特表 2024-547021 寸法形状モデルの基準系における測定装置の姿勢を計算するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】寸法形状モデルの基準系における測定装置の姿勢を計算するための方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024536330

(86)(22)【出願日】2022-12-22

(85)【翻訳文提出日】2024-06-17

(86)【国際出願番号】 EP2022087582

(87)【国際公開番号】W WO2023118488

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】21217406.4

(32)【優先日】2021-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591010170

【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｈｉｌｔｉ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

【住所又は居所原語表記】Ｆｅｌｄｋｉｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １００， ９４９４ Ｓｃｈａａｎ， Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100123342

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 承平

(72)【発明者】

【氏名】トーマス グローア

(57)【要約】

本発明は、複数の境界面、Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４を有する測定環境１２内に設置され、測定ビームを有する距離測定ユニットと、少なくとも１つの角度測定ユニットとを有する測定装置１１の姿勢を、測定環境の少なくとも境界面、Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４を表す寸法形状モデルの基準系において、測定装置１１との通信のために接続され、姿勢を計算するためのアルゴリズムを有するマイクロコントローラによって計算するための方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の境界設定面（Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４）を有する測定環境（１２）内に設置され、測定ビーム（２６）を有する距離測定ユニット（４２）と、少なくとも１つの角度測定ユニット（４３、４５）とを含む測定装置（１１）の姿勢を、前記測定環境（１２）の少なくとも前記境界設定面（Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４）をマッピングする寸法形状モデルの基準系において、前記測定装置（１１）への通信接続を有し、前記姿勢を計算するためのアルゴリズムを含むマイクロコントローラ（８４）によって計算するための方法であって、
前記寸法形状モデルからポリラインを作成するステップであって、前記ポリラインは、重力方向（３３）に垂直な前記境界設定面（Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４）の水平測線を表し、少なくとも３つのラインセクション（ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４）を備える、ステップ（Ｓ１０）と、
前記測定装置（１１）のＮ個の異なる配向において前記測定装置（１１）を用いてＮ回、Ｎ≧４の測定を実行するステップであって、前記距離測定ユニット（４２）の前記測定ビーム（２６）は、少なくとも２つの異なる境界設定面（Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４）上に前記Ｎ個の異なる配向で入射し、Ｎ個の異なる測定点（ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、ＭＰ－５）を定義し、前記測定装置（１１）の前記Ｎ個の配向のそれぞれにおいて、水平角（ＨＰｈｉ－１、ＨＰｈｉ－２、ＨＰｈｉ－３、ＨＰｈｉ－４、ＨＰｈｉ－５）及び水平距離（ＨＤ－１、ＨＤ－２、ＨＤ－３、ＨＤ－４、ＨＤ－５）が、それぞれの測定点と前記測定装置（１１）との間で測定値として特定される、ステップ（Ｓ２０）と、
前記姿勢を計算する前記アルゴリズムを実行するステップであって、前記アルゴリズムは、少なくとも４つのステップのシーケンスを備え、前記ステップは、第１のステップ、第２のステップ、第３のステップ、第４のステップ、第５のステップ、及び第６のステップから選択され、
（１）前記第１のステップにおいて、前記Ｎ個の測定点（ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、ＭＰ－５）のうちの３つの測定点と、前記ポリラインの３つのラインセクションとが選択され、前記測定点（ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、ＭＰ－５）とラインセクション（ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４）との間の割り当てが前記アルゴリズムの開始前に実行されなかった場合、前記選択された３つの測定点と選択された３つのラインセクションとが互いに割り当てられ（Ｓ３０）、
（２）前記第２のステップにおいて、前記選択された３つの測定点の前記測定値及び前記選択された３つのラインセクションの座標を用いて、前記測定装置（１１）の前記姿勢に対する可能な解の数が特定され（Ｓ４０）、１つの解又は２つの解が存在する場合、前記選択された３つの測定点のうちの少なくとも２つの測定座標が、前記寸法形状モデルの前記基準系において特定され、
（３）前記第３のステップにおいて、
－前記シーケンスの前記第２のステップにおいて解が特定されなかった場合（Ｓ４０においてゼロ）、前記方法は前記シーケンスの前記第６のステップにより継続され、
－前記シーケンスの前記第２のステップにおいて解が特定された場合（Ｓ４０において１つ）、前記測定装置のための中間姿勢が前記測定座標及び測定値から計算され、指定された品質基準を満たす前記Ｎ個の測定点のうちのそれらの測定点が適格測定点として特定され（Ｓ５０）、前記方法は前記シーケンスの前記第５のステップにより継続され、
－前記シーケンスの前記第２のステップにおいて２つの解が特定された場合（Ｓ４０において２つ）、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢が前記測定座標及び測定値から計算され、各場合における前記第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢について、指定された品質基準を満たす前記Ｎ個の測定点のうちのそれらの測定点が、それぞれ第１の適格測定点又は第２の適格測定点として特定され（Ｓ６０）、前記方法は前記シーケンスの前記第４のステップにより継続され、
（４）前記第４のステップにおいて、前記第１の試験姿勢及び前記第２の試験姿勢は、指定された比較基準に基づいてそれらの適合性に関して比較され（Ｓ７０）、
－前記第１の試験姿勢及び前記第２の試験姿勢のうちの１つがより適切であると評価された場合（Ｓ７０におけるＩ）、この試験姿勢は前記中間姿勢として定義され（Ｓ８０）、前記方法は前記シーケンスの前記第５のステップにより継続され、
－前記第１の試験姿勢も前記第２の試験姿勢もより適切であると評価されない場合（Ｓ７０におけるＩＩ）、前記方法は前記シーケンスの前記第６のステップにより継続され、
（５）前記第５のステップにおいて、姿勢が前記測定装置に対して格納されているかどうかがチェックされ（Ｓ９０）、
－姿勢が前記測定装置のために格納されていない場合（Ｓ９０においていいえ）、前記シーケンスの前記第３のステップ（Ｓ５０）又は前記第４のステップ（Ｓ８０）において特定された前記中間姿勢が、前記測定装置のための前記姿勢として定義されるか、又は更新された姿勢が、前記適格測定点を用いて計算され、前記測定装置のための前記姿勢として定義され（Ｓ１００）、前記方法は前記シーケンスの前記第６のステップにより継続され、
－姿勢が前記測定装置のために格納されている場合（Ｓ９０においてはい）、前記シーケンスの前記第３のステップ（Ｓ５０）又は前記第４のステップ（Ｓ６０）において特定された前記中間姿勢が、指定された更なる比較基準に基づいて前記格納された姿勢と比較され（Ｓ１１０）、前記中間姿勢がより適切であると評価される場合（Ｓ１１０においてＩ）、前記中間姿勢が前記姿勢として定義されるか、又は更新された姿勢が前記適格測定点を用いて計算され、前記測定装置のための姿勢として定義され（Ｓ１２０）、前記方法は前記シーケンスの前記第６のステップにより継続され、前記中間姿勢がより適切ではないと評価された場合（Ｓ１１０においてＩＩ）、前記方法は前記シーケンスの前記第６のステップにより継続され、
（６）前記第６のステップにおいて、指定された終了基準に基づいて、更なるシーケンスが実行されるかどうかが決定され（Ｓ１３０）、
－更なるシーケンスが実行される場合（Ｓ１３０においてＩ）、前記方法は前記シーケンスの前記第１のステップにより継続され、
－更なるシーケンスが実行されず、姿勢が前記測定装置のために定義される場合（Ｓ１３０におけるＩＩ）、前記方法は終了し、
－更なるシーケンスが実行されず、姿勢が前記測定装置のために定義されない場合（Ｓ１３０におけるＩＩＩ）、姿勢が前記測定装置のために計算されることなく、前記方法は終了する、ステップと、
を有する方法。

