３１Ｂは、梁部材３５によって、所定の間隔をあけて支持されている。ここでは、第１球体３１Ａの中心と第２球体３１Ｂの中心との間隔を２Ｌとする。また、第１球体３１Ａ及び第２球体３１Ｂは、支柱３４（及び梁部材３５）によって、所定の高さに支持されている。ここでは、第１球体３１Ａの中心Ａ及び第２球体３１Ｂの中心Ｂの高さをＨとする。また、第１球体３１Ａの中心Ａと第２球体３１Ｂの中心Ｂとの中間位置をＭとし、吊下部材３７の上端の位置もＭとする。また、第３球体３１Ｐの中心をＰとし、中間位置Ｍから第３球体３１Ｐの中心Ｐまでの長さ（吊下部材３７の長さ）をｌとする。なお、この時点では、第３球体３１Ｐを静止させた状態でターゲット装置３０が設置される。
【0056】
第１座標系において、第１球体３１Ａの中心Ａの座標は（Ｘｔ－Ｌ，Ｙｔ，Ｚｔ＋Ｈ）になり、第２球体３１Ｂの中心Ｂの座標は（Ｘｔ＋Ｌ，Ｙｔ，Ｚｔ＋Ｈ）になり、第３球体３１Ｐの中心Ｐの座標は（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ＋Ｈ－ｌ）になる。また、第１球体３１Ａの中心をＡ、第２球体３１Ｂの中心をＢとしたとき、第１座標系におけるベクトルＡＢは、［２Ｌ ０ ０］Ｔとなる。また、第３球体３１Ｐが静止している状態では、第１座標系におけるベクトルＭＰは、［０ ０ Ｈ－ｌ］Ｔとなる。作業者がターゲット装置３０を設置した位置（座標）を制御装置２０に入力することによって、制御装置２０は、第１座標系における３個の球体の位置（座標）、ベクトルＡＢ及びベクトルＭＰの情報を取得することができる。
【0057】
次に、制御装置２０の調整部２２は、ライダー装置１０に測定エリアを測定させる（Ｓ２０２）。測定エリアの点群データには、３個の球体３１の点群データ（半球分の点群データ）が含まれている。点群データを構成する点データは、ライダー装置１０の座標軸に沿った座標を示している。以下の説明では、点群データ上の座標系（ライダー装置１０上の座標系）のことを「第２座標系」と呼ぶことがある。
【0058】
次に、調整部２２は、測定エリアの点群データから３個の球体３１の点群データをそれぞれ抽出し（Ｓ２０３）、それぞれの球体３１の点群データに基づいて、球体３１の中心座標（基準位置）をそれぞれ算出する（Ｓ２０４）。なお、Ｓ２０３及びＳ２０４の処理は、前述のＳ１０３及びＳ１０４の処理とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。Ｓ２０４において、第２座標系上の球体３１の中心座標が算出されることになる。
【0059】
次に、調整部２２は、３個の球体３１の中心座標に基づいて、ライダー装置１０の６軸（ｘ、ｙ、ｚ、θｘ、θｙ及びθｚ）を調整するための処理を行う（Ｓ２０５）。
例えば、調整部２２は、Ｓ２０４で算出した３個の球体３１の中心座標に基づいて、第２座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰを算出する。そして、調整部２２は、第１座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰと、第２座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰとに基づいて、第１座標系のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対するライダー装置１０の角度（ｘ軸回りの角度θｘ、ｙ軸回りの角度θｙ、ｚ軸回りの角度θｚ）を求めることができ、回転座標変換行列を求めることができる。回転座標変換行列は、第１座標系に対する第２座標系の角度（ライダー装置１０の角度）を調整するための角度調整値（ライダー装置の調整に関する調整データ）に相当する。また、調整部２２は、回転座標変換行列に基づいて第２座標系における球体３１の中心座標を変換し、変換後の座標と、第１座標系における球体３１の中心座標との差に基づいて、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対するオフセット値を算出する。オフセット値は、第１座標系の原点に対する第２座標系の原点のシフト量を調整するためのシフト量調整値（ライダー装置の調整に関する調整データ）に相当する。調整部２２は、角度調整値及びシフト量調整値を記憶部（不図示）に記憶する。なお、調整処理後（測定エリアからターゲット装置３０が撤去された後）、制御装置２０の測定部２１は、ライダー装置１０から取得した点群データの座標を調整値（角度調整値及びシフト量調整値）によって補正することによって、第２座標系で示された点群データを、第１座標系で示された点群データに調整することができる。
