DE10017463A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Objekten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von ObjektenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung von Objekten, bei welchem das zu vermessende Objekt und gleichzeitig das Bild von zumindest einer feststehenden Referenzmarke aufgenommen wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist dazu zumindest eine feststehende Referenzmarke, zumindest einen Sensor zur Aufnahme des vom Objekt kommenden Lichts und der Referenzmarke und zumindest einen teildurchlässigen Spiegel im Messvolumen des zumindest einen Sensors auf, der derart angeordnet ist, dass er die gleichzeitige Aufnahme der zumindest einen Referenzmarke und des vom Objekt kommenden Lichts erlaubt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen von Objekten und eine entspre
chende Messvorrichtung.
Beim Vermessen von Objekten, z. B. von Karosseriebauteilen bei deren Fertigung oder
ganzen Rohkarossen, entsteht oft die Notwendigkeit, diese auf ihre Exaktheit zu über
prüfen. Zu diesem Zweck wird bei einem bekannten Verfahren ein Lichtmuster auf das
Bauteil geschickt und die Reflexion vermessen. Durch Vergleich mit zu erwartenden
Reflexionsmustern oder durch Betrachtung der Änderung des reflektieren Lichtmusters
beim Überstreichen des Bauteils können Rückschlüsse auf die Exaktheit des Bauteils
gezogen werden.
Bei einem anderen bekannten Verfahren wird das Bauteil beleuchtet und das daran
gestreute Licht gegebenenfalls nach entsprechender Projektion mit einem Sensor auf
genommen und analysiert bzw. mit zu erwartenden Streumustern verglichen.
Dabei können ein oder mehrere Sensoren zur Aufnahme des reflektierten Lichtmusters
bzw. des gestreuten Lichts eingesetzt werden.
Eine Änderung der Lage oder Orientierung des oder der Sensoren soll die Messung
möglichst wenig beeinflussen. Eine solche Änderung kann z. B. durch Setzungen oder
Temperatureinflüsse passieren. Auf diese Weise wird die gegenseitige Lage einzelner
Sensoren bzw. die Lage eines Sensors gegenüber der Lage des zu vermessenden
Objekts ungenau und kann die Messung beeinflussen.
Daraus resultiert die Notwendigkeit, den oder die Sensoren mit Hilfe von Referenzmar
ken in das Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts einzumessen. Die Lage
der Referenzmarken ist im Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts bekannt
bzw. im Vorhinein vermessen. Werden nun die Referenzmarken mit dem oder den
Sensoren gemessen, so ist die relative Lage bzw. Orientierung des bzw. der Sensoren
mit Bezug zu den Referenzmarken und somit mit Bezug zu dem Koordinatensystem
des Objektes bekannt.
Zum Beispiel beim Karosseriebau können die einzelnen Sensoren bei ihrem Einbau in
das Fahrzeugbauteilkoordinatensystem eingemessen werden, um die Beziehung zwi
schen Sensor- und Fahrzeugbauteilkoordinatensystem festzustellen. Eine spätere
Überprüfung der Lage und Orientierung erfordert allerdings das Stoppen der Produkti
on, um die Sensoren wieder neu einzumessen. Dementsprechend wird eine solche
Einmessung nur vorgenommen, wenn eine Sensormessung tatsächlich eine schlechte
Qualität aufweist. Um Temperatureffekte oder kurzfristige Störungen aufzudecken, sind
solche turnusmäßigen Einmessungen jedoch oftmals zu grob.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Vermessen von Objek
ten und eine entsprechende Messvorrichtung anzugeben, die eine zuverlässigere
Einmessung der Sensoren gestattet.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit
einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden feststehende Referenzmarken bereit
gestellt, die im Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts eingemessen sind.
Die Referenzmarken können dabei vom Objekt unabhängig angebracht sein, z. B. an
einem Gebäudeteil oder Gerüst. Das von dem Objekt kommende Licht wird gleichzeitig
mit den Referenzmarken aufgenommen. Schließlich werden die Referenzkoordinaten
der Referenzmarken in dem Sensorkoordinatensystem bestimmt.