【請求項2】

以下の基準、前記ポリラインまでの前記測定点の最大距離、前記ポリラインのラインセクションへの前記測定点の一意の割り当て、及び前記ポリラインの前記ラインセクションへの前記測定ビームの最大入射角、のうちの少なくとも１つが、前記シーケンスの前記第３のステップにおいて前記品質基準として用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

以下の基準、前記適格測定点の数、前記ポリラインに沿った前記適格測定点の分布、前記適格測定点が広がる前記表面の表面積、及び試験姿勢の推定精度、のうちの少なくとも１つが、前記シーケンスの前記第４のステップにおいて前記比較基準として用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

以下の基準、前記適格測定点の数、前記ポリラインに沿った前記適格測定点の分布、前記適格測定点が広がる前記表面の表面積、及び姿勢の推定精度、のうちの少なくとも１つが、前記シーケンスの前記第５のステップにおいて前記更なる比較基準として用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項5】

以下の基準、シーケンスの最小数Ｍ、適格測定点の最小数、前記測定点の数に対する前記適格測定点の数のパーセンテージ最小値、前記適格測定点が広がる前記表面の前記表面積のための絶対最小値、及び前記ポリゴンラインによって囲まれる前記ポリゴンの前記表面積に対する前記適格測定点が広がる前記表面の前記表面積のパーセンテージ最小値、のうちの少なくとも１つが、前記シーケンスの前記第６のステップにおいて前記終了基準として用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記ポリラインの作成中に、容認できない測定領域が定義され、前記容認できない測定領域に割り当てられる前記ポリラインの前記ラインセクションは、容認できないラインセクションとして定義され、前記シーケンスの前記第１のステップにおいて前記３つのラインセクションの前記選択から除外される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項7】

以下の測定領域、窓開口部、ドア開口部、ガラス板、前記寸法形状モデルが前記測定環境（１２）から逸脱する領域、及び前記測定のためにアクセス不能又は不適切な領域、のうちの少なくとも１つが、容認できない測定領域として定義される、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

容認できないラインセクションとは異なるラインセクションへの前記割り当てが、前記シーケンスの前記第３のステップにおいて品質基準として用いられる、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記Ｎ回の測定は、前記測定装置（１１）を用いてオペレータによって手動で実行され、前記測定点（ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、ＭＰ－５）は、前記オペレータによって前記ポリラインの前記ラインセクションに割り当てられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記Ｎ回の測定は、前記測定装置（１１）を用いて前記マイクロコントローラ（８４）によって実行され、前記測定点（ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、ＭＰ－５）は、前記オペレータによって前記ポリラインの前記ラインセクションに割り当てられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記Ｎ回の測定は、前記測定装置（１１）を用いてオペレータによって手動で実行され、前記シーケンスの前記第１のステップにおいて実行される前記割り当ては、前記マイクロコントローラ（８４）によってランダムに又は選択基準を用いて実行される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記Ｎ回の測定は、前記測定装置（１１）を用いて前記マイクロコントローラ（８４）によって実行され、前記シーケンスの前記第１のステップにおいて実行される前記割り当ては、前記マイクロコントローラ（８４）によってランダムに又は選択基準を用いて実行される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項13】

以下の基準、前記測定装置（１１）の回転方向における前記ラインセクションのシーケンス、前記ラインセクションの長さ、及び前記ポリラインまでの前記測定点の距離、のうちの少なくとも１つが、前記選択基準として用いられ、前記距離は、前記測定値及び前記測定装置のための開始姿勢を用いて計算される、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。

【請求項14】

前記測定装置（１１）は、カメラユニット（４７）を含み、カメラ画像は、前記カメラユニット（４７）によって、前記測定装置（１１）の前記Ｎ個の配向のそれぞれにおいて作成され、前記カメラ画像は、前記測定装置（１１）の前記それぞれの配向に割り当てられる、ことを特徴とする請求項１～１３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】

本発明は、請求項１の前提部に記載の、寸法形状モデルの基準系における測定装置の姿勢を計算するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トータルステーションは、角度及び距離測定ユニットを有し、角度及び距離測定を実行する測定装置である。角度及び距離測定値は、トータルステーションの基準系において測定され、更に、位置の絶対特定のために外部基準系にリンクされる必要がある。

【0003】

外部基準系における測定装置の姿勢を計算するための公知の方法において、ターゲットオブジェクトは既知の制御点に位置決めされ、制御点の座標は測定装置の基準系において測定される。外部基準系における制御点の座標は既知であるため、測定装置の位置及び向き（姿勢）は、外部基準系及び測定装置の基準系における制御点の座標を用いて計算することができる。

【0004】

公知の制御点を用いる測定装置の姿勢の計算は、ターゲットオブジェクトを制御点に位置決めしなければならないという欠点を有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、姿勢の計算が制御点なしで可能であるような、寸法形状モデルの基準系における測定装置の姿勢の計算を簡略化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、独立請求項１に記載の特徴による方法の発明に従って達成される。効果的な改善された構成は従属請求項において規定されている。

