IT201600107650A1 - Dispositivo tastatore e procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni - Google Patents
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Description
“Dispositivo tastatore e procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni”
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda il campo delle misure a coordinate nello spazio tridimensionale (3D) di oggetti di grandi dimensioni (variabili da un metro ad alcune decine di metri).
In particolare, l’invenzione riguarda un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni che sia capace di fornire con adeguata precisione le coordinate tridimensionali di punti toccati dal tastatore stesso sulla superficie di un oggetto misurato. L’invenzione riguarda inoltre un procedimento matematico/statistico di localizzazione di un dispositivo tastatore.
La verifica dimensionale e l’assemblaggio di oggetti di grandi dimensioni (ad esempio, fusoliere e ali di velivoli, scafi navali, scocche di mezzi per il trasporto ferroviario o stradale, grandi serbatoi o strutture industriali, moduli aerospaziali, ecc.) sono consuete applicazioni industriali nell’ambito della tecnologia cosiddetta Large-Volume Metrology (LVM), con importanti ricadute sulla funzionalità e sicurezza dei prodotti finiti.
Gli strumenti generalmente impiegati per effettuare tali verifiche sono costituiti da sensori in grado di effettuare misurazioni locali di distanze e/o angoli; tali sensori sono generalmente posizionati intorno al volume di misura. Gli strumenti possono essere classificati in:
- centralizzati: i sensori sono collegati rigidamente tra loro su un’unica unità (ad esempio laser tracker o barre fotogrammetriche),
- distribuiti: i sensori sono posizionati liberamente intorno al volume di misura (ad esempio insiemi di teodoliti rotanti automatici a luce laser (R-LAT)).
Sebbene gli strumenti di misura attualmente a disposizione si differenzino in termini di tecnologia e caratteristiche metrologiche, essi hanno diverse caratteristiche comuni: - utilizzo di target da localizzare (ossia dei quali determinare le rispettive coordinate tridimensionali nel volume di misura), generalmente montati su di un tastatore manuale utilizzato da un operatore per misurare i punti d’interesse, o posto a contatto diretto con la superficie dell’oggetto misurato;
- localizzazione dei target effettuata utilizzando misurazioni locali dei sensori;
- presenza di una stazione di calcolo (CPU) a cui sono trasmessi i dati relativi alle misure locali effettuate da sensori/target, che si occupa della sincronizzazione delle misurazioni locali, dell’elaborazione dei dati e della localizzazione dei target.
Per quanto riguarda gli strumenti distribuiti per LVM, i sensori sono posizionati intorno al volume di misura e la localizzazione del target può essere effettuata mediante tre approcci:
- multilaterazione: utilizza le distanze tra target e sensori;
- multiangolazione: utilizza gli angoli sottesi dai target rispetto ai sensori;
- tecniche ibride: uso combinato di angoli e distanze tra target e sensori.
Sebbene diversi strumenti di misura siano (non di rado) a disposizione nello stesso laboratorio/officina industriale, essi sono solitamente impiegati in maniera disgiunta (ad esempio, laser tracker utilizzato per alcune tipologie di misurazione, sistema fotogrammetrico per altre, e così via).
Questo approccio ignora i benefici che scaturirebbero dall’uso combinato di molteplici strumenti, come il fatto di superare le limitazioni dei singoli strumenti, ridurre l’incertezza ed estendere il volume di misura, e ridurre l’incidenza degli errori di misura grazie alla cosiddetta “ridondanza di misura”.
La letteratura scientifica recente include una procedura innovativa in cui sensori di diversa natura – ossia con diverse caratteristiche metrologiche ed in grado di misurare distanze e/o angoli – di una combinazione di differenti strumenti per LVM condividono le proprie misure locali con l’obiettivo di localizzare uno stesso target.
