DE102016101681A1

DE102016101681A1 - Method and device for metrological detection of a line system

Info

Publication number: DE102016101681A1
Application number: DE102016101681.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Noll; Herbert Wind
Original assignee: Pipetronics GmbH and Co KG
Current assignee: Pipetronics GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03
Also published as: WO2017129172A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend ein Kamerasystem mit mindestens einem Bildaufnahmeelement, das eine für elektromagnetische Strahlung sensitiven Fläche aufweist, und mit einer Mikrolinsen-Anordnung, die im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, so dass das Kamerasystem eine Lichtfeldkamera ausbildet, und weiterhin umfassend eine Datenverarbeitungseinrichtung, die aus einem mittels des Kamerasystems erfassten Bild einer beobachteten Szene mindestens zwei Teilbilder generiert und mittels der Teilbilder Objektentfernungen bestimmbar sind, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen eine dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems zu erzeugen.The present invention relates to a measuring device for metrological detection of a line system, comprising a camera system with at least one image pickup element having a surface sensitive to electromagnetic radiation, and having a microlens array, which is arranged in the beam path of the electromagnetic radiation, so that the camera system A field of light imaging camera is formed, and further comprising a data processing device which generates at least two partial images from an image captured by the camera system of an observed scene and determined by the partial image object distances, and wherein the data processing device is designed and configured to from three scenes detected by the camera system create virtual representation of at least a portion of at least one line of the line system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems und insbesondere dem Freilegen einer Abzweigung in einer Leitung, in die zur Sanierung ein Auskleidungsschlauch eingezogen wurde. The present invention relates to a method and a device for the metrological detection of a conduit system and in particular the exposure of a branch in a conduit into which a lining hose has been drawn for rehabilitation.

Zur Inspektion, Wartung und Sanierung von Leitungen, Kanalsystemen, und dergleichen werden oftmals Vorrichtungen in die Leitungen eingeführt, um die erforderlichen Messvorgänge und/oder mechanischen Sanierungsarbeiten auszuführen. Zur Messung der Ist-Situation einer Leitung weisen die Vorrichtungen meist Kamerasysteme auf, um den Zustand der Leitung zu visualisieren. For inspection, maintenance and repair of pipelines, duct systems, and the like, devices are often introduced into the pipelines to perform the required metering and / or mechanical remediation work. To measure the actual situation of a line, the devices usually have camera systems in order to visualize the state of the line.

Wird ein Defekt oder eine Beschädigung erkannt, kann der entsprechende Abschnitt des Leitungssystems durch neue Abschnitte ersetzt werden. Dies ist jedoch in der Regel sehr aufwendig. If a defect or damage is detected, the corresponding section of the piping system can be replaced by new sections. However, this is usually very expensive.

Alternativ sind Verfahren im Stand der Technik bekannt, bei denen zur Sanierung von Leitungssystemen, z.B. von Kanälen und ähnlichen Rohrsystemen, eine flexibler, mit einer mit härtbaren Harz getränkte aushärtbare Lage, die als Auskleidungsschlauch, auch als Liner bezeichnet, dient, in das Leitungssystem eingeführt wird. Nach dem Einführen wird der Auskleidungsschlauch aufgeweitet, so dass er sich eng an die Innenwand des Leitungssystems anschmiegt. Anschließend wird das Harz ausgehärtet. Alternatively, there are known methods in the art for refurbishing piping systems, e.g. of canals and similar piping systems, a flexible curable resin impregnated settable layer, referred to as a liner tube, also referred to as a liner, is inserted into the conduit system. After insertion, the lining tube is widened so that it snugly fits against the inner wall of the conduit system. Subsequently, the resin is cured.

Die Herstellung eines derartigen Auskleidungsschlauches ist beispielsweise in der WO 95/04646 beschrieben. Als härtbare Harze werden nach den bekannten Verfahren vorzugsweise ungesättigte Polyesterharze oder Vinylesterharze verwendet, die beispielsweise in Styrol und/oder einem Acrylester gelöst sein können.  Diese ungesättigten Polyester- oder Vinylester können thermisch (üblicherweise durch Peroxidkatalysatoren) oder mittels Strahlung, z. B. durch UV-Licht mit Photoinitiatoren wie beispielsweise in der EP-A 23623 beschrieben, ausgehärtet werden. Auch so genannte Kombinationshärtungen mit einem für die thermische Härtung verwendeten Peroxidinitiator in Kombination mit Photoinitiatoren sind möglich und haben sich insbesondere bei großen Wandstärken der Auskleidungsschläuche als vorteilhaft erwiesen. Ein Verfahren für eine derartige sogenannte Kombinationshärtung ist beispielsweise in der EP-A 1262708 beschrieben. The production of such a lining tube is for example in the WO 95/04646 described. As curable resins, unsaturated polyester resins or vinyl ester resins which can be dissolved, for example, in styrene and / or an acrylic ester are preferably used by the known processes. These unsaturated polyester or vinyl esters may be thermally (usually by peroxide catalysts) or by radiation, e.g. B. by UV light with photoinitiators such as in the EP-A 23623 described, cured. Also so-called combination hardening with a peroxide initiator used for the thermal curing in combination with photoinitiators are possible and have proved to be advantageous especially for large wall thicknesses of the lining hoses. A method for such a so-called combination curing is, for example, in EP-A 1262708 described.

Ein strahlungshärtender Auskleidungsschlauch weist üblicherweise eine lichtundurchlässige äußere Schutzfolie, eine mindestens für bestimmte Wellenlängenbereiche elektromagnetischer Strahlung durchlässige Innenfolie sowie eine mit einem Harz getränkte aushärtbare Lage auf, die zwischen der Innenfolie und der Außenfolie angeordnet ist. Der Aussenfolienschlauch soll verhindern, dass das zur Imprägnierung verwendete Harz aus der aushärtbaren Lage austritt und in die Umwelt gelangt. Dies setzt eine gute Dichtigkeit und Anbindung des äußeren Folienschlauchs an die harzgetränkte aushärtbare Lage voraus. A radiation-curing lining hose usually has an opaque outer protective film, an inner film permeable to at least certain wavelength ranges of electromagnetic radiation, and a hardenable layer impregnated with a resin, which is arranged between the inner film and the outer film. The external film hose should prevent the resin used for impregnation from escaping from the hardenable layer and entering the environment. This requires a good tightness and connection of the outer film tube to the resin-impregnated curable layer.

Die Auskleidungsschläuche werden vor dem Aushärten in die zu sanierenden Leitungssystem eingeführt und mittels eines Fluids, i.d.R. Druckluft, aufgeblasen. Für ein Aufblasen des Auskleidungsschlauchs wird ein Öffnungsende des Auskleidungsschlauchs gemäß dem Stand der Technik mit Druckluft beaufschlagt und das gegenüberliegende Öffnungsende des Auskleidungsschlauchs mit einer Verschlussvorrichtung, einem sogenannten Packer, verschlossen. Diese Verschlussvorrichtung umfasst dabei einen Hohlzylinder und ein Abdeckelement, mit welchem der Hohlzylinder verschlossen werden kann. The lining hoses are introduced before curing in the piping system to be rehabilitated and by means of a fluid, i.d.R. Compressed air, inflated. For inflation of the lining tube, compressed air is applied to an opening end of the lining tube according to the prior art, and the opposite opening end of the lining tube is closed with a closure device, a so-called packer. This closure device comprises a hollow cylinder and a cover, with which the hollow cylinder can be closed.

