DE10018107A1 - Vorrichtung und Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von ObjektenInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten vorgeschlagen, welches insbesondere zur Vermessung von großen Objekten mit hoher Meßgenauigkeit universell einsetzbar ist. Hierzu wird mittels einer Tastvorrichtung (2) ein Meßpunkt an dem Objekt erfaßt und mittels einem starr mit der Tastvorrichtung (2) verbundenen Bewegungserfassungssystem (8) zum Erfassen einer Bewegung der Tastvorrichtung (2) und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale und einer Auswerteeinheit (11) die aktuelle Position der Tastvorrichtung (2) aus den von dem Bewegungserfassungssystem (8) erzeugten Meßsignalen ermittelt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
dreidimensionalen Vermessen von Objekten, insbesondere Objekten von größeren
Abmessungen.
Zur Vermessung von größeren Objekten existiert bereits eine große Anzahl von
Meßgeräten und Meßverfahren unterschiedlicher Genauigkeit, von denen allerdings
keines universell einsetzbar ist. So sind neben Maßband, Zollstock und Meßschieber
auch optische Verfahren, sei es die Triangulation mit Theodoliten oder mit Laser oder
bildgebende Verfahren bekannt. Derartige optische Verfahren sind im allgemeinen aber
sehr aufwendig oder versagen, wenn hinterschnittene Bauteile vermessen werden
müssen.
So ist beispielsweise aus der DE-A-36 24 959 ein automatisches Verfahren zur
berührungslosen dreidimensionalen Vermessung von Objekten großer Ausdehnung
bekannt. Um auch nicht oder nur schwer zugängliche Meßobjekte, wie beispielsweise
heiße Schmiedestücke, mit hoher Meßgenauigkeit vermessen zu können, werden dort
motorisch verschwenkbare Kamerasensoren verwendet, die einen charakteristischen
Punkt auf der Oberfläche des Meßobjekts in Bild- und Winkellage erfassen und die
Daten in einem Rechner so verarbeiten, daß sich die Lage des Punktes im
dreidimensionalen Raum ergibt. Die Verknüpfung mehrerer Meßpunkte ermöglicht die
Dimensionsbestimmung des Meßobjekts. Dieses in der DE-A-36 24 959 offenbarte
Verfahren ist allerdings relativ aufwendig und deshalb insbesondere nur für spezielle
Anwendungen von beispielsweise nicht oder nur schwer zugänglichen Meßobjekten
vorteilhaft anwendbar.
Darüber hinaus sind auch universell einsetzbare Mehrkoordinaten-Meßmaschinen
bekannt. Diese Meßmaschinen sind aber relativ groß und sperrig und können deshalb
nur dann eingesetzt werden, wenn die Meßobjekte zur Meßmaschine gebracht werden
können. Außerdem sind derartige Mehrkoordinaten-Meßmaschinen relativ teuer.
Um diesen Nachteil bei Mehrkoordinaten-Meßmaschinen zu umgehen, benutzt man im
Stand der Technik bereits Meßmaschinen auf der Basis von Roboterkinematiken oder
einen Gelenkarm, die sich kompakter und mit geringerem Gewicht herstellen lassen.
Aber auch bei diesen Geräten ist die Bewegungsfreiheit eingeschränkt, und es muß
außerdem ein hoher Aufwand für die Lagerung der Gelenke und die Genauigkeit und
Auflösung der Winkelmeßsysteme betrieben werden, da die Fehler bei der Längen
messung durch die Fehler der Winkelmessung mit der Länge des Meßarms vergrößert
werden. Hierdurch wird auch die maximale Baugröße dieser Geräte und damit die
maximale Größe der Meßobjekte beschränkt.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum dreidimensionalen
Vermessen von Objekten bereitzustellen, mit dem die oben beim Stand der Technik
genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll mit der neuen Vorrichtung
bzw. dem neuen Verfahren eine dreidimensionale Vermessung von Meßobjekten großer
Ausdehnung auf einfache Weise und mit einer hohen Meßgenauigkeit möglich sein,
wobei die Vorrichtung bzw. das Verfahren universell einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19
gelöst.
