DE102018219791A1

DE102018219791A1 - Verfahren zum Markieren eines Bereichs eines Bauteils

Info

Publication number: DE102018219791A1
Application number: DE102018219791.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Voit; Marco Pattke; Gerrit Holzbach; Christian Lengenfelder; Manuel Martin
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-05-20
Also published as: WO2020104384A1

Abstract

Ein Verfahren zur Markierung eines Bereichs eines Bauteils umfasst die folgenden Schritte:- Bestimmen (110) einer Position des Bauteils im Raum;- manuelles Markieren (120) des Bereichs (10a) mittels eines Markers (12m);- Erfassen (130) des Markers (12m) und Erkennen der Position des Markers (12m); und Berechnen einer Positionsinformation, die die Position des Markers (12m) in Relation zu dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") und damit des zu markierenden Bereichs (10a) auf dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") beschreibt.

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zum Markieren eines Bauteils und eine entsprechende Vorrichtung, wie z. B. einen Laserpointer mit erweiterter Funktionalität. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein entsprechendes System.
In der Produktion / Fertigung werden Bauteile produziert, die im Anschluss auf Fehler überprüft werden. In vielen Anwendungsfeldern gibt es etliche Verfahren zur automatischen Fehlerinspektion. In vielen Anwendungsgebieten lässt sich aber eine menschliche Fehlerprüfung nicht durch Automatismen ersetzen. Z. B. weil die Fehler vom Menschen dahin gehend bewertet werden müssen, ob Nacharbeit notwendig ist. Oder weil die Fehler noch nicht automatisiert erkannt werden können. Oder weil eine menschliche Fehlerprüfung die automatische ergänzt, um die restlichen x Prozent der nicht automatisch detektierten Fehler aufzufangen und den Fehlerschlupf zu reduzieren.
Die Fehlerprüfung geschieht in den Betrieben sehr unterschiedlich. Beispielsweise werden produzierte Stoßfänger wie folgt geprüft:

Eine Charge produzierter Stoßfänger wird dem Prüfer bereitgestellt. Der Prüfer nimmt einen Stoßfänger und legt ihn auf seinen gummierten Prüftisch. Über ihm ist ein Streifenlicht angebracht, das sich im lackierten Stoßfänger widerspiegelt. Der Prüfer bewegt den Stoßfänger unter dem Streifenlicht und beobachtet die Reflektionen. Bei einer glatten und perfekten Oberflache erscheinen die Reflektionen ohne Störungen. Pickel, Kratzer, Spucker oder andere Fehler erscheinen hingegen deutlich sichtbar in fehlerhaften und verzerrten Reflektionen. Der Prüfer legt den Stoßfänger ab, geht zu einem nahe stehenden PC und trägt in einer Eingabemaske die Fehler auf dem Stoßfänger ein. Dazu dokumentiert er den Fehlerort und die Fehlerart.

Dieser Ablauf ist in verschiedenen Varianten anzutreffen: exakte Fehlerpositionsangabe in der Software anhand eines Klicks auf ein 3D-Modell. Positionsangabe anhand eines Klicks in einen Quadranten, der sich durch ein Gitter ergibt, das schlicht auf ein Abbild des Bauteils in der Software dargestellt wird. Anstatt einer softwareseitigen Dokumentation gibt es auch rein papierbasierte, die nicht digitalisiert werden - der Prüfer führt dann während der Prüfung oder hiernach händisch Protokoll. Oder es werden Aufkleber auf die Fehlerstellen geklebt, die hinterher abgezogen werden müssen. Oder die Dokumentation ist sogar derart unspezifisch, dass das Bauteil nur mit einem Aufkleber versehen wird: „in Ordnung“ (i.O.) oder „nicht in Ordnung“ (n.i.O.), und eine Fehlerpositionsangabe entfällt komplett.
