NL1018263C2 - Werkwijze en inrichting voor het projecteren van een virtuele mal. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het projecteren van een virtuele mal

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het projecteren van een virtuele mal op een projectievlak.

5 Europese octrooiaanvrage EP-A-0 968 845 openbaart een werkwijze voor het vervaardigen van een wandafbeelding. De werkwijze omvat de stappen van het reproduceren van een bestaand wandmotief, het opdelen van het wandmotief in afzonderlijke beeldelementen, het aanpassen van de afmetingen, uitrichting en/of perspectief van de beeldelementen aan de geometrie van de wand en het samenstellen 10 van de beeldelementen tot een nieuw beeld, het overdragen van het nieuwe beeld op een dragermateriaal en het aanbrengen van het dragermateriaal op de wand. Het werken met dragermateriaal is echter een tijds- en arbeidsintensief werk, in het bijzonder wanneer de wand zeer groot is.

Europese octrooiaanvrage EP-A-0 895 096 beschrijft een draagbare 15 laserdigitaliseringsinrichting voor het maken van oppervlaktescans met zeer hoge nauwkeurigheid van grote en/of complexe onderdelen. De inrichting maakt gebruik van een freesmachine voor het boren/frezen van het onderdeel, een digitaliseringskop en een op afstand werkzame laservolginrichting voor het volgen van de positie van een retroreflectorkubus die bevestigd is op de digitaliseringskop.

20 De onderhavige uitvinding tracht een werkwijze en inrichting te verschaffen waarmee op eenvoudige en efficiënte wijze een bepaald patroon op een wand is aan te brengen.

Dit wordt bereikt door een werkwijze voor het projecteren van een virtuele mal op een projectievlak met behulp van een aanwijsinrichting, waarbij de virtuele mal ten 25 minste een projectiepunt omvat, omvattende de stappen van het bepalen van de positie van de aanwij sinrichting ten opzichte van het projectievlak en voor elk van het ten minste ene projectiepunt het berekenen van een bijbehorende ruimtehoek en het aansturen van de aanwij sinrichting voor projectie van het ten minste ene projectiepunt onder de bijbehorende ruimtehoek op het projectievlak. Met deze werkwijze is op zeer 30 eenvoudige manier een bepaald patroon, bestaande uit bijvoorbeeld stippen, op een wand of projectievlak aan te brengen. Het projectievlak kan een vlakke wand zijn, maar tevens een gebogen oppervlak (driedimensionaal projectievlak).

101 ?';,c r‘m 2

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt de positie van de aanwij sinrichting ten opzichte van het projectievlak bepaald door het meten van de afstand van de aanwij sinrichting tot ten minste een referentiepunt op het projectievlak. Dit maakt het mogelijk om de juiste overbrengingsverhouding te bepalen tussen de 5 virtuele mal en het uiteindelijke te projecteren beeld en de projectie dienovereenkomstig aan te sturen.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt de werkwijze toegepast om verdere virtuele mallen op het projectievlak te projecteren, en omvatten de verdere virtuele mallen ten minste twee koppelpunten. Hierdoor is het mogelijk om een brede wand te 10 voorzien van een breed patroon door middel van een aantal virtuele mallen.

In een verder aspect heeft de onderhavige inrichting betrekking op een inrichting voor het projecteren van een virtuele mal op een projectievlak, waarbij de virtuele mal ten minste een punt omvat, omvattende een aanwij sinrichting, meetmiddelen voor het bepalen van de positie van de aanwij sinrichting ten opzichte van het projectievlak, 15 en met de aanwij sinrichting en meetmiddelen verbonden verwerkingsmiddelen, waarbij de verwerkingsmiddelen zijn ingericht voor het voor elk van het ten minste ene punt berekenen van een bijbehorende ruimtehoek en het aansturen van de aanwij sinrichting voor projectie van het ten minste ene punt onder de bijbehorende ruimtehoek op het projectievlak.