Die neue Vorrichtung bzw. das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Vermessung mittels einer an sich bekannten Tastvorrichtung, die die Oberfläche des zu
vermessenden Meßobjekts erfaßt, eines damit starr verbundenen Bewegungserfassungs
systems, das die Position der Tastvorrichtung im Raum direkt über entsprechende
Sensoren erfaßt, und einer Auswerteeinheit durchgeführt wird. Die Vorrichtung ist
insbesondere als tragbares Handgerät ausführbar und erlaubt so einen direkten
beliebigen Zugang zum Meßobjekt. Aufgrund des relativ einfachen Aufbaus und der
wenigen Komponenten der Vorrichtung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung im
Vergleich zu den herkömmlichen Meßmaschinen auch relativ kostengünstig hergestellt
werden.
Das Bewegungserfassungssystem besteht aus wenigstens drei Sensoren zum Erfassen
einer Bewegung der Tastvorrichtung und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale, die
ein Maß für die Bewegung der Tastvorrichtung sind, wobei die drei Sensoren
vorzugsweise Beschleunigungssensoren sind, welche drei unterschiedliche Richtungs
komponenten der translatorischen Bewegung der Tastvorrichtung erfassen. Durch
Integration von drei entsprechenden Differentialgleichungen werden laufend die drei
Raumkoordinaten der Position der Tastvorrichtung berechnet.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung außerdem wenigstens drei weitere Sensoren zum
Erfassen einer rotatorischen Bewegung der Tastvorrichtung und zum Erzeugen
entsprechender Meßsignale, die ein Maß für die Rotation der Tastvorrichtung sind, auf,
so daß die Auswerteeinheit aus den insgesamt sechs Meßsignalen der wenigstens drei
Sensoren und der wenigstens drei weiteren Sensoren fortlaufend die drei aktuellen
Koordinaten und Winkel der Tastvorrichtung im Raum berechnen kann. Die drei
weiteren Sensoren können dabei ebenfalls Beschleunigungssensoren sein, oder aber als
Differenzbeschleunigungssensoren oder Drehratensensoren ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Meßvorrichtung über eine Schnitt
stelle für die Übermittlung der von den Sensoren und den weiteren Sensoren erzeugten
Meßsignale und/oder der von der Auswerteeinheit berechneten Werte für die Position
und Ausrichtung der Tastvorrichtung an ein externes Gerät zur weiteren Verarbeitung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung
sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Die obigen sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Meßvorrichtung von Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in einer stark vereinfachten Darstellungsform ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die wesentlichen Elemente der Meßvorrichtung 1 sind eine Tastvorrichtung
2 zum Erfassen der Oberfläche eines zu vermessenden Meßobjekts (nicht dargestellt),
ein Bewegungserfassungssystem 8 und eine Auswerteeinheit 11. Die Meßvorrichtung 1
besteht aus einem Gehäuse 3, in dem die Komponenten 4-12 der Meßvorrichtung
untergebracht sind und an dem außen an einer geeigneten Stelle die Tastvorrichtung 2
angebracht ist. Vorzugsweise ist die Tastvorrichtung 2 austauschbar am Gehäuse 3
befestigt, um je nach Art des zu vermessenden Objekts und/oder Art der Vermessung
eine geeignete Tastvorrichtung 2 verwenden zu können und damit die Flexibilität der
Meßvorrichtung 1 zu erhöhen.
Als Tastvorrichtung 2 kann im Prinzip jede bekannte Tastvorrichtung verwendet
werden, die zum Erfassen der Oberfläche eines zu vermessenden Meßobjekts geeignet
ist. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um einen hinreichend präzisen Schalter,
der bei Berührung des Meßobjekts ein entsprechendes Meßsignal an die Auswerteeinheit
2 gibt. Da es Meßobjekte gibt, deren Oberfläche nicht berührt werden darf, läßt sich
der mechanische Schalter auch durch einen die Oberfläche des Meßobjekts optisch
erfassenden Schalter, oder bei entsprechendem Bedarf auch durch einen magnetisch,
kapazitiv oder dergleichen erfassenden Schalter ersetzen. Wenn die Meßaufgabe das
Abfahren einer Kontur des Meßobjekts erforderlich macht, dann wird der Schalter
durch ein messendes System ersetzt, das ebenfalls sowohl mechanisch antastend als
auch optisch, kapazitiv oder (elektro-)magnetisch erfassend realisiert sein kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht das Bewegungserfassungssystem 8 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel aus sechs unabhängigen Sensoren 9, 10. Bei der Auswahl der Art
und der Anordnung der Sensoren 9, 10 ist zu beachten, daß zu jedem Zeitpunkt sechs
unabhängige Größen der Bewegung der Meßvorrichtung und damit der starr an der
Meßvorrichtung 1 angebrachten Tastvorrichtung 2 bestimmbar sind. Auf diese Weise ist
es möglich, die Lage der Meß- und der Tastvorrichtung 1, 2 im Raum in den sechs
Freiheitsgraden, d. h. in den drei Raumkoordinaten und den drei Raumwinkeln, zu
berechnen.