Im Zuge einer zunehmenden Digitalisierung ist eine feingranulare und vollständige Fehlerdokumentation vorteilhaft. Nachbesserungsarbeiten haben eine feinbestimmte Positionsangabe - ggf. können Nachbesserungen damit sogar automatisiert werden. Zudem erscheint die Verarbeitungskette bei digitaler Dokumentation schlanker und effektiver. Die Eingabe der Fehler durch den Prüfer in seinen PC ist allerdings mühsam, selbst fehleranfällig und durch die Nutzung einer hierfür dedizierten Maschine unpräzise.
Eine präzise Dokumentation würde geschehen, wenn der Prüfer direkt auf dem Bauteil den Fehler markiert - z. B. durch einen Aufkleber - das aber in irgendeiner digitalen Form durchführen könnte.
Im Stand der Technik gibt es die herkömmliche Papierdokumentation während der Prüfung. 1 zeigt ein Beispiel eines Prüfprozesses für einen Stoßfänger. Der Stoßfänger wird unter Streifenlicht inspiziert. Gefundene Fehler werden anschließend in einem Papierbogen oder in einer Software eingetragen und dokumentiert. Dabei geht Genauigkeit verloren und die Dokumentation kostet zusätzliche Arbeitszeit. Es wäre effektiver, wenn die angezeigte Fehlerstelle direkt erfasst würde - wie durch eine Zeigegeste. Eine Zeigegeste hat allerdings den Nachteil, dass nur die Fehlerposition und nicht weitergehende Fehlerattribute angegeben würden. Hier ist eine zusätzliche Eingabe nötig - vorzugsweise mit einer Anzeige, die Feedback zur Angabe gibt. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zur Markierung eines Bereichs eines Bauteils und insbesondere zur Dokumentation des markierten Bereichs in einem Prüfprozess zu schaffen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Verfahren zum Markieren eines Bereichs eines Bauteils (z. B. eines optisch zu überprüfenden/zu untersuchenden Bauteils wie beispielweise einer Stoßstange). Der zu markierende Bereich kann beispielsweise ein Punkt auf dem Bauteil sein, der einen Bauteilfehler aufweist, bzw. allgemein ein Bereich mit einem Bauteilfehler wie zum Beispiel einem Lackierfehler. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Bestimmen einer Position des Bauteils im Raum;
- manuelles Markieren des Bereichs mittels eines Markers (z. B. mittels eines Lichtpunktes, der durch einen Laser ausgesendet wird);
- Erfassen, beispielsweise optisches Erfassen, des Markers und Erkennen der Position des Markers (im Raum); und
- Berechnen einer Positionsinformation, die die Position des Markers in Relation zu dem Bauteil und damit des zu markierenden Bereichs auf dem Bauteil beschreibt.

Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Marker ein Lichtpunkt, der optisch, d. h. unter Zuhilfenahme einer Kamera, erfasst werden kann. Insofern ist entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen das Erfassen durch ein optisches Erfassen (z. B. mittels einer Kamera) realisiert. Entsprechend alternativen Ausführungsbeispielen wäre es auch möglich, die Lage der den Laserpunkt bzw. allgemein den Marker erzeugenden Vorrichtung (Laserpointer) zu erfassen (z. B. mittels eines Gyroskops oder andere Sensorik) und so einen Rückschluss auf die Position des Markers zuzulassen.
