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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Ermittlung der Innenmaße von Schuhen.
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Schuhe werden üblicherweise mithilfe von Leisten gefertigt. Durch den Leisten ist eine bestimmte Schuhgröße und Passform vorgegeben. Nach dem Entfernen des Leistens, dem sog. Ausleisten, verformt sich der Schuh i. d. R., insbesondere unterliegt er i. a. einem Schrumpfungsprozess. Durch Annahmen über den Schrumpfungsprozess kann ein Leisten gefertigt werden, mit dem nach dem Ausleisten des Schuhs und erfolgter Schrumpfung eine bestimmte Schuhgröße annähernd erreicht werden kann. Dennoch kommt es bei der industriellen Schuhfertigung häufig zu Abweichungen zwischen der gewünschten Soll-Schuhgröße und -Passform und der tatsächlichen Ist-Schuhgröße und -Passform.
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Daher werden gefertigte Schuhe heute im Zuge der Qualitätssicherung des Schuhherstellungsprozesses häufig vermessen, um die exakte Größe und Passform vor dem Inverkehrbringen zu bestimmen und den Schuh entsprechend zu kennzeichnen, so dass ein Kunde den seiner Fußgröße und -form entsprechenden Schuh auswählen kann.
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Die Bestimmung von Passform und Schuhgröße stellt damit eine wichtige Aufgabe dar, die mit technischen Hilfsmitteln zu lösen ist. Insbesondere für die Vermessung von Schuhkollektionen, die durch den Schuhhandel in Verkehr gebracht werden, sind Verfahren vonnöten, die mit geringem personellem Aufwand in kurzer Zeit die exakte Vermessung von Schuhserien ermöglichen.
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Bekannt sind manuelle Verfahren, bei denen Schablonen mit Messeinheiten in den Schuh eingelegt werden. Zum Stand der Technik gehören auch Messinstrumente, die teleskopartig ausziehbare Lineale enthalten, die in den Schuh zur Längenmessung eingebracht werden. Für die Umfangmessung stehen mechanische Instrumente zur Verfügung, die in den Schuhinnenraum eingebracht werden und mit Rändelschrauben und Rändelfeldern manuell an die Grenzen des Schuhinnenraums angepasst werden. Diese Verfahren sind in ihrer Anwendung zeitaufwendig und führen häufig zu nicht exakten Ergebnissen oder können bei bestimmten Schuhformen nicht eingesetzt werden.
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Neben diesen mechanischen Messsystemen stehen heute radiologische Messverfahren zur Verfügung, wobei der Schuh insbesondere durch Einsatz von Röntgenstrahlung durchleuchtet und radiographisch als Bild erfasst und anschließend durch manuelle oder automatisierte Bildanalyse vermessen wird (siehe hierzu
WO 2005/111539 A1 ). Hierbei kann zwischen zwei- und dreidimensionalen Aufnahmetechniken unterschieden werden. Bei den zweidimensionalen Methoden wird der Schuh als Projektionsbild dargestellt, wohingegen dreidimensionale Verfahren i. d. R. eine räumliche Serie von Schichtbildern erzeugen. Letztere basieren meist auf dem Verfahren der Computer-Tomographie (CT).