Durch die gleichzeitige Aufnahme des Messobjekts und der Referenzmarken ist eine
Simultaneinmessung der Sensoren möglich. Bei jeder einzelnen Messung werden
gleichzeitig die Referenzkoordinaten der Referenzmarken im Sensorkoordinatensys
tem bestimmt und auf diese Weise für jede einzelne Messung "online" die Lage und
Orientierung der Sensoren festgelegt. Da die Lage der Referenzmarken gegenüber
dem Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts bekannt ist, ist so eine eindeutige
Bestimmung der Beziehung zwischen Sensorkoordinatensystem und dem Koordi
natensystem des zu vermessenden Objektes möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich bei jeder Messaufgabe vorteilhaft einset
zen, bei der Objekte, die nicht mit Referenzmarken ausgestattet sind, in mehreren
Sensoraufnahmen in einem übergeordneten Koordinatensystem des zu vermessenden
Objekts vermessen werden sollen, z. B. bei Objekten, die im Produktionsverlauf auf ei
nem Band transportiert werden. So lassen sich z. B. beim Fahrzeugbau die Rohkaros
sen während des Produktionsverlaufs "in-line" vermessen. Auf diese Weise ist ge
währleistet, dass aufwendige und kostenintensive Nacharbeiten an Karossen vermie
den werden, wobei das Verfahren durch die simultane Einmessung der Sensoren zu
dem hochpräzise ist.
Die Referenzkoordinaten im Sensorkoordinatensystem, die auf diese Weise bestimmt
worden sind, können gespeichert und später verwendet werden, um eine Kontrolle
durchzuführen. Vorteilhafterweise werden aber aus den Referenzkoordinaten der Refe
renzmarken in dem Sensorkoordinatensystem direkt Transformationsparameter zu
dem übergeordneten Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts bestimmt. Auf
diese Weise wird das Messobjekt direkt vermessen, ohne dass die genaue Lage und
Orientierung der Sensoren noch eine Rolle spielen würde. Vorteilhafterweise werden
dabei die Messpunkte aus dem Sensorkoordinatensystem direkt in das Objektkoordi
natensystem transformiert.
Eine besonders einfache Gestaltung der gleichzeitigen Aufnahme der Referenzmarken
und des zu vermessenden Objekts gewährleistet ein teildurchlässiger Spiegel im
Messvolumen des jeweiligen Sensors. Er kann dabei entweder so angeordnet werden,
dass die Sensoroptik das Messobjekt direkt (durch den teildurchlässigen Spiegel) und
die Referenzmarken reflektiert abbildet, oder, dass die Sensoroptik die Referenzmar
ken direkt (durch den teildurchlässigen Spiegel) und das Objekt über den Spiegel re
flektiert abbildet.
In jedem Fall ermöglicht ein teildurchlässiger Spiegel eine sehr einfache Ausgestaltung
des Verfahrens, da ohne großen optischen Aufwand eine gleichzeitige Vermessung
des Objekts und Abbildung der Referenzmarken möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei jedem Messvorgang einsetzbar, bei dem die
Lage bzw. Orientierung des oder der Sensoren kritisch ist. Besonders vorteilhaft lässt
sich das Verfahren bei Einsatz von einem oder mehrerer Flächensensoren einsetzen.
Dabei wird das zu vermessende Objekt mit einem bekannten Lichtmuster beleuchtet.
Mit einem flächenhaften Bildsensor, z. B. einem CCD-Feld, wird die Helligkeitsverteilung
auf dem Objekt gemessen. Ist die genaue Lage und Orientierung des Sensors be
kannt, kann der Strahlengang von der Lichtquelle über das Objekt zum Bildsensor re
konstruiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung ist mit einem oder mehreren Lichtschnittsensoren
gegeben. Das zu vermessende Objekt wird mit einem "Lichtvorhang" beleuchtet. Z. B.
über eine seitliche, um den Basisabstand versetzte Empfängeroptik wird das von der
Objektoberfläche reflektierte oder gestreute Licht in der Bildebene, z. B. eines CCD-
Feldes, aufgenommen. Aus dem Beleuchtungsstärkeverlauf in jedem einzelnen Sen
sorpixel kann mit bekannten Algorithmen der digitalen Bildverarbeitung eine Distanz
abgeleitet werden. Sowohl mit Flächen- als auch mit Lichtschnittsensoren lässt sich ein
teildurchlässiger Spiegel sehr leicht kombinieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem Sensor und einem dazugehörigen
teildurchlässigen Spiegel durchgeführt werden. Eine höhere Auflösung oder ein größe
rer Gesamtmessbereich lässt sich erreichen, wenn mehrere Sensoren vorgesehen
sind, von denen jeder einzelne zugleich das Bild der Referenzmarken und zumindest
einen Teil des Objekts aufnehmen kann. Dazu kann jedem Sensor ein entsprechend
angeordneter teildurchlässiger Spiegel zugeordnet sein.
