DE102019111499A1 - Measuring device and method for three-dimensional measurement of objects - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Sensor (3), der mindestens eine Projektionseinheit (4) zur Projektion mindestens eines flächenhaften Musters auf ein zu vermessendes Objekt (2), sowie mindestens eine Bildaufnahmeeinheit (5, 6) zur Aufnahme von jeweils mindestens einem Messbild des Objektes (2) mit dem aufprojizierten Muster hat, wobei die Projektionseinheit 4 und die mindestens eine Bildaufnahmeeinheit (5, 6) mechanisch starr miteinander verbunden sind. Der topometrische Sensor (3) ist zum Erfassen von dreidimensionalen Messdaten des Objekts (2) durch topometrische Messungen eingerichtet, indem in einem ersten Messvolumen (14) Messbilder von mindestens einem, von einer Projektionseinheit (4) auf das Objekt projizierten Muster mit mindestens einer Bildaufnahmeeinheit (5, 6) aufgenommen werden und wobei die Messeinrichtung (1) dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Messvolumen (16) Bilder von Referenzmarken (8) mit mindestens einer der zur topometrischen Messung eingerichteten Bildaufnahmeeinheiten (5, 6) aufzunehmen und Koordinaten der Referenzmarken (8) im zweiten Messvolumen aus diesen Bildern zu ermitteln, wobei das erste Messvolumen (14) und das zweite Messvolumen (16) sich hinsichtlich Größe und/oder Lage zum topometrischen Sensor (3) unterscheiden.The invention relates to a measuring device (1) for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric sensor (3), the at least one projection unit (4) for projecting at least one planar pattern onto an object (2) to be measured, and at least one image recording unit (5) 6) for recording at least one measurement image of the object (2) with the projected pattern, the projection unit 4 and the at least one image recording unit (5, 6) being mechanically rigidly connected to one another. The topometric sensor (3) is designed to acquire three-dimensional measurement data of the object (2) by means of topometric measurements, in that in a first measurement volume (14) measurement images of at least one pattern projected onto the object by a projection unit (4) with at least one image recording unit (5, 6) and wherein the measuring device (1) is set up to record images of reference marks (8) in a second measuring volume (16) with at least one of the image recording units (5, 6) set up for topometric measurement and to record the coordinates of the reference marks (8) to be determined in the second measurement volume from these images, the first measurement volume (14) and the second measurement volume (16) differing in terms of size and / or position relative to the topometric sensor (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung und ein Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten.The invention relates to a measuring device and a method for three-dimensional measurement of objects.

Messeinrichtungen zum dreidimensionalen Vermessen von Objekten kommen in der Industrie vielfach zum Einsatz. Zur flächenhaften 3D-Vermessung eines Objektes werden häufig Messeinrichtungen eingesetzt, die nach dem Streifenprojektionsverfahren arbeiten. Im Rahmen dieses Verfahrens werden Muster, insbesondere Streifenmuster, auf das zu vermessende Objekt projiziert. Das rückgestreute Muster wird von einer oder mehreren Bildaufnahmeeinheiten aufgenommen und anschließend durch mindestens eine Bildauswerteeinheit ausgewertet.Measuring devices for three-dimensional measurement of objects are widely used in industry. Measuring devices that work according to the fringe projection method are often used for areal 3D measurement of an object. As part of this process, patterns, in particular stripe patterns, are projected onto the object to be measured. The backscattered pattern is recorded by one or more image recording units and then evaluated by at least one image evaluation unit.

Häufig ist es nicht möglich, alle Flächen eines Objektes aus einer einzigen Aufnahmeperspektive zu erfassen. Zur vollständigen Erfassung wird das zu vermessende Objekt deshalb in der Regel aus mehreren Positionen der Messeinrichtung relativ zum Objekt erfasst und die Einzelmessungen, die jeweils in einem lokalen Koordinatensystem vorliegen, werden in ein globales Koordinatensystem transformiert. Dieser mathematische Prozess wird auch häufig als Registrierung bezeichnet.Often it is not possible to capture all surfaces of an object from a single perspective. For complete acquisition, the object to be measured is therefore generally acquired from several positions of the measuring device relative to the object, and the individual measurements, which are present in a local coordinate system, are transformed into a global coordinate system. This math process is also often referred to as registration.

Es existieren vielfältige Methoden zur Registrierung der Messdaten aus den unterschiedlichen Positionen. Typischerweise müssen zueinander gehörende geometrische Elemente wie zum Beispiel homologe Punkte in zwei zueinander zu registrierenden Datensätzen ermittelt werden, so dass auf Grundlage dieser Beziehungen die Transformationsparameter berechnet werden können.There are various methods for registering the measurement data from the different positions. Geometric elements that belong to one another, such as homologous points, must typically be determined in two data records to be registered with one another, so that the transformation parameters can be calculated on the basis of these relationships.

Die notwendigen homologen geometrischen Elemente können entweder direkt aus den Messdaten des erfassten Objektes oder anhand zusätzlicher Targets ermittelt werden, die im Rahmen der Messung ebenfalls erfasst werden.The necessary homologous geometric elements can either be determined directly from the measurement data of the recorded object or using additional targets that are also recorded as part of the measurement.

Die zusätzlichen Targets werden vor der 3D-Messung auf oder in räumlicher Nähe zum Objekt platziert. Sie können vorteilhafterweise eindeutig codiert sein. Sie müssen über den gesamten Messzeitraum ihre Position bezüglich des zu vermessenden Objektes behalten. Eine typische Ausprägung eines Targets für Streifenprojektionssensoren sind optische Zielmarken oder Referenzmarken. Diese weisen häufig eine Kreisform auf.The additional targets are placed on or in close proximity to the object before the 3D measurement. They can advantageously be uniquely coded. They must keep their position in relation to the object to be measured over the entire measuring period. A typical characteristic of a target for fringe projection sensors are optical target marks or reference marks. These often have a circular shape.