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Computertomographische Verfahren werden für die zerstörungsfreie Materialprüfung häufig eingesetzt. Bei Industrie-CT-Systemen wird das Untersuchungsobjekt meist auf einem Drehteller platziert und anschließend durch Drehen des Tellers in Bezug zu einer fest installierten Röntgenquelle und einem Sensorsystem radiographisch erfasst. Dies hat den Nachteil, dass pro Messdurchgang i. d. R. nur ein einzelnes Untersuchungsobjekt erfasst werden kann. Alternativ können CT-Systeme mit einer Bauart verwendet werden, wie sie für die radiologische Diagnostik am Menschen eingesetzt wird. Dabei wird das Untersuchungsobjekt auf einer horizontal und vertikal beweglichen Liege (Lagerungstisch) platziert und während des Messvorgangs in horizontaler oder annähernd horizontaler Richtung durch eine ringförmige Anordnung (Gantry), bestehend aus einer rotierenden Röntgenquelle und einem Detektorsystem oder einer Ablenkungseinrichtung für Röntgenstrahlen und einem Detektorsystem, gefahren. Derart aufgebaute Systeme sollen im Folgenden Computertomographie-Systeme genannt werden. Gemeint sind mit diesem Begriff auch CT-Systeme nach oben beschriebener Bauart, die für industrielle Anwendungen angepasst wurden und für den Einsatz am Menschen beispielsweise wegen zu geringem Gantry-Durchmesser nicht geeignet sind. Hierzu gehören auch CT-Systeme, die anstelle des Lagerungstisches eine fahrbare oder fließbandähnliche Einheit besitzen. Bei einer kontinuierlichen Bewegung des Lagerungstisches während des Scanvorgangs entsteht eine spiralförmige Abtastung des Untersuchungsobjekts. Röntgenquelle und Detektorsystem sind heute meist mehrschichtig aufgebaut, um die Messzeit zu verkürzen bzw. die räumliche Auflösung zu erhöhen, sog. Mehrzeilen-CT-Systeme. Aus dem spiralförmig abgetasteten Datenvolumen wird nach dem Messvorgang eine räumliche Serie von Schnittbildern rekonstruiert und gespeichert. Diese räumliche Schnittbildserie kann als dreidimensionales Bildvolumen aufgefasst werden.
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Werden Computertomographie-Systeme für die Vermessung von Schuhen verwendet, so werden praktischerweise mehrere Schuhe gleichzeitig in einem Messdurchgang mit einer Schnittbildserie erfasst, indem auf dem Lagerungstisch mehrere Schuhe nebeneinander platziert werden. Üblicherweise werden die Schuhe so orientiert, dass sie nacheinander durch die Gantry gefahren werden und dass die erzeugten räumlichen Schnittbilder die Schuhe in Längsrichtung schneiden. Zur einfacheren Platzierung der Schuhe auf der Liege und zur gleichmäßigen Höhenausrichtung wird häufig eine Trägerplatte verwendet, die auf den Lagerungstisch aufgelegt wird.
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Durch die erzielbare hohe räumliche Auflösung und den guten Bildkontrast können sehr exakte Vermessungen des Schuhinnenraums durchgeführt werden. Nachteilig wirkt sich die sehr große Datenmenge bzw. die große Anzahl von Bildern in einer Schnittbildserie aus. Dies führt dazu, dass der Aufwand für die interaktive Vermessung der Bilder an einem graphisch-interaktiven Computerarbeitsplatz beträchtlich ist. Dies ist insbesondere deshalb ein schwerwiegender Nachteil des Verfahrens, weil eine vollautomatische Vermessung durch Einsatz automatisierter Bildanalysealgorithmen u. a. wegen der großen Variabilität der Schuhformen, Macharten und Materialien äußerst schwierig ist. Zudem hat die Platzierung der Schuhe auf der Liege des Scanners oder auf einer darauf aufgelegten Trägerplatte den Nachteil, dass ein Großteil des bei einem Computertomographie-System verfügbaren Messraums durch die Messobjekte (Schuhe) nicht belegt wird und ungenutzt bleibt. Dies gilt insbesondere für die Aufnahme von kleineren bzw. sehr flachen Schuhen.
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Darüber hinaus gehören zum Stand der Technik eine Vorrichtung zur radiologischen Aufnahme von Schuhen mit einem CT-System und zur Gewinnung von Messdaten aus dem aufgenommenen Bildvolumen-Datensatz (siehe hierzu
US 2008 / 00 04 833 A1 ). Des Weiteren bekannt ist auch ein Prüfbehälter mit einem Boden und einer Seitenwand, wobei der Boden so mit einer Seitenwand verbunden ist, dass ein Raum entsteht, wobei es mehrere Vorsprünge an der Unterseite des Bodens gibt (siehe hierzu
DE 10 2008 041 442 A1 ). Zum Stand der Technik gehört auch ein Röntgen-CT-Gerät mit Behältern, wobei eine Trägerapparatur zur Aufnahme und definierten Platzierung und Ausrichtung eines Objekts bei der Computertomographie verwendet wird (siehe herzu
JP 2005 14 05 61 A ).