20 In verdere uitvoeringsvormen zijn de meetmiddelen ingericht voor het meten van een afstand tussen de aanwij sinrichting en ten minste een referentiepunt op het projectievlak, en zijn de verwerkingsmiddelen verder ingericht voor het bepalen van de positie van de aanwij sinrichting ten opzichte van het projectievlak ondergrond door het meten van de afstand van de aanwij sinrichting tot ten minste een referentiepunt op het 25 projectievlak.

Daarnaast is het mogelijk dat de aanwij sinrichting een laserinrichting omvat en de inrichting verder aanstuurmiddelen omvat voor het aansturen van de projectiehoek van de laserinrichting. Een laserinrichting heeft het voordeel dat een zeer smalle niet-divergerende bundel sterk licht wordt geprojecteerd, waardoor het mogelijk is om een 30 nauwkeurige positie aan te geven op het projectievlak. Er is slechts een klein vermogen nodig om een goed zichtbare markering op het projectievlak te verkrijgen, zelfs bij daglicht.

1018263 3

In een verdere uitvoeringsvorm omvatten de aanstuurmiddelen twee in onderling orthogonale richtingen werkzame stappenmotoren. Hierdoor is het mogelijk om op nauwkeurige wijze het hele projectie vlak te bestrijken.

De meetmiddelen omvatten in een uitvoeringsvorm van de onderhavige inrichting 5 een laserafstandmeter, die geïntegreerd kan zijn met de laserinrichting en laserafstandmeter geïntegreerd zijn. Hierdoor zijn de meetmiddelen en de aanwijsinrichting zo dicht mogelijk bij elkaar geplaatst, waardoor geen parallaxfouten optreden of gecorrigeerd dienen te worden.

De onderhavige inrichting wordt bij voorkeur bediend door slechts een persoon, 10 die zowel de aanwij sinrichting bedient als de werkzaamheden op het projectievlak (zoals het aanbrengen van reflecterende stippen om een bedrijfslogo op het projectievlak te verkrijgen). Hiertoe omvat de inrichting verder een afstandsbediening die verbonden is met de verwerkingsmiddelen. Om de mogelijkheid te bieden om de aanwijsinrichting handenvrij te bedienen, is de afstandsbediening bij voorkeur voorzien 15 van stemactivering.

De onderhavige uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding, met verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen, waarin

Fig. 1 een blokschema toont van een inrichting volgens een uitvoeringsvorm van 20 de onderhavige uitvinding;

Fig. 2 een perspectiefaanzicht toont van de opstelling van de aanwijsinrichting ten opzichte van het projectievlak;

Fig. 3 een aanzicht toont van een opstelling van de inrichting volgens de uitvoeringsvorm van Fig. 1.

25 Een voorbeelduitvoeringsvorm van de projectie-inrichting 10 volgens onderhavige uitvinding wordt getoond in het blokschema van Fig. 1. De projectie-inrichting 10 wordt gebruikt voor het projecteren van punten of andere aanwijsvormen van een virtuele mal op een projectievlak 20. De virtuele mal omvat bijvoorbeeld een groot aantal punten die samen een logo van bijvoorbeeld een bedrijf vormen. Het logo 30 dient met behulp van bijvoorbeeld reflecterende stippen aangebracht te worden op bijvoorbeeld een wand van het bedrijfspand. De reflecterende stippen met bijvoorbeeld dezelfde afmetingen vormen uiteindelijk het logo op de wand van het bedrijfspand. De stippen kunnen van dezelfde kleur zijn, af een verschillende kleur hebben. Met behulp 01 82 63"’" 4 van de onderhavige inrichting kan de virtuele mal punten of andere aanwijsvormen op de bedrijfswand 20 projecteren. Op de aangewezen plaatsen kunnen vervolgens de reflecterende stippen worden aangebracht waardoor het logo op de bedrijfswand 20 ontstaat. De onderhavige uitvinding heeft het voordeel dat geen hinder wordt 5 ondervonden van uitsteeksels of andere objecten op het projectievlak 20, zoals ramen, regenpijpen e.d.

Een ander voorbeeld waarbij de onderhavige uitvinding kan worden toegepast is in de bouwsector, waarbij bijvoorbeeld frees- en boorwerk voor leidingen in een keuken met behulp van een virtuele mal gedefinieerd kan zijn. De virtuele mal kan met 10 behulp van de onderhavige projectie-inrichting 10 op een keukenmuur worden geprojecteerd.