【0007】

複数の境界設定面を有する測定環境内に設置され、測定ビームを有する距離測定ユニットと、角度測定ユニットとを有する測定装置の姿勢を、測定環境の少なくとも境界設定面を表す寸法形状モデルの基準系において、測定装置との通信接続を有し、姿勢を計算するためのアルゴリズムを有するマイクロコントローラによって計算するための方法は、本発明による以下のステップ、
寸法形状モデルからポリラインを作成するステップであって、ポリラインは、重力方向に垂直な境界設定面の水平測線を表し、少なくとも３つのラインセクションを備える、ステップと、
測定装置のＮ個の異なる配向において測定装置を用いてＮ回、Ｎ≧４の測定を実行するステップであって、距離測定ユニットの測定ビームは、少なくとも２つの異なる境界設定面上にＮ個の異なる配向で入射し、Ｎ個の異なる測定点を定義し、測定装置のＮ個の配向のそれぞれにおいて、水平角及び水平距離が、それぞれの測定点と測定装置との間で測定値として特定される、ステップと、
姿勢を計算するアルゴリズムを実行するステップであって、アルゴリズムは、少なくとも３つのステップのシーケンスを備え、ステップは、第１のステップ、第２のステップ、第３のステップ、第４のステップ、第５のステップ、及び第６のステップから選択され、
（１）第１のステップにおいて、Ｎ個の測定点のうちの３つの測定点と、ポリラインの３つのラインセクションとが選択され、測定点とラインセクションとの間の割り当てがアルゴリズムの開始前に実行されなかった場合、選択された３つの測定点と選択された３つのラインセクションとが互いに割り当てられ、
（２）第２のステップにおいて、選択された３つの測定点の測定値及び選択された３つのラインセクションの座標を用いて、測定装置の姿勢に対する可能な解の数が特定され、１つの解又は２つの解が存在する場合、選択された３つの測定点のうちの少なくとも２つの測定座標が、寸法形状モデルの基準系において特定され、
（３）第３のステップにおいて、
－シーケンスの第２のステップにおいて解が特定されなかった場合、方法はシーケンスの第６のステップにより継続され、
－シーケンスの第２のステップにおいて解が特定された場合、測定装置のための中間姿勢が測定座標及び測定値から計算され、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が適格測定点として特定され、方法はシーケンスの第５のステップにより継続され、
－シーケンスの第２のステップにおいて２つの解が特定された場合、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢が測定座標及び測定値から計算され、各場合における第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢について、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が、それぞれ第１の適格測定点又は第２の適格測定点として特定され、方法はシーケンスの第４のステップにより継続され、
（４）第４のステップにおいて、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢は、指定された比較基準に基づいてそれらの適合性に関して比較され、
－第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢のうちの１つがより適切であると評価された場合、この試験姿勢は中間姿勢として定義され、方法はシーケンスの第５のステップにより継続され、
－第１の試験姿勢も第２の試験姿勢もより適切であると評価されない場合、方法はシーケンスの第６のステップにより継続され、
（５）第５のステップにおいて、姿勢が測定装置に対して格納されているかどうかがチェックされ、
－姿勢が測定装置のために格納されていない場合、シーケンスの第３のステップ又は第４のステップにおいて特定された中間姿勢が、測定装置のための姿勢として定義されるか、又は更新された姿勢が、適格測定点を用いて計算され、測定装置のための姿勢として定義され、方法はシーケンスの第６のステップにより継続され、
－姿勢が測定装置のために格納されている場合、シーケンスの第３のステップ又は第４のステップにおいて特定された中間姿勢が、指定された更なる比較基準に基づいて格納された姿勢と比較され、
中間姿勢がより適切であると評価される場合、中間姿勢が姿勢として定義されるか、又は更新された姿勢が適格測定点を用いて計算され、測定装置のための姿勢として定義され、方法はシーケンスの第６のステップにより継続され、
中間姿勢がより適切ではないと評価された場合、方法はシーケンスの第６のステップにより継続され、
（６）第６のステップにおいて、指定された終了基準に基づいて、更なるシーケンスが実行されるかどうかが決定され、
－更なるシーケンスが実行される場合、方法はシーケンスの第１のステップにより継続され、
－更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義される場合、方法は終了し、
－更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義されない場合、姿勢が測定装置のために計算されることなく、方法は終了する、ステップと、
を含む。

【0008】

寸法形状モデルの基準系における測定装置の姿勢を計算するための本発明による方法の実行は、マイクロコントローラによって制御される。マイクロコントローラは、通信リンクを介する測定装置との通信接続を有し、測定装置の姿勢を計算するためのアルゴリズムを有する。測定装置は、複数の境界設定面を有する測定環境内に設置され、測定ビームを有する距離測定ユニットと、少なくとも１つの角度測定ユニットとを有する。

【0009】

本発明による方法の開始時に、重力方向に垂直な境界設定面の水平測線を表し、少なくとも３つのラインセクションを備えるポリラインが、寸法形状モデルから作成される。

【0010】

本発明による方法の更なるステップにおいて、少なくとも４つの異なる測定が、様々な配向において測定装置を用いて実行され、測定ビームは、測定環境の少なくとも２つの異なる境界設定面に入射し、各配向における測定点を定義する。測定点と測定装置との間の水平角及び水平距離は、各測定点に対する測定値として特定される。測定装置の姿勢を特定することができる精度又は品質は、測定に用いられる測定点の数が増加するにつれて、及び境界設定面の数が増加するにつれて、向上させることができる。

【0011】

本発明による方法の次のステップにおいて、測定装置の姿勢を計算するためのアルゴリズムが実行される。アルゴリズムは、第１、第２、第３、第４、第５、及び第６のステップから選択される、少なくとも３つのステップのシーケンスを備え、シーケンスは、１回又は複数回実行することができる。

【0012】

シーケンスの第１のステップにおいて、Ｎ個の測定点のうちの３つの測定点及びポリラインの３つのラインセクションが選択され、アルゴリズムの開始前に測定点とラインセクションとの間の割当てが実行されなかった場合、選択された３つの測定点及び選択された３つのラインセクションが互いに割り当てられる。

【0013】

シーケンスの第２のステップにおいて、測定装置の姿勢に対する可能な解の数が、選択された３つの測定点の測定値及び選択された３つのラインセクションの座標を用いて特定される。１つの解又は２つの解が存在する場合、選択された３つの測定点のうちの少なくとも２つの測定座標が、寸法形状モデルの基準系において特定される。

【0014】

シーケンスの第３のステップにおいて、シーケンスの第２のステップにおいて特定された解の数に依存して、以下の３つの場合が判別される。解なし（ゼロ）、１つの解（１）、又は２つの解（２）。
シーケンスの第２のステップにおいて解が特定されなかった場合、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。
シーケンスの第２のステップにおいて１つの解が特定された場合、測定装置のための中間姿勢が測定座標及び測定値から計算され、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が適格測定点として特定され、本発明による方法はシーケンスの第５のステップにより継続される。
シーケンスの第２のステップにおいて２つの解が特定された場合、第１の試験姿勢（第１の解）及び第２の試験姿勢（第２の解）が測定座標及び測定値から計算され、各場合における第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢について、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が、それぞれ第１の適格測定点又は第２の適格測定点として特定され、本発明による方法はシーケンスの第４のステップにより継続される。

【0015】

シーケンスの第４のステップは、２つの解がシーケンスの第２のステップにおいて特定された場合にのみ実行される。第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢として指定される２つの解は、互いに比較されなければならない。シーケンスの第４のステップにおいて、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢は、それらの適合性に関して指定された比較基準に基づいてマイクロコントローラによって比較され、ここで２つの場合が判別される。第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢のうちの１つがより適切であると評価された場合、この試験姿勢は中間姿勢として定義され、本発明による方法はシーケンスの第５のステップにより継続される。第１の試験姿勢も第２の試験姿勢もより適切であると評価されない場合、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。