Secondo questa procedura, la combinazione di diversi strumenti può essere vista come un unico “macro-strumento” distribuito, composto da sensori distribuiti di diverse tipologie (per questa ragione, nel seguito del documento l’espressione “sensore distribuito” sarà riferita al generico sensore di un generico strumento per LVM). Purtroppo, questa procedura presuppone l’esistenza di un target “universale”, compatibile con ogni tipologia di sensore (ad esempio un target visibile contemporaneamente dai sensori per R-LAT, camere fotogrammetriche, laser tracker, etc.), ad oggi non disponibile.
Nonostante ciò, la procedura potrebbe, con opportune modifiche, essere implementata con successo, disponendo di un tastatore dotato di target di diversa natura – visibili da almeno una porzione dei sensori in uso – ed una punta a contatto col punto d’interesse che consenta di effettuare la localizzazione del punto stesso in tempo reale.
Scopo della presente invenzione è dunque quello di proporre un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni che superi gli svantaggi della tecnica nota e che consenta di effettuare con precisione ed in tempo reale la localizzazione di punti di interesse di un oggetto da misurare.
Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di proporre un procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore per effettuare misure di un oggetto di interesse.
Questo ed altri scopi vengono raggiunti con un dispositivo tastatore le cui caratteristiche sono definite nella rivendicazione 1, e con un procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore come definito nella rivendicazione X.
Modi particolari di realizzazione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrante della presente descrizione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1 è una vista in prospettiva di un dispositivo tastatore 1 secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 è una vista in prospettiva di una pluralità di moduli secondari 8;
- la Figura 3 mostra una vista esplosa (fig. 3a) e una vista assemblata (figura 3b) di un esempio di accoppiamento tra i vari elementi delle figure 1 e 2;
- la Figura 4 mostra uno schema degli angoli e delle distanze misurati da un generico sensore distribuito rispetto ad un target; e
- la Figura 5 mostra un esempio di ellissoide d’incertezza relativo ad uno specifico vettore X e matrice ��X.
In sintesi, il dispositivo tastatore secondo la presente invenzione è dotato di target di diversa natura, visibili da almeno una porzione dei sensori in uso in un sistema LVM, ed è modulare.
Esso presenta inoltre le seguenti funzionalità:
- il numero di target montati sul dispositivo tastatore è variabile a seconda dell’applicazione specifica;
- la tipologia dei target montati sul dispositivo tastatore (ad esempio, target per camere fotogrammetriche, laser tracker, R-LAT, etc.) è variabile a seconda dell’applicazione specifica;
- la geometria del dispositivo tastatore, in particolare la posizione dei target e della punta, è variabile a seconda dell’applicazione specifica;
- il montaggio/smontaggio dei target è rapido e veloce grazie all’uso di moduli dotati di sistemi di accoppiamento/innesto rapido;
- il dispositivo tastatore può inoltre montare sensori integrati (diversi dai sensori distribuiti posti intorno al volume di misura, precedentemente citati) in grado di effettuare misurazioni aggiuntive che concorrono alla localizzazione del dispositivo tastatore stesso (ad esempio inclinometro e bussola, in grado di contribuire alla stima degli angoli di orientamento spaziale del tastatore).
In figura 1 è mostrata una vista in prospettiva di un dispositivo tastatore 1 secondo la presente invenzione.
Esso comprende un modulo primario 2, ossia una barra con un’impugnatura per un operatore, e due estremità 4 con fori calibrati 6 posti in diverse posizioni predefinite e atti rispettivamente ad alloggiare moduli secondari 8 di diverso tipo, come mostrati in figura 2.
In figura 2 è mostrata una vista in prospettiva di una pluralità di moduli secondari 8, in particolare un target SMR (Spherically Mounted Retroreflector) 8a con l’associata base di montaggio 8a’, un target R-LAT 8b, un target sferico per camera fotogrammetrica 8c, un target ultrasonico 8d, prolunghe o estensioni 8e e varie punte 8f. Tali punte 8f sono atte ad essere messe in contatto coi punti d’interesse dell’oggetto da misurare, sono anch’esse munite di stelo calibrato, innestabile nei fori calibrati 6 del modulo primario 1 o in quelli delle prolunghe 8e.