Die Auswertung der Sensordaten bzw. die Umrechnung der Koordinaten kann rech
nergestützt mit Hilfe eines entsprechenden Computerprogramms durchgeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Durchführung des erfindungsgemä
ßen Verfahrens zumindest eine festliegende Referenzmarke zur Verfügung gestellt.
Diese kann vom Objekt unabhängig sein und z. B. an einem Gebäudeteil oder Gerüst
teil angeordnet sein. Weiterhin ist zumindest ein Sensor zur Aufnahme der zumindest
einen Referenzmarke vorgesehen. Ein teildurchlässiger Spiegel ist im Messvolumen
des zumindest einen Sensors derart angeordnet, dass die gleichzeitige Aufnahme der
Referenzmarke und des Objekts möglich ist.
Die auf diese Weise bestimmten Referenzkoordinaten der Referenzmarken in dem
Koordinatensystem des Sensors können zur Transformation der im Sensorkoordina
tensystem gemessenen Messpunkte in das Objektkoordinatensystem eingesetzt wer
den. Vorteilhafterweise ist dazu eine Rechnereinheit und/oder entsprechende Software
vorgesehen, die die Referenzkoordinaten der Referenzmarken in dem jeweiligen Sen
sorkoordinatensystem bestimmen kann. Vorteilhafterweise übernimmt die Rechnerein
heit und/oder die entsprechende Software auch die Berechnung von Transformations
parametern zwischen dem jeweiligen Sensorkoordinatensystem und dem übergeord
neten Koordinatensystem des zu vermessenden Objekts, die sich aus den im Sensor
koordinatensystem gemessenen Referenzkoordinaten der Referenzmarken und deren
bekannter Lage im übergeordneten Koordinatensystem des Objekts bestimmen las
sen.
Besonders zeitsparend ist es, wenn die Rechnereinheit und/oder die entsprechende
Software auch die Transformation der am Objekt gemessenen Messpunkte von dem
jeweiligen Sensorkoordinatensystem in das übergeordnete Koordinatensystem des zu
vermessenden Objekts vornimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können die
Aufnahme von am Objekt diffus gestreuten Licht vorsehen. Bei entsprechend flächigen
Objekten mit ausreichend reflektierender Oberfläche kann auch spiegelnd reflektiertes
Licht zur Vermessung eingesetzt werden.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der anlie
genden Figuren detailliert erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung unter Einsatz von Flächen
sensoren und
Fig. 2 schematische eine Ausführungsform der Erfindung unter Einsatz von Licht
schnittsensoren.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, in der das Objekt 4 vermessen werden soll. Dieses Ob
jekt kann z. B. Teil einer Karosserie sein, die auf dem Förderband transportiert wird,
oder beispielsweise eine komplette Rohkarosse, die vor dem Lackieren geprüft werden
soll. Mit 3 ist das übergeordnete Koordinatensystem angedeutet, das zu diesem Objekt
gehört.
Es sind zwei Flächensensoren 6 und 8 gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
jedoch auch mit nur einem Flächensensor bzw. mit einer größeren Anzahl anwendbar,
wenn eine noch höhere Genauigkeit bzw. ein größeres Messfeld gewünscht ist. 1 bzw.
2 bezeichnen die Sensorkoordinatensysteme der Flächensensoren 6 bzw. 8.
Die gezeigten Flächensensoren 6, 8 bestehen im gezeigten Beispiel aus einer Licht
quelle 34, 36 mit einer Projektionsoptik 42 bzw. 44, die zum Projizieren der Lichtquelle
34, 36 auf das Messobjekt 4 dient.