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei der optischen Begutachtung von Bauteilen, wie zum Beispiel Stoßstangen, möglich ist, einen Bereich oder einen Punkt (z.B. eine Fehlstelle) mittels eines Markers zu markieren, wobei dieser Marker mittels unterschiedlicher Systeme, wie zum Beispiel eines optischen Detektionssystem, hinsichtlich seiner Position untersucht werden kann, um die Position entsprechend zu dokumentieren und abzuspeichern. Hieraus ergibt sich der entscheidende Vorteil, dass direkt am Bauteil eine Fehlerdokumentation in digitaler Form erfolgen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem Laserpointer kann der Prüfer durch den sichtbaren Laserpointer mit hoher Genauigkeit den Fehlerpunkt markieren und hat auch einen direkten Blick auf den Fehler, anstatt sich den Ort zu merken und diesen später in den Computer eintragen zu müssen.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Schritt des manuellen Markierens das Auslösen eines Laserpointers, um einen Lichtpunkt als Marker auszugeben. Hierbei kann entsprechend zusätzlichen Ausführungsbeispielen gleich das Erfassen bzw. das optische Erfassen des Markers durch das Auslösen des Laserpointers ausgelöst werden.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Position des Bauteils optisch bestimmt werden, was insbesondere dann prädestiniert ist, wenn auch der Marker optisch erfasst wird. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ermöglicht das optische Erfassen der Position des Bauteils auch ein optisches Checken des Bauteils, so dass die Position eines Bauteils auch während einer Bewegung bestimmbar ist. Bei dem Gedanken an eine Stoßstange wird beispielsweise klar, dass hier häufig Fehler nur in der Bewegung ausgehend von Lackreflektionen erkennbar sind. Insofern ist das hier erläuterte Verfahren auf vorteilhafte Weise auf derartige Prüfkonzepte anwendbar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Projizierens einer Information oder eines Auswahlmenüs an oder neben dem Bereich oder allgemein auf das Bauteil. Das Projizieren kann beispielsweise mittels eines stationär angeordneten Projektors oder mittels eines in die Markiermittel eingebrachten Projektors erfolgen. Durch dieses Projizieren wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass eine Art User Interface angezeigt wird, das es ermöglicht, über die reine Objektmarkierung hinaus Attribute, die beispielsweise den Fehler beschreiben, anzugeben. Die Fehlerannotation erfolgt also intuitiv, direkt an der Linie, unmittelbar auf dem Bauteil und ohne Verzögerung des eigentlichen Prüfprozesses. Hierdurch kann eine sekundäre Dokumentation entfallen.
Anhand des Ausführungsbeispiels mit dem Auswahlmenü bzw. mit dem User Interface wird klar, dass das Verfahren entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen auch den Schritt des manuellen Eingebens einer Information bezüglich des Bereichs umfasst. Dieses Eingeben kann z. B. unter Verwendung von an dem Laserpointer angebrachten Eingabemitteln, beispielsweise einem Scrollrad, erfolgen oder auch direkt über das projizierte Auswahlmenü unter Verwendung eines Bestätigungsknopfes und der Markierung als Zeigeelement.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft ein System umfassend eine Kamera, Markiermittel wie zum Beispiel einen Laserpointer und eine Berechnungseinheit. Die Berechnungseinheit ist ausgebildet, eine Position des Bauteils im Raum zu berechnen oder zu erkennen, während die Markiermittel ausgebildet sind, einen Bereich des Bauteils mittels eines Markers, z. B. eines Laserpointers, zu markieren. Die Kamera ist weiter ausgebildet, den Marker optisch zu erfassen und die Position desselben zu bestimmen. Mittels Berechnungseinheit wird dann eine Positionsinformation berechnet, die die Position des Markers in Relation zu dem Bauteil und damit des markierten Bereichs auf dem Bauteil beschreibt.
Wie bereits angedeutet, können die Markiermittel entsprechend Ausführungsbeispiel einen Laserpointer umfassen. Bei den weiteren Ausführungsbeispielen umfasst das System auch noch einen Projektor oder einen in die Markiermittel integrierten Projektor, der ausgebildet ist, Informationen wie z. B. ein Auswahlmenü an dem Bereich oder neben dem Bereich oder auf das Bauteil zu projizieren. Entsprechend zusätzlichen Ausführungsbeispielen können Auswahlmittel vorgesehen sein, um mittels diesen eine Information zu dem Bereich manuell einzugeben. Dieses Auswahlmittel kann beispielsweise in das Markiermittel integriert sein, so dass hier die Auswahl direkt erfolgen kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel beschreibt ein Computerprogramm zur Durchführung eines oder mehrerer Schritte des oben erläuterten Verfahrens.