Eine Möglichkeit Referenzmarken außerhalb des zu vermessenden Objektes zu positionieren, ist die Verwendung eines zum Messobjekt in festem Bezug stehenden sogenannten Referenzrahmens, auf dem Referenzmarken aufgebracht sind. Die mehreren Einzelmessungen des Objektes werden anhand der Referenzmarken auf dem Referenzrahmen ineinander registriert. Deshalb müssen die für die Registrierung notwendigen Referenzmarken nicht aufwendig auf das zu vermessende Objekt aufgeklebt werden. Gerade beim industriellen Einsatz, bei dem in einer Serienfertigung wiederholt baugleiche Objekte vermessen werden sollen, ist dies vorteilhaft. Es muss lediglich das Messobjekt innerhalb des Referenzrahmens gewechselt werden, bevor eine neue Vermessung beginnt. Zudem werden keine Teilbereiche des Objektes durch die Referenzmarken verdeckt. Vorteilhafterweise wird der Referenzrahmen zudem so konzipiert, dass bei Befestigung des Objektes in dem Referenzrahmen Abschattungen durch den Referenzrahmen auf dem Objekt möglichst gering gehalten werden.One possibility of positioning reference marks outside the object to be measured is to use a so-called reference frame, which has a fixed relationship to the object to be measured and on which reference marks are applied. The multiple individual measurements of the object are registered in one another using the reference marks on the reference frame. Therefore, the reference marks necessary for the registration do not have to be affixed to the object to be measured in a laborious manner. This is particularly advantageous for industrial use, in which identical objects are to be measured repeatedly in series production. It is only necessary to change the measurement object within the reference frame before a new measurement begins. In addition, no sub-areas of the object are covered by the reference marks. Advantageously, the reference frame is also designed in such a way that when the object is fastened in the reference frame, shadowing from the reference frame on the object is kept as low as possible.

Nachteilig ist, dass das Messvolumen des topometrischen Sensors ausreichend groß sein muss, um sowohl einen Teil des Messobjektes als auch einen Teil des mit den Referenzpunkten versehenen Referenzrahmens zu erfassen.It is disadvantageous that the measurement volume of the topometric sensor must be sufficiently large to capture both part of the measurement object and part of the reference frame provided with the reference points.

Das „Messvolumen“ ist ein in Relation zu den an der Messung beteiligten Bildaufnahme- bzw. Projektionseinheiten ortsfester Raum, der innerhalb des Überlappungsbereiches der Aufnahme- bzw. Projektionsräume der an der Messung beteiligten Bildaufnahme- bzw. Projektionseinheiten liegt. Das Messvolumen kann vorteilhafterweise zusätzlich eingeschränkt sein, so dass im gesamten Messvolumen eine bestimmte Mindestmessgenauigkeit erzielt werden kann. Dabei geht ein größeres Messvolumen der Messeinrichtung häufig mit einer geringeren Ortsauflösung als bei einem kleineren Messvolumen der Messeinrichtung einher, weshalb das Messvolumen in der Regel abhängig von der gewünschten Ortsauflösung gewählt wird.The “measurement volume” is a space that is fixed in relation to the image recording or projection units involved in the measurement and which lies within the overlap area of the recording or projection spaces of the image recording or projection units involved in the measurement. The measurement volume can advantageously be additionally restricted so that a certain minimum measurement accuracy can be achieved in the entire measurement volume. A larger measurement volume of the measuring device is often associated with a lower spatial resolution than in the case of a smaller measurement volume of the measuring device, which is why the measurement volume is usually selected as a function of the desired spatial resolution.

Für die Erfassung von Oberflächendaten im Zuge einer topometrischen Vermessung gelten dabei häufig andere Anforderungen als für die Erfassung von Referenzmarken. Für die Vermessung der Objektoberfläche ist in der Regel eine hohe Ortsauflösung gewünscht, wohingegen die Referenzmarken in einem großen Bereich erfasst werden sollen.For the acquisition of surface data in the course of a topometric measurement, different requirements often apply than for the acquisition of reference marks. For the measurement of the object surface, a high spatial resolution is generally desired, whereas the reference marks should be recorded in a large area.

DE 10 2009 032 771 B4 zeigt eine Messeinrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Sensor, der einen Projektor zur Projektion eines Musters auf ein Objekt und mindestens eine Muster-Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von auf das Objekt aufprojizierten Projektionsmuster enthaltenden Bildern des Objektes hat, mit einer Bildauswerteeinheit zur Auswertung der mit der Muster-Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bilder für das optische Vermessen des Objektes, und mit mindestens zwei weiteren Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten zur Aufnahme von Referenzmarken enthaltenden Bildern, wobei die Bildauswerteeinheit zur optischen Vermessung des Objektes durch Auswertung der von der mindestens einen Muster-Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bilder zur topometrischen Vermessung des Objektes im Bereich eines ersten Messvolumens und der von den Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten aufgenommenen Bilder zur photogrammetrischen Bestimmung der Koordinaten der aufgenommenen Referenzmarken im Bereich eines zweiten Messvolumens, das größer als das erste Messvolumen ist, nicht jedoch zur topometrischen Vermessung des Objektes anhand der von den Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten aufgenommenen Bilder eingerichtet ist. DE 10 2009 032 771 B4 shows a measuring device for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric sensor, which has a projector for projecting a pattern onto an object and at least one pattern image recording unit for recording images of the object projected onto the object and containing projection patterns, with an image evaluation unit for evaluating the images recorded with the sample image recording unit for the optical measurement of the object, and with at least two further reference mark image recording units for recording reference marks containing images, the image evaluation unit for optical measurement of the object by evaluating the images recorded by the at least one sample image recording unit for topometric measurement of the object in the area of a first measurement volume and the images recorded by the reference mark image recording units for photogrammetric determination of the coordinates of the recorded reference marks in the area of a second measurement volume, which is larger than the first measurement volume, but is not set up for topometric measurement of the object on the basis of the images recorded by the reference mark image recording units.

Bei der Verwendung zusätzlicher Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten ist es notwendig, die Beziehung der Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten zum topometrischen Sensor zu kennen und sicherzustellen, dass dieser räumliche Bezug des topometrischen Sensors zu den Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten, während des Messvorgangs erhalten bleibt.When using additional reference mark image recording units, it is necessary to know the relationship between the reference mark image recording units and the topometric sensor and to ensure that this spatial relationship between the topometric sensor and the reference mark image recording units is maintained during the measurement process.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Messeinrichtung und ein verbessertes Verfahren zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten zu schaffen. Insbesondere soll eine Erfassung von Referenzmarken, die außerhalb des zu vermessenden Objektbereichs oder sogar außerhalb des Objektes angebracht sind, ermöglicht werden.The object of the invention is to create an improved measuring device and an improved method for three-dimensional optical measurement of objects. In particular, it is intended to enable the detection of reference marks which are attached outside the object area to be measured or even outside the object.