Hiertoe omvat de projectie-inrichting 10 een aanwijsinrichting 18, zoals een laseraanwij sinrichting. Een iaseraanwij sinrichting 18 heeft het voordeel dat een precies gedefinieerd punt (bijvoorbeeld de punten 22 in Fig. 1) geprojecteerd kan worden op 15 een bepaalde afstand, terwijl het vereiste vermogen van de laseraanwij sinrichting 18 beperkt kan blijven. Verder is het punt van de laseraanwijsinrichting 18 ook bij daglicht goed zichtbaar op het projectievlak 20.

Verder omvat de projectie-inrichting 10 een aanstuurinrichting 16 die de laseraanwijsinrichting 18 aanstuurt in ruimtelijke hoek (bijvoorbeeld in twee 20 orthogonale richtingen zoals azimuthale hoek α en hoogtehoek β, zie Fig. 2). Zowel de aanstuurinrichting 16 als de laseraanwijsinrichting 18 zijn verbonden met een verwerkingsinrichting 12 voor respectieve besturing van de ruimtehoek en de intensiteit van de laseraanwijsinrichting 18.

Fig. 2 toont een perspectiefaanzicht van de laseraanwijsinrichting 18 ten opzichte 25 van het projectievlak 20. Om de virtuele mal op de juiste manier te kunnen projecteren op het projectievlak 20 moet de positie van de laseraanwijsinrichting 18 ten opzichte van de projectiewand 20 bekend zijn. Het is mogelijk om deze op te meten met onafhankelijke meetinstrumenten, en de relatieve positie in te voeren in de verwerkingsmiddelen 12.

30 Het heeft echter de voorkeur om een afstandsmeter 14 op te nemen in de projectie-inrichting 10, die in verbinding staat met de verwerkingsinrichting 12. In Fig. 2 is een eenvoudige oplossing getoond, waarbij een enkel referentiepunt 22 op hoogte Hl op het projectievlak 20 gebruikt wordt. De laseraanwijsinrichting 18 en 1 o 18263* 5 afstandmeter 14 zijn op een statief of iets dergelijks geplaatst, tevens op een hoogte Hl. Het is dan eenvoudig om de afstand d te meten met behulp van de afstandmeter 14.

Door met de afstandsmeter 14 de afstand te meten tot een aantal (bij voorkeur drie) referentiepunten 22 op het projectievlak 20 is het mogelijk de precieze onderlinge 5 positie van de laseraanwijsinrichting 18 en het projectievlak 20 in drie dimensies te berekenen. Voor een zo nauwkeurig mogelijke positiebepaling dient de afstandsmeter 14 zo dicht mogelijk bij de laseraanwijsinrichting 18 te worden geplaatst.

In een uitvoeringsvorm zijn de aan wij sinrichting 18 en afstandsmeter 14 geïntegreerd tot een enkele laserinrichting 17. Met behulp van op zich bekende 10 technieken kan een laserinrichting 17 gebruikt worden voor het meten van afstanden (bijvoorbeeld door middel van modulatie van de laserbundel en tijdsmeting). Deze laserinrichting 17 kan dan tevens gebruikt worden als aanwijsinrichting 18.

De projectie-inrichting 10 kan verder een afstandsbediening 24 omvatten, waarmee de projectie-inrichting 10 op afstand bediend kan worden, bijvoorbeeld door 15 dezelfde persoon die tevens de reflecterende stippen op het projectievlak 20 aanbrengt. De afstandsbediening 24 kan ingericht zijn om met op zich bekende technieken te functioneren, zoals infrarode, hoogfrequente of ultrasone signalen.

In een verdere uitvoeringsvorm is de afstandsbediening 24 voorzien van een microfoon en omzetmiddelen om ontvangen spraak van een bedienaar om te zetten in 20 instructies voor de projectie-inrichting 10 (voice-activated). Dit biedt de mogelijkheid om de projectie-inrichting 10 handenvrij te bedienen, waardoor de bedienaar zijn handen vrij houdt om bijvoorbeeld het stippenpatroon op het projectievlak 20 aan te brengen.