Weitere Abbildungen sind unten entsprechend definiert, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

1a eine exemplarische Darstellung eines Prüfplatzes;
1b ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur Unterstützung eines Prüfprozesses gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
1c ein schematisches Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens beim Markieren eines Bereichs eines Bauteils gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;
2a und 2b eine schematische Darstellung eines Laserpointers als Prüfmittel gemäß Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Illustration eines Prüfplatzes unter Verwendung eines Systems zur Markierung eines Bereichs gemäß Ausführungsbeispielen; und
4 eine schematische Darstellung eines Prüfplatzes unter Verwendung eines projizierten Auswahlmenüs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an der beiliegenden Zeichnung erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleich wirkende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist.
1a zeigt einen exemplarischen Prüfprozess von Stoßfängern. Das Bauteil 10 bzw. der Stoßfänger 10 wird beispielsweise unter Streiflicht inspiziert, wobei gefundene Fehler wie z. B. der Fehler an Stellen, an die gezeigt wird, anschließend dokumentiert werden müssen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass insbesondere bei derartigen Streiflichtbegutachtungen das Objekt 10 bewegt wird, um die Fehler besser sichtbar zu machen.
Nachfolgend wird ein Ansatz entsprechend dem neuen Konzept bezugnehmend auf 1b erläutert. 1b stellt die Basiskonfiguration eines Prüfplatzes dar, in welchem sich ein Bauteil 10 befindet, das von einem Werker (nicht dargestellt) untersucht werden soll. Der Werker wird in Bezug auf die Dokumentation durch ein Dokumentationssystem unterstützt, das in der einfachsten Konfiguration Markiermittel 12 (hier ein Laserpointer 12) sowie Erfassungsmittel (hier eine Kamera 16) umfasst. Die Markiermittel 12 können durch den Werker beliebig ausgerichtet werden, wobei die Kamera 16 vorzugsweise so auf das Objekt 10 gerichtet ist, dass dieses das gesamte Objekt 10 (in seinem Bewegungsbereich) erfasst.
Das Objekt 10 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Stoßfänger. Das Objekt 10 ist im Raum positioniert, wobei die Position entweder bestimmt wird, z. B. optisch, oder einfach dem System bekannt ist. In diesem Zusammenhang sei auch auf das in 1c illustrierte Verfahren 100 verwiesen. Der Schritt des Bestimmens der Position des Bauteils ist mit dem Bezugszeichen 110 markiert und stellt den initialen Schritt in dem Verfahren 100 dar.
Exemplarisch sei angenommen, dass das Objekt 10 in dem Bereich 10a einen Fehler aufweist, der zu dokumentieren ist. Dieser Bereich 10a wird mittels Markiermitteln wie beispielsweise dem hier dargestellten Laserpointer 12 markiert. Der Laserpointer 12 sendet einen Laserstrahl 121 aus, der einen Marker 12m auf das Objekt wirft. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass andere Markiermittel wie beispielsweise ein einfaches Zeigeelement verwendet wird. Dieser Schritt des Markierens ist, wenn man von dem Flussdiagramm aus 1c ausgeht, der zweite Basisschritt und mit dem Bezugszeichen 120 markiert.
In einem nächsten Schritt (vgl. Schritt 130) wird dann die Position des Markers 12m erfasst. Dies kann beispielsweise optisch erfolgen, indem zuerst der Marker erfasst wird und dann ausgehend hiervon eine Position des Markers in Relation zu dem Bauteil berechnet wird. Diese Relation kann gespeichert werden und dient zu Dokumentationszwecken, wo an den Bauteilen ein Fehler vorliegt.
Wie bereits oben angedeutet, kann das Markiermittel als Laserpointer ausgeführt sein. Ein Markiermittel mit erweitertem Umfang ist beispielsweise in 2a und 2b dargestellt.