In den Auskleidungsschlauch wird zum Aushärten desselben eine Aushärtevorrichtung eingeführt, die eine Strahlungsquelle aufweist, und die durch den Auskleidungsschlauch geführt wird, um mit der Strahlungsenergie die Aushärtung der aushärtbaren Lagen des Auskleidungsschlauchs zu aktivieren bzw. vorzunehmen. Dabei ist eine vollständige Aushärtung der Auskleidungsschläuche von großer Bedeutung, d.h. es muss eine bestimmte Menge Strahlungsenergie an jeden Punkt des Auskleidungsschlauchs in diesen eingebracht werden. Die Menge an Strahlungsenergie hängt dabei von der Leistungsabgabe der Strahlungsquellen sowie der Geschwindigkeit ab, mit der diese durch den Auskleidungsschlauch durchgeführt werden. A curing device having a source of radiation is introduced into the lining tube for curing thereof and passed through the lining tube for activating the radiation energy to cure the curable layers of the lining tube. Here, complete curing of the lining tubes is of great importance, i. a certain amount of radiant energy must be introduced to each point of the lining tube in it. The amount of radiant energy depends on the power output of the radiation sources and the speed with which they are performed through the lining tube.

Werden solche Auskleidungsschläuche in die zu sanierende Leitung eingezogen, ist es erforderlich, die durch den Auskleidungsschlauch verschlossenen Abzweigungen nach Aushärten des Auskleidungsschlauchs wieder freizulegen. Hierzu muss die Position der Abzweigungen genau bekannt sein. Zudem ist es hilfreich, die zu sanierende Leitung messtechnisch möglichst exakt zu erfassen, um Informationen über deren Eigenschaften für die nachfolgenden Sanierungsmaßen zu erlangen. If such lining hoses are drawn into the line to be rehabilitated, it is necessary to expose the branches which are closed by the lining hose once the lining hose has hardened. For this, the position of the branches must be known exactly. In addition, it is helpful to measure the line to be rehabilitated as accurately as possible in order to obtain information about its properties for the subsequent remediation measures.

Zur messtechnischen Erfassung von Leitungen und insbesondere zur Bestimmung der Position von Abzweigungen werden üblicherweise Messvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik vor dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs in die Leitung eingeführt, wobei die Messvorrichtung entweder selbstständig oder mit Hilfe eines Kabels, insbesondere eines Kabels umfassend Kevlarfasern und/oder mindestens ein Zugseil, und/oder eines Zugseils durch eine zu sanierende Leitung bewegt wird. For metrological detection of lines and in particular for determining the position of branches usually measuring devices according to the prior art are introduced before pulling the lining tube in the line, the measuring device either independently or by means of a cable, in particular a cable comprising Kevlar fibers and / or at least one pull rope, and / or a pull rope is moved by a line to be rehabilitated.

Die Messevorrichtung gemäß dem Stand der Technik erfasst dabei, meist über optische Sensoren, insbesondere Kameraaufnahmen, die Position der Abzweigungen vor dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs. Im Folgenden soll der Begriff Abzweigungen breit verstanden werden und Seiteneinläufe, auch als Rohreinläufe oder Rohrabzweigungen bezeichnet, umfassen. Wenn eine Abzweigung erkannt wird, wird zur Bestimmung der Position der Abzweigung in der Leitung entweder auf einen Drehzahlsensor, der die Anzahl der Umdrehung der Räder der Messvorrichtung zählt, dass Abmessen der Länge des zur Fortbewegung des Kabels bzw. Zugseils, oder ein von der Aushärtevorrichtung mitgeführten Maßbands zurückgegriffen. The measuring device according to the prior art detects, mostly via optical sensors, in particular camera shots, the position of the branches before pulling the lining tube. In the following, the term branches should be understood broadly and include side enemas, also referred to as pipe inlets or pipe branches. When a branch is detected, to determine the position of the branch in the line, either a speed sensor counting the number of revolutions of the wheels of the measuring device, measuring the length of travel of the cable, or one of the curing device used tape measure recourse.

Die Position der Abzweigung muss dabei jedoch nicht nur bezogen auf ihren Abstand zu einem oder beiden Öffnungsende der Leitung erfolgen, sondern auch in ihrer Winkellage erfasst werden. Hierfür kommen beispielsweise Drehwinkelsensoren oder Gravitationssensoren zum Einsatz. However, the position of the branch must not only be based on their distance to one or both opening end of the line, but also be detected in their angular position. For example, rotational angle sensors or gravitational sensors are used for this purpose.

Problematisch dabei ist, dass die Position der Abzweigung reproduzierbar bestimmbar sein muss. Nach dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs und dem Aushärten desselben wird eine Freilegevorrichtung in die Leitung eingeführt. Diese Freilegevorrichtung wird nunmehr an die erfasste Position der Aussparung bewegt. Sowohl beim ersten Durchfahren der Leitung durch die Messvorrichtung als auch beim Durchfahren der sanierten Leitung mit der Freilegevorrichtung können Fehler bei der Positionsbestimmung der jeweiligen Vorrichtungen auftreten: Durchdrehende Räder, die eine Bewegung der Vorrichtung verhindern, obwohl die Drehzahlsensoren einen Vortrieb erfassen, schief verlaufende Kabel bzw. Zugseile, relativ zu sich selbst verdrehte Vorrichtungen, nicht-identische Positionierungen mit Bezug auf den Mittelpunkt der Leitungen, etc. The problem with this is that the position of the branch must be reproducible determinable. After retracting the lining tube and curing it, an exposing device is inserted into the conduit. This exposure device is now moved to the detected position of the recess. Errors in the position determination of the respective devices can occur both during the first passage through the measuring device and when passing through the rehabilitated line with the uncovering device: spinning wheels that prevent a movement of the device even though the rotational speed sensors detect propulsion, cables running obliquely or Tension cables, relative to self-twisted devices, non-identical positioning with respect to the center of the lines, etc.

Es ist jedoch entscheidend, dass die Positionen der Abzweigungen mit höchster Präzision erfolgen kann. Schon minimalste Abweichungen können zur Beschädigung der abzweigenden Leitung führen und/oder die Dichtheit des Leitungssystems gefährden. Aufgrund der Vielzahl möglicher Fehlerquellen bei der Erfassung der Position einer Aussparung und deren erneuten Anfahren nach Einziehen eines Auskleidungsschlauchs erfolgt daher ein Erzeugen von Aussparungen zum Freilegen der Abzweigungen manuell. Hierzu wird zunächst mit einem Sicherheitsabstand von den Wänden der Abzweigung eine erste Aussparung erzeugt und dann manuell diese erste Aussparung bis zum Erreichen der Wandung der Abzweigung verlängert. Anschließend wird die Abzweigung weiter freigelegt. However, it is crucial that the positions of the branches can be done with the highest precision. Even minimal deviations can lead to damage of the branching line and / or endanger the tightness of the line system. Due to the large number of possible sources of error in the detection of the position of a recess and its renewed start after pulling a lining tube, therefore, generating recesses to expose the branches manually. For this purpose, a first recess is first generated at a safety distance from the walls of the branch and then manually extended this first recess until reaching the wall of the branch. Then the branch is exposed further.