Zur Berechnung der Lage im Raum werden die von den Sensoren 9, 10 kommenden
Meßsignale in eine für die Auswerteeinheit 11 geeignete Form gebracht. Dann wird in
der Auswerteeinheit 11 laufend ein entsprechendes System von sechs Differential
gleichungen integriert. Hierzu enthält die Auswerteeinheit 11 üblicherweise einen
Mikroprozessor oder digitalen Signalprozessor. Es sind aber ebenso andere elektrisch
oder optisch arbeitende Verfahren zur Auswertung der Meßsignale denkbar.
Abhängig von den technischen Eigenschaften der Sensoren 9, 10 kann es zweckmäßig
sein, mehr als sechs Sensoren zu verwenden, was in jedem Fall die Meßgenauigkeit
erhöht, da das Gleichungssystem zur Berechnung der sechs Freiheitsgrad dann
überbestimmt ist.
Anders herum ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, nur drei unabhängige
Sensoren 9 vorzusehen, die der Auswerteeinheit 11 Meßsignale zuführen, aus denen
sich durch Integration eines entsprechenden Systems von drei Differentialgleichungen
die drei Raumkoordinaten der Lage der Meßvorrichtung 1 im Raum berechnen lassen.
In Fällen, in denen eine hohe Meßgenauigkeit erforderlich ist, wird jedoch bevorzugt
ein Lagemeßsystem 8 mit wenigstens sechs unabhängigen Sensoren 9, 10 eingesetzt,
während das Lagemeßsystem 8 mit den nur drei unabhängigen Sensoren 9 nur in
wenigen Fällen mit geringeren Anforderungen an die Meßgenauigkeit ausreichend sein
dürfte.
Für die drei unabhängigen Sensoren 9, die in jedem Fall Bestandteil des Bewegungs
erfassungssystem 8 sind, werden Beschleunigungssensoren zur Erfassung der trans
latorischen Bewegung der Tastvorrichtung 2 verwendet. Beschleunigungssensoren sind
grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, weshalb hier auf eine nähere
Beschreibung der Funktionsweise und des Aufbaus derselben verzichtet wird, und
können prinzipiell in jeder bekannten oder möglichen Ausführungsform in der
erfindungsgemäßen Meßvorrichtung 1 eingesetzt werden. Grundsätzlich wäre es auch
denkbar, anstelle der Beschleunigungssensoren 9 drei unabhängige Geschwindigkeits
sensoren zu benutzen, aber mit den bevorzugt eingesetzten Beschleunigungssensoren
lassen sich höhere Meßgenauigkeiten erzielen.
Die weiteren drei unabhängigen Sensoren 10 des Lagemeßsystems 8 können ebenfalls
Beschleunigungssensoren sein. In diesem Fall müssen die Beschleunigungssensoren 10
aber so in der Meßvorrichtung 1 angeordnet sein, daß sie Beschleunigungskomponenten
in anderen Richtungen als denen der Beschleunigungssensoren 9 erfassen. Für die
weiteren Sensoren 3 können aber beispielsweise auch Drehratensensoren oder
Differenzbeschleunigungssensoren (bzw. Gezeitenkraftsensoren) zur Erfassung der
rotatorischen Bewegung der Tastvorrichtung 2 verwendet werden.
Auch Drehratensensoren zur Messung der absoluten Drehgeschwindigkeit und
Differenzbeschleunigungssensoren zur Erfassung der differentiellen Beschleunigung
sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt, weshalb an dieser Stelle auf eine
nähere Beschreibung derselben verzichtet wird. Beispielsweise sind den Coriolis-Effekt
ausnutzende Drehratensensoren aus der DE-C1-198 31 594 oder der DE-C1-198 32 906
bekannt. Ein Differenzbeschleunigungssensor ist zum Beispiel in der EP-B1-0 557 034
offenbart.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt das Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Meßvorrichtung 1 ferner eine Anzeigevorrichtung 4, eine
Schnittstelle 7, einen Hauptschalter 5 und einen Schalter 6 zum Zurücksetzen der
Lagedaten. Mit dem Schalter 6 können die aktuellen Lagedaten der Meßvorrichtung 1
bei Bedarf auf einen Anfangswert, d. h. insbesondere einen Lagenullpunkt, zurück
gesetzt werden.