Die Aufgabe wird durch die Messeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the measuring device with the features of claim 1 and the method with the features of claim 7. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Die Messeinrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten umfasst einen topometrischen Sensor, der mindestens eine Projektionseinheit zur Projektion mindestens eines flächenhaften Musters auf das zu vermessende Objekt sowie mindestens eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme des Objektes mit dem aufprojizierten Muster hat, wobei die Projektionseinheit und die mindestens eine Bildaufnahmeeinheit mechanisch starr miteinander verbunden sind und die mindestens eine Projektionseinheit und die mindestens eine Bildaufnahmeeinheit des topometrischen Sensors durch eine Steuereinheit gesteuert werden. Die Messeinrichtung hat eine Auswerteeinheit, die zur Berechnung von dreidimensionalen Oberflächendaten des Objektes eingerichtet ist. Die Messeinrichtung ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, dass der topometrische Sensor zum Erfassen von dreidimensionalen Messdaten des Objekts durch topometrische Messungen eingerichtet ist, indem in einem ersten Messvolumen Messbilder mit Hilfe mindestens einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen werden, welche das mindestens eine von einer Projektionseinheit auf das Objekt projizierte Muster enthalten. Zusätzlich ist die Messeinrichtung dazu eingerichtet in einem zweiten Messvolumen Bilder mit mindestens einer dieser Bildaufnahmeeinheiten aufzunehmen, und Koordinaten der in diesen Bildern aufgenommenen Referenzmarken aus diesen Bildern im Bereich des zweiten Messvolumens photogrammetrisch zu ermitteln.The measuring device for three-dimensional optical measurement of objects comprises a topometric sensor that has at least one projection unit for projecting at least one planar pattern onto the object to be measured and at least one image recording unit for recording the object with the projected pattern, the projection unit and the at least one image recording unit are mechanically rigidly connected to one another and the at least one projection unit and the at least one image recording unit of the topometric sensor are controlled by a control unit. The measuring device has an evaluation unit which is set up to calculate three-dimensional surface data of the object. According to the invention, the measuring device is set up so that the topometric sensor is set up to acquire three-dimensional measurement data of the object by means of topometric measurements, in that measurement images are recorded in a first measurement volume with the aid of at least one image recording unit, which the at least one pattern projected onto the object by a projection unit contain. In addition, the measuring device is set up to record images with at least one of these image recording units in a second measurement volume and to photogrammetrically determine coordinates of the reference marks recorded in these images from these images in the area of the second measurement volume.

Die Messeinrichtung kann dabei eingerichtet sein, ohne Änderung an der Abbildungsoptik, bspw. ohne Auswechseln oder Umstellen von Objektiven, mit derselben mindestens einen Bildaufnahmeeinheit für dieselbe Messposition ein erstes Bild mitsamt einer Abbildung eines auf das Objekt aufprojizierten Musters und ein zweites Bild ohne Abbildung eines auf das Objekt aufprojizierten Musters aufzunehmen.The measuring device can be set up without changing the imaging optics, for example without exchanging or rearranging lenses, with the same at least one image recording unit for the same measuring position a first image including an image of a pattern projected onto the object and a second image without an image to record the object on the projected pattern.

Beispielsweise durch geeignete Ausbildung der Auswerteeinheit, z.B. mittels Computerprogramm, ist die Messeinrichtung dabei weiterhin eingerichtet, für die topometrische Messung in einem ersten Messvolumen, das eine hierfür ausreichende Schärfentiefe aufweist, sowie für die photogrammetrische Messung der auszuwertenden Referenzmarken in einem zweiten Messvolumen.For example by suitable design of the evaluation unit, e.g. by means of a computer program, the measuring device is further set up for the topometric measurement in a first measurement volume, which has a sufficient depth of focus for this, and for the photogrammetric measurement of the reference marks to be evaluated in a second measurement volume.

Bevorzugt ist das zweite Messvolumen größer als das erste Messvolumen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt das zweite Messvolumen das erste Messvolumen vollumfänglich ein.The second measurement volume is preferably larger than the first measurement volume. In a further preferred embodiment, the second measurement volume completely encloses the first measurement volume.

Beispielsweise können bei einem in bekannter Weise arbeitenden topometrischen Sensor zur dreidimensionalen Vermessung von Objekten in einem ersten Messvolumen dessen vorhandene Bildaufnahmeeinheiten zur photogrammetrischen Erfassung der Koordinaten von Referenzmarken in einem zweiten, vom ersten Messvolumen abweichenden, Messvolumen verwendet werden. Die Koordinaten der Referenzmarken können beispielsweise zur Transformation von Einzelmessungen in ein globales Koordinatensystem verwendet werden. Es sind somit vorteilhafterweise keine zusätzlichen Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten, notwendig, damit können Kosten für zusätzliche Hardware eingespart werden. Auch kann es nicht zu ungewollten Relativbewegungen vom topometrischen Sensor und Referenzmarken-Bildaufnahmeeinheiten kommen.For example, in a topometric sensor working in a known manner for three-dimensional measurement of objects in a first measurement volume, its existing image recording units can be used for photogrammetric detection of the coordinates of reference marks in a second measurement volume that deviates from the first measurement volume. The coordinates of the reference marks can be used, for example, to transform individual measurements into a global coordinate system. Thus, advantageously, no additional reference mark image recording units are necessary, so that costs for additional hardware can be saved. There can also be no unwanted relative movements of the topometric sensor and reference mark image recording units.

Das Messvolumen einer optischen Messeinrichtung wird in der Regel so gewählt, dass im Bereich des Messvolumens die Messdaten mit einer ausreichenden Güte erlangt werden können.The measurement volume of an optical measurement device is usually selected so that the measurement data can be obtained with sufficient quality in the area of the measurement volume.