【0016】

シーケンスの第５のステップは、シーケンスの第３のステップ又は第４のステップにおいて特定された中間姿勢を更に処理するために用いられる。シーケンスの第５のステップにおいて、以下の２つの場合が判別される。
本発明による方法の適用範囲において、姿勢が測定装置のために格納されていない場合、中間姿勢が測定装置の姿勢として定義されるか、又は、更新された姿勢が適格測定点を用いて計算され、測定装置のための姿勢として定義される。
本発明による方法の適用範囲において、姿勢が測定装置のために格納されている場合、中間姿勢は、指定された更なる比較基準に基づいて格納された姿勢と比較される。中間姿勢がより適切であると評価された場合、中間姿勢が姿勢として定義されるか、又は、更新された姿勢が適格測定点を用いて計算され、測定装置のための姿勢として定義され、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。中間姿勢がより適切ではないと評価された場合、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。

【0017】

シーケンスの第６のステップにおいて、指定された終了基準に基づいて、第１～第６のステップの更なるシーケンスが実行されるかどうかが決定され、ここで３つの場合が判別される。更なるシーケンスが実行される場合、本発明による方法はシーケンスの第１のステップにより継続される。更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義される場合、本発明による方法は終了する。更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義されない場合、姿勢が測定装置のために特定されることなく、本発明による方法は終了する。

【0018】

好ましくは、以下の基準のうちの少なくとも１つが、シーケンスの第３のステップにおいて品質基準として用いられる。ポリラインまでの測定点の最大距離、ポリラインのラインセクションへの測定点の一意の割り当て、及びポリラインのラインセクションへの測定ビームの最大入射角。ポリラインまでの距離が最大距離未満である場合、及び／又は測定点をポリラインのラインセクションに一意に割り当てることができる場合、及び／又は割り当てられたラインセクションへの測定ビームの入射角が最大入射角未満である場合、測定点は、第３のステップにおいて適格測定点として指定され、入射角は、割り当てられた境界設定面の法線ベクトルに対して測定される。

【0019】

好ましくは、以下の基準のうちの少なくとも１つが、シーケンスの第４のステップにおいて比較基準として用いられる。適格測定点の数、ポリラインに沿った適格測定点の分布、適格測定点が広がる表面の表面積、及び試験姿勢の推定精度。試験姿勢は、その適格測定点の数がより多い場合、及び／又はその適格測定点がポリラインのより多くのラインセクションにわたって分布している場合、及び／又はその適格測定点が広がる表面の表面積がより大きい場合、及び／又はその推定精度がより高い場合、第４のステップにおいてより適切であると評価される。

【0020】

好ましくは、以下の基準のうちの少なくとも１つが、シーケンスの第５のステップにおいて更なる比較基準として用いられる。適格測定点の数、ポリラインに沿った適格測定点の分布、適格測定点が広がる表面の表面積、及び姿勢の推定精度。中間姿勢は、その適格測定点の数がより多い場合、及び／又はその適格測定点がポリラインのより多くのラインセクションにわたって分布している場合、及び／又はその適格測定点が広がる表面の表面積がより大きい場合、及び／又はその推定精度がより高い場合、第５のステップにおいてより適切であると評価される。

【0021】

好ましくは、以下の基準のうちの少なくとも１つが、シーケンスの第６のステップにおいて終了基準として用いられる。シーケンスの最小数Ｍ、適格測定点の最小数、測定点の数に対する適格測定点の数のパーセンテージ最小値、適格測定点が広がる表面の表面積のための絶対最小値、及びポリゴンラインによって囲まれるポリゴンの表面積に対する適格測定点が広がる表面の表面積のパーセンテージ最小値。

【0022】

シーケンスは、シーケンスの最小数Ｍに達する場合、及び／又は適格測定点の数が最小数よりも大きい場合、及び／又は適格測定点の数と測定点の数との間の比がパーセンテージ最小値よりも大きい場合、及び／又は適格測定点が広がる表面の表面積が絶対最小値よりも大きい場合、及び／又は適格測定点が広がる表面の表面積とポリゴンの表面積との間の比がパーセンテージ最小値よりも大きい場合、終了する。

【0023】

容認できない測定領域は、好ましくは、ポリラインの作成中に定義され、容認できない測定領域に割り当てられるポリラインのラインセクションは、容認できないラインセクションとして定義され、シーケンスの第１のステップにおいて３つのラインセクションの選択から除外される。

【0024】

以下の測定領域のうちの少なくとも１つが、特に好ましくは、容認できない測定領域として定義される。窓開口部、ドア開口部、ガラス板、寸法形状モデルが測定環境から逸脱する領域、及び測定のためにアクセス不能又は不適切な領域。

【0025】

容認できないラインセクションとは異なるラインセクションへの割り当ては、特に好ましくは、シーケンスの第３のステップにおいて品質基準として用いられる。

【0026】

第１の好ましい変形例において、Ｎ回の測定は、測定装置を用いてオペレータによって手動で実行され、測定点は、オペレータによってポリラインのラインセクションに割り当てられる。第１の変形例は、手動変形例として指定され、測定及び割り当てがオペレータによって実行される。

【0027】

第２の好ましい変形例において、Ｎ回の測定は、測定装置を用いてマイクロコントローラによって実行され、測定点は、オペレータによってポリラインのラインセクションに割り当てられる。第２の変形例は、半手動変形例として指定され、測定が自動的に実行され、割り当てがオペレータによって実行される。

【0028】

第３の好ましい変形例において、Ｎ回の測定は、測定装置を用いてオペレータによって手動で実行され、シーケンスの第１のステップにおいて実行される割り当ては、マイクロコントローラによってランダムに又は選択基準を用いて実行される。第３の変形例は、半自動変形例として指定され、測定がオペレータによって実行され、割り当てがマイクロコントローラによって実行される。

【0029】

第４の好ましい変形例において、Ｎ回の測定は、測定装置を用いてマイクロコントローラによって実行され、シーケンスの第１のステップにおいて実行される割り当ては、マイクロコントローラによってランダムに又は選択基準を用いて実行される。第４の変形例は、完全自動変形例として指定され、測定及び割り当てがマイクロコントローラによって実行される。

【0030】

以下の基準のうちの少なくとも１つが、特に好ましくは、選択基準として用いられる。測定装置の回転方向におけるラインセクションのシーケンス、ラインセクションの長さ、及びポリラインまでの測定点の距離。距離は、測定値及び測定装置のための開始姿勢を用いて計算される。

【0031】

測定装置は、特に好ましくは、カメラユニットを有し、カメラ画像は、カメラユニットによって、測定装置のＮ個の配向のそれぞれにおいて作成され、カメラ画像は、測定装置のそれぞれの配向に割り当てられる。