Weiterhin umfasst jeder Flächensensor 6, 8 ein Lichtdetektorelement, im gezeigten
Beispiel eine CCD-Bildfläche 30, 32. Zu der CCD-Bildfläche 30, 32 entsprechend an
geordnet ist eine Aufnahmeoptik 38, 40, die das vom Objekt kommende Licht auf die
CCD-Fläche 30, 32 richtet. Über feste Verbindungen 46, 48 ist mit jedem Flächensen
sor 6, 8 ein teildurchlässiger Spiegel 16, 18 verbunden. Die Anordnung ist dabei so,
dass der teildurchlässige Spiegel 16, 18 sich jeweils im Messvolumen des entspre
chenden Flächensensors 6, 8 befindet. Dazu ist der teildurchlässige Spiegel 16, 18 je
weils in dem entsprechenden Bildfeld 20, 22 des jeweiligen Sensors 6, 8 angeordnet.
An einem fest installierten Element 12, z. B. einem Gebäudeteil oder einem Gerüstteil
eines Förderbandes, sind Referenzmarken 10 angebracht. Die teildurchlässigen Spie
gel 16, 18 sind so angeordnet, dass sie das Bild dieser Referenzmarke in die Flächen
sensoren 6 bzw. 8 abbilden. Schematisch ist dies durch einen gedachten Strahlengang
14 in Fig. 1 angedeutet.
24 bezeichnet die äußeren Begrenzungen eines Lichtmusters, das auf das Objekt 4
eingestrahlt wird, wodurch das Lichtmuster 28 auf dem Objekt entsteht. Dieses Licht
muster ist in der Regel ein gitterförmiges Raster, das jedoch in der Fig. 1 der Über
sichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Dieses Raster füllt die gezeigte Fläche 28 aus.
Das Lichtmuster wird von dem Objekt gestreut. Die von dem Lichtsensor aufgenom
menen gestreuten Strahlen werden in ihrer äußeren Begrenzung durch die Pfeile 26
angedeutet.
Von dem zweiten Flächensensor 8 wird ebenfalls ein entsprechendes Gittermuster auf
den Prüfling 4 gestrahlt, dessen Bild mit dem CCD-Bildsensor 32 vermessen wird. Der
Strahlengang ist analog zu dem Strahlengang, wie er für den ersten Flächensensor 6
gezeigt ist, wird jedoch der Übersichtlichkeit halber in der Fig. 1 nicht gezeigt.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, in der Lichtschnittsensoren 7 und 9 einge
setzt werden. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 be
zeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. Die Lichtschnittsensoren 7, 8 umfas
sen jeweils eine Lichtquelle 64 bzw. 66, die mit Hilfe einer Optik 72 bzw. 74 auf das
Objekt 4 abgebildet wird. Dies geschieht in Form eines "Lichtvorhangs", im gezeigten
Beispiel eine Laserlichtebene, mit den Begrenzungslinien 54 bzw. 55. So entsteht auf
dem Objekt ein Lichtschnitt 58 bzw. 59. Die Projektionsoptik 72 bzw. 74 kann die La
serlichtebene dabei statisch mit einer entsprechenden Optik oder kinematisch über ei
nen schwingenden oder rotierenden Spiegel erzeugen.
Der Lichtschnitt 58, 59 wird von dem jeweiligen Sensor 60 bzw. 62 mit Hilfe der Auf
nahmeoptik 68 bzw. 70, die den Lichtschnitt 58, 59 auf das CCD-Feld 60, 62 abbildet,
aufgenommen. Das von der Aufnahmeoptik 68 bzw. 70 erfasste Licht des jeweiligen
Lichtschnitts 58, 59 ist mit Begrenzungslinien 56 bzw. 57 bezeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den erfindungsgemäßen Ausführungen wie
folgt durchgeführt werden. Erläutert wird das Verfahren am Beispiel der Rohkarossen
überprüfung bei der Fertigung von Fahrzeugen.
Ein Karosseriebauteil 4 bzw. eine Rohkarosse wird auf einem Transportband durch die
Messstation geführt. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird von der Lichtquelle je
des Flächensensors 6, 8 ein gitterförmiges Lichtmuster auf den Prüfling 4 geschickt.
Das vom Objekt kommende Licht 26 geht durch den teildurchlässigen Spiegel 16 bzw.
18 und wird von der Aufnahmeoptik 38 bzw. 40 auf das CCD-Feld 30 bzw. 32 abgebil
det. Der Strahlengang von dem Sensor 6, 8 zum Objekt und wieder zurück wird also
durch den teildurchlässigen Spiegel nicht beeinflusst. Gleichzeitig nimmt der CCD-
Bildfeldsensor 30 bzw. 32 die Reflexion der Referenzmarken 10 an dem teildurchlässi
gen Spiegel 16 bzw. 18 auf. Es werden also gleichzeitig die Messpunkte des auf dem
Objekt 4 abgebildeten Gittermusters und die Lage der Referenzmarken gemessen.