Nachteilig an den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist dabei, dass es nicht möglich ist, eine Leitung messtechnisch mit höchster Präzision zu erfassen und insbesondere die Position einer Abzweigung in einer mit einem Auskleidungsschlauch sanierten Leitung exakt zu bestimmen, um die Abzweigung anschließend automatisiert freizulegen, so dass Beschädigungen an den abzweigenden Leitungen verhindert werden und Zeit- und Kosteneinsparungen realisieren werden können. A disadvantage of the known methods and devices is that it is not possible to detect a line metrologically with the highest precision and in particular to determine the position of a branch in a rehabilitated with a lining hose line exactly to expose the branch automatically, so that Damage to the branching lines can be prevented and time and cost savings can be realized.

Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und insbesondere ein präzises Erkennen von Abzweigungen in mit Auskleidungsschläuchen sanierten Leitungen sowie deren automatisiertes Freilegen zu ermöglichen. Therefore, the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to enable a precise detection of branches in lines rehabilitated with lining hoses and their automated uncovering.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Messvorrichtung zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend ein Kamerasystem mit mindestens einem Bildaufnahmeelement, das eine für elektromagnetische Strahlung sensitiven Fläche aufweist, und mit einer Mikrolinsen-Anordnung, die im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, so dass das Kamerasystem eine Lichtfeldkamera ausbildet, und weiterhin umfassend eine Datenverarbeitungseinrichtung, die aus einem mittels des Kamerasystems erfassten Bild einer beobachteten Szene mindestens zwei Teilbilder generiert und mittels der Teilbilder Objektentfernungen bestimmbar sind, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen eine dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems zu erzeugen. This object is achieved by a measuring device for metrological detection of a line system, comprising a camera system having at least one image pickup element which has a surface sensitive to electromagnetic radiation, and having a microlens arrangement which is arranged in the beam path of the electromagnetic radiation, so that the camera system a light field camera is formed, and further comprising a data processing device which generates at least two partial images from an image of an observed scene detected by the camera system and by means of the partial image object distances are determined, and wherein the data processing device is designed and configured to from detected by the camera system scenes Create three-dimensional virtual representation of at least a portion of at least one line of the pipe system.

Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine exakte messtechnische Erfassung eines Leitungssystems mittels einer Lichtfeldkamera mit einer Vielzahl von Vorteilen einhergeht. Gemäß dem Stand der Technik wurde versucht, durch eine immer präzisere Erfassung der Position einer Messvorrichtung exakter auf Positionen von bestimmten Merkmalen von Leitungen zu schließen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch eine präzisere messtechnische Analyse einer Leitung eine exakte virtuelle Repräsentation erreichbar ist, die für weitere Arbeitsschritte eine weitaus bessere Grundlage bietet. Hierbei ist die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassete Lichtfeldkamera besonders vorteilhaft. The present invention is based on the surprising finding that an exact metrological detection of a line system by means of a light field camera is associated with a multiplicity of advantages. In the prior art, it has been attempted to more accurately detect positions of particular features of conduits by more and more accurately detecting the position of a measuring device. However, a more precise metrological analysis of a line has shown that an exact virtual representation can be achieved, which provides a much better basis for further work steps. Here, the light field camera encompassed by the device according to the invention is particularly advantageous.

Lichtfeldkameras werden auch als plenoptische Kameras bezeichnet. Das grundsätzliche Prinzip einer Lichtfeldkamera unterscheidet sich von dem konventioneller Kameras durch die Ausgestaltung des Abbildungssystems. Besagte konventionelle Kameras umfassen in der Regel ein Objektiv mit einer oder mehreren hintereinander angeordneten Linsen und einem dahinter angeordneten Bildaufnahmeelement und können lediglich zweidimensionale Bilder bzw. 2-D-Bilddaten erfassen. Im Gegensatz dazu ist es mit einer Lichtfeldkamera möglich, das sogenannte 4-D-Lichtfeld einer Szene zu erfassen. Dabei wird, neben der Position und der Intensität eines Lichtstrahls, auch die Richtung, aus welcher der Lichtstrahl auf das Bildaufnahmeelement fällt, ermittelt. Light field cameras are also referred to as plenoptic cameras. The basic principle of a light field camera differs from the conventional cameras by the design of the imaging system. Said conventional cameras usually include a lens with one or more lenses arranged behind one another and an image pickup element arranged behind it and can only capture two-dimensional images or 2-D image data. In contrast, it is possible with a light field camera to capture the so-called 4-D light field of a scene. In this case, in addition to the position and the intensity of a light beam, the direction from which the light beam is incident on the image pickup element is determined.

Ermöglicht wird dies durch eine Mikrolinsen-Anordnung (Mikrolinsen-Array) zwischen dem Abbildungssystem und dem Bildaufnahmeelement. Bei der Mikrolinsen-Anordnung handelt es sich um ein Linsengitter, umfassend eine Vielzahl von in der Regel matrixförmig angeordneten Mikrolinsen. Das Linsengitter ist derart zwischen dem Abbildungssystem und dem Bildaufnahmeelement positioniert, beispielsweise in der hinteren Bildebene (Fokusebene, Brennebene) des Abbildungssystems, dass jeder Bildpunkt nochmals gebrochen und zu einem Kegel erweitert wird, welcher dann z.B. kreis- oder ellipsenförmig auf das Bildaufnahmeelement bzw. dessen sensitive Fläche trifft. This is made possible by a microlens array (microlens array) between the imaging system and the image pickup element. In the microlens array is a lens grid, comprising a plurality of generally arranged in a matrix microlenses. The lens grid is positioned between the imaging system and the imaging element such as in the rear image plane (focal plane, focal plane) of the imaging system such that each pixel is refracted and expanded into a cone, which is then e.g. circular or elliptical on the image pickup element or its sensitive surface strikes.

Jeder Mikrolinse kann dabei gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl an lichtempfindlichen Zellen (Fotodioden bzw. Pixel) des Bildaufnahmeelements bzw. dessen sensitiver Fläche zugeordnet sein. Auf diese Weise bleibt die Information erhalten, aus welcher Richtung einzelne Lichtstrahlen in das Kamerasysteme eingefallen sind. Ein senkrecht auf eine Mikrolinse auftreffender Lichtstrahl landet im Mittelpunkt des Kreises oder der Ellipse, ein schräg eintreffender Lichtstrahl weiter am Rand. Das mittels einer Lichtfeldkamera erfasste Licht wird somit richtungsselektiv in separierbaren Teilbildern auf dem Bildsensor erfasst. According to an embodiment, each microlens can be assigned a plurality of photosensitive cells (photodiodes or pixels) of the image recording element or its sensitive surface. In this way, the information is retained from which direction individual light rays have invaded the camera systems. A light beam incident perpendicular to a microlens ends up in the center of the circle or ellipse, an obliquely incident light beam continues on the edge. The light detected by means of a light field camera is thus detected direction-selectively in separable partial images on the image sensor.