I target 8a-8d e ciascuna delle punte 8f sono atti ad essere inseriti, da soli o tramite una prolunga 8e, in qualsiasi foro calibrato tra quelli alle due estremità 4 del dispositivo tastatore 1.
In figura 3 è mostrata una vista esplosa (figura 3a) e una vista assemblata (figura 3b) di un esempio di accoppiamento tra i vari elementi delle figure 1 e 2, in cui con il target sferico 8c è indicato un target preferibilmente sferico.
Il target 8c è dotato di uno stelo calibrato atto ad essere innestato nei fori calibrati 6 del modulo primario 1 o in quelli delle prolunghe 8e.
Alternativamente, il target 8c è sostituito dai target 8a, 8b o 8d sopra citati i quali sono provvisti di uno stelo calibrato atto ad essere innestato nei fori calibrati 6 del modulo primario 1 o in quelli delle prolunghe 8e.
Le prolunghe 8e sono di lunghezza variabile e sono atte ad essere poste tra il modulo primario 1 ed i target 8a-8d sopra descritti, in modo da variare la posizione relativa tra i target 8a-8d ed il modulo primario 2.
Le prolunghe 8e sono dotate di uno stelo calibrato, innestabile nei fori calibrati 6 del modulo primario 1. Esse sono altresì dotate di fori calibrati per “ospitare” qualsiasi altro tipo di modulo secondario (ossia elementi 8a-8e).
Ogni componente è dotato di cablaggio interno per l’alimentazione/comando/trasmissione di dati (quando previsti) e di connettori rapidi agli estremi. Tali connettori consentono un’agevole intercambiabilità dei componenti, allo scopo di personalizzare la configurazione del dispositivo tastatore 1 per adattarla alle specifiche esigenze di misura.
La localizzazione spaziale del dispositivo tastatore 1 viene effettuata in modo efficace ed efficiente grazie al procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore, che è parte integrante della presente invenzione, descritto in dettaglio qui di seguito, il quale tiene conto dei seguenti fattori:
- posizione relativa tra i target di tipo 8a-8d eventualmente montati e la punta 8f montata a bordo del dispositivo tastatore 1. Precisamente, il tastatore 1 viene modellizzato come un corpo rigido con geometria nota (a meno di incertezze sulle posizioni relative tra i target montati a bordo dello stesso e la punta 8f);
- incertezza sulla posizione/orientamento dei sensori distribuiti (generalmente posti intorno al volume di misura) coinvolti nella misurazione, che viene determinata mediante processi di taratura di per sé noti, realizzati a monte delle misurazioni stesse;
- incertezza sulle misure (di distanza o angoli) locali dei sensori distribuiti, rispetto ai target di tipologia 8a-8d eventualmente montati a bordo del tastatore 1;
- numero, tipologia e posizione relativa (e relative incertezza) dei target di tipo 8a-8d a bordo del tastatore 1 rispetto alla punta 8f del tastatore 1 stesso;
- misurazioni angolari (e rispettiva incertezza) fornite dai sensori integrati (inclinometro e bussola) a bordo del tastatore 1.
Si passa ora alla descrizione del procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore secondo la presente invenzione, il quale è basato su diversi passi: 1. definizione di equazioni relative alle distanze/angoli misurati dai sensori distribuiti rispetto ai target a bordo del dispositivo tastatore 1;
2. definizione di equazioni relative alle misure angolari dei sensori integrati (inclinometro e bussola) sul tastatore;
3. le suddette equazioni vengono riferite ad un unico sistema di riferimento tridimensionale globale (OXYZ);
4. le suddette equazioni vengono linearizzate (ad esempio tramite sviluppo in serie di Taylor troncato al primo ordine) rispetto alle sei incognite del problema, ossia le tre coordinate spaziali della punta 8f montata sul tastatore 1 ed i tre angoli di orientamento del tastatore 1 stesso;
Il problema viene risolto mediante l’approccio Generalized Least Squares (GLS), pesando le diverse equazioni sulla base dei rispettivi contributi d’incertezza.