【0032】

以下に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図面では実施例を原寸通りに示すことは必ずしも意図しておらず、むしろ、図面は、略図的に、及び／又は説明のために有用であれば僅かに変形して表している。ここでは、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、実施例の形態及び詳細に関連する様々な修正及び変更を行うことができることを考慮に入れるべきである。本発明の一般的な概念は、以下に示し、説明する好ましい実施例の正確な形態又は詳細に限定されたり、特許請求の範囲の技術的特徴と比較して限定される要旨に限定されたりしない。所与の寸法範囲に対して、言及された制限内の値もまた制限値として開示されるものとし、所望に応じて使用及び請求され得る。簡単にするために、以下では、同じ若しくは類似の部品、又は同一若しくは類似の機能を有する部品に対して同一の参照符号を用いる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】測定環境内に設置され、通信リンクを介して操作コントローラに接続される測定装置を示す図である。

【図2A】図１の測定装置を示す斜視図である。

【図2B】図１の測定装置の概略構造を示すブロック図である。

【図3A】図１の操作コントローラの前側を示す平面図である。

【図3B】図１の操作コントローラの概略構造を示すブロック図である。

【図4】測定環境の様々な境界設定面に対して測定装置を用いて複数の測定を実行することを示す図である。

【図5】ポリラインが測定環境の寸法形状モデルからどのように作成されるかを示す、操作コントローラのスクリーンショットを示す図である。

【図6A】測定装置の姿勢を計算するための本発明による方法を示すフロー図である。

【図6B】測定装置の姿勢を計算するための本発明による方法を示すフロー図である。

【図7】容認できない測定領域を有するポリラインが寸法形状モデルからどのように作成されるかを示す、操作コントローラのスクリーンショットを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、測定環境１２におけるその位置及び向き（姿勢）が本発明による方法を用いて特定される測定装置１１と、操作コントローラ１３とを示している。「測定装置」は、測定タスクを実行することを対象とした全ての装置の総称である。実施例において、トータルステーションとして設計される測定装置１１は、通信リンク１４を介して操作コントローラ１３に接続することができる。

【0035】

測定環境１２は、寸法形状モデルにマッピングされる。ＣＡＤサポートにより作成される測定環境１２の構築モデルは、寸法形状モデルとして用いることができる。代替として、測定環境１２は、レーザスキャナによってスキャンされ、測定環境１２の寸法形状モデルをスキャンデータから作成することができる。寸法形状モデルは、測定環境１２を完全に又は部分的にのみマッピングすることができる。距離測定のための反射面又は散乱面として用いられる測定環境１２の表面は、本願にとって決定的なものである。

【0036】

測定装置１１の姿勢は、寸法形状モデルの基準系において本発明による方法を用いて計算される。本発明による方法は、測定装置１１を用いて特定される少なくとも４つの測定点の測定値と、ポリラインとして指定される境界設定面の水平測線とを用いる。

【0037】

図２Ａ及び図２Ｂは、図１の測定装置１１を斜視図（図２Ａ）及び概略構造のブロック図（図２Ｂ）で示している。

【0038】

測定装置１１はトータルステーションとして設計され、測定ヘッド２１と、メインハウジング２２と、充電式バッテリ２３とを含む。測定ヘッド２１は、射出窓２５を有するハウジング２４と、測定ビーム２６を出射する、ハウジング２４内に配置される距離測定ユニットとを備える。測定ビーム２６は、射出窓２５を通ってハウジング２４から出射し、測定環境の境界設定面上に測定点を生成することができる。

【0039】

メインハウジング２２は、Ｕ字形に形成され、ベースハウジング２７と、第１の側部２８と、第２の側部２９とを備える。測定ヘッド２１は、第１の側部２８と第２の側部２９との間に配置され、枢動軸３０を中心として枢動自在にされている。メインハウジング２２は、回転軸３２を中心として回転プラットフォーム３１に対して回動自在にされている。

【0040】

アジマスモータユニット及び第１の角度測定ユニットは、ベースハウジング２７に配置され、アジマスモータユニットは、メインハウジング２２が回転軸３２を中心として移動することを可能にし、第１の角度測定ユニットは、測定ビーム２６の方向が水平面において特定されることを可能にする。昇降モータユニット及び第２の角度測定ユニットは、第１の側部２８において配置され、昇降モータユニットは、測定ヘッド２１が枢動軸３０を中心として移動することを可能にし、第２の角度測定ユニットは、測定ビーム２６の方向が垂直面において特定されることを可能にする。測定装置１１を完全に自動化するために、回転軸３２が重力方向３３と平行に延在するように測定装置１１を水平調整することを可能にする水平調整ユニットをベースハウジング２７に設けることができる。

【0041】

図２Ｂは、測定装置１１の概略構成をブロック図として示している。測定装置１１は、電子機器ユニット４１、距離測定ユニット４２、方位角を測定するための第１の角度測定ユニット４３、アジマスモータユニット４４、仰角を測定するための第２の角度測定ユニット４５、昇降モータユニット４６、及びカメラユニット４７を含む。

【0042】

電子機器ユニット４１は、マイクロコントローラ４８と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができるメモリ回路４９と、通信回路５０と、Ｉ／Ｏインターフェース５１とを備える。マイクロコントローラ４８は、メモリ回路４９及び通信回路５０と通信することができ、測定装置１１の制御及び調整のために設計されている。

【0043】

通信回路５０は、送信機５２及び受信機５３を含み、通常は無線信号を用いる操作コントローラ１３とのデータ情報の項目、例えば、距離測定値、方位角値、及び仰角値の通信及び交換のために設計されている。好ましい一実施例において、通信リンク１４は無線であるが、通信回路５０と操作コントローラ１３との間にケーブルを接続することもできる。Ｉ／Ｏインターフェース５１は、マイクロコントローラ４８と各種ドライバ及びセンサとの間のインターフェースである。

【0044】

距離測定ユニット４２は、測定ビーム２６を生成するレーザエミッタ５６と、レーザエミッタ５６に電流を供給するレーザドライバ５７と、光センサ５８と、受信機インターフェース５９とを備える。光センサ５８は、境界設定面において反射される測定ビーム２６の少なくとも一部を受光し、光センサ５８によって出力される電流信号は、受信機インターフェース５９に案内される。増幅及び復調後、信号は、受信機インターフェース５９からＩ／Ｏインターフェース５１を介してマイクロコントローラ４８に送信される。

【0045】

第１の角度測定ユニット４３は、水平面におけるレーザエミッタ５６の方向（方位角）を特定し、それをＩ／Ｏインターフェース５１を介してマイクロコントローラ４８に送信される電気出力信号に変換する第１の角度エンコーダ６１を備える。アジマスモータユニット４４は、測定装置１１のメインハウジング２２を回転軸３２を中心として移動させるアジマスモータ６２と、マイクロコントローラ４８のコマンドをアジマスモータ６２の必要なアンペア数に変換するアジマスモータドライバ６３とを備える。

