像單元150以預定幀率獲得的捕獲圖像SI實時地顯示在顯示單元160的第二圖像顯示域627中。
[0295]在這種情況下，測量操作員改變副成像單元150的位置和方位，并且可以由此在顯示單元160的屏幕上檢查從各個位置和各個方向查看的測量對象S的外觀。另外，測量操作員可以從各個方向檢查測量對象S中的多個測量位置和測量對象部分。
[0296]當觸針144的接觸部144a不存在于副成像單元150的成像范圍內時，表示接觸部144a的位置的圖像無法顯示在捕獲圖像SI上，如圖45所示。因此，當測量操作員使接觸部144a接近測量位置時，測量位置離開副成像單元150的成像范圍。
[0297]因此，當接觸部144a與要設定的測量位置之間的距離大于預定閾值時，捕獲圖像SI實時地顯示在顯示單元160上。另外，當接觸部144a與要設定的測量位置之間的距離變得不大于預定閾值時，將緊接之前所獲得的捕獲圖像SI作為靜止圖像顯示在顯示單元160上，并且不更新捕獲圖像SI。從而，即使當測量操作員使接觸部144a接近測量位置時，表示接觸部144a的位置的圖像ic也可以疊加并顯示在捕獲圖像SI上。
[0298](8-2)在上述實施例中，副成像單元150被布置成鄰近于探測器140的觸針144。本發明不限于此，并且副成像單元150可以設置在遠離觸針144的位置，只要與多個發光單元143的位置關系保持不變即可。
[0299]例如，副成像單元150可以附接至殼體141或握持部142，以使得觸針144的接觸部144a位于成像范圍內。在這種情況下，接觸部144a不變地顯示在捕獲圖像SI上。因此，如在圖45的示例中所述，即使當捕獲圖像SI實時地顯示在顯示單元160上時，測量操作員查看捕獲圖像SI，并且可以由此容易地識別接觸部144a的當前位置。
[0300](8-3)在上述實施例中，位置圖形信息主要疊加并顯示在捕獲圖像SI上。本發明不限于此，并且在測量模式下，在設定模式下的測量結果可以疊加并顯示在捕獲圖像SI上。
[0301]圖46是示出與設定模式下的測量結果疊加的捕獲圖像SI的一個示例的視圖。在圖46的示例中，除了表示測量位置、測量對象部分和接觸部144a的位置的圖像外，在設定模式下的測量結果顯示在捕獲圖像SI上，如由粗虛線所示。在這種情況下，測量操作員查看設定模式下的測量結果，并且可以由此預測測量結果。
[0302](8-4)在上述實施例中，僅副成像單元150用作用于獲得顯示在顯示單元160上的捕獲圖像SI的成像單元。本發明不限于此，并且作為用于獲得捕獲圖像SI的成像單元，坐標測量裝置300除了副成像單元150外還可以具有另一相機裝置。在這種情況下，需要相機裝置具有諸如CCD相機的成像單元以及與成像單元具有恒定位置關系的多個發光單元143。
[0303]圖47A至圖47C是示出設置有相機裝置的坐標測量裝置300的使用示例的視圖。如圖47A所示，該示例的相機裝置900包括多個發光單元143和CXD相機190，并且附接至例如測量操作員的頭盔等。在相機裝置900中，多個發光單元143和CCD相機190以恒定位置關系固定。
[0304]另外，相機裝置900中的多個發光單元143和CXD相機190之間的位置關系、以及CCD相機190的特性(視角、失真等)作為成像信息被存儲到圖1的存儲單元210中。
[0305]相應地，當相機裝置900在成像區域V內時，圖1的控制單元220識別CCD相機190捕獲的區域的圖像。因此，類似于副成像單元150獲得的圖像，CCD相機190獲得的圖像也可以用作捕獲圖像SI。
[0306]圖47B示出了圖47A的示例中的副成像單元150獲得的捕獲圖像SI的示例。另夕卜，圖47C示出了圖47A的示例中的CCD相機190獲得的捕獲圖像SI的示例。例如，圖1的控制單元220可以響應于測量操作員對圖1的操作單元170或操作單元230的操作而將這些捕獲圖像SI切換至顯示單元160。
[0307]這允許測量操作員借助于兩幅捕獲圖像SI而檢查從兩個相互不同的位置查看的測量對象S的外觀。另外，通過在這些捕獲圖像SI上顯示表示位置圖形信息和接觸部144a的位置的圖像，測量操作員可以更容易地且更準確地識別測量對象S中的測量對象部分以及當前設定的測量位置。
[0308]應注意，坐標測量裝置300可以具有兩個以上的相機裝置900。在這種情況下，測量操作員可以借助于三幅以上的捕獲圖像SI來檢查從三個以上相互不同的位置查看的測量對象S的外觀。