Über die Anzeigevorrichtung 4 werden dem Benutzer die von der Auswerteeinheit 11
ermittelten Lagedaten, d. h. beispielsweise die Lagedaten des zuletzt angefahrenen
Meßpunktes am Meßobjekt und die aktuellen Lagedaten der Meßvorrichtung, angezeigt.
Über die Schnittstelle 7, die vorzugsweise als Infrarot-Schnittstelle ausgeführt ist,
können die von der Auswerteeinheit 11 ermittelten Lagedaten und optional auch die
Meßsignale der Sensoren 9, 10 an externe Geräte (nicht dargestellt) übermittelt werden,
wo beispielsweise eine weitere Auswertung und/oder eine Speicherung der übertragenen
Signale erfolgen kann. Über die Schnittstelle 7 ist es außerdem möglich, der
Meßvorrichtung 1 Daten oder Signale zuzuführen, beispielsweise um die Auswerte
einheit 11 zu programmieren.
Der an dem Gehäuse 3 der Meßvorrichtung 1 vorgesehene Hauptschalter 5 dient dem
Ein- und Ausschalten der Verbindung der Meßvorrichtung 1 mit einer Stromversorgung
12. Die Stromversorgung 12 kann sowohl intern als auch extern vorgesehen sein. Um
die Meßvorrichtung 1 möglichst flexibel auszubilden, ist die Stromversorgung 12
vorzugsweise durch im Gehäuse 3 vorgesehene Batterien oder Akkumulatoren realisiert.
Nachfolgend wird nun das erfindungsgemäße Verfahren zum dreidimensionalen Ver
messen eines Meßobjekts näher erläutert.
Vor Beginn der eigentlichen Vermessung werden die Lagedaten durch Betätigen des
entsprechenden Schalters 6 optional auf einen Lagenullpunkt zurückgesetzt. Dann wird
ein gewünschter Meßpunkt auf der Oberfläche des zu vermessenden Meßobjekts mittels
der Tastvorrichtung 2 der Meßvorrichtung 1 angefahren. Bereits beim Anfahren des
Meßobjekts werden durch die Bewegung der Meßvorrichtung 1 von den Sensoren 9, 10
entsprechende Meßsignale erzeugt, aus denen die Auswerteeinheit 11 durch die bereits
oben beschriebene Integration des Systems aus mehreren Differentialgleichungen
fortlaufend die aktuellen Lagedaten der Meßvorrichtung berechnet.
Im Falle einer als Schalter ausgebildeten Tastvorrichtung 2 sendet die Tastvorrichtung 2
bei Berührung des ersten Meßpunktes auf der Oberfläche des Meßobjekts ein Signal an
die Auswerteeinheit 11. Als Reaktion auf dieses Tastsignal hält die Auswerteeinheit 11
die zu diesem Zeitpunkt aktuellen Lagedaten, die sie aus den Meßsignalen der Sensoren
9, 10 gerade berechnet hat, fest und speichert sie als erste Positionsdaten in einer
Speichervorrichtung (nicht dargestellt) der Meßvorrichtung. Die festgehaltenen und
gespeicherten Lagedaten der ersten Position werden parallel dazu in einem
entsprechenden Feld der Anzeigevorrichtung angezeigt.
Falls die Tastvorrichtung 2 nicht als Schalter ausgebildet ist, der beim Berühren des
Meßobjekts ein Tastsignal aussendet, muß ein entsprechendes Tastsignal vom Benutzer
über eine entsprechende Vorrichtung (nicht dargestellt) eingegeben werden, um die
Lagedaten der ersten Meßposition festzuhalten und zu speichern. Wahlweise können
durch Betätigen des Schalters 6 die Lagedaten der ersten Meßposition auch zu diesem
Zeitpunkt auf Null gesetzt werden.