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Angesichts dieses Stands der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Vermessung von Schuhen auf Basis der Computer-Tomographie bereitzustellen, welches es erlaubt, in kurzer Zeit möglichst viele Schuhe mit einem CT-System, bei dem das Untersuchungsobjekt horizontal durch die Gantry gefahren wird, als CT-Volumendatensatz aufzunehmen und den notwendigen Interaktionsaufwand für die Vermessung auf ein Minimum zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur radiologischen Aufnahme von Schuhen mit einem Computertomographie-System und zur Gewinnung von Messdaten aus dem aufgenommenen Bildvolumen-Datensatz mit einem Auswertealgorithmus gelöst, wobei die Schuhe auf einem horizontal und vertikal beweglichen Lagerungstisch oder auf einer horizontal und vertikal beweglichen fließbandähnlichen Einheit platziert und durch eine ringförmige Anordnung (Gantry) mit einer rotierenden Röntgenquelle und einem Detektorsystem oder einer Ablenkungseinrichtigung für Röntgenstrahlen und einem Detektorsystem gefahren werden. Dabei werden die Schuhe auf einer Trägerapparatur für die Aufnahme und definierte Platzierung und Ausrichtung von Schuhen platziert und es ist ein Geometrie-Datensatz vorgesehen, wobei der Geometrie-Datensatz die Geometrie der Anordnung der Schuhaufnahmeplätze der Trägerapparatur beschreibt und der auf einem Digitalrechner ausführbare Auswertealgorithmus die geometrische Beschreibung des Geometriedatensatzes nutzt, um in dem vom Computertomographie-System aufgenommenen digitalen Bildvolumen Messpunkte und/oder Messlinien und/oder Sekundärschnittebenen zu bestimmen, die für die automatisierte oder teilautomatisierte Vermessung der Schuhinnenräume der aufgenommenen Schuhe benötigt werden, wobei die Trägerapparatur als Gestängesystem mit wenigstens einer Reihe von Trägerarmen ausgebildet ist, wobei an jedem Trägerarm ein Schuh mittels eines am Trägerende angebrachten ballartigen Füllkörpers aus einem flexiblen Material, das in den Innenraum des Schuhs eingebracht wird und sich mit seiner Oberfläche an Innenflächen des Schuhs anpasst, fixiert wird.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht dabei in der Verwendung einer Trägerapparatur für Schuhe, eines die Geometrie der Apparatur beschreibenden Datensatzes sowie eines auf einem Digitalrechner implementierten Bildanalysealgorithmus, der ein oder mehrere Vermessungsschemata implementiert und dabei die im Datensatz abgelegte Geometriebeschreibung verwendet.
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Die Trägerapparatur hat die Aufgabe, die zu vermessenden Schuhe aufzunehmen und dem CT-Scanner zuzuführen. Hierfür wird die Trägerapparatur auf dem Lagerungstisch des CT-Scanners aufgelegt und anschließend mit Schuhen bestückt. Sie kann auch mit dem Lagerungstisch fest verbunden werden, etwa durch Verschraubung. Alternativ kann die Trägerapparatur als austauschbares System ausgeführt werden. Dabei wird die Trägerapparatur beispielsweise über ein System aus Schiebeleisten und/oder Rollen auf den Lagerungstisch geschoben und dort fixiert. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Trägerapparaturen im Wechsel verwendet werden können und dass während eine der Trägerapparaturen für die CT-Messung verwendet wird, eine andere Trägerapparatur bereits mit neuen Schuhen bestückt werden kann. Alle Teile der Trägerapparatur und der Befestigung am Lagerungstisch bestehen vorzugsweise aus nichtmetallischen Materialien, etwa Holz oder Kunststoff, da metallische Materialien beim CT-Scan-Prozess Artefakte verursachen, sog. Metall-Artefakte.