Aus der Helligkeitsverteilung für jeden einzelnen Sensorpunkt des CCD-Sensors 30
lässt sich die dreidimensionale Kontur des Objekts in an sich bekannter Weise
bestimmen. Diese Kontur liegt dann zunächst im Sensorkoordinatensystem 1 bzw. 2
vor.
Die Referenzmarken 10 sind durch ihre feste Verbindung mit einem festen Teil 12, z. B.
dem Gebäude oder einem Gerüst unveränderlich bezüglich des übergeordneten Koor
dinatensystems 3, in dem sich das Objekt 4 bewegt. Die gleichzeitige Messung dieser
Referenzmarken durch den jeweiligen Sensor 6, 8 gibt Referenzkoordinaten der Refe
renzmarken 10 in dem jeweiligen Sensorkoordinatensystem 1 oder 2.
Die genaue Lage der Referenzmarken 10 im übergeordneten Koordinatensystem 3
wurde im Vorhinein festgestellt und verbleibt unveränderlich. Aus den Referenzkoordi
naten der Referenzmarken in dem jeweiligen Sensorkoordinatensystem 1 bzw. 2 kön
nen nun mit den bekannten Koordinaten der Referenzmarken 10 im übergeordneten
Koordinatensystem 3 Transformationsparameter berechnet werden, die die Transfor
mation von Messpunkten aus dem jeweiligen Sensorkoordinatensystem in das überge
ordnete Koordinatensystem erlauben.
Dies wird in der Regel von einer Rechnereinheit mit entsprechender Software gemacht,
die in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigt ist und direkt mit den CCD-Bildfeldsensoren 30
und 32 verbunden ist.
Durch die simultane Messung der Referenzmarken gleichzeitig mit dem Aufnehmen
der Messpunkte des Objekts 4 ist eine "Online"-Bestimmung der Transformationspa
rameter gewährleistet. Eine Änderung der Lage bzw. der Orientierung der einzelnen
Sensoren, z. B. aufgrund von Temperatureinflüssen oder Setzungen, wirkt sich glei
chermaßen auf die im Sensorkoordinatensystem gemessenen Koordinaten der Refe
renzmarken aus. Da diese in die Berechnung der Transformationsparameter zwischen
Sensorkoordinatensystem und Objektkoordinatensystem einfließen, werden die
Transformationsparameter automatisch nachkorrigiert, so dass die Lage bzw. Orientie
rungsänderung der Sensoren keinen Einfluss auf die Messung hat.
Bei dem erfindungsgemäßen Messprinzip der Fig. 2 wird z. B. mit Hilfe eines rotieren
den oder schwingenden Spiegels aus der punktförmigen Lichtquelle 64 bzw. 66 ein
"Lichtvorhang", im gezeigten Beispiel eine Laserlichtebene 54 bzw. 55 erzeugt. Dort wo
diese Lichtebene auf das Objekt 4 auftrifft, entsteht ein Lichtschnitt 58, 59. Dieser
Lichtschnitt wird von dem CCD-Feld 60 bzw. 62 durch die Aufnahmeoptik 68, 70 auf
genommen. Auch hier wird bei der gezeigten Ausführungsform das eingestrahlte und
das vom Objekt kommende Licht durch den teildurchlässigen Spiegel 16 bzw. 18 nicht
beeinflusst.
Aus der Helligkeitsverteilung der einzelnen aufgenommenen Lichtpunkte des jeweiligen
Lichtschnitts kann auf die Oberflächenbeschaffenheit und Struktur des Objekts 4 ge
schlossen werden. Das Objekt 4 wird z. B. auf einem Transportband in den Messbe
reich gebracht und die Lichtschnitte 48, 49 bzw. weitere Lichtschnitte anderer Senso
ren rastern die Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche ab. Aus den Sensorsignalen
lässt sich dann ein dreidimensionales Bild erzeugen.