Mittels einer durch die erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführte Bildverarbeitung durch geeignete und aus dem Stand der Technik bekannter Software können aus einem so erfassten Bild viele Teilbilder erzeugt werden. Insbesondere werden dabei durch eine geeignete Aneinanderreihung von Pixeln, bevorzugt jeweils des gleichen Pixels unter jeder Mikrolinse, aus einem erfassten Bild einer beobachteten Szene beispielsweise mehrere Teilbilder erzeugt, welche die beobachtete Szene aus unterschiedlichen, insbesondere leicht voneinander abweichenden, Betrachtungswinkeln (Blickwinkeln) abbilden. By means of an image processing performed by the data processing device according to the invention by means of suitable software known from the prior art, many partial images can be generated from an image thus acquired. In particular, by a suitable juxtaposition of pixels, preferably in each case the same pixel under each microlens, for example, several partial images are generated from a captured image of an observed scene, which images the observed scene from different, especially slightly different, viewing angles (angles).

Derart können zwei oder mehr Teilbilder einer beobachteten Szene erzeugt werden, die einen Versatz aufweisen, wie bei einem Bildpaar, das mittels einer Stereokamera erfasst wurde. Die Anzahl der derart erzeugbaren Teilbilder einer beobachteten Szene entspricht der Anzahl der Pixel unter jeder einzelnen Mikrolinse und ist somit durch die Anzahl der Pixel frei wählbar. Die Wahl der Pixel und die Anzahl der Mikrolinsen ist dabei frei wählbar und auf den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar. Auch kann es vorgesehen sein, dass mittels geeigneter Bildverarbeitung, beispielsweise durch Aufsummieren von Teilbildern, Bilder mit unterschiedlichem Fokus erzeugt werden. Durch ein solches Aufsummieren ist es möglich, die Schärfe eines mittels einer Lichtfeldkamera erfassten Bildes nachträglich neu zu berechnen. Somit kann der Fokus nachträglich geändert werden. Thus, two or more sub-images of an observed scene may be generated which are offset, as in a pair of images captured by a stereo camera. The number of sub-images of an observed scene that can be generated in this way corresponds to the number of pixels under each individual microlens and is thus freely selectable by the number of pixels. The choice of pixels and the number of microlenses is freely selectable and adaptable to the particular application. It can also be provided that images with different focus are generated by means of suitable image processing, for example by adding up partial images. By such adding up, it is possible to subsequently recalculate the sharpness of an image captured by means of a light field camera. Thus, the focus can be changed later.

Es wird somit durch eine erfindungsgemäße Messvorrichtung mit einer Lichtbildkamera möglich, nach der Bildaufnahme durch Verarbeitung der erfassten Bild- bzw. der erfassten Pixeldaten verschiedene Schärfeebenen zu erzeugen. Auch können Tiefeninformationen gewonnen werden und zur weiteren Verwendung extrahiert werden. It is thus possible by means of a measuring device according to the invention with a photographic camera to produce different planes of sharpness after image acquisition by processing the acquired image or the acquired pixel data. Also, depth information can be obtained and extracted for further use.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass eine Verwendung einer Lichtfeldkamera zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems vorteilhaft ist und die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Dabei wird insbesondere der Vorteil realisiert, dass ein Kamerasystem bereitgestellt wird, welches Entfernungen zu Objekten bestimmen kann, wobei alle sonstigen Kamerafunktion optional weiterhin bereitgestellt werden können. In the context of the present invention, it has been found that a use of a light field camera for the metrological detection of a line system is advantageous and overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, the advantage is realized that a camera system is provided which can determine distances to objects, wherein all other camera functions can optionally continue to be provided.

Vorteilhafterweise ist somit anstelle eines Kamerasystems und eines zusätzlichen Abstandsmesselements zur Bestimmung von Objektentfernungen nur noch ein einzelnes Kameramodul erforderlich. Es ist daher nicht mehr erforderlich eine Kamera und ein zusätzliches Abstandsmesselement zu Kalibrieren. Fehler bei der Bestimmung von Objektentfernungen aufgrund falscher oder ungenauer Kalibrierung von Kameramodul und Abstandsmesselement können nicht mehr auftreten. Umwelteinflüsse, wie Temperaturunterschiede und Vibrationen, die während des Betriebs auftreten, müssen nicht, wie bei den bislang eingesetzten Messsystem, hinsichtlich negativer Auswirkungen auf die Ausrichtung zweier Kameramodule oder eines Kameramoduls und eines Abstandsmesseleements antizipiert werden. Advantageously, instead of a camera system and an additional distance measuring element for determining object distances, only a single camera module is thus required. It is therefore no longer necessary to calibrate a camera and an additional distance measuring element. Errors in the determination of object distances due to incorrect or inaccurate calibration of camera module and distance measuring element can no longer occur. Environmental influences, such as temperature differences and vibrations that occur during operation, do not have to be anticipated, as with the measurement system used hitherto, with regard to negative effects on the orientation of two camera modules or a camera module and a distance measuring element.

Die Position einer Abzweigung der Leitung kann zudem mittels der Abstandsmessung direkt in ihrer Winkellage zu der Messvorrichtung erfasst werden, ohne dass Drehwinkelsensoren oder Gravitationssensoren zum Einsatz kommen. Somit wird die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik erheblich gesteigert und potentielle Fehlerquellen werden eliminiert. The position of a branch of the line can also be detected by means of the distance measurement directly in its angular position to the measuring device, without rotational angle sensors or gravitational sensors are used. Thus, the reliability of the measuring device according to the invention over the prior art is significantly increased and potential sources of error are eliminated.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung eine Positionserkennungseinrichtung umfasst oder mit dieser in Wirkverbindung steht, um die Position der Messvorrichtung und insbesondere deren Orientierung zu erfassen, wobei insbesondere die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, die Position der Messvorrichtung basierend auf Daten des Kamerasystems zu bestimmen. It can be provided that the measuring device a Position detection device comprises or is in operative connection with this, in order to detect the position of the measuring device and in particular their orientation, wherein in particular the data processing device is designed and configured to determine the position of the measuring device based on data of the camera system.