Anders ausgedrückt, wird das Messvolumen der topometrischen Messung so gewählt, dass beispielsweise die verwendeten Bildaufnahmeeinheiten (Kameras) in diesem Messvolumen ausreichend scharf abbilden können, da unscharfe Kamerabilder zu schlechten Messergebnissen, beispielsweise verrauschten Flächendaten oder gerundete Objektkanten führen können.In other words, the measurement volume of the topometric measurement is selected such that, for example, the image recording units (cameras) used in this measurement volume are sufficient be able to image sharply, since blurred camera images can lead to poor measurement results, for example noisy surface data or rounded object edges.

Ebenso gilt für die Projektionseinheit, dass diese nur in einem sogenannten Schärfentiefenbereich ausreichend scharfe Abbilder, beispielsweise Streifen, projizieren kann. Wird dieser Tiefebereich verlassen, so sind die projizierten Muster unscharf und dieses kann ebenfalls fehlerbehaftete Messergebnisse zur Folge haben. Es kann sogar vorkommen, dass auf Grund mangelnder Streifenschärfe keine Berechnung von 3D-Koordinaten für Objektpunkte möglich ist.It also applies to the projection unit that it can only project sufficiently sharp images, for example stripes, in a so-called depth of field. If this depth range is left, the projected patterns are blurred and this can also lead to incorrect measurement results. It can even happen that, due to a lack of fringe sharpness, it is not possible to calculate 3D coordinates for object points.

Damit ist ein sinnvoll gewähltes Messvolumen für die topometrische Messung sowohl abhängig von dem Bereich, in dem die verwendete Projektionseinheit ausreichend scharf projiziert, als auch von dem Bereich, in dem die verwendeten Bildaufnahmeeinheiten ausreichend scharfe Bilder des Objektes mit den aufprojizierten Mustern liefern. Werden die ebengenannten Bildaufnahmeeinheiten jedoch dazu genutzt, um Referenzmarken zu erfassen, so kann für diese Bildaufnahmen eine andere, insbesondere eine geringere, Schärfe ausreichend sein, um mit Hilfe eines Auswerteverfahrens die 3D-Koordinaten der Referenzmarken zu bestimmen. Das trifft insbesondere zu, wenn die Referenzmarken vergleichsweise groß sind im Verhältnis zur Unschärfe/ zum Unschärfekreis. Somit kann das Messvolumen für die Erfassung der Referenzmarken mit den Bildaufnahmeeinheiten beispielsweise einen größeren Tiefebereich erfassen, als dieser für dieselben Bildaufnahmeeinheiten im Zuge der topometrischen Erfassung des Objektes sinnvolle Ergebnisse liefert. Damit ist es ohne Änderung an der Abbildungsoptik möglich, mit derselben Bildaufnahmeeinheit aus derselben Messposition aufgenommenen Bilder einerseits zur topometrischen Messung in einem ersten Messvolumen, und andererseits zur photogrammetrischen Messung in einem zweiten Messvolumen zu nutzen.A sensibly selected measurement volume for the topometric measurement is therefore dependent on the area in which the projection unit used projects sufficiently sharply and on the area in which the image recording units used deliver sufficiently sharp images of the object with the projected patterns. However, if the aforementioned image recording units are used to capture reference marks, then a different, in particular a lower, sharpness can be sufficient for these image recordings in order to determine the 3D coordinates of the reference marks with the aid of an evaluation method. This is particularly true if the reference marks are comparatively large in relation to the blurring / blurring circle. Thus, the measurement volume for the acquisition of the reference marks with the image acquisition units can, for example, acquire a greater depth range than this provides meaningful results for the same image acquisition units in the course of the topometric acquisition of the object. It is thus possible, without changing the imaging optics, to use images recorded with the same image recording unit from the same measurement position on the one hand for topometric measurement in a first measurement volume and on the other hand for photogrammetric measurement in a second measurement volume.

Da zusätzlich auch keine Rücksicht auf den Schärfebereich der Projektionseinheit genommen werden muss, kann auch hierdurch eine Messvolumenerweiterung möglich sein. Die Projektionseinheit projiziert vorzugsweise keine Muster, damit die Referenzmarken unbeeinflusst von der Mustertextur detektiert werden können. Für die Detektion ist aber ein ausreichender Kontrast im Messbild notwendig, welcher durch eine texturlose vorteilhafterweise einfarbige Illumination durch die Projektionseinheit gewährleistet werden kann.Since, in addition, the focus area of the projection unit does not have to be taken into account, an expansion of the measurement volume can also be possible. The projection unit preferably does not project any patterns so that the reference marks can be detected without being influenced by the pattern texture. For the detection, however, a sufficient contrast is necessary in the measurement image, which can be ensured by means of a textureless, advantageously single-color illumination by the projection unit.

Vorteilhaft ist es, wenn für die Messeinrichtung vor der eigentlichen Messdatenaufnahme eine Kalibriermessung erfolgt, um beispielsweise die innere und äußere Orientierung der Bildaufnahmeeinheiten und der Projektionseinheit zueinander zu bestimmen. Die Kalibrierung kann beispielsweise durch das Vermessen von geeigneten Kalibrierkörpern aus verschiedenen Messpositionen erfolgen.It is advantageous if a calibration measurement is carried out for the measuring device before the actual measurement data acquisition, for example in order to determine the inner and outer orientation of the image acquisition units and the projection unit with respect to one another. The calibration can take place, for example, by measuring suitable calibration bodies from different measuring positions.

Dabei kann eine Kalibrierung erfolgen, auf deren Basis sowohl das erste als auch das zweite Messvolumen bestimmt werden, oder aber es werden getrennte Kalibriervorgänge für die verschiedenen Messvolumen durchgeführt.A calibration can take place on the basis of which both the first and the second measurement volume are determined, or separate calibration processes are carried out for the different measurement volumes.

Zu dreidimensionalen optischen Vermessung eines Objektes, wird folgendes verbessertes Verfahren vorgeschlagen:

1. a) Erfassen von dreidimensionalen Messdaten des Objekts durch topometrische Messung, indem in einem ersten Messvolumen mit mindestens einer Bildaufnahmeeinheit Messbilder von mindestens einem von einer Projektionseinheit auf das Objekt projizierten Muster aufgenommen werden und
2. b) Erfassen von Bildern von Referenzmarken im Bereich eines zweiten Messvolumens mit mindestens einer der in Schritt a) verwendeten Bildaufnahmeeinheiten, wobei die erfassten Bilder zur photogrammetrischen Bestimmung der Koordinaten der aufgenommenen Referenzmarken verwendet werden.