Oltre ad effettuare la localizzazione della punta 8f del tastatore 1, la procedura proposta consente di stimare la relativa incertezza di misura. In dettaglio, la matrice varianza-covarianza relativa alle sei incognite del problema viene determinata applicando la Multivariate Law of Propagation of Uncertainty (MLPU) al sistema di equazioni linearizzate precedentemente descritto, con riferimento ai parametri affetti da incertezza.
Verrà ora descritto in dettaglio tale procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore.
Procedimento matematico/statistico per la localizzazione del dispositivo tastatore
Questa sezione introduce il procedimento matematico/statistico per la localizzazione del dispositivo tastatore, che può essere adottato quando si utilizzano (i) combinazioni di strumenti per LVM composti da sensori distribuiti di diverse tipologie e (ii) un dispositivo tastatore 1 dotato di target di diversa natura come sopra descritto.
Caratteristiche principali della procedura
Si considera che ciascun i-esimo strumento per LVM (Si) comprende un certo numero di sensori; si denomina convenzionalmente il j-esimo sensore di Si, oppure, per semplicità, il ij-esimo sensore in termini assoluti, come sij(ad esempio, si1, si2, …, sij, …).
Il dispositivo tastatore 1 comprende un certo numero di target di diversa natura e una punta 8f, posta in contatto con punti d’interesse sulla superficie di un oggetto da misurare. Il generico k-esimo target montato sul dispositivo tastatore 1 è convenzionalmente denominato Tk. I sensori distribuiti possono essere classificati in due tipologie:
• sensori di distanza, in grado di misurare le rispettive distanze (dijk) dal k-esimo target (vedere figura 4);
• sensori angolari, in grado di misurare i due angoli azimuth (�ijk) e elevation (�ijk) sottesi dal k-esimo target (vedere figura 4).
Dalla figura 4 si osserva che per un generico sensore distribuito sij, il segmento che congiunge il k-esimo target Tke l’origine oijdel sistema di riferimento cartesiano locale oijxijyijzijsottende due angoli – �ijk(azimuth) e �ijk(elevation) – e una distanza dijk.
Il pedice “ijk” è riferito alle misurazioni locali (di distanza o angolari) del ij-esimo sensore distribuito rispetto al k-esimo target del dispositivo tastatore 1. Si precisa che ogni ij-esimo sensore non è necessariamente capace di effettuare misurazioni locali rispetto ad ogni kesimo target del dispositivo tastatore, per due ragioni:
- affinché la misurazione locale possa essere effettuata, l’intervallo di comunicazione dell’ij-esimo sensore deve includere il k-esimo target e non ci devono essere ostacoli interposti. Ad esempio, l’intervallo di comunicazione di una camera fotogrammetrica di fascia elevata è approssimativamente di 6-8 m.
- pur ammettendo che il k-esimo target sia incluso nell’intervallo di comunicazione del ij-esimo sensore distribuito, le eventuali misurazioni locali possono essere effettuate esclusivamente se i due dispositivi sono compatibili; ad esempio, un target per R-LAT non è compatibile con camere fotogrammetriche o laser tracker. Inoltre, alcuni sensori distribuiti (quali camere fotogrammetriche, sensori ultrasonici o sensori R-LAT) possono effettuare misurazioni locali rispetto a target multipli, mentre altri (come laser tracker/tracer) rispetto ad un solo target per volta.