【0046】

第２の角度測定ユニット４５は、垂直面におけるレーザエミッタ５６の方向（仰角）を特定し、それをＩ／Ｏインターフェース５１を介してマイクロコントローラ４８に送信される電気出力信号に変換する第２の角度エンコーダ６４を備える。昇降モータユニット４６は、測定ヘッド２１を枢動軸３０を中心として移動させる昇降モータ６５と、マイクロコントローラ４８のコマンドを昇降モータ６５の必要なアンペア数に変換する昇降モータドライバ６６とを備える。

【0047】

カメラユニット４７は、イメージセンサ６７と、画像情報の項目の計算を担うグラフィックスプロセッサ（ＧＰＵ）６８とを備える。

【0048】

図３Ａ及び図３Ｂは、図１の操作コントローラ１３の前側を平面図（図３Ａ）で示し、操作コントローラ１３の概略構造をブロック図（図３Ｂ）で示している。

【0049】

操作コントローラ１３は、タブレットコンピュータとして具現化され、ハウジング７１、タッチスクリーン７２、バッテリ７３、例えば音量調節ボタン、オン／オフボタン、及びディスプレイ制御ボタンの複数のボタン７４、例えば動作状態、データストレージ状態、及びバッテリ状態のための複数のディスプレイ７５、例えばドッキング、データストレージ、及びＵＳＢのための複数のポート７６、並びにカードスロット７７を備える。

【0050】

図３Ｂは、操作コントローラ１３の概略構造をブロック図として示している。操作コントローラ１３は、電子機器ユニット８１と、ディスプレイユニット８２と、ユーザ操作入力ユニット８３とを備える。

【0051】

電子機器ユニット８１は、マイクロコントローラ８４と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、及びバルクメモリ（ＢＵＬＫ）を備えることができるメモリ回路８５と、通信回路８６と、Ｉ／Ｏインターフェース８７とを備える。マイクロコントローラ８４は、メモリ回路８５及び通信回路８６と通信することができ、操作コントローラ１３の制御及び調整のために設計されている。バルクメモリは、カードスロット７７に挿入可能なＳＤメモリカード、又は、ポート７６の１つ、例えばＵＳＢポートを介して操作コントローラ１３に接続可能な外部ストレージ装置であってもよい。

【0052】

通信回路８６は、送信機８８及び受信機８９を含み、通常は無線信号を用いる測定装置１１との通信のために設計されている。測定装置１１は、距離測定値、方位角値、及び仰角値を、通信リンク１４を介して操作コントローラ１３に送信する。

【0053】

ディスプレイユニット８２は、ディスプレイ９１と、Ｉ／Ｏインターフェース８７に接続され、ディスプレイ９１に正しいインターフェース及びデータ信号を提供するディスプレイドライバ回路９２とを備える。ユーザ制御入力ユニット８３は、キーボード９３と、Ｉ／Ｏインターフェース８７に接続され、正しいインターフェース及びデータ信号をキーボード９３に供給するキーボードドライバ９４とを備える。

【0054】

図４は、測定環境１２の様々な境界設定面に対して測定装置１１を用いて複数の測定を実行することを略図で示している。測定環境１２は、４つの境界設定面Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、Ｆ－４を形成する４つの壁を有する。

【0055】

測定装置１１は第１の配向に配向され、測定ビーム２６は第１の境界設定面Ｆ－１上に第１の測定点ＭＰ－１を生成する。距離値及び角度値は、第１の測定点ＭＰ－１について、距離及び角度測定によって特定される。本発明による方法は、以下では水平距離及び水平角と称する、重力方向３３に垂直な水平面における距離及び角度値を必要とする。

【0056】

水平角及び水平距離を得るために、測定装置１１は、測定を開始する前に、水平調整ユニット４７によって水平調整することができ、その結果、測定距離及び角度値は水平角及び水平距離に対応し、又は測定装置１１は三次元値を測定し、それから水平角及び水平距離を導出する。第１の水平角ＨＰｈｉ－１及び第１の水平距離ＨＤ－１が、第１の測定点ＭＰ－１に対する第１の測定値として特定される。

【0057】

測定装置１１は、第１の配向から第２の配向にオフセットされ、測定ビーム２６は、第２の測定点ＭＰ－２に配向され、第２の水平角ＨＰｈｉ－２及び第２の水平距離ＨＤ－２が、第２の測定値として特定される。測定装置１１は、第２の配向から第３の配向にオフセットされ、測定ビーム２６は、第３の測定点ＭＰ－３に配向され、第３の水平角ＨＰｈｉ－３及び第３の水平距離ＨＤ－３が、第３の測定値として特定される。測定装置１１は、第３の配向から第４の配向にオフセットされ、測定ビーム２６は、第４の測定点ＭＰ－４に配向され、第４の水平角ＨＰｈｉ－４及び第４の水平距離ＨＤ－４が、第４の測定値として特定される。

【0058】

本発明による方法について、測定点は、少なくとも２つの異なる境界設定面上に配置されなければならない。実施例において、第１及び第２の測定点ＭＰ－１、ＭＰ－２は第１の境界設定面Ｆ－１上にあり、第３の測定点ＭＰ－３は第２の境界設定面Ｆ－２上にあり、第４の測定点ＭＰ－４は第３の境界設定面Ｆ－３上にあり、その結果、４つの測定点ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４は、３つの異なる境界設定面上に配置される。

【0059】

測定装置１１の姿勢を計算することができる精度を高めるために、測定環境１２の可能な限り多くの境界設定面上に測定点を配向し、それらを空間角度にわたって可能な限り均一に分布させることが有利である。この目的のために、測定装置１１は第５の配向にオフセットさせることができ、測定ビーム２６は、第４の境界設定面Ｆ－４上にある第５の測定点ＭＰ－５に配向させることができ、第５の水平角ＨＰｈｉ－５及び第５の水平距離ＨＤ－５が第５の測定値として特定される。

【0060】

図５は、ポリラインが寸法形状モデルからどのように作成されるかを示す、操作コントローラ１３のスクリーンショットを示している。測定環境１２をマッピングする寸法形状モデルは、マイクロコントローラ８４によってロードされ、２Ｄビューがディスプレイ９１上に表示される。

【0061】

オペレータは、コーナー点を表す第１の点ＬＰ１、第２の点ＬＰ２、第３の点ＬＰ３、及び第４の点ＬＰ４を特定する。マイクロコントローラ８４は、第１の点ＬＰ１と第２の点ＬＰ２との間の線を第１のラインセクションＬ１として定義し、第２の点ＬＰ２と第３の点ＬＰ３との間の線を第２のラインセクションＬ２として定義し、第３の点ＬＰ３と第４の点ＬＰ４との間の線を第３のラインセクションＬ３として定義し、第４の点ＬＰ４と第１の点ＬＰ１との間の線を第４のラインセクションＬ４として定義する。ポリラインは、第１のラインセクションＬ１、第２のラインセクションＬ２、第３のラインセクションＬ３、及び第４のラインセクションＬ４から形成される。