Anschließend wird die Meßvorrichtung 1 mit der Tastvorrichtung 2 von dem ersten
Meßpunkt entfernt und in Richtung auf einen zweiten Meßpunkt auf der Oberfläche des
Meßobjekts bewegt. Während dieser Bewegung werden von den Sensoren 9, 10
fortlaufend entsprechende Meßsignale an die Auswerteeinheit 11 gesendet, die daraus
fortlaufend die aktuellen Lagedaten der Meßvorrichtung berechnet. Bei Berühren des
zweiten Meßpunktes am Meßobjekt erzeugt die Tastvorrichtung 2 oder der Benutzer
wiederum ein Tastsignal, um die zu diesem Zeitpunkt aktuellen Lagedaten der Meß
vorrichtung 1 festzuhalten und ebenfalls in der Speichervorrichtung abzulegen. Auch
die Lagedaten der zweiten Meßposition können auf der Anzeigevorrichtung 4 angezeigt
werden.
Sobald die Lagedaten der ersten und der zweiten Meßposition ermittelt sind, berechnet
die Auswerteeinheit 11 zum Beispiel auch den Abstand der beiden Meßpunkte und zeigt
diesen berechneten Wert als dritte Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 4 an.
Auf die gleiche Weise können weitere Meßpunkte auf der Oberfläche des Meßobjekts
angetastet und deren Raumkoordinaten und ihre gegenseitigen Abstände ermittelt
werden. Auf der Anzeigevorrichtung 4 werden üblicherweise nur jeweils die Lagedaten
zweier Positionen und ihr Abstand voneinander angezeigt. Die beiden Lagedaten
können hierbei zum Beispiel jeweils die der ersten und der zuletzt erfaßten Position
oder die der beiden zuletzt erfaßten Positionen sein.
Parallel zur Ermittlung der Lagedaten der mehreren Meßpunkte oder im Anschluß an
die beendete Vermessung des Meßobjektes können sämtliche Lagedaten über die
Schnittstelle 7 zu einem externen Gerät, wie beispielsweise einem Rechner, Bildschirm,
Drucker oder dergleichen übertragen werden. Dort können die Daten weiter
ausgewertet, aufbereitet, gespeichert, angezeigt oder ausgedruckt werden.
Claims (28)
1. Vorrichtung zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten, mit
einer Tastvorrichtung (2) zum Erfassen eines Meßpunktes an dem Objekt;
einem starr mit der Tastvorrichtung (2) verbundenen Bewegungserfassungssystem (8) zum Erfassen einer Bewegung der Tastvorrichtung (2) und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale, die ein Maß für die Bewegung der Tastvorrichtung sind; und
einer Auswerteeinheit (11) zum Berechnen der aktuellen Position der Tastvorrichtung (2) aus den von dem Bewegungserfassungssystem (8) erzeugten Meßsignalen.
einer Tastvorrichtung (2) zum Erfassen eines Meßpunktes an dem Objekt;
einem starr mit der Tastvorrichtung (2) verbundenen Bewegungserfassungssystem (8) zum Erfassen einer Bewegung der Tastvorrichtung (2) und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale, die ein Maß für die Bewegung der Tastvorrichtung sind; und
einer Auswerteeinheit (11) zum Berechnen der aktuellen Position der Tastvorrichtung (2) aus den von dem Bewegungserfassungssystem (8) erzeugten Meßsignalen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bewegungserfassungssystem (8) wenigstens drei unabhängige Sensoren (9)
aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drei Sensoren (9) Beschleunigungssensoren sind, welche drei unter
schiedliche Richtungskomponenten der translatorischen Bewegung der Tast
vorrichtung (2) erfassen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bewegungserfassungssystem (8) ferner wenigstens drei weitere unabhängige Sensoren (10) zum Erfassen einer Bewegung der Tastvorrichtung (2) und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale, die ein Maß für die Bewegung der Tastvorrichtung sind, aufweist; und
daß die Auswerteeinheit (11) zum Berechnen der aktuellen Position und Ausrichtung der Tastvorrichtung (2) aus den von den Sensoren (9) und den weiteren Sensoren (10) erzeugten Meßsignalen ausgebildet ist.