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Die Schuhe werden mit Hilfe der Trägerapparatur in definierter Weise platziert, wobei das hierfür verwendete geometrische Modell aus dem Schuh-Vermessungsschema, das im Rahmen der Bildanalyse angewendet werden soll, und den Notwendigkeiten des Bildanalyseprozesses hergeleitet wird. Für die Vermessung von Schuhen existieren verschiedene Vermessungsschemata, die definieren, welche Punkte, Messstrecken und/oder Messlinien bestimmt werden müssen und wie daraus die Schuhgröße, -breite bzw. die Passform bestimmt wird. Beispielsweise wird in vielen Vermessungsschemata die Konstruktionsmittellinie, die durch eine Gerade durch den hinteren mittleren Fersenpunkt (hintere Brandsohlenkante) und die vordere mittlere Brandsohlenkante gebildet wird, als Basislinie für die Definition weiterer Messpunkte bzw. -linien verwendet. Daher bietet es sich an, den Schuh so zu platzieren, die Schuhe entlang ihrer Konstruktionsmittellinien so auszurichten, dass die generierten CT-Schnittbilder parallel oder orthogonal zu dieser Gerade verlaufen. In anderen Vermessungsschemata wird die Basislinie über eine Gerade durch den hinteren Fersenpunkt (am weitesten hinten liegender Punkt des Schuhinnenraums) und den vorderen Zehenpunkt (am weitesten vorn liegender Punkt des Schuhinnenraums) bestimmt, die im Folgenden als Maximallängenachse bezeichnet werden soll. Daher ist es in diesem Fall zweckmäßig, die Schuhe entlang ihrer Maximallängenachsen so auszurichten, dass die generierten CT-Schnittbilder parallel oder orthogonal zu dieser Achse verlaufen.
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Durch die Platzierung der Schuhe auf der Trägerapparatur wird die individuelle Geometrie des Schuhs in definierter Weise mit dem räumlichen Koordinatensystem der Trägerapparatur verknüpft. Dies bedeutet, dass geometrische Objekte wie Messpunkte und Messlinien, die durch ein Vermessungsschema beschrieben und für die Vermessung verwendet werden, im Koordinatensystem der Trägerapparatur beschrieben werden können. Neben dem individuellen Schuhkoordinatensystem und dem Koordinatensystem der Trägerapparatur existiert das räumliche Koordinatensystem des CT-Scanners bzw. des Bildvolumens. Dabei handelt es sich i. d. R. um ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem, bei dem die Z-Achse mit der horizontalen Längsachse des Lagerungstisches, die Y-Achse mit der vertikalen Raumachse und die X-Achse mit der horizontalen Querachse des Lagerungstisches zusammenfallen. Jeder Punkt des aufgenommenen Bilddatenvolumens kann in diesem Scanner-Koordinatensystem beschrieben werden. Die notwendigen Informationen hierfür werden durch die CT-Steuerungssoftware zusammen mit den Bilddaten gespeichert. So werden gemäß des DICOM/3.0-Standards, der für Computertomographie-Systeme üblicherweise verwendet wird, zusammen mit jedem Schichtbild Informationen über Schichtposition, Schichtdicke, Pixelgröße und Höhe des Lagerungstisches in einem sog. Bildheader zusammen mit den eigentlichen Bilddaten gespeichert. Diese bildbeschreibenden Daten werden als Metadaten bezeichnet. Aus diesen Daten lassen sich die Koordinaten eines Bildpunktes im Scanner-Koordinatensystem berechnen. Zum Zwecke der im Rahmen der Bildanalyse erforderlichen Übertragung