[0309](8-5)在上述實施例中，作為位置圖形信息，表示測量位置的球形圖像疊加并顯示在捕獲圖像SI上的三維空間內的對應位置。另外，表示測量對象部分的平面的圖像疊加并顯示在捕獲圖像SI上的三維空間內的對應位置。
[0310]本發明不限于此，并且在測量模式下，替代顯示表示捕獲圖像SI上的測量位置的球形圖像，表示從探測器140的接觸部144a的位置朝向當前設定的測量位置的方向的圖像可以作為表示測量位置的圖像顯示在捕獲圖像SI上。
[0311]圖48是示出表示探測器140的接觸部144a要前往的方向的圖像顯示在捕獲圖像SI上的示例的視圖。在圖48的示例中，表示接觸部144a的位置的圖像ia以及表示從接觸部144a朝向當前設定的測量位置的箭頭的圖像id疊加并顯示在捕獲圖像SI上。在這種情況下，測量操作員查看圖像id，并且可以由此容易地且準確地識別要在哪個方向上相對于測量對象S移動探測器140的接觸部144a，以便設定當前設定的測量位置。
[0312]在捕獲圖像SI上顯示該示例的圖像id的情況下，可以根據從接觸部144a到當前設定的測量位置的距離改變箭頭的長度。例如，當從接觸部144a到當前設定的測量位置的距離長時，使得箭頭變長。另外，當從接觸部144a到當前設定的測量位置的距離短時，使得箭頭變短。因此，測量操作員查看圖像id，并且可以由此容易地識別要在哪個方向以及以多長距離移動探測器140。
[0313](8-6)上述副成像單元150可以具有條形碼讀取功能。在這種情況下，例如，表示預定信息的條形碼被給予測量對象S。因此，測量管理員或測量操作員可以在對測量對象S進行測量的同時利用副成像單元150容易地讀取給予測量對象S的條形碼。應注意，副成像單元150可以不僅具有條形碼讀取功能，而且具有QR(快速響應)碼讀取功能。另外，gij成像單元150可以具有諸如OCR (光學字符讀取器)的功能。
[0314](8-7)在上述實施例中，表示由探測器140設定的測量位置和測量對象部分的圖像疊加且顯示在捕獲圖像SI上。本發明不限于此，并且當存在由在坐標測量裝置300中定義的三維坐標代表的圖形的三維CAD (計算機輔助設計)數據時，基于該CAD數據的圖像可以顯示在捕獲圖像SI上。在這種情況下，可以借助于CAD數據替代在設定模式下對測量對象S進行測量來產生位置圖形信息。另外，使用這樣的CAD數據也使得諸如參考線的虛擬線在設定模式下顯示在捕獲圖像SI上。
[0315](8-8)在上述實施例中，探測器140和控制板180經由線纜相連接。本發明不限于此，并且探測器140和控制部180可以被設置成彼此能夠進行無線通信。在這種情況下，探測器140的多個發光單元143的操作通過來自控制板180的無線通信來控制。另外，從副成像單元150輸出的光接收信號通過無線通信傳送到控制板180。這導致探測器140的可操作性的改進。
[0316](8-9)在上述實施例中，位置圖形信息顯示在捕獲圖像SI上。本發明不限于此，并且位置圖形信息可以不顯示在捕獲圖像SI上。例如，副成像單元150可以捕獲測量對象S中除了要測量的部分外的部分的圖像。在這種情況下，測量管理員可以在探測器140布置在成像區域V外的狀態下利用副成像單元150捕獲測量對象S的圖像，并且使得捕獲圖像顯示在顯示單元160上。
[0317](8-10)在上述實施例中，作為用于獲取探測器140的位置和姿態以及副成像單元150的位置和姿態的單元，使用包括多個發光單元143和主成像單元130的光學系統。作為用于獲取探測器140的位置和姿態以及副成像單元150的位置和姿態的單元，可以使用以下配置來替代使用光學系統。
[0318]例如，探測器140設置在多關節臂的前端處，而編碼器設置在多關節臂的每個關節部分中。在這種情況下，通過操作多關節臂以使探測器140的接觸部144a接觸測量對象S的測量位置，可以基于來自每個編碼器的輸出來獲取探測器140的位置和姿態以及副成像單元150的位置和姿態。
[0319]另外，在使用兩個多關節臂的情況下，觸針144可以附接至一個多關節臂的前端，并且副成像單元150可以附接至另一多關節臂的前端。
[0320]除了多關節臂之外，還可以使用通過使用彼此正交的X軸軌道、y軸軌道和z軸軌道來將探測器140可移動地保持在三個方向上的配置。在這種情況下，通過使用三個編碼器來計算探測器140在每個方向上的移動量，可以獲取探測器140的位置和姿態以及副成像單元150的位置和姿態。