Nel caso di compatibilità tra il ij-esimo sensore distribuito e il k-esimo target, si possono definire delle equazioni (linearizzate) relative alle misurazioni locali:
A<dist>
ijk �X� B<di>
ijk<st>� 0una equazione per sensore di distanza e target(1) A<ang>
ijk �X� B<ang>
ijk � 0due equazioni per sensore angolare e target
dove X = [XP, YP, ZP, ωP, ϕP, κP]<T>è il vettore (incognito) contenente le coordinate spaziali (XP, YP, ZP) del centro della punta del dispositivo tastatore 1 (P) e gli angoli (ωP, ϕP, κP) dell’orientamento spaziale del dispositivo stesso, con riferimento ad un sistema di riferimento cartesiano globale OXYZ. Le matrici relative ai sensori distribuiti di distanza sono contrassegnate con l’apice “dist”, mentre quelle relative ai sensori distribuiti
<dist ist>angolari con l’apice “ang”. Le matrici<A>ijk,<B d>
ijk,<A ang>
ijke<B>i<a>jk<ng>contengono:
- i parametri di posizione/orientamento (X0ij ,Y0ij , Z0ij , ωij, ϕije κij) relativi al ij-esimo sensore distribuito;
- la distanza (dijk) e/o gli angoli (Ɵijk,φijk) sottesi dal k esimo target, rispetto al sistema di riferimento cartesiano locale oijxijyijzijdel ij-esimo sensore.
Dato che i valori “veri” dei suddetti parametri non possono essere noti con esattezza, essi sono sostituiti con delle opportune stime:X<ˆ>0ij,Y<ˆ>0ij, Z<ˆ>0ij, �ˆ ij , �<ˆ>ij e �ˆ ij, ottenuteattraverso processi di taratura iniziali, d<ˆ>ijk, ottenuta dalle misurazioni locali di distanza, e �<ˆ>ijke �ˆijk, ottenute dalle misurazioni locali angolari.
Come anticipato, il dispositivo tastatore può montare altresì dei sensori integrati – come inclinometro a due assi o bussola – in grado di effettuare misurazioni angolari per supportare la stima dell’orientamento spaziale del dispositivo tastatore 1, attraverso le seguenti equazioni linearizzate:
A<int>�X� B<int>� 0 tre equazioni per i sensori integrati (2)
Le matrici A<int>e B<int>contengono le misurazioni locali di tre angoli (ωI, ϕI, κI) che rappresentano l’orientamento dei sensori integrati rispetto ad un sistema di riferimento assoluto solidale con la terra (xIyIzI).
Il problema della localizzazione del dispositivo tastatore può quindi essere formulato attraverso il seguente modello lineare, che incapsula le relazioni nelle Equazioni 1 e 2:
dove i blocchi A<dist>, A<ang>, B<dist>e B<ang>sono definiti come: essendo I<dist>e I<ang>le combinazioni di valori (ijk) relativi al ij-esimo sensore di distanza o angolare che comunica con il k-esimo target.
I sei parametri incogniti in X possono essere determinati risolvendo il sistema nell’equazione 3, che è per sua natura sovradefinito, cioè comprende più equazioni che parametri incogniti: uno per ogni combinazione tra ij-esimo sensore distribuito di distanza e il k-esimo target, due per ogni combinazione tra il ij-esimo sensore angolare e il k-esimo target, e tre per i sensori integrati (tipicamente, due per l'inclinometro a due assi e uno per la bussola). Le equazioni del sistema possono contribuire diversamente all’incertezza nella localizzazione del dispositivo tastatore. Quattro importanti fattori che influenzano tale incertezza sono:
- incertezza su posizione/orientamento dei sensori distribuiti (X<ˆ>0ij,Y<ˆ>0ij, Z<ˆ>0ij,�ˆij , �<ˆ>ij e �ˆij ), ottenute medianteprocessi di taratura iniziali;
- incertezza sulle misurazioni locali (d<ˆ>ijk, �<ˆ>ijk e �ˆijk) dei sensori distribuiti rispetto ai target del dispositivo tastatore 1, che dipende dalle rispettive caratteristiche metrologiche;
- posizione relativa tra P e i sensori distribuiti; ad esempio, per i sensori angolari, l’incertezza sulla localizzazione di P tende ad aumentare proporzionalmente con la distanza tra P e i sensori;
- incertezza sulle misurazioni angolari ( �ˆI, �<ˆ>I e �ˆI) dei sensori integrati del dispositivo tastatore 1, che dipende dalle rispettive caratteristiche metrologiche.