Es sich gezeigt, dass durch die integrierte Abstandsmessung bei Erfassung von Eigenschaften von Leitungen eine exakte Positionsbestimmung der Messvorrichtung selbst ermöglicht wird. Wird beispielsweise eine Messvorrichtung am Öffnungsende einer zu vermessenden Leitung positioniert, so erkennt die Messvorrichtung nicht nur das Öffnungsende, sondern auch ihren eigenen Abstand von dem Öffnungsende. Wird die Messvorrichtung nun in die Leitung selbst bewegt, so bestimmt die Messvorrichtung weiterhin präzise ihren Abstand von dem Öffnungsende. Dies gilt gleichsam für weitere Eigenschaften der Leitung, so dass beispielsweise der Abstand zu einem Riss in der Leitung, einer Abzweigung, und dergleichen, messtechnisch erfasst wird. Durch die Abstandsbestimmungen ergibt sich direkt der zurückgelegte Weg der Messvorrichtung sowie die Position derselben, in dem der Abstand von dem Öffnungsende zu der ersten eindeutig erkennbaren Eigenschaft einer Leitung bestimmbar ist, und von dieser ersten Eigenschaft zu einer zweiten Eigenschaft, von der zweiten Eigenschaft zu einer dritten Eigenschaft, usw., so dass ein exaktes dreidimensionales Abbild des Leitungssystems erzeugbar wird und die Position der Messvorrichtung relativ zu dem Öffnungsende immer aus den Bildern der Lichtfeldkamera von der Datenverarbeitungseinrichtung errechnender ist. Dabei ist es offensichtlich, dass der Betrachtungswinkel der Lichtfeldkamera, die auch mehrere zu einem System kombinierte Lichtfeldkameras umfassen kann, entsprechend ausgelegt sein muss, und insbesondere mindestens 180°, vorzugsweise mindestens 270° umfasst, wobei die Abdeckung des Betrachtungswinkels nicht kontinuierlich, sondern auch segmentiert erfolgen kann. It has been shown that an exact position determination of the measuring device itself is made possible by the integrated distance measurement when detecting properties of lines. If, for example, a measuring device is positioned at the opening end of a line to be measured, the measuring device recognizes not only the opening end but also its own distance from the opening end. If the measuring device is now moved into the line itself, the measuring device continues to precisely determine its distance from the opening end. This applies equally to other properties of the line, so that, for example, the distance to a crack in the line, a branch, and the like, is detected by measurement. The distance determinations result directly in the path traveled by the measuring device and the position in which the distance from the opening end to the first clearly recognizable characteristic of a line can be determined, and from this first property to a second property, from the second property to one third property, etc., so that an accurate three-dimensional image of the line system can be generated and the position of the measuring device relative to the opening end is always calculated from the images of the light field camera from the data processing device. It is obvious that the viewing angle of the light field camera, which may also include several combined to a system light field cameras must be designed accordingly, and in particular at least 180 °, preferably at least 270 °, wherein the coverage of the viewing angle is not continuous, but also segmented can be done.

Dabei kann insbesondere vorgehen sein, dass keine weiteren Einrichtung zur Positionsbestimmung der Messvorrichtung von der erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfasst sind. In this case, it may be possible, in particular, for no further device for determining the position of the measuring device to be included in the measuring device according to the invention.

Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung eine Positionserkennungseinrichtung umfasst oder mit dieser in Wirkverbindung steht, um die Position der Messvorrichtung und insbesondere deren Orientierung zu erfassen. It may alternatively be provided that the measuring device comprises or is operatively connected to a position detection device in order to detect the position of the measuring device and in particular its orientation.

Es für einen Fachmann offensichtlich, dass selbstverständlich auch aus dem Stand der Technik bekannte Positionsbestimmungseinrichtungen umfasst seien können, die ausschließlich zur Bestimmung der Messvorrichtung ausgewertet werden oder deren Daten gemeinsam mit den von dem Kamerasystem erfassten Daten ausgewertet werden. Dies kann für einige Anwendungsfälle vorteilhaft sein, insbesondere, wenn Leitungen wenige eindeutig identifizierbare Eigenschaften aufweisen und keine solchen Markierungen von einem Benutzung angebracht werden. It is obvious to a person skilled in the art that, of course, position-determining devices known from the prior art may also be included, which are exclusively evaluated for determining the measuring device or whose data are evaluated together with the data acquired by the camera system. This may be advantageous for some applications, especially where lines have few unique identifiable properties and no such markings are applied.

Auch kann vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung eine Freilegevorrichtung umfasst, insbesondere umfassend einen Bohr- und/oder Fräskopf, ausgelegt und eingerichtet, um durch mindestens abschnittsweises Entfernen des Auskleidungsschlauch mindestens eine Abzweigung freizulegen. It can also be provided that the measuring device comprises an exposing device, in particular comprising a drilling and / or milling head, designed and arranged to expose at least one branch by at least sectionally removing the lining tube.

Eine solche Freilegevorrichtung ist insbesondere vorteilhaft um die erfasste Öffnung direkt freizulegen, wobei der Vorgang des Freilegens keine weitere Vorrichtung benötigt, so dass dieser zeit- und kostensparend durchgeführt werden kann. Such an exposure device is particularly advantageous to expose the detected opening directly, the process of exposure does not require another device, so that it can be performed time and cost saving.

Des weiteren kann es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sein, dass die Freilegevorrichtung an einem beweglichen Ende eines in mindestens zwei, insbesondere drei Raumachsen beweglichen Roboterarms angeordnet ist, der insbesondere einklappbar ist und/oder mindestens ein teleskopartiges Armelement umfasst. Furthermore, according to an embodiment of the present invention, it may be advantageous for the uncovering device to be arranged on a movable end of a robot arm which is movable in at least two, in particular three spatial axes and which in particular can be folded in and / or comprises at least one telescopic arm element.

Durch eine erfindungsgemäße bewegliche Freilegevorrichtung können Aussparungen an allen Stellen einer Leitung erreicht werden. Ein einklappbarer und/oder teilweise teleskopförmig ausfahrbarer Roboterarm ermöglicht dabei eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. By a movable uncovering device according to the invention recesses can be achieved at all points of a line. A retractable and / or partially telescopically extendable robot arm allows a compact design of the device according to the invention.

Auch ist bevorzugt, dass die Messvorrichtung eine Antriebseinrichtung und insbesondere mindestens ein Rad umfasst, welches mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht oder bringbar ist. Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung kann entweder selbstständig oder mit Hilfe eines Kabels, insbesondere eines Kabels umfassen Kevlarfasern und/oder mindestens ein Zugseil, und/oder Zugseils durch eine zu sanierende Leitung bewegt wird. Es kann vorliegend jedoch besonders vorteilhaft sein, wenn die Messvorrichtung mittels einer integrierten oder externen Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, die insbesondere von einer Steuereinrichtung der Messvorrichtung angesteuert werden kann und somit ein automatisiertes Erfassen und Freilegen möglich ist. It is also preferred that the measuring device comprises a drive device and in particular at least one wheel, which is in operative connection with the drive device or can be brought. A measuring device according to the invention can be moved either independently or with the aid of a cable, in particular a cable comprising Kevlar fibers and / or at least one pull rope, and / or pull rope through a line to be rehabilitated. In the present case, however, it may be particularly advantageous if the measuring device is operatively connected or can be brought by means of an integrated or external drive device, which in particular can be controlled by a control device of the measuring device and thus an automated detection and exposure is possible.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um die Position der Messvorrichtung sowie der Freilegevorrichtung zu steuern oder zu regeln, so dass insbesondere ein autonomes Freilegen von Abzweigungen basierend auf von der Auswerteeinrichtung erzeugten Daten erfolgen kann. Finally, provision can be made for the data processing device to be designed and set up to control or regulate the position of the measuring device and the free-laying device, so that, in particular, autonomous exposure of branches can take place based on data generated by the evaluation device.

Dies ist insbesondere für eine autonomes messtechnisches Erfassen der Eigenschaften einer Leitung sowie der Position von Abzweigungen sowie optional deren nachfolgendes Freilegen nach Einziehen des Auskleidungsschlauchs vorteilhaft. This is particularly advantageous for autonomous metrological detection of the properties of a line and the position of branches and optionally their subsequent exposure after retraction of the lining tube advantageous.