例えば、調整部２２は、Ｓ２０４で算出した３個の球体３１の中心座標に基づいて、第２座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰを算出する。そして、調整部２２は、第１座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰと、第２座標系におけるベクトルＡＢ及びベクトルＭＰとに基づいて、第１座標系のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対するライダー装置１０の角度（ｘ軸回りの角度θｘ、ｙ軸回りの角度θｙ、ｚ軸回りの角度θｚ）を求めることができ、回転座標変換行列を求めることができる。回転座標変換行列は、第１座標系に対する第２座標系の角度（ライダー装置１０の角度）を調整するための角度調整値（ライダー装置の調整に関する調整データ）に相当する。また、調整部２２は、回転座標変換行列に基づいて第２座標系における球体３１の中心座標を変換し、変換後の座標と、第１座標系における球体３１の中心座標との差に基づいて、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対するオフセット値を算出する。オフセット値は、第１座標系の原点に対する第２座標系の原点のシフト量を調整するためのシフト量調整値（ライダー装置の調整に関する調整データ）に相当する。調整部２２は、角度調整値及びシフト量調整値を記憶部（不図示）に記憶する。なお、調整処理後（測定エリアからターゲット装置３０が撤去された後）、制御装置２０の測定部２１は、ライダー装置１０から取得した点群データの座標を調整値（角度調整値及びシフト量調整値）によって補正することによって、第２座標系で示された点群データを、第１座標系で示された点群データに調整することができる。
【0060】
＜調整方法：時刻調整＞
図１１は、時刻調整のフロー図である。図中のＳ３０２～Ｓ３０４の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
図１１は、時刻調整のフロー図である。図中のＳ３０２～Ｓ３０４の処理は、制御装置２０を構成する演算装置が調整プログラムを実行することにより、実現されることになる。
【0061】
図中の時刻調整の処理が行われる前に、２台のライダー装置１０のそれぞれに対して、図１０に示す調整処理が予め行われている。このため、時刻調整を行う段階では、調整部２２は、それぞれのライダー装置１０で測定した座標を、共通の第１座標系の座標に変換可能である。また、時刻調整を行う際には、ターゲット装置３０は、２台のライダー装置１０の共通の測定エリアの範囲内に設置されている。
【0062】
まず、作業者は、ターゲット装置３０の第３球体３１Ｐに振り子運動をさせる（Ｓ３０１）。次に、制御装置２０の調整部２２は、２台のライダー装置１０を用いて、運動中の第３球体３１Ｐを同時に測定する（Ｓ３０２）。調整部２２は、それぞれのライダー装置１０に対して、測定エリアを測定させて測定エリアの点群データを取得し、測定エリアの点群データから第３球体３１Ｐの点群データを抽出し、第３球体３１Ｐの点群データに基づいて第３球体３１Ｐの中心座標を算出することを繰り返すことによって、時刻ごとの第３球体３１Ｐの中心座標を算出する（Ｓ３０３）。なお、既に図１０に示す調整処理が予め行われているため、調整部２２は、第１座標系での第３球体３１Ｐの中心座標を時刻ごとに算出する。
【0063】
図１２は、時刻調整値Δｔの説明図である。図中には、一方のライダー装置１０で測定された第３球体３１Ｐの中心座標の時間変化Ｐ１（ｔ）と、他方のライダー装置１０で測定された第３球体３１Ｐの中心座標の時間変化Ｐ２（ｔ）が示されている。図中の横軸は時間ｔである。図中の縦軸は、例えば第３球体３１Ｐのｘ座標（第１座標系）であるが、他の座標でも良い。
【0064】