【0062】

第１のラインセクションＬ１は、第１の境界設定面Ｆ－１の水平測線を表し、第２のラインセクションＬ２は、第２の境界設定面Ｆ－２の水平測線を表し、第３のラインセクションＬ３は、第３の境界設定面Ｆ－３の水平測線を表し、第４のラインセクションＬ４は、第４の境界設定面Ｆ－４の水平測線を表す。

【0063】

図６Ａ、Ｂは、測定装置の姿勢を計算するための本発明による方法をフロー図の形態で示している。寸法形状モデルの基準系における測定装置１１の姿勢を計算するための本発明による方法の実行は、操作コントローラ１３のマイクロコントローラ８４によって制御される。

【0064】

マイクロコントローラ８４は、通信回路８６及び通信リンク１４を介する測定装置１１との通信接続を有し、測定装置１１の姿勢を計算するためのアルゴリズムを含む。アルゴリズムを用いて測定装置１１の姿勢を計算できるようにするには、測定環境１２の寸法形状モデルからポリラインを作成しなければならず（図５参照）、測定装置１１を用いて少なくとも４つの異なる測定を実行しなければならない（図４参照）。

【0065】

本発明による方法は、固定された制御点を用いる必要がなく、むしろ測定装置１１を測定環境１２の全ての境界設定面に配向することができるという利点を有する。姿勢の精度を向上させるために、測定環境１２の可能な限り多くの境界設定面上に測定点を配向し、それらを立体角にわたって可能な限り均一に分布させることが有利である。

【0066】

オペレータは、重力方向３３に垂直な境界設定面の水平測線を表し、少なくとも３つのラインセクションを備える寸法形状モデルからポリラインを作成する（ステップＳ１０）。本発明による方法の次のステップにおいて、測定装置１１を用いてＮ回、Ｎ≧４の異なる測定が実行される（ステップＳ２０）。

【0067】

図６Ａ及び図６Ｂに示す本発明による方法の変形例において、最初にポリラインが作成され、次いで、少なくとも４つの測定が測定装置１１を用いて実行される。代替として、測定を最初に実行し、次いでポリラインを作成することができるか、又は自動測定の場合には、２つのステップを同時に実行することもできる。

【0068】

測定は、ユーザによって手動で実行することができるか、又はマイクロコントローラ８４が測定を実行させる。Ｎ回の測定のそれぞれは、測定装置１１の異なる配向において実行される。距離測定ユニット４２の測定ビーム２６は、測定環境１２の境界設定面のうちの１つの上に測定点を規定する。測定装置１１は、各測定点に対して、測定点と測定装置１１との間の水平角及び水平距離を測定値として特定する。Ｎ個の異なる測定点は、測定が測定環境１２の少なくとも２つの異なる境界設定面上で実行されるように配置される必要がある。図４は、４つの境界設定面Ｆ－１、Ｆ－２、Ｆ－３、及びＦ－４上に配置される５つの測定点ＭＰ－１、ＭＰ－２、ＭＰ－３、ＭＰ－４、及びＭＰ－５を示している。

【0069】

本発明による方法は、姿勢を計算するためのアルゴリズムを実行することによって継続され、アルゴリズムは、少なくとも３つのステップのシーケンスを備え、ステップは、第１のステップ、第２のステップ、第３のステップ、第４のステップ、第５のステップ、及び第６のステップから選択される。

【0070】

シーケンスの第１のステップにおいて、Ｎ個の測定点のうちの３つの測定点及びポリラインの３つのラインセクションが選択され、アルゴリズムの開始前に測定点とラインセクションとの間の割当てが実行されなかった場合、選択された３つの測定点及び選択された３つのラインセクションが互いに割り当てられる（ステップＳ３０）。

【0071】

選択された３つの測定点の測定値及び選択された３つのラインセクションの座標を用いるシーケンスの第２のステップにおいて、測定装置１１の姿勢に対する可能な解の数が特定される（ステップＳ４０）。１つの解又は２つの解が存在する場合、選択された３つの測定点のうちの少なくとも２つの測定座標が、寸法形状モデルの基準系において特定される。測定座標は、中間姿勢を計算するための方法の更なる過程において必要とされる。

【0072】

シーケンスの第３のステップは、以下の３つの場合を判別する。解なし、１つの解、及び２つの解。シーケンスの第２のステップにおいて解が特定されなかった場合（Ｓ４０においてゼロ）、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。シーケンスの第２のステップにおいて１つの解が特定された場合（Ｓ４０において１つ）、測定装置のための中間姿勢が測定座標及び測定値から計算され、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が適格測定点として特定され（ステップＳ５０）、本発明による方法はシーケンスの第５のステップにより継続される。シーケンスの第２のステップにおいて２つの解が特定された場合（Ｓ４０において２つ）、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢が測定座標及び測定値から計算され、各場合における第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢について、指定された品質基準を満たすＮ個の測定点のうちのそれらの測定点が、それぞれ第１の適格測定点又は第２の適格測定点として特定され（ステップＳ６０）、本発明による方法は、シーケンスの第４のステップにより継続される。

【0073】

ステップＳ５０において特定される中間姿勢は、本発明による方法の更なる過程において評価される測定装置１１の姿勢（位置及び配向）を表す。ステップＳ６０において特定された第１及び第２の試験姿勢は、本発明による方法の更なる過程において互いに比較される測定装置１１の姿勢（位置及び配向）を表す。用語「中間姿勢」、「第１の試験姿勢」、及び「第２の試験姿勢」の使用により、数学的解の間の言語区別を可能にする。

【0074】

ステップＳ５０又はステップＳ６０において適格測定点を特定することができることを用いる品質基準として、以下の基準、ポリラインまでの測定点の最大距離、ポリラインのラインセクションへの測定点の一意の割り当て、及びポリラインのラインセクションに対する測定ビームの最大入射角のうちの少なくとも１つが用いられる。ポリラインが少なくとも１つの容認できないラインセクションを含む場合、容認できないラインセクションとは異なるラインセクションへの割り当てを用いることもできる。

【0075】

マイクロコントローラ８４は、Ｎ個の測定点のそれぞれに対して、指定された品質基準を適用する。ポリラインまでの距離が最大距離未満である場合、及び／又は測定点をポリラインのラインセクションに一意に割り当てることができる場合、及び／又は割り当てられたラインセクションへの測定ビームの入射角が最大入射角未満である場合、測定点は適格測定点として指定される。入射角は、境界設定面の法線ベクトルに対して測定される。

【0076】

シーケンスの第４のステップは、シーケンスの第２のステップにおいて２つの解が特定された場合にのみ実行され、第１及び第２の試験姿勢として指定されるこれら２つの解を互いに比較するために用いられる。シーケンスの第４のステップにおいて、第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢は、それらの適合性に関して指定された比較基準に基づいてマイクロコントローラ８４によって比較され（ステップＳ７０）、ここで２つの場合が判別される。第１の試験姿勢及び第２の試験姿勢のうちの１つがより適切であると評価された場合（Ｓ７０のＩ）、この試験姿勢は中間姿勢として定義され（ステップＳ８０）、本発明による方法はシーケンスの第５のステップにより継続される。第１の試験姿勢も第２の試験姿勢もより適切であると評価されない場合（Ｓ７０のＩＩ）、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。