der Scanner-Koordinaten in das Koordinatensystem der Trägerapparatur bzw. des Vermessungsschemas wird erfindungsgemäß die Trägerapparatur mit einer Markierung versehen, die als Referenzpunkt des räumlichen Koordinatensystems der Trägerapparatur verwendet wird. Vor dem eigentlichen Bildaufnahmeprozess wird hierfür der Referenzpunkt in Übereinstimmung gebracht mit einem entsprechenden Punkt des Scanner-Koordinatensystems. Für derartige Kalibrierprozesse verfügen CT-Scanner üblicherweise über eine Positionierungshilfe, bestehend aus einem laserartigen Lichterzeuger (Lichtvisier), meist angebracht am oberen Ende der vorderen Gantryöffnung, mit nach unten gerichteten Lichtstrahl oder fadenkreuzartigem Lichtmuster. Der auf dem Messobjekt oder dem Lagerungstisch entstehende Lichtpunkt bzw. das fadenkreuzartige Lichtmuster wird mit dem Referenzpunkt in Übereinstimmung gebracht. Zusammen mit der Erfassung der Tischhöhe und des Winkels, den die Gantry mit der Längsachse des Lagerungstisches bildet (Gantry-Tilt) und Speicherung als Metadaten durch das Scannersystem wird dadurch eine eindeutige geometrische Transformation vom Scanner-Koordinatensystem in das Koordinatensystem der Trägerapparatur bestimmt.
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Anstelle einer Referenzmarkierung kann an der Trägerapparatur ein Referenzkörper angebracht werden, der zweckmäßigerweise aus einem Material besteht, das im CT-Bild einen guten Kontrast erzeugt, wie z. B. Keramik. Die Geometrie des Referenzkörpers wird dabei so gestaltet, dass in diesem ein Referenzpunkt für das Koordinatensystem der Trägerapparatur eindeutig bestimmt werden kann, etwa durch eine kugelförmige (Kugelmittepunkt), zylindrische (Zylinderschwerpunkt) oder fadenkreuzartige (Kreuzungspunkt) Formgebung. Durch einen auf dem Auswertrechner ausgeführten Algorithmus wird in dem durch den CT-Scanner aufgenommenen Bildvolumen der Referenzkörper und der Referenzpunkt auf automatischem Wege detektiert.
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Die Trägerapparatur wird erfindungsgemäß auch dazu verwendet, möglichst viele Schuhe in einem einzelnen Scandurchgang bildlich erfassen zu können, um so Zeit und Kosten zu sparen. Je nach Schuhgröße und verwendetem Vermessungsschema können unterschiedliche Anordnungen sinnvoll sein. Neben der Platzierung von Schuhen mit Hilfe von optischen Markierungen auf einer einzelnen Trägerplatte, die in ihrer Länge und Breite an den Lagerungstisch des Scanners angepasst ist, können auch mehrschichtige Apparaturen verwendet werden, etwa ein kastenartiges System mit mindestens 2 Ebenen, wobei die obere Ebene aufklappbar ist, so dass die untere Ebene zuerst und die obere Ebene danach bestückt werden kann. Erfindungsgemäß wird eine Gestellapparatur mit armförmigen Steckplätzen verwendet, auf die die Schuhe aufgesteckt und mit Hilfe von in den Schuhinnenraum eindringenden flexiblen Füllkörpern fixiert werden.
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Bei Trägerapparaturen mit plattenförmigen Schuhauflageflächen erfolgt vorzugsweise eine Fixierung der Schuhe mit gelenkartigen Halterungen, die an der Fußauflagefläche des Schuhs angreifen und diese mittels eines Zugsystems oder eines Auflagegewichts gegen die Auflagefläche der Platte drücken.