２台のライダー装置１０の内蔵時計がずれている場合、図中に示すように、２台のライダー装置１０がＳ３０２において同時に第３球体３１Ｐを測定しても、それぞれのライダー装置１０で測定された第３球体３１Ｐの中心座標の時間変化がずれることがある。このため、調整部２２は、時刻ごとの第３球体３１Ｐの中心座標に基づいて、２台のライダー装置１０の時刻を調整する（Ｓ３０４）。例えば、調整部２２は、一方のライダー装置１０で測定された第３球体３１Ｐの中心座標と、他方のライダー装置１０で測定された第３球体３１Ｐの中心座標との差分が最小となるようなオフセット値（時刻調整値）を算出する。言い換えると、調整部２２は、Ｐ１（ｔ）－Ｐ２（ｔ＋Δｔ）が最小となるような時刻調整値Δｔを算出する。
【0065】
なお、調整処理後（測定エリアからターゲット装置３０が撤去された後）、制御装置２０の測定部２１は、ライダー装置１０から取得した点群データの時刻情報（タイムスタンプ）を時刻調整値Δｔによって補正することによって、複数のライダー装置１０の点群データの時刻情報を調整することができ、複数のライダー装置１０間で時刻同期を行うことができる。
【0066】
本実施形態では、制御装置２０の調整部２２は、ライダー装置１０の調整として、ライダー装置１０の出力結果の調整（点群データの座標の補正）を行っている。但し、ライダー装置１０の調整は、これに限られるものではない。例えば、制御装置２０の調整部２２は、ライダー装置１０の配置の調整のため、調整値（ライダー装置の調整に関する調整データに相当）をディスプレイに表示しても良い。これにより、作業者は、ディスプレイ上に表示された調整値に従って、ライダー装置１０の位置や角度を調整することができる。
【0067】
＝＝＝小括＝＝＝
第１実施形態及び第２実施形態のターゲット装置３０は、ライダー装置１０が照射する測定光を反射する球体３１を備える。これにより、どの位置やどの角度からでもライダー装置１０が球体３１の半球分の点群データを測定できるため、ターゲット装置３０の配置の制約を軽減することができる。
第１実施形態及び第２実施形態のターゲット装置３０は、ライダー装置１０が照射する測定光を反射する球体３１を備える。これにより、どの位置やどの角度からでもライダー装置１０が球体３１の半球分の点群データを測定できるため、ターゲット装置３０の配置の制約を軽減することができる。
【0068】
また、第２実施形態のターゲット装置３０は、球体３１を３つ備えており、３つの球体３１の或る球体３１（例えば第３球体３１Ｐ）の中心は、別の２つの球体３１（例えば第１球体３１Ａと第２球体３１Ｂ）の中心を結ぶ線と異なる位置に配置されている。これにより、ライダー装置１０の角度を調整することが可能になる。
【0069】
また、第２実施形態のターゲット装置３０では、２つの球体３１（第１球体３１Ａ及び第２球体３１Ｂ）は梁部材３５によって所定の高さに支持されており、１つの球体３１（第３球体３１Ｐ）は、梁部材３５によって支持された２つの球体３１と異なる高さに配置されている。これにより、３つの球体３１が一直線上に位置しないように、３つの球体３１を配置できる。
【0070】
また、第２実施形態のターゲット装置３０は、梁部材３５の方位を示す方位磁針３６を備えている。これにより、２つの球体３１が所定の方角に沿うようにターゲット装置３０を設置することが容易になる。
【0071】
また、第２実施形態のターゲット装置３０は、支持部材３２と、支持部材３２から球体３１を吊り下げる吊下部材３７を備えており、球体３１に振り子運動をさせることが可能である。これにより、ライダー装置１０の時刻調整が可能になる。
【0072】
なお、第１実施形態及び第２実施形態では、支持部材３２は、球体３１よりも測定光の反射率が低いことが望ましい。これにより、球体３１の点群データを抽出し易くなる。また、第１実施形態及び第２実施形態では、支持部材３２は、折り畳み可能であることが望ましい。これにより、ターゲット装置３０が搬送し易い構造になる。また、第１実施形態及び第２実施形態では、球体３１は、インフレータブルな構造体であることが望ましい。これにより、ターゲット装置３０が搬送し易い構造になる。
【0073】
第１実施形態及び第２実施形態の調整方法では、球体３１を備えるターゲット装置３０をライダー装置１０の測定エリア（測定範囲）に設置すること（Ｓ１０１、Ｓ２０１）、ライダー装置１０を用いて球体３１の表面における複数点の座標を測定すること（Ｓ１０２及びＳ１０３、Ｓ２０２及びＳ２０３）、球体３１の表面の複数点の座標に基づいて球体３１の位置を測定すること（Ｓ１０４、Ｓ２０４）、及び、球体３１の位置に基づいてライダー装置１０を調整すること（Ｓ１０５、Ｓ２０５）、が行われる。このような調整方法によれば、ターゲット装置３０の配置の制約を軽減することができるため、ライダー装置１０の調整作業が容易になる。