2a und 2b zeigen einen prototypischen Laserpointer 12 mit Tasten 12t zur Interaktion. Der eigentliche Laserpointer ist als kleine zusätzliche Komponente 12lp an der Fernbedienung angebracht. Die Tasten 12t zur Interaktion dienen dazu, beispielsweise einen Fehler zu markieren, also den Laserpointer auszulösen, oder auch dazu, Zusatzinformationen zu dokumentieren. Als Zusatzinformation kann beispielsweise eine Beschreibung des Fehlers eingegeben werden, die dann als Metainformationen zu dem markierten Bereich mit der Position mitgespeichert wird.
Auch wenn bei obigen Ausführungsbeispielen davon ausgegangen wird, dass der Marker 12m bzw. Laserpunkt optisch, hier mithilfe einer Kamera 16, erkannt wird, so kann das Erkennen auch anders erfolgen. Beispielsweise wäre es denkbar, dass in die Laserpointer/in die Markiermittel 12 ein Gyroskop eingelassen ist, das die Position/Ausrichtung im Raum des Markiermittels 12 ermittelt und das so erkennt, auf welche Stelle am Bauteil augenblicklich gezeigt wird.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wäre es auch denkbar, dass diese Zusatzinformation nicht nur über eine Taste eingegeben wird, sondern auch durch ein Auswahlmenü oder allgemein ein Menü unterstützt wird. Dieses Menü kann entsprechend Ausführungsbeispielen auf das Bauteil projiziert werden, wie 3 zeigt.
3 zeigt einen Werker 8, der die Bauteile (hier Türen) 10'a, 10'b und 10'c untersucht. Diese Türen 10'a bis 10'c werden mittels eines Fließbands weiterbefördert, so dass klar wird, wozu die Position des Bauteils 10'a bis 10'c erkannt werden muss bzw. bekannt sein sollte. Bei der hier dargestellten Variante wird der Fehler auf den Bauteilen 10'a bis 10'c wiederum unter Zuhilfenahme eines Laserpointers 12 markiert, der die Markierung 12m auf das Bauteil 10'a projiziert. Die Projektion ist in der vergrößerten Darstellung mit dem Bezugszeichen 15 markiert. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Projektion 15 beispielsweise mittels eines in den Laserpointer/in das Markiermittel 12 integrierten Projektors oder mittels eines zusätzlichen extern angeordneten Projektors erfolgen kann. Mittels der Projektion 15 wird auf das Bauteil 10'a ein User Interface, z. B. zur Fehlerattributierung, dargestellt. Die Kamera 16, die beispielsweise neben dem Projektor 14 angeordnet sein kann, erfasst die Bauteile 10'a bis 10'c auf dem Fließband und gibt so dem System vor, wohin projiziert werden kann. Eine Projektion ist im Prinzip auf jede freie Stelle des Bauteils möglich, wobei vorzugsweise die Projektion da erfolgt, wo der Marker 12m hinzeigt, bzw. in der unmittelbaren Umgebung.
Nachfolgend wird ausgehend von der Verwendung eines Laserpointers 12 als Markiermittel in Kombination mit einer Kamera 16 und einem Projektor 14 das System entsprechend einer bevorzugten Variante hinsichtlich seiner Funktionalität erläutert. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist über dem zu prüfenden Bauteil 12'a bis 12'c sowohl die Kamera als auch der Projektor angebracht und zueinander kalibriert. Mittels eines Berechnungseinheit wird im Kamerabild das Bauteil 10'a bis 10'c (je nachdem, welches Bauteil gerade untersucht wird) erfasst, wenn dieses auf den Prüftisch gelegt ist und/oder z. B. vom Prüfer zu der Prüfposition bewegt wird. Ausgehend hiervon weiß nun die Berechnungseinheit, an welcher Position und mit welcher Orientierung das Bauteil vorliegt.