Di conseguenza, occorre risolvere il sistema dell’equazione 3 dando un maggior peso alle equazioni che producono meno incertezza e viceversa.
A tal fine, un approccio è costituito dal metodo Generalized Least Squares (GLS), in cui una matrice dei pesi (W che tiene conto dell'incertezza prodotta dalle equazioni) è definita come:
dove
J è la matrice Jacobiana contenente le derivate parziali degli elementi al primo membro dell'equazione 3 (ossia A·X – B) rispetto ai parametri contenuti nel vettore �: posizione/orientamento dei sensori distribuiti, misurazioni locali dei sensori distribuiti che partecipano alla misura, misurazioni angolari dei sensori integrati, e posizione relativa dei target a bordo del dispositivo tastatore rispetto alla punta dello stesso.
�ξè la matrice di covarianza relativa a�, che rappresenta la variabilità dei parametri contenuti in�.
I parametri in �ξ possono essere determinati in vari modi: (i) da manuali o documentazione tecnica concernente i sensori distribuiti/integrati in uso, (ii) stimati attraverso prove sperimentali ad hoc, o (iii) stimati utilizzando dati provenienti da processi di taratura precedenti. Osserviamo che questi parametri dovrebbero riflettere l’incertezza di misura dei sensori in condizioni di lavoro realistiche, ad esempio, in presenza di vibrazioni, variazioni di luce/temperatura e altri tipici fattori di disturbo.
Applicando il metodo GLS al sistema dell’equazione 3, si<ottiene la stima finale di X come:>
La suddetta procedura di localizzazione del dispositivo tastatore può essere denominata fusione cooperativa in quanto aggrega dati ottenuti da sensori con caratteristiche tecniche e metrologiche differenti.
Stima dell'incertezza di misura
Il modello matematico/statistico descritto nella sezione precedente può anche essere utilizzato per stimare l'incertezza nella localizzazione del dispositivo tastatore 1.
Per ogni localizzazione è possibile determinare la matrice di covarianza, applicando la cosiddetta Multivariate Law of Propagation of Uncertainty (MLPU) per il sistema di equazioni (linearizzate) dell’equazione 3, con riferimento<ai parametri affetti da incertezza contenuti nel vettore ���>�
La matrice 6x6 risultante, che contiene le varianze (in diagonale) e covarianze (fuori dalla diagonale) relative agli elementi in X, è:
La matrice �Xvaria da punto a punto, a seconda della posizione e dell'orientamento del dispositivo tastatore 1, il numero e le caratteristiche metrologiche dei sensori distribuiti/integrati, e i target (a bordo del dispositivo tastatore) in uso.
Dal punto di vista pratico, la parte più interessante della matrice è il blocco 3x3 in alto a sinistra, che rappresenta la variabilità nella stima di X<ˆ>P, Y<ˆ>Pe Z<ˆ>P. Il resto della matrice contiene informazioni sulla variabilità nella stima dell'orientamento del dispositivo tastatore (ωP, ϕPe κP) e sulle correlazioni tra coordinate spaziali e angoli di orientamento.
Ritornando al blocco 3x3 in alto a sinistra, l'incertezza relativa alle stime di XP, YP, ZPpuò essere calcolata considerando gli elementi diagonali del blocco stesso.
dove k è il fattore di copertura, generalmente impostato come k = 2, il che significa che, ipotizzando una distribuzione normale delle stime di XP, YP, ZP, la copertura corrispondente è del 95% circa.