The following improved method is proposed for three-dimensional optical measurement of an object:

1. a) Acquisition of three-dimensional measurement data of the object by topometric measurement, in that measurement images of at least one pattern projected onto the object by a projection unit are recorded in a first measurement volume with at least one image recording unit, and
2. b) Acquisition of images of reference marks in the area of a second measurement volume with at least one of the image acquisition units used in step a), the acquired images being used for the photogrammetric determination of the coordinates of the acquired reference marks.

Insbesondere ist die zuvor beschriebene verbesserte Messeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet.In particular, the improved measuring device described above is set up to carry out this method.

Wahlweise kann auch zuerst der Schritt b), also die Erfassung der Referenzmarken im zweiten Messvolumen erfolgen und anschließend der Schritt a), also die Oberflächenmessung im ersten Messvolumen. Die Begriffe erstes und zweites Messvolumen stehen nicht für eine zeitliche Reihenfolge, sondern ordnen die verwendeten Messvolumina den Verfahrensschritten a) bzw. b) zu.Optionally, step b), that is to say the detection of the reference marks in the second measurement volume, can also take place first, and then step a), that is to say the surface measurement in the first measurement volume. The terms first and second measurement volume do not represent a chronological sequence, but rather assign the measurement volumes used to process steps a) and b).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

• 1 - Schematische Darstellung einer Messeinrichtung zur optischen dreidimensionalen Vermessung eines Objektes;
• 2 - Topometrischer Sensor mit schematisch dargestelltem Messbereich für eine Bildaufnahmeeinheit;
• 3 - Topometrischer Sensor mit schematisch dargestelltem ersten Messvolumen für eine topometrische Messung;
• 4 - Topometrischer Sensor mit schematisch dargestelltem zweiten Messvolumen für eine Messung von Referenzmarken;
• 5 - Topometrischer Sensor mit schematisch dargestelltem zweiten Messvolumen für eine Messung von durch die Projektionseinheit beleuchteten Referenzmarken.

The invention is explained in more detail below with reference to non-limiting exemplary embodiments with the accompanying drawings. It shows:

• 1 - Schematic representation of a measuring device for optical three-dimensional measurement of an object;
• 2 - Topometric sensor with schematically shown measuring range for an image recording unit;
• 3 - Topometric sensor with a schematically shown first measurement volume for a topometric measurement;
• 4th - Topometric sensor with a schematically shown second measurement volume for a measurement of reference marks;
• 5 - Topometric sensor with a schematically shown second measurement volume for a measurement of reference marks illuminated by the projection unit.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Messeinrichtung 1 zur dreidimensionalen optischen Vermessung eines Objektes 2. 1 shows a schematic representation of an exemplary measuring device 1 for three-dimensional optical measurement of an object 2 .

Die Messeinrichtung 1 hat einen topometrischen Sensor 3, der eine Projektionseinheit 4 und zwei Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 hat.The measuring device 1 has a topometric sensor 3 , which is a projection unit 4th and two image pickup units 5 , 6th Has.

Die Projektionseinheit 4 ist eingerichtet zur Projektion mindestens eines geeigneten Musters. Bei diesem Muster kann es sich beispielsweise um ein stochastisches Muster, ein Punktmuster oder auch jedes andere Muster handeln, das für das gewählte Verfahren zur dreidimensionalen Vermessung des Objektes geeignet ist. Beispielsweise kann es sich bei Verwendung eines Streifenprojektionsverfahrens um geeignet ausgebildete Streifenmuster handeln.The projection unit 4th is set up to project at least one suitable pattern. This pattern can be, for example, a stochastic pattern, a point pattern or any other pattern that is suitable for the selected method for three-dimensional measurement of the object. For example, when using a stripe projection method, it can be a suitably formed stripe pattern.

Die Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 sind dazu eingerichtet, Messbilder eines Messobjektes 2 mitsamt der aufprojizierten Muster aufzunehmen.The image acquisition units 5 , 6th are set up to take measurement images of a measurement object 2 together with the projected pattern.

Im dargestellten Beispiel befindet sich der topometrische Sensor 3 auf einer Manipulationseinheit 7, hier in Form eines Industrieroboters dargestellt. Die Manipulationseinheit 7 dient dazu, den Sensor 3 in unterschiedlichen Messpositionen zum zu vermessenden Objekt 2 zu positionieren, um somit eine vollständige Erfassung des Objektes 2 zu ermöglichen.In the example shown there is the topometric sensor 3 on a manipulation unit 7th , shown here in the form of an industrial robot. The manipulation unit 7th serves the sensor 3 in different measuring positions to the object to be measured 2 to be positioned in order to achieve a complete detection of the object 2 to enable.

In den verschiedenen Messpositionen erfolgen Einzelmessungen von Teilen der Oberfläche des Objektes 2, in diesem Beispiel durch ein Streifenprojektionsverfahren, bei dem unterschiedliche Muster mittels einer Projektionseinheit 4 auf das Objekt 2 projiziert und von Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 erfasst werden. Diese Einzelmessungen können in ein globales Koordinatensystem registriert werden. Dazu werden in den verschiedenen Messpositionen mit Hilfe der Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 Bilder von Referenzmarken 8 erfasst, die sich im vorliegenden Beispiel auf einer das Objekt 2 umgebenen Referenzrahmen 9 befinden. Die relative Position und Orientierung von Messobjekt 2 und Referenzrahmen 9 und somit auch der Referenzmarken 8, bleibt während allen Einzelmessungen gleich.Individual measurements of parts of the surface of the object are carried out in the various measuring positions 2 , in this example by a strip projection method in which different patterns by means of a projection unit 4th on the object 2 projected and from image pickup units 5 , 6th are recorded. These individual measurements can be registered in a global coordinate system. For this purpose, in the various measuring positions with the aid of the image recording units 5 , 6th Reference mark images 8th recorded, which in the present example is on a the object 2 frame of reference 9 are located. The relative position and orientation of the target 2 and frame of reference 9 and thus also the reference marks 8th , remains the same during all individual measurements.