Findet der Prüfer 8 einen Fehler, zeigt er mit dem Laserpointer 12 auf den Fehler und klickt eine entsprechende Taste (vgl. 12t), die am Laserpointer 12 angebracht ist. Der helle Punkt des Laserpointers 12m wird ebenfalls im Kamerabild vom Computersystem erfasst. Der angezeigte Fehlerort wird also bei Tastendruck sofort erkannt und kann in einem 3D-Modell des Bauteils 10'a bis 10'c an präziser Stelle verankert werden. Bei der optionalen Variante mit dem Projektor wird durch denselben nahe am Fehlerpunkt bzw. Markierpunkt 12m ein angepasstes Auswahlmenü angezeigt, um nun Fehlerattribute wie z. B. Fehlerart, Fehlerschwere etc. anzuheften. Am Laserpointer 12 sind hierfür zusätzliche Tasten 10t, z. B. Cursortasten oder ein Mausrad, angebracht, mit denen der Prüfer durch das Menü 15 iterieren kann und die jeweilige Option auswählen und bestätigen kann. Die Information wird direkt an der Fehlerposition angeheftet und im digitalen System gespeichert. Das dahinterstehende System zur Fehlerspeicherung ist im Regelfall betriebsabhängig.
Das im Zusammenhang mit 3 diskutierte Verfahren kann beispielsweise wie folgt zusammengefasst werden:

- Kamerasystem trackt Bauteil 10', Prüfer 8 inspiziert Bauteil und findet Fehler;
- Prüfer zeigt mit Laserpointer 12 auf Fehlerstelle und setzt also den Marker 12m;
- Kamerasystem trackt Laserpointer und zeigt Prüfer um den Laserpointer an, dass er erfolgreich getrackt wird;
- Prüfer drückt Knopf auf dem Laserpointer, um Fehler zu annotieren;
- Projektor zeigt an markierter Stelle ein Menü zur Angabe von Metainformationen an;
- Prüfer bedient Menü mittels Cursortasten an Laser; und
- Alle Eingaben werden in QS-Systemen gespeichert.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird von einem vollintegrierten Aufbau ausgegangen, bei dem der Projektor 14 (Pico-Beamer) in den Laserpointer 12 / das Zeigeelement integriert ist. Wenn die Position der Markierung mittels in den Laserpointer integrierter Sensorik erkannt wird, bedarf es keiner extra Kamera zur Bestimmung der Position der Markierung. Um ausgehend von eine so integrierten Ansatz die Position des Bauteils zu bestimmen, wäre es sinnvoll das Bauteil auf einer bekannten / vordefinierten Position zu positionieren, um den Zusatzschritt des Bestimmens der Bauteilposition zu vermeiden.
4 zeigt einen alternativen Anwendungszweck, nämlich bei der Endkontrolle der Fahrzeugproduktion. Hier kann der Prüfer 8 überall auf der Karosserie 10" mit dem Laserpointer 12 eine Stelle markieren (vgl. Marker 12m). Es wird wiederum mittels eines Projektors 14 ein Auswahlmenü 15' auf das Bauteil 10" projiziert. Neben dem Projektor 14 ist die Kamera 16 angebracht, die ausgewählt ist, den Marker 12m zu erfassen und gleichzeitig auch das Bauteil 10". An dieser Stelle sei angemerkt, dass die hier dargestellte Kamera und der Projektor vorzugsweise zueinander kalibriert sind, um so eine gute Erkennung zu ermöglichen.
Dadurch, dass sowohl die Kamera das Bauteil 10" als auch den Marker 12m optisch detektiert, kann gleich die Relation der Markierung 12m zu dem Bauteil bestimmt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die mit der Kamera 16 verbundene Berechnungseinheit eine Positionserkennung des Bauteils 10", z. B. anhand der Kanten, bestimmt, so dass nicht nur die visuelle Übereinstimmung von Bauteil 10" und Marker 12m erhalten wird, sondern auch die Position des Markers 12m zu der Geometrie des Bauteils 10" beschreibbar ist.
Das hier dargestellte Projektionsmenü 15' ist gegenüber dem Projektionsmenü aus 3 etwas angepasst. Hierbei befinden sich die unterschiedlich auszuwählenden Felder in ineinander geschachtelten/konzentrischen Kreisen. Die Auswahl jedes Feldes kann entweder über die Auswahlknöpfe an dem Laserpointer 12 oder durch Positionieren des Markers 12m auf dem jeweiligen Feld erfolgen. Dies stellt eine Art Zeigegeste dar, wobei entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen die Zeigegeste natürlich auch anders ausgeführt sein kann.