Die Funktionsweise der teildurchlässigen Spiegel 16, 18 entspricht der Ausführungs
form der Fig. 1. Ebenso kann auch bei dieser weiteren Ausführungsform eine Rech
nereinheit mit entsprechender Software vorgesehen sein, die die entsprechenden
Transformationen der Messpunkte aus den jeweiligen Sensorkoordinatensystemen in
das übergeordnete Koordinatensystem des Objektes vornimmt.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsformen können die teildurchlässigen
Spiegel 16,18 natürlich auch so angeordnet sein, dass das Bild der Referenzmarken
10 transmittiert wird und das vom Objekt kommende Licht von den teildurchlässigen
Spiegeln in Richtung der Sensoren reflektiert wird.
Bei den gezeigten Ausführungsformen befinden sich die jeweiligen Lichtquellen in di
rekter Nachbarschaft der entsprechenden Sensoren. Diese Anordnung ist jedoch nicht
zwingend. Ebenso können die jeweiligen Lichtquellen und Lichtsensoren an verschie
denen Stellen angeordnet sein, sofern ihre Beziehung bekannt und unveränderlich ist.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermög
lichen das simultane Einmessen der Sensoren. Das simultane Einmessen der Senso
ren gewährleistet eine "Online"-Korrektur der Transformation der Messpunkte an den
Sensorkoordinatensystemen in das Objektkoordinatensystem. Auf diese Weise lässt
sich ein Messfehler aufgrund der Änderung der Lage oder Orientierung der einzelnen
Sensoren vermeiden, ohne dass ein zeitaufwendiger Produktionsstopp notwendig wird.
Claims (24)
1. Verfahren zum Vermessen von Objekten mit folgenden Schritten:
Bereitstellen von zumindest einer feststehenden Referenzmarke (10), die im Ko ordinatensystem (3) des Objektes (4) eingemessen ist,
gleichzeitiges Aufnehmen zumindest eines Teils des Objekts (4) und der zumin dest einen Referenzmarke (10) mit einem Sensor (6, 7, 8, 9),
Bestimmung von Referenzkoordinaten der zumindest einen Referenzmarke (10) im Sensorkoordinatensystem (1, 2).
Bereitstellen von zumindest einer feststehenden Referenzmarke (10), die im Ko ordinatensystem (3) des Objektes (4) eingemessen ist,
gleichzeitiges Aufnehmen zumindest eines Teils des Objekts (4) und der zumin dest einen Referenzmarke (10) mit einem Sensor (6, 7, 8, 9),
Bestimmung von Referenzkoordinaten der zumindest einen Referenzmarke (10) im Sensorkoordinatensystem (1, 2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zumindest eine feststehende Referenz
marke (10) von dem Objekt (4) unabhängig ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei welchem aus den Koordinaten
der zumindest einen Referenzmarke (10) im Koordinatensystem (3) des Objekts
(4) und den Referenzkoordinaten der zumindest einen Referenzmarke (10) im
Sensorkoordinatensystem (1, 2) Transformationsparameter zwischen den Koor
dinatensystemen bestimmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die am Objekt (4) von dem zumindest
einen Sensor (6, 7, 8, 9) gemessenen Messpunkte im Sensorkoordinatensystem
(1, 2) mit Hilfe der Transformationsparameter in das Koordinatensystem (3) des
Objekts (4) transformiert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem zur gleichzeitigen
Aufnahme des zumindest einen Teils des Objekts (4) und der zumindest einen
Referenzmarke (10) ein teildurchlässiger Spiegel (16, 18) eingesetzt wird, der im
Messvolumen des Sensors (6, 7, 8, 9) angeordnet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der teildurchlässige Spiegel so angeordnet ist,
dass das Bild der zumindest einen Referenzmarke (10) von dem teildurchlässi
gen Spiegel (16, 18) zum Sensor (5, 7, 8, 9) reflektiert wird und vom Objekt (4)
kommendes Licht (26, 56, 57) durch den teildurchlässigen Spiegel (16, 18)
transmittiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der teildurchlässige Spiegel so angeordnet ist,
dass das Bild der zumindest einen Referenzmarke (10) jeweils durch den teil
durchlässigen Spiegel transmittiert wird und das vom Objekt kommende Licht von
dem jeweiligen teildurchlässigen Spiegel zum Sensor reflektiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das zu vermessende
Objekt (4) ein Karosseriebauteil ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das zu vermessende Ob
jekt mit einem Lichtmuster (24, 54, 55) beleuchtet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das zu vermessende Objekt (4) mit ei
nem flächenhaften Lichtmuster (28) beleuchtet wird und die Reflexion mit einem
flächenhaften Bildsensor (30, 32) aufgenommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Objekt (4) mit einem flächigen
Lichtmuster (24) beleuchtet wird und das Bild des Objekts (4) in dem Lichtmuster
mit einem flächenhaften Bildsensor (30, 32) aufgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das zu vermessende Objekt (4) mit einem
Lichtvorhang (54, 55) zur Erzeugung eines Lichtschnitts (58, 59) auf dem Objekt
(4) beleuchtet wird und die Reflexion des Lichtvorhangs aufgenommen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das zu vermessende Objekt (4) mit einem
Lichtvorhang (54, 55) zur Erzeugung eines Lichtschnitts (58, 59) auf dem Objekt
(4) beleuchtet wird und das Objekt (4) in dem Lichtschnitt aufgenommen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem mehrere Sensoren ein
gesetzt werden, von denen jeder jeweils zumindest eine Referenzmarke (10) und
zumindest einen Teil des Objekts (4) aufnimmt.