Vorteilhafterweise ist dabei, dass das Messvolumen, in dem die Referenzmarken erfasst werden, größer ist als das Messvolumen, in dem das Objekt 2 oder Teile des Objektes 2 mittels Streifenprojektionsverfahren vermessen werden. Insbesondere verfügt das Messvolumen für die Erfassung der Referenzmarken 8 über eine größere Tiefe, so dass auch Referenzmarken 8, die sich auf Teilen des Referenzrahmen 9 befinden die weiter als das Objekt 2 vom Sensor 3 entfernt sind, erfasst werden können.It is advantageous that the measurement volume in which the reference marks are detected is larger than the measurement volume in which the object 2 or parts of the object 2 can be measured using the fringe projection method. In particular, the measurement volume is used to record the reference marks 8th over a greater depth, so that also reference marks 8th referring to parts of the frame of reference 9 are located further than the object 2 from the sensor 3 removed can be recorded.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines topometrischen Sensors 3. Der topometrische Sensor 3 hat eine Projektionseinheit 4 und zwei Bildaufnahmeeinheiten 5, 6. Für die flächenhafte dreidimensionale Vermessung eines Objektes werden mittels der Projektionseinheit 4 Muster auf ein Objekt projiziert und mit Hilfe der Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 aufgenommen. In einer nicht dargestellten Auswerteeinheit können aus den gewonnenen Bilddaten für Oberflächenpunkte des Objektes dreidimensionale Koordinaten bestimmt werden. Um diese Koordinaten der Oberflächenpunkte in hinreichend guter Qualität bestimmen zu können, dürfen die Bilddaten nicht beliebig unscharf sein. 2 shows a schematic representation of a topometric sensor 3 . The topometric sensor 3 has a projection unit 4th and two image pickup units 5 , 6th . For the two-dimensional, three-dimensional measurement of an object, the projection unit 4th Patterns projected onto an object and with the help of the image acquisition units 5 , 6th recorded. In an evaluation unit (not shown), three-dimensional coordinates can be determined from the image data obtained for surface points of the object. In order to be able to determine these coordinates of the surface points in sufficiently good quality, the image data must not be arbitrarily blurred.

Eine Bildaufnahmeeinheit 5, 6 kann aufgrund der üblicherweise vorhandenen Abbildungsoptik bezüglich eines bestimmten Objektabstands scharf eingestellt werden. In dieser sogenannten Schärfeebene tritt keine Unschärfe auf. Sobald die optimale Schärfeebene verlassen wird, nimmt die Schärfe ab, wodurch auch auf Basis dieser Bilddaten berechnete dreidimensionale Koordinaten an Güte verlieren. In einem gewissen Bereich vor und hinter der optimalen Schärfeebene, ist es dennoch möglich, ausreichend scharfe Bilder zu erzielen, um mit Hilfe geeigneter Auswerteverfahren dreidimensionale Koordinaten des Objektes zu berechnen, die einer gewissen vorabdefinierten Messgenauigkeit entsprechen. 10 stellt solch einen Messbereich bezüglich der Bildaufnahmeeinheit 5 schematisch dar.An imaging unit 5 , 6th can be set in focus with respect to a specific object distance due to the imaging optics that are usually present. No blurring occurs in this so-called sharpness plane. As soon as the optimum sharpness level is left, the sharpness decreases, so that three-dimensional coordinates calculated on the basis of this image data also lose quality. In a certain area in front of and behind the optimal focal plane, it is nevertheless possible to achieve sufficiently sharp images in order to calculate three-dimensional coordinates of the object with the help of suitable evaluation methods, which correspond to a certain predefined measurement accuracy. 10 represents such a measurement area with respect to the image pickup unit 5 schematically.

Wird die Bildaufnahmeeinheit 5 dazu genutzt Bilddaten von Referenzmarken 8 aufzunehmen, die zur photogrammetrischen Bestimmung der Koordinaten der aufgenommenen Referenzmarken 8 verwendet werden sollen, so kann die maximal zulässige Unschärfe für diesen Vorgang von der maximal zulässigen Unschärfe für die topometrische Erfassung von Oberflächendaten abweichen. Insbesondere ist für die Erfassung der Referenzmarken eine geringere Schärfe notwendig, wodurch ein erweiterter Messbereich 11 der Bildaufnahmeeinheit 5 ermöglicht wird.Becomes the imaging unit 5 used image data from reference marks 8th record the photogrammetric determination of the coordinates of the recorded reference marks 8th are to be used, the maximum permissible blurring for this process can differ from the maximum permissible blurring for the topometric acquisition of surface data. In particular, a lower sharpness is necessary for the detection of the reference marks, which results in an extended measuring range 11 the imaging unit 5 is made possible.

Daher kann für die photogrammetrische Bestimmung der Koordinaten der Referenzmarken 8 dieselbe Bildaufnahmeeinheit 5, 6 mit demselben Objektiv bzw. denselben Objektiveinstellungen, d.h. ohne andere Abbildungsoptik, wie für die topometrische Messung genutzt werden. Im Vergleich zu dem ersten Bildbereich mit ausreichender Schärfentiefe des Gesamtbildes, der für die topometrische Messung ausgewertet wird, kann für die photogrammetrische Koordinatenbestimmung der Referenzmarken ein zweiter Bildbereich dieses Gesamtbildes bzw. des entsprechenden Gesamtbildes ohne aufprojiziertem Muster genutzt werden. Typischerweise können die Bildbereiche in denen Objektpunkte und/oder Referenzmarken abgebildet werden, die sich im Messvolumen der topometrischen Messung bzw. der Referenzmarken-Messung befinden unterschiedlich sein.Therefore, for the photogrammetric determination of the coordinates of the reference marks 8th the same image pickup unit 5 , 6th with the same lens or the same lens settings, ie without other imaging optics, as used for the topometric measurement. In comparison to the first image area with sufficient depth of field of the overall image, which is evaluated for the topometric measurement, the reference marks can be used for the photogrammetric determination of coordinates a second image area of this overall image or the corresponding overall image can be used without a projected pattern. Typically, the image areas in which object points and / or reference marks are imaged which are located in the measurement volume of the topometric measurement or the reference mark measurement can be different.