An dieser Stelle noch einmal in Bezug auf den Marker 12m erwähnt, dass der Marker auch durch eine Zeigegeste alleine an dem Bauteil angeheftet werden kann. Beispielsweise wäre es denkbar, dass mittels der Kamera 16 ein Zeigestift oder auch nur ein Finger der Prüfers 8 erkannt wird und als Markierung interpretiert wird.
Das Verfahren bei dem gestenbasierten Ansatz lasst sich beispielsweise wie folgt beschreiben:

- Prüfer 8 inspiziert Bauteil/Stoßfänger 10";
- Bei erkanntem Fehler zeigt Prüfer 8 auf den Fehler und setzt hierbei die Marke 12m;
- Position und Orientierung des Bauteils werden kamerabasiert erkannt (z. B. unter Verwendung eines CAD-Modells und/oder im 3D-Raum getrackt);
- Zeigegeste des Prüfers wird von dem Kamerasystem erkannt, das beispielsweise anhand des Erkennens eines 3D-Vektors des Unterarms erfolgt;
- durch Stoßpunkt von Unterarm und Bauteil wird berechnet;
- 3D-Position des Fehlers wird in digitales Annotationssystem eingetragen; und
- nachfolgend erfolgt die Projektion des Auswahlmenüs, um die Metainformationen eingeben zu können. Dieses Eingeben kann z. B. durch Zeigen auf ein entsprechendes Feld des Auswahlmenüs 15' erfolgen.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann bei der Projektion die Geometrie des Bauteils mitberücksichtigt werden. Wenn beispielsweise ein Auswahlmenü auf ein gekrümmtes Bauteil projiziert wird, kann eine Vorverzerrung erfolgen. Auch kann entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen berücksichtigt werden, dass eine Projektion in Bezug auf die Markierung 12m so erfolgt, dass die Projektion 15 immer auf dem Bauteil 10" liegt, unabhängig davon, ob der Werker 8 gerade am Rand oder in der Mitte des Bauteils 10' seine Markierung setzt. Um dies zu gewährleisten, kann beispielsweise die Relativposition variieren, so dass, wenn am oberen Bauteilrand 10' eine Markierung gesetzt wird, die Projektion unterhalb erfolgt, während sonst die Markierung immer oberhalb erfolgt. Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Projektion 15 unter Berücksichtigung des Bauteils 10" erfolgt, wobei einerseits eine Verzerrung und andererseits eine Relativposition zu dem Marker 12m variiert werden kann. Vorzugsweise ist das User Interface also responsive und passt sich an die Größe und die Verfügbarkeit der freien Projektionsflächen auf dem Bauteil an.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein System, z.B. mit Markiermitteln und Detektiermitteln. Diese Einzelkomponenten können beispielsweise mittels Funk kommunizieren.
Bevorzugte Anwendungen für obige Ausführungsbeispiele ist die Qualitätssicherung in der Produktion bzw. Fertigung. Hierbei können unterschiedliche Bauteile wie zum Beispiel große Bauteile (Karosseriebauteile) oder auch kleine Bauteile wie Platinen oder Elektronikkomponenten untersucht werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nicht-vergänglich bzw. nichtvorübergehend.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein.
Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
10a: Bereich
10, 10'a, 10'b, 10'c, 10": Bauteil
12m: Marker
110: Bestimmen
120: Markieren
130: Erfassen
16: Kamera
12: Laserpointer
14: Projektor
12: Markiermittel

Claims

Verfahren (100) zum Markieren (120) eines Bereichs (10a) eines Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10"), mit folgenden Schritten: Bestimmen (110) einer Position des Bauteils im Raum; manuelles Markieren (120) des Bereichs (10a) mittels eines Markers (12m); Erfassen (130) des Markers (12m) und Erkennen der Position des Markers (12m); und Berechnen einer Positionsinformation, die die Position des Markers (12m) in Relation zu dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") und damit des zu markierenden Bereichs (10a) auf dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") beschreibt.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Marker (12m) durch einen Lichtpunkt oder einen mittels eines Lasers ausgesendeten Lichtpunkts geformt ist.