daß das Bewegungserfassungssystem (8) ferner wenigstens drei weitere unabhängige Sensoren (10) zum Erfassen einer Bewegung der Tastvorrichtung (2) und zum Erzeugen entsprechender Meßsignale, die ein Maß für die Bewegung der Tastvorrichtung sind, aufweist; und
daß die Auswerteeinheit (11) zum Berechnen der aktuellen Position und Ausrichtung der Tastvorrichtung (2) aus den von den Sensoren (9) und den weiteren Sensoren (10) erzeugten Meßsignalen ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drei weiteren Sensoren (10) ebenfalls Beschleunigungssensoren sind,
welche drei zueinander und zu denjenigen der drei Sensoren (9) unterschiedliche
Richtungskomponenten der translatorischen Bewegung der Tastvorrichtung (2)
erfassen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drei weiteren Sensoren (10) Differenzbeschleunigungssensoren sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drei weiteren Sensoren (10) Drehratensensoren sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Anzeigevorrichtung (4) zur Anzeige der aktuellen Position und Ausrichtung
der Tastvorrichtung (2).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Schnittstelle (7) zum Weiterleiten der von den Sensoren (9) und den weiteren
Sensoren (10) erzeugten Meßsignale und/oder der von der Auswerteeinheit (11)
berechneten Werte für die Position und Ausrichtung der Tastvorrichtung (2).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnittstelle (7) eine Infrarot-Schnittstelle ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (6) zum Zurückstellen der aktuellen Positions- und
Ausrichtungsdaten auf einen Ausgangswert.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Festhalten der aktuellen Positions- und Ausrichtungsdaten
und Speichern derselben in einer Speichervorrichtung.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinheit (11) geeignet ist, die Verschiebung zwischen zwei Sätzen
von festgehaltenen Positions- und Ausrichtungsdaten zu berechnen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tastvorrichtung (2) ein mechanisch berührender Taster ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tastvorrichtung (2) ein berührungsfrei arbeitender Taster ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tastvorrichtung (2) ein schaltender Taster ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tastvorrichtung (2) ein messender Taster ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (1) mobil und/oder von Hand tragbar ist.
19. Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten, mit den Verfahrens
schritten:
Erfassen eines ersten Meßpunktes an dem Objekt mittels einer an der Meßvorrichtung (1) fest angebrachten Tastvorrichtung (2);
Bestimmen der ersten Position der Tastvorrichtung (2);
Erfassen eines zweiten Meßpunktes an dem Objekt mittels der Tastvorrichtung (2), wobei während des Verfahrens der Tastvorrichtung vom ersten zum zweiten Meßpunkt ununterbrochen die Bewegung der Tastvorrichtung erfaßt wird;
Berechnen der zweiten Position der Tastvorrichtung aus der ersten Position und der erfaßten Bewegung der Tastvorrichtung.
Erfassen eines ersten Meßpunktes an dem Objekt mittels einer an der Meßvorrichtung (1) fest angebrachten Tastvorrichtung (2);
Bestimmen der ersten Position der Tastvorrichtung (2);
Erfassen eines zweiten Meßpunktes an dem Objekt mittels der Tastvorrichtung (2), wobei während des Verfahrens der Tastvorrichtung vom ersten zum zweiten Meßpunkt ununterbrochen die Bewegung der Tastvorrichtung erfaßt wird;
Berechnen der zweiten Position der Tastvorrichtung aus der ersten Position und der erfaßten Bewegung der Tastvorrichtung.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Tastvorrichtung (2) durch wenigstens drei unabhängige
Beschleunigungssensoren (9) erfaßt wird, welche drei unterschiedliche Richtungs
komponenten der translatorischen Bewegung der Tastvorrichtung erfassen.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß neben der Position der Tastvorrichtung (2) auch deren Ausrichtung bestimmt
und berechnet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Tastvorrichtung (2) zusätzlich durch wenigstens drei weitere
unabhängige Sensoren (10) erfaßt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die drei weiteren Sensoren (10) ebenfalls Beschleunigungssensoren, Differenz
beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren sind.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aktuelle Position und Ausrichtung der Tastvorrichtung (2) dem Benutzer
angezeigt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Sensoren (9) und den weiteren Sensoren (10) erzeugten Meßsignale
und/oder die berechneten Werte für die Position und Ausrichtung der
Tastvorrichtung über eine Schnittstelle (7) an weitere externe Vorrichtungen
übertragen werden.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmung der ersten Position und Ausrichtung der Tastvorrichtung (2)
durch Zurückstellen der aktuellen Positions- und Ausrichtungsdaten auf einen
Ausgangswert erfolgt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positions- und Ausrichtungsdaten der ersten und zweiten Position der
Tastvorrichtung (2) festgehalten und in einer Speichervorrichtung gespeichert
werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebung zwischen zwei Sätzen von festgehaltenen Positions- und
Ausrichtungsdaten berechnet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000118107 DE10018107A1 (de) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | Vorrichtung und Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten |
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