Auch liefert die Erfindung ein Verfahren zum zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge:

a) Einbringen einer Messvorrichtung umfassend eine Lichtfeldkamera, insbesondere einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, in eine mit einem Auskleidungsschlauch zu sanierende Leitung; und
b) Bewegen der Messvorrichtung durch die sanierte Leitung zur messtechnischen Erfassung derselben mittels der mindestens einen Lichtfeldkamera, und insbesondere Erzeugen einer dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen; und
c) Speichern der erfassten Informationen in einer Datenverarbeitungseinrichtung.

The invention also provides a method for the metrological detection of a line system, comprising the following steps, in particular in this order:

a) introducing a measuring device comprising a light field camera, in particular a measuring device according to the invention, in a line to be rehabilitated with a lining hose; and
b) moving the measuring device through the refurbished line for metrological detection of the same by means of the at least one light field camera, and in particular generating a three-dimensional virtual representation of at least a portion of at least one line of the line system from scenes detected by the camera system; and
c) storing the acquired information in a data processing device.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht in einem ersten Schritt a) vor, dass eine Messvorrichtung, insbesondere eine erfindungsgemäße Messvorrichtung, in eine mit einem Auskleidungsschlauch zu sanierende Leitung eingeführt und zur messtechnischen Erfassung derselben durch diese bewegt wird. Dabei werden insbesondere charakteristische Eigenschaften der Leitung wie Risse, Beschädigungen, Abzweigungen, und dergleichen messtechnisch erfasst, und zwar in ihrer Position und ihrem Abstand relativ zu der Messvorrichtung. A method according to the invention provides, in a first step a), for a measuring device, in particular a measuring device according to the invention, to be introduced into a line to be rehabilitated with a lining hose and to be moved therethrough for metrological detection thereof. In particular, characteristic properties of the conduit such as cracks, damage, branches, and the like are detected metrologically, in their position and their distance relative to the measuring device.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst, insbesondere nach Schritt c):

d) Einbringen einer Aushärteeinrichtung in die messtechnisch erfasste Leitung und thermisches Aushärten des Auskleidungsschlauchs und/ oder aushärten des Auskleidungssschlauchs mittels Strahlung durch die Aushärteeinrichtung.

It can be provided that the method comprises the following step, in particular after step c):

d) introducing a curing device into the metrologically detected line and thermally curing the liner tube and / or curing of the liner tube by means of radiation through the curing device.

In dem optional anschließenden Schritt d) wird nunmehr ein Auskleidungsschlauch zur Sanierung der Leitung in diese eingeführt und ausgehärtet. Verfahren zum Einbringen und Aushärten von Auskleidungsschläuchen sind wie in der Einführung beschrieben dem Fachmann bekannt. Dabei kann eine thermische oder eine Aushärtung mittels Strahlung durch die Aushärteeinrichtung erfolgen. Eine thermische Aushärtung erfolgt dabei insbesondere mittels Wasserdampf und/oder heißem Wasser, eine Aushärtung mittels Strahlung durch elektromagnetischer Strahlung in einem geeigneten Wellenlängenbereich. Auch ist es offensichtlich, dass die in der Einleitung beschriebene Kombinationshärtung zum Einsatz kommen kann. In the optional subsequent step d), a lining tube for refurbishment of the line is now introduced into this and cured. Methods for introducing and curing lining hoses are known to those skilled in the art as described in the introduction. In this case, a thermal or a curing by means of radiation by the curing device. Thermal curing takes place in particular by means of steam and / or hot water, curing by means of radiation by electromagnetic radiation in a suitable wavelength range. It is also obvious that the combination hardening described in the introduction can be used.

Insbesondere kann es für ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft sein, wenn dieses weiterhin den folgenden Schritt umfasst, insbesondere parallel zu Schritt b):

e) Erfassen der Position der Messvorrichtung relativ zu der Leitung und insbesondere Erkennen und Erfassen der Position und der Abmessung mindestens einer Abzweigung der Leitung.

In particular, it may be advantageous for a method according to the invention if it also comprises the following step, in particular in parallel to step b):

e) detecting the position of the measuring device relative to the line and in particular detecting and detecting the position and the dimension of at least one branch of the line.

Ein Erfassen der Position der Messvorrichtung relativ zu der Leitung ist vorteilhaft für die Erstellung einer dreidimensionalen Abbildung derselben. Detecting the position of the measuring device relative to the conduit is advantageous for creating a three-dimensional image of the same.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte umfasst, insbesondere parallel zu Schritt b) oder Schritt e):

f) Erfassen der Position der Messvorrichtung relativ zu der Leitung durch Festlegen mindestens eines ersten Referenzobjekts, insbesondere eines Öffnungsendes der Leitung und/oder eines Auskleidungsschlauchs, und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu dem besagten Referenzobjekt durch die Lichtfeldkamera;
g) Erfassen eines örtlich zu dem ersten Referenzprojekt angeordneten zweiten Referenzobjekts und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu den besagten Referenzobjekten durch die Lichtfeldkamera; und optional
h) Erfassen eines örtlich zu dem ersten Referenzprojekt angeordneten weiteren Referenzobjekts und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu den zweiten Referenzobjekte und dem weiteren Referenzobjekt; sowie insbesondere
i) wiederhole des Schritts h) mit weiteren Referenzobjekten, wobei immer das älteste Referenzobjekt durch ein neues ersetzt wird.

It can be provided that the method according to the invention comprises the following steps, in particular in parallel to step b) or step e):

f) detecting the position of the measuring device relative to the line by setting at least a first reference object, in particular an opening end of the conduit and / or a lining tube, and determining the distance of the measuring device to the said reference object by the light field camera;
g) detecting a second reference object arranged locally relative to the first reference project and determining the distance of the measuring device to the said reference objects by the light field camera; and optional
h) detecting a further reference object arranged locally relative to the first reference project and determining the distance of the measuring device to the second reference objects and the further reference object; and in particular
i) repeat step h) with further reference objects, whereby always the oldest reference object is replaced by a new one.

Es hat sich gezeigt, dass eine Bestimmung der Position der Messvorrichtung mit höchster Präzision mittels der von der Messvorrichtung umfassten Lichtfeldkamera möglich ist. Dabei wird zunächst ein erstes Referenzobjekt erfasst und der Abstand desselben zu der Messvorrichtung bestimmt. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass es sich bei dem ersten Referenzobjekt um ein erstes Öffnungsende einer Leitung bzw. des Auskleidungssschlauchs handelt. Mit Bewegungen durch die, ggf. sanierte, Leitung wird ein weiteres Referenzobjekt erfasst, und der Abstand von dem ersten und zu dem weiteren Referenzobjekt bestimmt. Mit einem fortschreitenden Bewegen der Messvorrichtung durch die, ggf. sanierten, Leitung, wird immer eine weiteres Referenzobjekt erfasst, so dass beim Durchqueren der, ggf. sanierten, Leitung nach Erkennen eines Öffnungsendes immer ein n-tes und ein n + 1tes Referenzobjekt zur Positionsbestimmung der Messeinrichtung herangezogen werden kann. It has been found that it is possible to determine the position of the measuring device with the utmost precision by means of the light field camera encompassed by the measuring device. In this case, a first reference object is first detected and the distance of the same to the measuring device determined. It is particularly preferred that the first reference object is a first opening end of a line or of the lining hose. With movements through the, possibly rehabilitated, line another reference object is detected, and determines the distance from the first and to the other reference object. With a progressive movement of the measuring device through, possibly rehabilitated, line, another reference object is always detected, so that when crossing the, possibly rehabilitated, line after detecting an opening end always an n-th and n + 1th reference object for Position determination of the measuring device can be used.