【0074】
なお、第１実施形態及び第２実施形態の調整方法では、点群データを構成する複数個の点データの示す座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）に基づいて、この複数個の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）が球面の方程式に尤もらしく適合するような最尤推定値が求められることによって、球面の中心座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）が算出される。これにより、どの位置やどの角度からでもライダー装置１０がターゲット装置３０の基準位置（球体３１の中心）を測定することができる。
【0075】
また、第１実施形態及び第２実施形態の調整方法では、ターゲット装置３０の設置位置と、ライダー装置１０によって測定された球体３１の中心位置とに基づいて、ライダー装置１０の位置を調整する。これにより、基準となる座標系と、ライダー装置１０の座標系とのずれを調整できる。また、第２実施形態の調整方法では、ライダー装置１０によって測定された３個の球体３１の中心位置に基づいて、ライダー装置１０の角度を調整する。これにより、基準となる座標系と、ライダー装置１０の座標系との角度のずれを調整できる。また、第２実施形態では、球体３１に運動をさせるとともに、２台のライダー装置１０によって、時刻ごとの球体３１の位置を測定し、２つのライダー装置１０で測定された時刻ごとの球体３１の位置に基づいて、２台のライダー装置１０の時刻を調整する。これにより、２台のライダー装置１０の時刻のずれを調整できる。
【0076】
第１実施形態及び第２実施形態の調整システム１は、ライダー装置１０と、制御装置２０（コンピューターに相当）と、ターゲット装置３０とを備えている。そして、制御装置２０（コンピューターに相当）は、ライダー装置１０の測定エリア（測定範囲）にターゲット装置３０の球体３１を配置した状態で、球体３１の表面における複数点の座標をライダー装置１０から取得すること（Ｓ１０２及びＳ１０３、Ｓ２０２及びＳ２０３）、球体３１の表面の複数点の座標に基づいて球体３１の位置を測定すること（Ｓ１０４、Ｓ２０４）、及び、球体３１の位置に基づいてライダー装置１０を調整すること（Ｓ１０５、Ｓ２０５）、を行う。このような調整システム１によれば、ターゲット装置３０の配置の制約を軽減することができるため、ライダー装置１０の調整作業が容易になる。
【0077】
また、第１実施形態及び第２実施形態の調整プログラムは、制御装置２０（コンピューターに相当）に、ライダー装置１０の測定エリア（測定範囲）にターゲット装置３０の球体３１を配置した状態で、球体３１の表面における複数点の座標をライダー装置１０から取得すること（Ｓ１０２及びＳ１０３、Ｓ２０２及びＳ２０３）、球体３１の表面の複数点の座標に基づいて球体３１の位置を測定すること（Ｓ１０４、Ｓ２０４）、及び、球体３１の位置に基づいてライダー装置１０の調整に関する調整データを生成すること（Ｓ１０５、Ｓ２０５）、を行う。このような調整プログラムによれば、ターゲット装置３０の配置の制約を軽減することができるため、ライダー装置１０の調整作業が容易になる。
【0078】
以上、本発明の実施形態につき詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施形態の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。
【符号の説明】
【0079】
１ 調整システム、１０ ライダー装置、
２０ 制御装置、２１ 測定部、２２ 調整部、
３０ ターゲット装置、３１ 球体、
３１Ａ 第１球体、３１Ｂ 第２球体、３１Ｐ 第３球体、
３２ 支持部材、３３ 台部、３４ 支柱、
３５ 梁部材、３６ 方位磁針、
３７ 吊下部材
２０ 制御装置、２１ 測定部、２２ 調整部、
３０ ターゲット装置、３１ 球体、
３１Ａ 第１球体、３１Ｂ 第２球体、３１Ｐ 第３球体、
３２ 支持部材、３３ 台部、３４ 支柱、
３５ 梁部材、３６ 方位磁針、
３７ 吊下部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】