[0321]如上所述，在基于來自編碼器的輸出來獲取探測器140的位置和姿態的情況下，不需要將多個發光單元143設置在探測器140中。應注意，在基于來自編碼器的輸出來獲取探測器140的位置和姿態的情況下，探測器140的可移動范圍對應于獲取可能區域。
[0322](9)權利要求書中的每個構成元件與實施例中的每個部件之間的對應關系
[0323]下文中，將描述權利要求書中的每個構成元件與實施例中的每個構成元件之間的對應關系，但本發明不限于以下示例。
[0324]在上述實施例中，測量對象S是測量對象的示例，接觸部144a是接觸部的示例，探測器140是探測器的示例，副成像單元150是第一成像單元的示例，以及主成像單元130和控制單元220是位置和姿態獲取單元的示例。
[0325]另外，捕獲圖像SI是捕獲圖像的示例，顯示單元160是顯示單元的示例，捕獲圖像SI上顯示的圖像？1&、？23、？33、？4&、？113、？213、？313、？413、丨(1是第一指示符的示例，控制單元220是控制單元和計算單元的示例，以及坐標測量裝置300是坐標測量裝置的示例。
[0326]此外，設定信息是設定信息的示例，設定模式是設定模式的示例，測量模式是測量模式的示例，存儲單元210是存儲單元的示例，接口部114是接口部的示例，捕獲圖像數據是捕獲圖像數據的示例，以及進度顯示域629中顯示的指示符629a、629b和字符串是第二指示符的示例。
[0327]另外，單項測量模式是單項測量模式的示例，統計分析模式是統計分析模式的示例，表示一個平面、一條直線和一個點的坐標是預先設定的特定物理量的示例，測量對象S的頂點T是測量對象的任意部分的示例，參考坐標系是參考坐標系的示例，成像區域V是獲取可能區域的示例，成像區域虛擬圖像VI是虛擬圖像的示例，以及捕獲圖像SI上顯示的圖像ia是第三指示符的示例。
[0328]此外，操作單元230是操作單元的示例，多個發光單元143是多個指示器的示例，以及主成像單元130是第二成像單元的示例。
[0329]作為權利要求書中的每個構成元件，還可以使用具有在權利要求書中列出的配置或功能的其他各種構成元件。
[0330]本發明可以有效地用于測量各種測量對象的尺寸等。
【主權項】
1.一種坐標測量裝置，包括: 探測器，具有被配置成與測量對象接觸的接觸部以便對所述接觸部所接觸的所述測量對象的物理量進行測量； 第一成像單元，被配置成捕獲所述測量對象的至少一部分的圖像； 位置和姿態獲取單元，被配置成獲取所述探測器的位置和姿態以及所述第一成像單元的位置和姿態； 顯示單元，被配置成顯示由所述第一成像單元獲得的所述測量對象的至少一部分的圖像以作為捕獲圖像；以及 控制單元，被配置成基于由所述位置和姿態獲取單元獲得的所述探測器的位置和姿態以及所述第一成像單元的位置和姿態來控制所述顯示單元在所述捕獲圖像上顯示第一指示符，所述第一指示符表示所述測量對象上要由所述接觸部接觸的測量位置。2.根據權利要求1所述的坐標測量裝置，其中 所述控制單元被配置成可在設定模式和測量模式下操作，所述設定模式用于生成包括用于對所述測量對象的物理量進行測量的測量條件和測量過程的設定信息，所述測量模式用于對所述測量對象的物理量進行測量，并且 所述第一指示符基于通過所述設定模式生成的設定信息而在所述測量模式下顯示在所述捕獲圖像上。3.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，還包括 存儲單元， 其中，所述控制單元將通過所述設定模式生成的所述設定信息存儲到所述存儲單元中，并且在所述測量模式下讀取存儲在所述存儲單元中的所述設定信息，以及 所述第一指示符基于在所述測量模式下讀取的所述設定信息而顯示在所述捕獲圖像上。4.根據權利要求3所述的坐標測量裝置，還包括 接口部，在所述接口部中，所述設定信息被輸入到所述存儲單元中以及從所述存儲單兀輸出。5.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，其中 所述設定信息包括在所述設定模式下由所述第一成像單元對所述測量對象的包括測量位置的至少一部分的圖像進行捕獲而生成的捕獲圖像數據，以及 所述控制單元在所述測量模式下使得所述捕獲圖像基于所述捕獲圖像數據而顯示在所述顯示單元上。