Wie bereits ausgeführt weisen zu sanierende Leitungen grundsätzlich eine Vielzahl potentieller Referenzobjekte auf, beispielsweise auffällige Verschmutzungen, Abzweigungen, Rissen, etc.. Im Falle einer mit einem Auskleidungsschlauchs sanierten Leitungen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Auskleidungsschlauch an seiner Innenseite eine Vielzahl von in definierten Abständen angeordnete Markierungen aufweist, die als Referenzobjekte verwendet werden können. Dies können beispielsweise einfache farbliche Markierung sein, die in einem konstanten Abstand bei der Herstellung eines Auskleidungsschlauchs angebracht werden. Somit wird es auch bei sanierten Leitungen problemlos möglich, die exakte Position der Messeinrichtung innerhalb derselben zu bestimmen. As already stated, lines to be rehabilitated basically have a multiplicity of potential reference objects, for example conspicuous soiling, branches, cracks, etc. In the case of lines rehabilitated with a lining hose, it has proved to be particularly advantageous if the lining hose has a multiplicity of on its inside having markings arranged at defined intervals, which can be used as reference objects. These may be, for example, simple color markings which are applied at a constant distance in the manufacture of a lining tube. Thus, it is easily possible even with rehabilitated lines to determine the exact position of the measuring device within the same.

Es ist dabei für einen Fachmann offensichtlich, dass neben den beschriebenen Referenzobjekten auch eine Vielzahl weitere Referenzobjekte in Frage kommen, die entweder bereits in den, ggf. sanierten Leitungen, vorliegen, oder die von dem Benutzer an diesen angebracht werden, beispielsweise durch Aufkleber, einzeichnete Striche, etc. It is obvious to a person skilled in the art that, in addition to the described reference objects, a multiplicity of further reference objects are also possible, which are either already present in the lines which may have been renovated, or which are attached to them by the user, for example by stickers Dashes, etc.

Auch kann es vorteilhaft sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst, insbesondere parallel zu Schritt d):

j) Einbringen einer Freilegevorrichtung in die mit dem Auskleidungsschlauch ausgekleidete Leitung, wobei die Freilegevorrichtung optional von der der Messvorrichtung umfasst ist; und
k) Bewegen der Freilegevorrichtung zu dem Ort einer Abzweigung; und
l) Freilegen der Abzweigung mittels der Freilegevorrichtung.

It may also be advantageous for the method according to the invention also to comprise the following steps, in particular in parallel to step d):

j) introducing an exposure device into the conduit lined with the liner tube, the exposure device optionally being comprised by that of the measurement device; and
k) moving the exposure device to the location of a branch; and
l) exposing the branch by means of the exposure device.

Somit wird ein automatisiertes Freilegen von Abzweigungen ermöglicht, ohne dass es manueller Eingriffe durch einen Benutzer bedarf. Thus, an automated exposure of branches is possible without the need for manual intervention by a user.

Des weiteren kann es vorteilhaft sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren den folgenden Schritt umfasst, insbesondere parallel zu Schritt k):

m) Erfassen der Position der Freilegevorrichtung und/oder der Messvorrichtung relativ zu der Leitung und insbesondere Erkennen und Erfassen der Position und der Abmessung mindestens einer Abzweigung der Leitung, insbesondere durch Ausführung der Schritte f) bis i).

Furthermore, it may be advantageous for the method according to the invention to comprise the following step, in particular in parallel to step k):

m) detecting the position of the exposure device and / or the measuring device relative to the line and in particular detecting and detecting the position and the dimension of at least one branch of the line, in particular by performing steps f) to i).

Schließlich kann vorgesehen sein, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Messvorrichtung und/oder die Freilegevorrichtung autonom durch die sanierte Leitung bewegt wird und insbesondere ein automatisches Freilegen der Abzweigung durch eine autonome Steuerung der Freilegevorrichtung durch die Steuerungseinrichtung erfolgt. Finally, it can be provided that according to the inventive method, the measuring device and / or the Freilegevorrichtung is moved autonomously through the renovated line and in particular an automatic exposure of the branch by an autonomous control of the exposure device by the controller.

Auch liefert die Erfindung einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, zum Erfassen der Position und der Abmessungen von durch einen Auskleidungsschlauch verdeckten Abzweigungen in einem Leitungssystem und/oder zum anschließenden Freilegen der Abzweigungen mittels einer Freilegevorrichtung. The invention also provides a use of a measuring device according to the invention for the metrological detection of a conduit system, for detecting the position and dimensions of hidden by a lining hose branches in a conduit system and / or for subsequently exposing the branches by means of an exposure device.

Die in der voranstehenden Beschreibung uns den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the foregoing description and the claims may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 95/04646 [0005] WO 95/04646 [0005]
EP 23623 A [0005] EP 23623A [0005]
EP 1262708 A [0005] EP 1262708 A [0005]

Claims

Messvorrichtung zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend ein Kamerasystem mit mindestens einem Bildaufnahmeelement, das eine für elektromagnetische Strahlung sensitiven Fläche aufweist, und mit einer Mikrolinsen-Anordnung, die im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, so dass das Kamerasystem eine Lichtfeldkamera ausbildet, und weiterhin umfassend eine Datenverarbeitungseinrichtung, die aus einem mittels des Kamerasystems erfassten Bild einer beobachteten Szene mindestens zwei Teilbilder generiert und mittels der Teilbilder Objektentfernungen bestimmbar sind, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen eine dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems zu erzeugen. Measuring device for metrological detection of a line system, comprising a camera system with at least one image pickup element having a surface sensitive to electromagnetic radiation, and with a microlens array disposed in the beam path of the electromagnetic radiation, so that the camera system forms a light field camera, and further comprising a data processing device which generates at least two partial images from an image of an observed scene captured by the camera system and which can be determined by the partial image object distances, and wherein the data processing device is designed and set up to display a three-dimensional virtual representation of at least one section from scenes acquired by the camera system to generate at least one line of the pipe system.

Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass   die Messvorrichtung eine Positionserkennungseinrichtung umfasst oder mit dieser in Wirkverbindung steht, um die Position der Messvorrichtung und insbesondere deren Orientierung zu erfassen, wobei insbesondere die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, die Position der Messvorrichtung basierend auf Daten des Kamerasystems zu bestimmen. Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring device comprises a position detection device or is operatively connected to detect the position of the measuring device and in particular their orientation, in particular the data processing device is designed and set up, the position of the measuring device based on data of the Camera system to determine.

Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass   die Messvorrichtung eine Freilegevorrichtung umfasst, insbesondere umfassend einen Bohr- und/oder Fräskopf, ausgelegt und eingerichtet, um durch mindestens abschnittsweises Entfernen des Auskleidungsschlauch mindestens eine Abzweigung freizulegen. Measuring device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the measuring device comprises an exposure device, in particular comprising a drilling and / or milling head, designed and arranged to expose at least one branch by at least partially removing the lining tube.

Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass   die Freilegevorrichtung an einem beweglichen Ende eines in mindestens zwei, insbesondere drei Raumachsen beweglichen Roboterarms angeordnet ist, der insbesondere einklappbar ist und/oder mindestens ein teleskopartiges Armelement umfasst. Measuring device according to claim 3, characterized in that the uncovering device is arranged at a movable end of a movable in at least two, in particular three spatial axes robot arm which is in particular foldable and / or at least one telescopic arm element comprises.

Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass   die Messvorrichtung eine Antriebseinrichtung und insbesondere mindestens ein Rad umfasst, welches mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht oder bringbar ist.  Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device comprises a drive device and in particular at least one wheel, which is in operative connection with the drive device or can be brought.

Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um die Position der Messvorrichtung sowie der Freilegevorrichtung zu steuern oder zu regeln, so dass insbesondere ein autonomes Freilegen von Abzweigungen basierend auf von der Auswerteeinrichtung erzeugten Daten erfolgen kann. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing device is designed and set up to control or regulate the position of the measuring device and the exposure device, so that in particular an autonomous exposure of branches based on data generated by the evaluation device can take place.

Verfahren zum zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge: a) Einbringen einer Messvorrichtung umfassend eine Lichtfeldkamera, insbesondere einer Messvorrichtung gemäß einer der vorangehenden Ansprüche, in eine, insbesondere mit einem Auskleidungsschlauch, zu sanierende Leitung; und b) Bewegen der Messvorrichtung durch die sanierte Leitung zur messtechnischen Erfassung derselben mittels der mindestens einen Lichtfeldkamera, und insbesondere Erzeugen einer dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen; und c) Speichern der erfassten Informationen in einer Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere mindestens teilweise parallel mit Schritt b). Method for the metrological detection of a line system, comprising the following steps, in particular in this order: a) introducing a measuring device comprising a light field camera, in particular a measuring device according to one of the preceding claims, in a, in particular with a lining hose to be rehabilitated line; and b) moving the measuring device through the refurbished line for metrological detection of the same by means of the at least one light field camera, and in particular generating a three-dimensional virtual representation of at least a portion of at least one line of the line system from scenes detected by the camera system; and c) storing the acquired information in a data processing device, in particular at least partially in parallel with step b).

Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin umfassend den folgenden Schritt, insbesondere nach Schritt c) d) Einbringen einer Aushärteeinrichtung in die messtechnisch erfasste Leitung und thermisches Aushärten des Auskleidungsschlauchs und/ oder aushärten des Auskleidungssschlauchs mittels Strahlung durch die Aushärteeinrichtung. Method according to claim 7, further comprising the following step, in particular after step c) d) introducing a curing device into the metrologically detected line and thermally curing the liner tube and / or curing of the liner tube by means of radiation through the curing device.

Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, weiterhin umfassend den folgenden Schritt, insbesondere parallel zu Schritt b) e) Erfassen der Position der Messvorrichtung relativ zu der Leitung und insbesondere Erkennen und Erfassen der Position und der Abmessung mindestens einer Abzweigung der Leitung. The method of claim 7 or 8, further comprising the following step, in particular in parallel to step b) e) detecting the position of the measuring device relative to the line and in particular detecting and detecting the position and the dimension of at least one branch of the line.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere parallel zu Schritt b) oder Schritt e) f) Erfassen der Position der Messvorrichtung relativ zu der Leitung durch Festlegen mindestens eines ersten Referenzobjekts, insbesondere eines Öffnungsendes der Leitung und/oder eines Auskleidungsschlauchs, und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu dem besagten Referenzobjekt durch die Lichtfeldkamera; g) Erfassen eines örtlich zu dem ersten Referenzprojekt angeordneten zweiten Referenzobjekts und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu den besagten Referenzobjekten durch die Lichtfeldkamera; und optional h) Erfassen eines örtlich zu dem ersten Referenzprojekt angeordneten weiteren Referenzobjekts und Bestimmung des Abstands der Messvorrichtung zu den zweiten Referenzobjekte und dem weiteren Referenzobjekt; sowie insbesondere i) wiederhole des Schritts h) mit weiteren Referenzobjekten, wobei immer das älteste Referenzobjekt durch ein neues ersetzt wird.  A method according to claim 9, characterized by comprising the following steps, in particular parallel to step b) or step e) f) detecting the position of the measuring device relative to the line by setting at least a first reference object, in particular an opening end of the conduit and / or a Lining tube, and determining the distance of the measuring device to said reference object by the light field camera; g) detecting a second reference object arranged locally relative to the first reference project and determining the distance of the measuring device to the said reference objects by the light field camera; and optionally h) detecting a further reference object arranged locally relative to the first reference project and determining the distance of the measuring device the second reference objects and the further reference object; and in particular i) repeating step h) with further reference objects, always replacing the oldest reference object with a new one.

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiterhin umfassend die folgenden Schritte, insbesondere parallel zu Schritt d) j) Einbringen einer Freilegevorrichtung in die mit dem Auskleidungsschlauch ausgekleidete Leitung, wobei die Freilegevorrichtung optional von der der Messvorrichtung umfasst ist; und k) Bewegen der Freilegevorrichtung zu dem Ort einer Abzweigung; und l) Freilegen der Abzweigung mittels der Freilegevorrichtung. Method according to one of claims 7 to 10, further comprising the following steps, in particular in parallel to step d) j) introducing an exposure device into the conduit lined with the liner tube, the exposure device optionally being comprised by that of the measurement device; and k) moving the exposure device to the location of a branch; and l) exposing the branch by means of the exposure device.

Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend den Schritt, insbesondere parallel zu Schritt k): m) Erfassen der Position der Freilegevorrichtung und/oder der Messvorrichtung relativ zu der Leitung und insbesondere Erkennen und Erfassen der Position und der Abmessung mindestens einer Abzweigung der Leitung, insbesondere durch Ausführung der Schritte f) bis i). The method of claim 11, further comprising the step, in particular in parallel to step k): m) detecting the position of the exposure device and / or the measuring device relative to the line and in particular detecting and detecting the position and the dimension of at least one branch of the line, in particular by performing steps f) to i).

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei   die Messvorrichtung und/oder die Freilegevorrichtung autonom durch die sanierte Leitung bewegt wird und insbesondere ein automatisches Freilegen der Abzweigung durch eine autonome Steuerung der Freilegevorrichtung durch die Steuerungseinrichtung erfolgt.   Method according to one of claims 6 to 12, wherein the measuring device and / or the exposure device is moved autonomously through the rehabilitated line and in particular an automatic exposure of the branch by an autonomous control of the exposure device by the control device.

Verwendung einer Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems, zum Erfassen der Position und der Abmessungen von durch einen Auskleidungsschlauch verdeckten Abzweigungen in einem Leitungssystem und/oder zum anschließenden Freilegen der Abzweigungen mittels einer Freilegevorrichtung. Use of a measuring device according to one of claims 1 to 6 for the metrological detection of a line system, for detecting the position and dimensions of covered by a lining hose branches in a line system and / or for subsequently exposing the branches by means of an exposure device.