De verwerkingsinrichting 12 is ingericht om de virtuele mal op de juiste wijze, 25 dat wil zeggen zonder vertekeningen of hoekfouten, op het projectievlak 20 te projecteren. Met behulp van de gegevens van de afstandsmeter 14 worden de afstanden tot een of meer referentiepunten 22, die ook op de virtuele mal aangeduid zijn, gemeten (zie Fig. 2). Indien de afstanden worden gemeten tot aan drie referentiepunten 22 is het mogelijk om naast de afstand d ook de oriëntatie van de laseraanwijsinrichting 18 ten 30 opzichte van de projectiewand 20 in drie dimensies te bepalen.

Met behulp van deze gegevens kan voor elk punt van de virtuele mal de juiste ruimtehoek (bijvoorbeeld α, β in Fig. 2) voor de projectie op het projectievlak 20 te berekenen. In een uitvoeringsvorm is de aanstuurinrichting 16 van de J0ï8?6 6 laseraan wij sinrichting 18 een tweedimensionale aansturing, uitgerust met stappenmotoren 32, 34. In Fig. 3 is een perspectiefaanzicht getoond van een opstelling van de projectie-inrichting 10. De lasermodule 18 (die zowel de laseraan wij sinrichting 18 als laserafstandmeter 14 kan omvatten) is geplaatst op een eerste as 31 voor 5 beweging in het verticale vlak (hoek β in Fig. 2). De lasermodule 18, eerste as 31 en een eerste stappenmotor 32 met wormwiel overbrenging zijn bevestigd op een horizontale plaat 35. De horizontale plaat 35 is beweegbaar in het horizontale vlak (hoek α in Fig. 2) door middel van een tweede as 33, die loodrecht staat op de eerste as 31. De tweede as 33 wordt aangedreven door een tweede stappenmotor 34 met tevens 10 een wormwieloverbrenging. De tweede as 33 en tweede stappenmotor 34 zijn bevestigd aan de behuizing van de projectie-inrichting 10, in het getoonde voorbeeld gevormd door een verticale plaat 36 en een basis 37. De projectie-inrichting 10 omvat daarnaast tevens de verwerkingsinrichting of besturingselektronica 12.

Het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat de laseraan wij sinrichting 18 ook op 15 andere manieren aangestuurd kan worden voor het bereiken van een bepaalde ruimtehoek voor projectie van een punt op het projectievlak 20.

In de getoonde uitvoeringsvorm maken de stappenmotors 32, 34 een minimale stap van 1,8 graden, wat bij een overbrengingsverhouding met behulp van de wormwielen resulteert in een verdraaiing van 7,85 x 10"4 rad van de eerste en tweede as 20 31, 33. Het oplossend vermogen van de projectie-inrichting 10 bedraagt dan 0,785 mm per meter afstand tot het projectievlak 20. Voor de deskundige zal het duidelijk zijn, dat door het aanpassen van de overbrenging van het wormwiel of de stapgrootte van de stappenmotor 32, 34 een meer of minder nauwkeurig oplossend vermogen mogelijk is.

De verwerkingsinrichting 12 is ingericht om een bestand met de virtuele mal, in 25 de vorm van een stippenpatroon in te lezen. Het bestand kan bijvoorbeeld een

AutoCAD-bestand zijn, waarin een afzonderlijke laag stippen of punten gedefinieerd is, bijvoorbeeld met een x- en y-coördinaat. Het bestand wordt uitgelezen en de punten worden in een lijst geplaatst, waarin de x- en y-coördinaat van elk punt na elkaar zijn geplaatst. De verwerkingsinrichting 12 is verder ingericht om de x- en y-coördinaten 30 van elk punt, met behulp van de ingevoerde of gemeten onderlinge positie van de laseraanwijsinrichting 18 en het projectievlak 20, om te zetten in aanstuursignalen voor de stappenmotoren 32, 34. Na aanbrengen van de stip op het projectievlak 20 kan bijvoorbeeld met behulp van de afstandsbediening 24 het volgende punt van de virtuele 10 > S"’63^ 7 mal worden gekozen, waarna de laseraanwij sinrichting 18 gestuurd wordt naar de bijbehorende ruimtehoek α, β. Met de afstandsbediening 24 is het tevens mogelijk om snel voor- of achterwaarts te springen door de lijst van punten.