Una stima sintetica dell'incertezza complessiva può essere ottenuta attraverso la somma dei quadrati delle incertezze nell’equazione 8:
Le incertezze relative alle posizioni dei singoli punti possono essere usate per determinare le incertezze relative alle caratteristiche di elementi geometrici più complessi, costruiti utilizzando più punti (ad esempio la distanza tra due punti, il centro o il raggio di una sfera, l’asse di un cilindro, ecc.). A tale proposito, si possono utilizzare le tipiche tecniche di fitting della metrologia a coordinate. Una rappresentazione intuitiva delle incertezze di localizzazione della punta del dispositivo tastatore può essere ottenuta attraverso i cosiddetti ellissoidi d’incertezza, la cui costruzione è basata sui seguenti passaggi: (i) diagonalizzazione del blocco 3x3 in alto a sinistra di �X, (ii) determinazione degli assi principali (X’, Y’, Z’), e (iii) costruzione di un ellissoide 3D con baricentro nel punto XP, YP, ZP, semiassi orientati lungo X’, Y’, Z’ e proporzionali agli elementi diagonali della matrice diagonalizzata.
La figura 5 mostra un esempio di ellissoide d’incertezza relativo ad uno specifico vettore X e matrice��X.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni (1) comprendente un modulo primario (2) avente due estremità (4) con fori calibrati (6) atti rispettivamente ad alloggiare moduli secondari (8) comprendenti un target SMR (8a), un target R-LAT (8b), un target sferico per camera fotogrammetrica (8c), un target ultrasonico (8d), prolunghe o estensioni (8e) e almeno una punta (8f), in cui tale punta (8f) è atta ad essere messa in contatto coi punti d’interesse dell’oggetto da misurare.
- 2. Dispositivo tastatore secondo la rivendicazione 1, in cui i target (8a, 8b, 8c, 8d) e la punta (8f) sono atti ad essere inseriti, da soli o tramite una prolunga (8e), in qualsiasi foro calibrato tra quelli alle due estremità (4).
- 3. Dispositivo tastatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le prolunghe (8e) sono di lunghezza variabile e sono atte ad essere poste tra il modulo primario (1) ed i target (8a, 8b, 8c, 8d) in modo da variare la posizione relativa tra i target (8a, 8b, 8c, 8d) ed il modulo primario (2).
- 4. Procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore comprendente le operazioni di: - predisporre un dispositivo tastatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; - definire equazioni relative a distanze/angoli misurati da sensori distribuiti attorno al dispositivo tastatore (1) rispetto ai target posti a bordo del dispositivo tastatore (1); - riferire dette equazioni ad un unico sistema di riferimento tridimensionale globale (OXYZ); - linearizzare dette equazioni rispetto a tre coordinate spaziali della punta (8f) e tre angoli di orientamento del dispositivo tastatore (1); - risolvere il sistema di equazioni linearizzate mediante l’approccio Generalized Least Squares (GLS), pesando le diverse equazioni sulla base di rispettivi contributi d’incertezza.
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| IT102016000107650A IT201600107650A1 (it) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Dispositivo tastatore e procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201600107650A1 true IT201600107650A1 (it) | 2018-04-25 |
Family
ID=58054441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| IT102016000107650A IT201600107650A1 (it) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Dispositivo tastatore e procedimento di localizzazione di un dispositivo tastatore per la misura di oggetti di grandi dimensioni |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| IT (1) | IT201600107650A1 (it) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020148133A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-10-17 | Bridges Robert E. | Scale-bar artifact and methods of use |
| US20080111985A1 (en) * | 2006-04-20 | 2008-05-15 | Faro Technologies, Inc. | Camera based six degree-of-freedom target measuring and target tracking device |
| US20080239327A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-02 | Mitutoyo Corporation | Global calibration for stereo vision probe |
-
2016
- 2016-10-25 IT IT102016000107650A patent/IT201600107650A1/it unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020148133A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-10-17 | Bridges Robert E. | Scale-bar artifact and methods of use |
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