15. Messvorrichtung zur Vermessung von Objekten mit
zumindest einer festliegenden Referenzmarke (10),
zumindest einem Sensor (6, 7, 8, 9) zur Aufnahme zumindest eines Teils des Objekts (4) und der zumindest einen Referenzmarke (10),
zumindest einem teildurchlässigen Spiegel (18, 20) im Messvolumen des jeweili gen Sensors (6, 7, 8, 9), der derart angeordnet ist, dass er die gleichzeitige Auf nahme der zumindest einen Referenzmarke (10) und des Objektteils erlaubt.
zumindest einer festliegenden Referenzmarke (10),
zumindest einem Sensor (6, 7, 8, 9) zur Aufnahme zumindest eines Teils des Objekts (4) und der zumindest einen Referenzmarke (10),
zumindest einem teildurchlässigen Spiegel (18, 20) im Messvolumen des jeweili gen Sensors (6, 7, 8, 9), der derart angeordnet ist, dass er die gleichzeitige Auf nahme der zumindest einen Referenzmarke (10) und des Objektteils erlaubt.
16. Messvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die zumindest eine festliegende Re
ferenzmarke (10) vom Objekt (4) unabhängig ist.
17. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, mit einer Rechnereinheit
zur Bestimmung der Referenzkoordinaten der zumindest einen Referenzmarke
(10) im jeweiligen Sensorkoordinatensystem (1, 2) des zumindest einen Sensors
(6, 7, 8, 9).
18. Messvorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Rechnereinheit derart ausgelegt
ist, aus den Referenzkoordinaten im jeweiligen Sensorkoordinatensystem (1, 2)
und den Koordinaten der zumindest einen Referenzmarke (10) im Koordinaten
system (3) des Objekts (4) Transformationsparameter zu berechnen.
19. Messvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Rechnereinheit derart ausgelegt
ist, die im jeweiligen Sensorkoordinatensystem (1, 2) gemessenen Koordinaten
des Objekts (4) in das Koordinatensystem (3) des Objekts zu transformieren.
20. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der der zumindest ei
ne teildurchlässige Spiegel (16, 18) derart angeordnet ist, dass das Bild der zu
mindest einen Referenzmarke (10) in Richtung des jeweiligen Sensors (6, 7, 8, 9)
reflektiert wird und das vom Objekt (4) kommende Licht (26, 56, 57) transmittiert
wird.
21. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der der zumindest ei
ne teildurchlässige Spiegel derart angeordnet ist, dass er das vom Objekt kom
mende Licht in Richtung des jeweiligen Sensors reflektiert und das Bild der zu
mindest einen Referenzmarke transmittiert.
22. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, mit zumindest einer Licht
quelle (34, 36) zur Erzeugung eines flächigen Lichtmusters (28), wobei der zu
mindest eine Sensor einen Flächensensor (6, 8) umfasst.
23. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, mit einer Lichtquelle (64,
66) zur Erzeugung eines Lichtvorhangs (54, 55), wobei der zumindest eine Sen
sor einen Lichtschnittsensor (7, 9) umfasst.
24. Verwendung einer Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23 zur
Vermessung von Karosseriebauteilen, im Speziellen Fahrzeugkarosseriebautei
len.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000117463 DE10017463B4 (de) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Objekten |
Applications Claiming Priority (1)
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