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Erfindungsgemäß wird die Beschreibung der Geometrie der Trägerapparatur in einem Datensatz festgehalten, der von dem zum erfindungsgemäßen Verfahren gehörigen Bildanalysealgorithmus verwendet wird. Zu den Geometriedaten gehören insbesondere Ortsinformationen darüber, wo sich Stell- bzw. Steckplätze für Schuhe befinden und welche räumliche Orientierung die Schuhe haben. Diese geometrischen Informationen werden im räumlichen Koordinatensystem der Trägerapparatur beschrieben. Der Datensatz wird in digitaler Form vorzugsweise auf dem Auswerterechner oder auf einem Speichersystem, auf das der Auswerterechner zugreifen kann, gespeichert, etwa als Datei oder als Programmcode. Als Speichermedien kommen alle im Rahmen der Digitalrechentechnik üblichen Medien in Frage, wie z. B. Fest- und Wechselplatten oder USB-Sticks.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Vermessungsverfahren zur Vermessung von Schuhen, das auf einem Digitalrechner als Softwareprogramm ausgeführt wird, gelöst. Das Softwareprogramm implementiert einen Bildanalysealgorithmus mit mindestens einem Vermessungsschema und verwendet erfindungsgemäß den Datensatz, der die Geometrie der Trägerapparatur beschreibt, um bestimmte Messpunkte und/oder Messlinien auf automatischem Wege in dem durch den Scanner aufgenommenen Bildvolumen zu bestimmen. Dadurch wird die Anzahl manueller Interaktionen, die ein Benutzer im Rahmen der Vermessung insbesondere an einem graphisch-interaktiven Arbeitsplatz durchzuführen hat, erheblich reduziert und ggf. kann der Vermessungsvorgang ohne jegliche Benutzerinteraktion voll automatisiert durchgeführt werden. Wurden beispielsweise die Schuhe mit der Trägerapparatur entlang ihrer Konstruktionsmittelachsen ausgerichtet, so kann der Algorithmus mit Hilfe der Geometriedaten die einzelnen Schuhe im Bildvolumen lokalisieren und voneinander abgrenzen und jeweils ein Schnittbild entlang der Konstruktionsmittellinie ermitteln bzw. berechnen. Die einzelnen Schnittbilder können dann weiter interaktiv durch einen Benutzer oder auf automatischem Wege ausgewertet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere Merkmale, zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben, unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Abbildungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische grundrissartige Darstellung (Blickrichtung von oben) einer Trägerapparatur und
- 2 eine schematische grundrissartige Darstellung (Blickrichtung von oben) einer Trägerapparatur mit alternativem Positionierungsschema und
- 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Trägerapparatur, die als Gestängesystem ausgeführt ist und
- 4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Trägerapparatur mit zweischichtigem Aufbau und Verwendung von Fixiereinrichtungen für die Schuhe und
- 5 die für die Bildauswertung relevanten Koordinatensysteme und die notwendigen geometrischen Transformationen mit den die Transformationsparameter bestimmenden Daten.
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1 zeigt eine schematische grundrissartige Darstellung einer Trägerapparatur, bestehend aus einer Trägerplatte (1) mit optischen Markierungen (3) und einer Referenzmarkierung (2). Mit Hilfe der optischen Markierungen in Form von auf die Plattenoberfläche aufgebrachten Geraden werden die Schuhe (4) mit ihrer Längsachse orthogonal zur Längsachse der Trägerplatte zweckmäßigerweise mittig ausgerichtet.
