本論文は、高出力レーザ装置における微小ターゲットの高精度な位置決め問題を解決するために、CAD立体モデルマッチングに基づく姿勢測定方法を提案する。本方法はCADファイル情報を利用してターゲットの立体モデルを構築し、立体モデルと3-CCDマルチソース画像の関連マッチングを行うことで、従来の方法でマルチソース画像を個別処理した際に生じる誤差の累積問題を回避する。本論文ではモデル探索点のChamfer距離変換を基にターゲットのマッチング度関数を定義し、モデルとターゲットのマッチング程度を評価し、遺伝的アルゴリズム（GA）を用いて当該関数を最適化し、ターゲットの測定姿勢を求める。GAが局所最適値に陥りやすい問題に対し、階層的適応型遺伝的アルゴリズム（HAGA）を提案し、アルゴリズムの探索精度と効率を向上させる。複雑な工学システムのデバッグ効率向上のために、OpenGLグラフィックライブラリを活用しシミュレーションシステムを構築、ターゲットのシミュレーション画像生成やオフラインアルゴリズムデバッグなどの機能を実現する。シミュレーションシステムは設置誤差、加工誤差、カメラ環境光などの影響を排除し、アルゴリズムのデバッグや検証を容易にし、工学効率を向上させる。また、異なるターゲット型のコリメーション状態の位置調整のため、3-CCD位置測定プラットフォームも構築した。測定結果はターゲットの平行移動位置誤差が3.5 μm未満、角度誤差が0.07°未満であり、実測システムの誤差要求以下であり、測定アルゴリズムの実用的な工学応用可能性を検証した。

高出力レーザ装置; CADモデル; ターゲット位置決め; 遺伝的アルゴリズム; OpenGLシミュレーション