In 2 ist der Messbereich 11 gegenüber dem Messbereich 10 sowohl in Richtung zum Sensor hin, als auch vom Sensor weg, also in die Tiefe erweitert. Diese dargestellte Erweiterung ist als beispielshaft zu verstehen. Es ist auch möglich, dass der Messbereich 11 für die Referenzmarkenmessung nur in die Tiefe erweitert ist und/oder eine größere Weite aufweist. Auch kann sich die Lage der Messbereiche 10, 11 relativ zum Sensor 3 unterscheiden.In 2 is the measuring range 11 compared to the measuring range 10 both in the direction of the sensor and away from the sensor, i.e. expanded in depth. This illustrated expansion is to be understood as an example. It is also possible that the measuring range 11 for the reference mark measurement is only expanded in depth and / or has a greater width. The location of the measuring ranges can also change 10 , 11 relative to the sensor 3 distinguish.

Um ein für die topometrische Oberflächenmessung zur Verfügung stehendes Messvolumen zu bestimmen, müssen alle an der topometrischen Messung beteiligten Elemente, wie Projektionseinheit und Bildaufnahmeeinheiten berücksichtigt werden.In order to determine a measurement volume that is available for the topometric surface measurement, all elements involved in the topometric measurement, such as the projection unit and image recording units, must be taken into account.

3 zeigt einen topometrischer Sensor 3 mit schematisch dargestelltem Messvolumen 14 für eine topometrische Messung. Der topometrische Sensor 3 hat eine Projektionseinheit 4 und zwei Bildaufnahmeeinheiten 5, 6. Die Projektionseinheit 4 verfügt über einen Bereich 13 in dem sie ausreichend scharfe Muster projizieren kann, und die Bildaufnahmeeinheit 5 verfügt über einen Bereich 10, die Bildaufnahmeeinheit 6 über einen Bereich 12 in denen sie ausreichend scharfe Bilder von diesen Mustern aufnehmen können. Das für die topometrische Oberflächenmessung zur Verfügung stehende Messvolumen ergibt sich damit aus einer Kombination der Bereiche 10, 12, 13 der einzelnen an der topometrischen Messung beteiligten Elemente (Projektionseinheit 4 und Bildaufnahmeeinheiten 5, 6) und ist schraffiert dargestellt. 3 shows a topometric sensor 3 with schematically shown measuring volume 14th for a topometric measurement. The topometric sensor 3 has a projection unit 4th and two image pickup units 5 , 6th . The projection unit 4th has an area 13 in which it can project sufficiently sharp patterns, and the image pickup unit 5 has an area 10 , the imaging unit 6th over an area 12th in which they can take sufficiently sharp pictures of these patterns. The measurement volume available for the topometric surface measurement thus results from a combination of the areas 10 , 12th , 13 of the individual elements involved in the topometric measurement (projection unit 4th and image pickup units 5 , 6th ) and is shown hatched.

4 zeigt wieder den in 3 dargestellten topometrischen Sensor 3. Die Bildaufnahmeeinheiten des topometrischen Sensors 3 werden erfindungsgemäß auch für die Erfassung von Referenzmarken verwendet. Für diese Erfassung ergeben sich andere Ansprüche an die maximal zulässige Unschärfe in den Bilddaten, so dass die dargestellten Bereiche 11 und 15 in denen die Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 eine Erfassung von Referenzmarken erlauben können einen größeren Tiefebereich als die in 3 gezeigten Bereiche 10 und 12 aufweisen. 4th shows the in 3 illustrated topometric sensor 3 . The image acquisition units of the topometric sensor 3 are also used according to the invention for the detection of reference marks. For this detection, there are different requirements for the maximum permissible blurring in the image data, so that the areas shown 11 and 15th in which the image pickup units 5 , 6th a detection of reference marks can allow a greater depth range than that in 3 areas shown 10 and 12th exhibit.

Während der Vermessung der Referenzmarken erfolgt keine Musterprojektion. Daher kann das Messvolumen 16 für die Erfassung der Referenzmarken 8 ohne Berücksichtigung der Projektionseinheit 4 bestimmt werden.No sample projection takes place while the reference marks are being measured. Therefore, the measurement volume 16 for the acquisition of the reference marks 8th without considering the projection unit 4th to be determined.

Zur Veranschaulichung wurde in 4 auch das für die topometrische Messung zur Verfügung stehende Messvolumen 14 skizziert, so dass leicht erkennbar ist, dass das Messvolumen 16 für die Erfassung der Referenzmarken 8 größer ist. Im hier dargestellten Beispiel umfasst das Messvolumen 16 für die Referenzmarkenerfassung sogar das Messvolumen 14 für die topometrische Messung voll umfänglich.To illustrate, in 4th also the measurement volume available for the topometric measurement 14th outlined so that it is easy to see that the measurement volume 16 for the acquisition of the reference marks 8th is bigger. In the example shown here, the measurement volume includes 16 even the measurement volume for reference mark detection 14th for the topometric measurement fully.

Bevorzugt erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt eine dreidimensionale Vermessung einer Objektoberfläche nach dem Streifenprojektionsverfahren im ersten Messvolumen 14 und anschließend eine Erfassung der Referenzmarken 8 mit denselben Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 im zweiten Messvolumen 16. Während der Erfassung der Referenzmarken 8 erfolgt dabei keine Projektion eines Musters auf das Objekt.In a first method step, a three-dimensional measurement of an object surface is preferably carried out using the fringe projection method in the first measurement volume 14th and then a detection of the reference marks 8th with the same imaging units 5 , 6th in the second measurement volume 16 . During the acquisition of the reference marks 8th no pattern is projected onto the object.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Referenzmarken 8 beleuchtet, während die Erfassung durch die Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 erfolgt. Die Beleuchtung kann beispielsweise durch eine Beleuchtungseinheit der Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 (z.B. eine am Objektiv angeordnete Ringleuchte), oder die Projektionseinheit 4 erfolgen. Hierdurch können beispielsweise kürzere Belichtungszeiten für die Bildaufnahmen der Referenzmarken 8 ermöglicht werden.In a preferred embodiment, the reference marks 8th illuminated while the acquisition by the image acquisition units 5 , 6th he follows. The lighting can, for example, be provided by a lighting unit of the image recording units 5 , 6th (e.g. a ring light arranged on the lens), or the projection unit 4th respectively. This enables, for example, shorter exposure times for the image recordings of the reference marks 8th are made possible.