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Als Längsachse des Schuhs wird zweckmäßigerweise eine Achse verwendet, die gemäß des anzuwendenden Vermessungsschemas durch den Bildanalysealgorithmus bestimmt werden muss, etwa die Konstruktionsmittellinie oder die Maximallängenachse. Durch den Anwender des Verfahrens werden die Schuhe mit Hilfe der auf die Plattenoberfläche aufgebrachten optischen Markierungen entsprechend platziert. Die Referenzmarkierung besteht aus einem auf die Plattenoberfläche aufgebrachten fadenkreuzartigen Muster. Die Referenzmarkierung bildet die Basis der geometrischen Beschreibung der Trägerapparatur. Die geometrische Beschreibung umfasst hierbei wenigstens die Distanzen a bis d der Markierungslinien vom Referenzpunkt in Plattenlängsrichtung. Des Weiteren ist die Höhe der Plattenoberfläche in Bezug auf die Oberfläche des Lagerungstisches für die Bildauswertung von Interesse und wird daher mitgespeichert. Dieser Parameter ergibt sich aus der Vermessung der Plattendicke und der vertikalen Positionierung der Platte auf dem Lagerungstisch. Die geometrische Beschreibung wird digital gespeichert, so dass sie von dem Bildanalysealgorithmus des Auswertesystems verwendet werden kann. Der Bildanalysealgorithmus kann gemäß 5 unter Anwendung der sich aus dem Geometriedatensatz ergebenden geometrischen Transformation, die in diesem Falle eine Translation in Längsrichtung der Trägerplatte darstellt, und der bei der Tischpositionierung festgelegten Transformation, deren Parameter sich aus den Metadaten der Bilder ergibt, für jeden Schuh ein Schnittbild bestimmen oder aus dem Bildvolumen rekonstruieren, das einen Schnitt durch den Schuh entlang der zu gemäß Vermessungsschema verwendenden Schuhlängsachse darstellt. Die Schnittbilder können dann im Rahmen einer graphisch-interaktiven Bildauswertung auf einem Monitor angezeigt werden, so dass der Anwender in ihnen Messpunkte bzw. Messlinien beispielsweise durch Mausinteraktion markieren kann. Ggf. können die Schnittbilder durch einen automatisierten Algorithmus weiter ausgewertet werden. Des Weiteren können Sekundärschnitte aus dem Bildvolumen rekonstruiert werden, die gemäß dem verwendeten Vermessungsschema mit der Längsachse einen bestimmten Winkel bilden und beispielsweise für die Breitenmessung verwendet werden.
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2 zeigt eine schematische grundrissartige Darstellung einer Trägerapparatur mit alternativem Positionierungsschema. Dabei werden die Schuhe (4) in Längsrichtung auf einer Trägerplatte (1) mit Hilfe von optischen Markierungen (3) positioniert. Die optischen Markierungen in Form von auf die Plattenoberfläche aufgebrachten Geraden in Quer- und Längsrichtung erlauben die Platzierung von zwei Reihen von Schuhen, die in Längsrichtung der Trägerplatte ausgerichtet sind. Als Längsachse des Schuhs wird zweckmäßigerweise eine Achse verwendet, die gemäß des anzuwendenden Vermessungsschemas durch den Bildanalysealgorithmus bestimmt werden muss, etwa die Konstruktionsmittellinie oder die Maximallängenachse. Die Referenzmarkierung (2) besteht aus einem auf die Plattenoberfläche aufgebrachten fadenkreuzartigen Muster. Die Referenzmarkierung bildet die Basis der geometrischen Beschreibung der Trägerapparatur. Die geometrische Beschreibung umfasst hierbei mindestens die Distanzen d und e der beiden Längsmarkierungslinien vom Referenzpunkt sowie die Distanzen a, b und c der Quermarkierungslinien. Des Weiteren ist die Höhe der Plattenoberfläche in Bezug auf die Oberfläche des Lagerungstisches für die Bildauswertung von Interesse und daher wird dieser Parameter mitgespeichert. Wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der 1 kann mit Hilfe der beiden bekannten geometrischen Transformationen für jeden Schuh auf automatischem Wege ein Schnittbild entlang der Schuhlängsachse aus dem Bildvolumen rekonstruiert und im Rahmen der Vermessung weiter ausgewertet werden. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass insbesondere bei kleinen Schuhen, wie z. B. Kinderschuhen, eine höhere Packungsdichte erzielt werden kann und so pro Bildaufnahmedurchgang eine größere Anzahl an Schuhen erfasst werden kann. Dadurch können Zeit und Kosten für die Bildaufnahme eingespart werden.