【0077】

ステップＳ７０において第１の試験姿勢と第２の試験姿勢とを比較することができることを用いる比較基準として、以下の基準、適格測定点の数、ポリラインに沿った適格測定点の分布、適格測定点が広がる表面の表面積、及び姿勢の推定精度のうちの少なくとも１つが用いられる。

【0078】

マイクロコントローラ８４は、比較基準に基づいて、第１の試験姿勢（Ｓ５０における第１の解）と第２の試験姿勢（Ｓ５０における第２の解）とを互いに比較する。試験姿勢は、その適格測定点の数がより多い場合、及び／又はその適格測定点がポリラインのより多くのラインセクションにわたって分布している場合、及び／又はその適格測定点が広がる領域の表面積がより大きい場合、及び／又はその推定精度がより高い場合、より適切であると評価される。

【0079】

シーケンスの第５のステップにおいて、姿勢が測定装置のために格納されているかどうかがチェックされ（ステップＳ９０）、ここで２つの場合が判別される。姿勢が測定装置のために格納されていない場合（Ｓ９０のいいえ）、シーケンスの第３のステップ（Ｓ５０）又は第４のステップ（Ｓ８０）において特定された中間姿勢が、測定装置のための姿勢として定義されるか、又は更新された姿勢が、適格測定点を用いて計算され、測定装置のための姿勢として定義される（ステップＳ１００）。適格測定点を用いる更新された姿勢の計算は、全ての適格測定点が考慮されるという利点を有し、それによって姿勢の精度を向上させることができる。

【0080】

姿勢が測定装置のために格納されている場合（Ｓ９０のはい）、シーケンスの第３のステップ（Ｓ５０）又は第４のステップ（Ｓ８０）において特定された中間姿勢は、マイクロコントローラ８４によって、特定の更なる比較基準に基づいて、格納された姿勢と比較され（ステップＳ１１０）、ここで２つの場合が判別される。中間姿勢がより適切であると評価された場合（Ｓ１１０のＩ）、中間姿勢が姿勢として定義されるか、又は、更新された姿勢が適格測定点を用いて計算され、測定装置１１のための姿勢として定義され（ステップＳ１２０）、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。中間姿勢がより適切ではないと評価された場合（Ｓ１１０のＩＩ）、本発明による方法はシーケンスの第６のステップにより継続される。ステップＳ１２０において適格測定点を用いる更新された姿勢の計算は、全ての適格測定点が考慮されるという利点を有し、それによって姿勢の精度を向上させることができる。

【0081】

ステップＳ９０において中間姿勢と格納された姿勢とを比較することができることを用いる更なる比較基準として、以下の基準、適格測定点の数、ポリラインに沿った適格測定点の分布、適格測定点が広がる表面の表面積、及び姿勢の推定精度のうちの少なくとも１つが用いられる。

【0082】

マイクロコントローラ８４は、更なる比較基準に基づいて、中間姿勢と格納された姿勢とを互いに比較する。中間姿勢は、その適格測定点の数がより多い場合、及び／又はその適格測定点がポリラインのより多くのラインセクションにわたって分布している場合、及び／又はその適格測定点が広がる表面の表面積がより大きい場合、及び／又はその精度がより高い場合、より適切であると評価される。

【0083】

シーケンスの第６のステップにおいて、指定された終了基準に基づいて、更なるシーケンスが実行されるかどうかが決定され（ステップＳ１３０）、ここで３つの場合が判別される。更なるシーケンスが実行される場合（Ｓ１３０のＩ）、本発明による方法はシーケンスの第１のステップ（Ｓ３０）により継続される。更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義される場合（Ｓ１３０のＩＩ）、姿勢はマイクロコントローラ８４によって表示され（ステップＳ１４０）、本発明による方法は終了する。更なるシーケンスが実行されず、姿勢が測定装置のために定義されない場合（Ｓ１３０のＩＩＩ）、姿勢が測定装置のために特定されなかったという情報がマイクロコントローラ８４によって表示され（ステップＳ１５０）、本発明による方法は終了する。

【0084】

以下の基準のうちの少なくとも１つが、終了基準として用いられる。シーケンスの最小数Ｍ、適格測定点の最小数、測定点の数に対する適格測定点の数のパーセンテージ最小値、適格測定点が広がる表面の表面積のための絶対最小値、及びポリゴンラインによって囲まれるポリゴンの表面積に対する適格測定点が広がる表面の表面積のパーセンテージ最小値。

【0085】

マイクロコントローラ８４は、シーケンスの最小数Ｍに達する場合、及び／又は適格測定点の数が最小数よりも大きい場合、及び／又は適格測定点の数と測定点の数との間の比がパーセンテージ最小値よりも大きい場合、及び／又は適格測定点が広がる表面の表面積が絶対最小値よりも大きい場合、及び／又は適格測定点が広がる表面の表面積とポリゴンの表面積との間の比がパーセンテージ最小値よりも大きい場合、終了基準を適用し、シーケンスの実行を終了する。

【0086】

図７は代替のポリラインを示す、操作コントローラ１３の更なるスクリーンショットを示している。図７のポリラインは、図５のポリラインと同じ測定環境の寸法形状モデルから導出され、容認できない測定領域が定義されるという点で図５のポリラインとは異なる。

【0087】

容認できない測定領域とは、寸法形状モデルが実際の測定環境から逸脱している領域、及び／又はその領域が測定装置１１を用いる測定に対してアクセスできないか、若しくは不適切である領域を指す。容認できない測定領域の例は、ドア開口部、窓開口部、ガラス板、アクセス不能領域である可能性がある。

【0088】

オペレータは、第１の点ＬＰ１、第２の点ＬＰ２、第３の点ＬＰ３、及び第４の点ＬＰ４を特定し、加えてオペレータは、第３の点ＬＰ３と第４の点ＬＰ４との間の線上にある第５の点ＬＰ５を特定する。マイクロコントローラ８４は、第１の点ＬＰ１と第２の点ＬＰ２との間の線を第１のラインセクションＬ１として定義し、第２の点ＬＰ２と第３の点ＬＰ３との間の線を第２のラインセクションＬ２として定義し、第３の点ＬＰ３と第５の点ＬＰ５との間の線を第４のラインセクションＬ４として定義し、第４の点ＬＰ４と第５の点ＬＰ５との間の線は容認できない測定領域として定義される。ポリラインは、第１のラインセクションＬ１、第２のラインセクションＬ２、第３のラインセクションＬ３、及び第４のラインセクションＬ４から形成される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【国際調査報告】