Vorteilhafterweise kann die Projektionseinheit 4 genutzt werden um die Referenzmarken 8 zu beleuchten, ohne dabei ein Muster zu projizieren.The projection unit can advantageously 4th can be used around the reference marks 8th to illuminate without projecting a pattern.

5 veranschaulicht ein Messvolumen 16 für eine Erfassung von Referenzmarken 8. Hierbei wurden sowohl die Messbereiche 11, 15 in denen die Bildaufnahmeeinheiten 5, 6 zur Referenzmarkenerfassung geeignet sind, als auch der durch die Projektionseinheit 4 ausleuchtbare Bereich berücksichtigt. 5 illustrates a measurement volume 16 for a detection of reference marks 8th . Both the measuring ranges 11 , 15th in which the image pickup units 5 , 6th are suitable for reference mark detection, as well as by the projection unit 4th illuminable area taken into account.

Auch in diesem Beispiel ist das Messvolumen 16 für die Erfassung der Referenzmarken 8 größer als das zur Vergleichszwecken angedeutete Messvolumen 14 für die Oberflächenmessung.In this example, too, is the measurement volume 16 for the acquisition of the reference marks 8th larger than the measurement volume indicated for comparison purposes 14th for surface measurement.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102009032771 B4 [0011]DE 102009032771 B4 [0011]

Claims (10)

Messeinrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Sensor (3), der mindestens eine Projektionseinheit (4) zur Projektion mindestens eines flächenhaften Musters auf ein zu vermessendes Objekt (2), sowie mindestens eine Bildaufnahmeeinheit (5, 6) zur Aufnahme von jeweils mindestens einem Messbild des Objektes (2) mit dem aufprojizierten Muster hat, wobei die Projektionseinheit 4 und die mindestens eine Bildaufnahmeeinheit (5, 6) mechanisch starr miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der topometrische Sensor (3) zum Erfassen von dreidimensionalen Messdaten des Objekts (2) durch topometrische Messungen eingerichtet ist, indem in einem ersten Messvolumen (14) Messbilder von mindestens einem, von einer Projektionseinheit (4) auf das Objekt projizierten Muster mit mindestens einer Bildaufnahmeeinheit (5, 6) aufgenommen werden und wobei die Messeinrichtung (1) dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Messvolumen (16) Bilder von Referenzmarken (8) mit mindestens einer der zur topometrischen Messung eingerichteten Bildaufnahmeeinheiten (5, 6) aufzunehmen und Koordinaten der Referenzmarken (8) im zweiten Messvolumen aus diesen Bildern zu ermitteln, wobei das erste Messvolumen (14) und das zweite Messvolumen (16) sich hinsichtlich Größe und/oder Lage zum topometrischen Sensor (3) unterscheiden.Measuring device (1) for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric sensor (3), the at least one projection unit (4) for projecting at least one planar pattern onto an object (2) to be measured, and at least one image recording unit (5, 6) for Recording of at least one measurement image of the object (2) with the projected pattern, the projection unit 4 and the at least one image recording unit (5, 6) being mechanically rigidly connected to one another, characterized in that the topometric sensor (3) for detecting three-dimensional measurement data of the object (2) is set up by topometric measurements in that in a first measurement volume (14) measurement images of at least one pattern projected onto the object by a projection unit (4) are recorded with at least one image recording unit (5, 6) and wherein the measuring device (1) is set up in a second measuring volume (16) to generate images from Record n reference marks (8) with at least one of the image recording units (5, 6) set up for topometric measurement and to determine the coordinates of the reference marks (8) in the second measurement volume from these images, the first measurement volume (14) and the second measurement volume (16) differ in terms of size and / or position to the topometric sensor (3). Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) größer ist als das erste Messvolumen (14).Measuring device (1) Claim 1 , characterized in that the second measurement volume (16) is larger than the first measurement volume (14). Messeinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) das erste Messvolumen (14) vollumfänglich umfasst.Measuring device (1) Claim 2 , characterized in that the second measurement volume (16) completely encompasses the first measurement volume (14). Messeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) über eine größere Tiefe verfügt.Measuring device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second measuring volume (16) has a greater depth. Messeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine photogrammetrische Kalibrierung erfolgt, auf deren Basis sowohl das erste Messvolumen (14) als auch das zweite Messvolumen (16) festgelegt werden.Measuring device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a photogrammetric calibration takes place, on the basis of which both the first measuring volume (14) and the second measuring volume (16) are determined. Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das erste Messvolumen (14) und für das zweite Messvolumen (16) getrennte Kalibrierungen erfolgen.Measuring device (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that separate calibrations are carried out for the first measurement volume (14) and for the second measurement volume (16). Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines Objektes (2), mit folgenden Schritten: a. Erfassen von dreidimensionalen Messdaten des Objekts (2) durch eine topometrische Messung, indem in einem ersten Messvolumen (14) mit mindestens einer Bildaufnahmeeinheit (5, 6) Messbilder von mindestens einem von einer Projektionseinheit (4) auf das Objekt (2) projizierten Muster aufgenommen werden und b. Erfassen von Bildern von Referenzmarken (8) im Bereich eines zweiten Messvolumens (16) mit mindestens einer der in Schritt a) verwendeten Bildaufnahmeeinheiten (5, 6) und photogrammetrische Bestimmung der Koordinaten der aufgenommenen Referenzmarken (8) im zweiten Messvolumen (16) aus diesen Bildern.Method for three-dimensional measurement of an object (2), with the following steps: a. Acquisition of three-dimensional measurement data of the object (2) by means of a topometric measurement by recording measurement images of at least one pattern projected onto the object (2) by a projection unit (4) in a first measurement volume (14) with at least one image recording unit (5, 6) will and b. Acquisition of images of reference marks (8) in the area of a second measurement volume (16) with at least one of the image recording units (5, 6) used in step a) and photogrammetric determination of the coordinates of the recorded reference marks (8) in the second measurement volume (16) from these Images. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) größer ist als das erste Messvolumen (14).Procedure according to Claim 7 , characterized in that the second measurement volume (16) is larger than the first measurement volume (14). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) das erste Messvolumen (14) vollumfänglich umfasst.Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that the second measurement volume (16) completely encompasses the first measurement volume (14). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messvolumen (16) über eine größere Tiefe verfügt.Method according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the second measurement volume (16) has a greater depth.

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