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3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Trägerapparatur, die als Gestängesystem ausgeführt ist. Zu sehen ist eine baumartige Konstruktion aus nichtmetallischem Material mit mehreren Schichten und Trägerarmen (5), an deren jeweiligen Enden je 1 Schuh (4) fixiert wird. Zur Fixierung wird ein ballartiger Füllkörper (6) aus einem flexiblen Material, etwa aus Schaumstoff, verwendet, der in den Innenraum des Schuhs eingebracht wird und sich mit seiner Oberfläche an Innenflächen des Schuhs anpasst und diesen so festhält. Zweckmäßigerweise werden mehrere derartige Bäume auf einer Grundplatte nacheinander angeordnet, so dass das zur Verfügung stehende Messvolumen des CT-Scanners gut ausgenutzt wird. Um die Lokalisierung der Schuhe in dem aufgenommenen Bildvolumen durch den Bildanalysealgorithmus zu erleichtern, werden die geometrischen Parameter der Trägerapparatur in einem Datensatz gespeichert. Hierzu gehören insbesondere die Koordinaten der Mittelpunkte der ballförmigen Fixierelemente.
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4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Trägerapparatur mit zweischichtigem Aufbau und Verwendung von Fixiereinrichtungen für die Schuhe. Dabei werden die Schuhe (4) ähnlich wie in der Ausführung der 1 orthogonal zur Längsrichtung einer Trägerplatte (1) mit Hilfe von optischen Markierungen ausgerichtet und jeweils mit Hilfe einer Fixiereinrichtung festgehalten. Die Fixierung der Schuhe ermöglicht es, beim Transport der Trägerapparatur ein Verrutschen der Schuhe z. B. bei Erschütterungen weitgehend zu vermeiden. Dies erlaubt die Verwendung im Rahmen eines Workflows, wobei mehrere Trägerapparaturen verwendet werden und im Wechsel dem CT-Scanner zugeführt werden.
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Die Trägerapparatur ist über Seitenwände (12) eingeteilt in einzelne Kammern, wobei für einen Schuh jeweils eine Kammer vorgesehen ist. Über der unteren Ebene befindet sich eine zweite Trägerplatte. Auch die zweite Trägerplatte ist in Kammern unterteilt und mit Fixiereinrichtungen für die Schuhe ausgerüstet. Die zweite Trägerplatte wird auf die Kammern der ersten Trägerplatte aufgesetzt, nachdem die Kammern der ersten Platte mit Schuhen bestückt wurden. Die zweite Trägerplatte kann auch als klappbare Platte mit Hilfe von Scharnieren an dem unteren Trägersystem fixiert werden. Als Referenzmarkierung (2) kann die obere Kante einer der vertikalen Kammerwände des oberen Kammersystems verwendet werden, beispielsweise die obere Kante der ersten, im Bild am weitesten links liegenden Seitenwand.
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Die Beschreibung der Geometrie der Trägerapparatur beinhaltet die vertikale Distanz f zwischen unterer und oberer Platte und die horizontalen Distanzen a bis e der Kammermittellinien auf der unteren Platte zu dem Punkt (7) oder der Geraden, die sich ergeben, wenn man den Referenzpunkt oder der Referenzgerade vertikal auf die untere Platte projiziert. Die Bildauswertung durch den Bildanalysealgorithmus erfolgt analog zu dem Verfahren, das für die Ausführung in 1 beschrieben wurde.
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Die Erfindung ist nicht auf die zuvor geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Trägerplatte
- 2.
- Referenzmarkierung
- 3.
- Optische Markierung
- 4.
- Schuh
- 5.
- Trägerarm
- 6.
- Fixierkörper
- 7.
- Vertikale Projektion Referenzmarkierung
- 8.
- Gelenk
- 9.
- Gelenkarm
- 10.
- Zugeinrichtung
- 11.
- Platte
- 12.
- Seitenwand