In een verder uitvoeringsvorm is het mogelijk om in een aantal virtuele mallen 5 koppelpunten op te nemen. Hierdoor is het mogelijk om na verplaatsing van de projectie-inrichting 10 naast elkaar virtuele mallen te projecteren. De koppelpunten kunnen bijvoorbeeld door tijdelijke markeringen op het projectie vlak worden aangebracht. De projectie-inrichting kan deze koppelpunten dan als referentiepunten gebruiken voor een aansluitende virtuele mal.

10 1018?63^

Claims (11)

1. Werkwijze voor het projecteren van een virtuele mal op een projectievlak (20) met behulp van een aanwij sinrichting (18), waarbij de virtuele mal ten minste een 5 projectiepunt omvat, omvattende de stappen van het bepalen van de positie van de aanwij sinrichting (18) ten opzichte van het projectievlak (20); en voor elk van het ten minste ene projectiepunt het berekenen van een bijbehorende ruimtehoek (α, β) en het aansturen van de aanwij sinrichting (18) voor projectie van het 10 ten minste ene projectiepunt onder de bijbehorende ruimtehoek (α, β) op het projectievlak (20).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de positie van de aanwij sinrichting (18) ten opzichte van het projectievlak (20) wordt bepaald door het meten van de 15 afstand van de aanwij sinrichting (18) tot ten minste een referentiepunt (22) op het projectievlak (20).

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de werkwijze wordt toegepast om verdere virtuele mallen op het projectievlak (20) te projecteren, en de verdere 20 virtuele mallen ten minste twee koppelpunten omvatten.

4. Inrichting (10) voor het projecteren van een virtuele mal op een projectievlak (20), waarbij de virtuele mal ten minste een punt omvat, omvattende een aanwij sinrichting (18), 25 meetmiddelen (14) voor het bepalen van de positie van de aanwij sinrichting (18) ten opzichte van het projectievlak (20), en met de aanwij sinrichting (18) en meetmiddelen (14) verbonden verwerkingsmiddelen (12), waarbij de verwerkingsmiddelen (12) zijn ingericht voor het voor elk van het ten minste ene punt berekenen van een bijbehorende ruimtehoek 30 (α, β) en het aansturen van de aanwijsinrichting (18) voor projectie van het ten minste ene punt onder de bijbehorende ruimtehoek (α, β) op het projectievlak (20). 1 η 18263 ' r ,

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de meetmiddelen (14) zijn ingericht voor het meten van een afstand tussen de aanwij sinrichting (18) en ten minste een referentiepunt (22) op het projectievlak (20), en de verwerkingsmiddelen (12) verder zijn ingericht voor het bepalen van de positie 5 van de aanwij sinrichting (18) ten opzichte van het projectievlak (20) door het meten van de afstand van de aanwij sinrichting (18) tot ten minste een referentiepunt (22) op het projectievlak (20).

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, waarbij de aanwij sinrichting (18) een 10 laserinrichting (18) omvat en de inrichting verder aanstuurmiddelen (16) omvat voor het aansturen van de projectiehoek van de laserinrichting (18).

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de aanstuurmiddelen (16) twee in onderling orthogonale richtingen werkzame stappenmotoren (32, 34) omvatten. 15

8. Inrichting volgens een van de conclusies 4 tot en met 7, waarbij de meetmiddelen (14) een laserafstandmeter omvatten.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de laserinrichting (18) en 20 laserafstandmeter (14) geïntegreerd zijn.

10. Inrichting volgens een van de conclusies 4 tot en met 9, waarbij de inrichting (10) verder een afstandsbediening (24) omvat die verbonden is met de verwerkingsmiddelen (12). 25

11. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij de afstandsbediening (24) stem-geactiveerd is. aje^e^e)|c3|c)fc9|c)|e^c - in1ft*R3.....