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das manuelle Markieren den Unterschritt des Auslösens eines Laserpointers (12) umfasst, um einen Lichtpunkt als Marker (12m) auszugeben.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 3, wobei der Schritt des Erfassens (130) ausgelöst wird durch das Auslösen des Laserpointers (12).
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bereich (10a) ein Punkt ist; und/oder wobei der Bereich (10a) einen Bauteilfehler aufweist und/oder wobei der Bereich (10a) ein Punkt ist, an welchem ein Bauteilfehler vorliegt.
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei Erfassen (130) ein optisches Erfassen oder ein optisches Erfassen mittels einer Kamera (16) umfasst; wobei Erfassen (130) ein Erfassen einer räumlichen Lage von Zeigemitteln oder ein Erfassen einer räumlichen Lage von Zeigemitteln mittels eines Gyroskops umfasst.
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bestimmen (110) der Position des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") den Unterschritt des optischen Erfassens (130) des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") umfasst.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 7, wobei der Schritt des optischen Erfassens (130) des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") den Unterschritt des optischen Trackens des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") umfasst, so dass die Position des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") auch während einer Bewegung bestimmbar ist.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das optische Erfassen (130) das Bestimmen (110) einer Orientierung und/oder einer Ausrichtung des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") im dreidimensionalen Raum aufweist.
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren (100) den Schritt des Projizierens einer Information und/oder eines Auswahlmenüs an oder neben dem Bereich (10a) oder auf das Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") aufweist.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 10, wobei das Auswahlmenü unterschiedliche Fehlertypen umfasst.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Projizieren um eine Verzerrung verzerrt erfolgt, wobei die Verzerrung abhängig von der Form des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") ist.
Verfahren (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt des manuellen Eingebens einer Information bezüglich des Bereichs (10a) umfasst; und/oder wobei das Verfahren (100) den Schritt des manuellen Eingebens einer Information über den Bereich (10a) umfasst und das manuelle Eingeben mittels eines projizierten Auswahlmenüs erfolgt.
Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (100) nach einem der vorherigen Schritte.
System umfassend eine Kamera (16), Markiermittel (12) und eine Berechnungseinheit, wobei die Berechnungseinheit eine Position eines Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") im Raum kennt oder ausgebildet ist, eine Position eines Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") im Raum zu bestimmen (110), wobei die Markiermittel (12) ausgebildet sind, um einen Bereich (10a) des Bauteils (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") mittels eines Markers (12m) zu markieren; wobei die Kamera (16) ausgebildet ist, den Marker (12m) optisch zu erfassen (130) und die Position des Markers (12m) zu erkennen; wobei die Berechnungseinheit ferner ausgebildet ist, eine Positionsinformation zu berechnen, die die Position des Markers (12m) in Relation zu dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") und damit des markierten Bereichs (10a) auf dem Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") beschreibt.
System gemäß Anspruch 15, wobei die Markiermittel (12) einen Laserpointer (12) umfassen; und/oder wobei das System einen Projektor (14) oder einen in die Markiermittel (12) integrierten Projektor (14) umfasst, der ausgebildet ist, eine Information und/oder ein Auswahlmenü an dem Bereich (10a), neben dem Bereich (10a) oder auf das Bauteil (10, 10'a, 10'b, 10'c, 10") zu projizieren.
System gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das System Auswahlmittel umfasst, mittels welchen eine Information zu dem Bereich (10a) manuell eingebbar ist; und/oder wobei die Markiermittel (12) Auswahlmittel umfassen, so dass über diese und/oder über ein Auswahlmenü eine Information zu dem Bereich (10a) eingebbar ist.