6.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，其中，在所述測量模式下，所述控制單元控制所述顯示單元基于所述設定信息的測量過程顯示第二指示符，所述第二指示符表示所述測量對象的物理量的測量的進度水平。7.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，其中，所述控制單元被配置成可在單項測量模式下操作，所述單項測量模式用于在所述第一指示符未顯示在所述捕獲圖像上的狀態下對所述測量對象的物理量進行測量而不使用所述設定信息。8.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，其中 所述存儲單元存儲通過所述測量模式進行的測量的結果，并且 所述控制單元被配置成可在統計分析模式下進行操作，所述統計分析模式用于基于存儲在所述存儲單元中的測量結果來執行統計分析處理。9.根據權利要求2所述的坐標測量裝置，其中 所述位置和姿態獲取單元基于所獲取的所述探測器的位置和姿態來計算所述測量對象與所述接觸部之間的接觸位置的坐標，以基于所述計算的結果對所述測量對象的物理量進行測量，以及 所述控制單元通過預先設定的所述測量對象的特定物理量的測量來設定將所述測量對象的任意部分當作參考的參考坐標系，并且控制所述位置和姿態獲取單元以在所設定的參考坐標系下測量所述測量對象的物理量。10.根據權利要求9所述的坐標測量裝置，其中 所述設定信息包括用于測量所述特定物理量的測量條件和測量過程，并且 所述第一指示符顯示在所述捕獲圖像上以使得在所述測量模式下測量所述特定物理量。11.根據權利要求1所述的坐標測量裝置，其中 所述坐標測量裝置包括所述位置和姿態獲取單元能夠在其中獲取所述探測器的位置和姿態以及所述第一成像單元的位置和姿態的獲取可能區域，并且 所述控制單元控制所述顯示單元顯示虛擬地表示從任意位置查看的所述獲取可能區域的虛擬圖像，并且在所述虛擬圖像上顯示所述第一指示符和表示所述接觸部的位置的第三指示符中的至少一個。12.根據權利要求11所述的坐標測量裝置，還包括 操作單元，被配置成被操作以改變用于查看所述獲取可能區域的視點位置， 其中，當在所述捕獲圖像顯示在所述顯示單元的屏幕上的狀態下所述操作單元執行用于改變所述視點位置的操作時，所述控制單元控制所述顯示單元顯示在從用于獲得所述捕獲圖像的所述第一成像單元的成像位置查看所述獲取可能區域時的虛擬圖像來替代所述捕獲圖像，此后，連續地改變所述虛擬圖像以使得用于查看所述獲取可能區域的位置從所述成像位置移動至改變后的視點位置。13.根據權利要求1所述的坐標測量裝置，其中 所述探測器具有多個指示器， 所述第一成像單元設置在所述探測器中以相對于所述多個指示器具有恒定的位置關系， 所述位置和姿勢獲取單元包括第二成像單元和計算單元，所述第二成像單元固定于預先設定的成像位置處并且捕獲所述探測器的所述多個指示器的圖像，所述計算單元基于表示由所述第二成像單元獲得的所述多個指示器的圖像的圖像數據來分別計算所述多個指示器的位置，以及 所述控制單元控制所述顯示單元基于由所述計算單元計算的所述多個指示器的位置以及所述第一成像單元相對于所述多個指示器的位置關系來在所述捕獲圖像上顯示所述第一指示符。
【專利摘要】提供了一種坐標測量裝置，其可以容易地執行準確測量。坐標測量裝置設置有副成像單元、顯示單元和探測器。探測器包括觸針。觸針具有用于與測量對象接觸的接觸部以便對測量對象進行測量。副成像單元設置在探測器中以具有恒定的位置關系，并且捕獲所述測量對象的至少一部分的圖像。所述副成像單元獲得的測量對象的圖像作為捕獲圖像顯示在顯示單元上。基于所算出的探測器的位置和副成像單元的位置關系，在捕獲圖像上顯示出了測量對象上要與接觸部接觸的測量位置的圖像。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN105157568
【申請號】CN201510289278
【發明人】若井達郎
【申請人】株式會社其恩斯
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年5月29日
【公告號】DE102015210028A1, US20150345932