Beschreibung
Vorrichtung zur mobilen Musterprojektion und deren Verwendung Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verwendungen zur
Aufnahme eines dreidimensionalen Bildes eines eine Oberfläche aufweisenden Messobjektes nach dem aktiven Triangulationsprinzip mit einer Projektoreinrichtung zur Projektion eines Lichtmusters von einer ersten Perspektive auf das Messob- jekt, mindestens einer aus mindestens einer weiteren Perspek¬ tive synchron zur Projektoreinrichtung aufnehmenden Kameraeinrichtung zur synchronen Aufnahme des Messobjektes zusammen mit dem Lichtmuster, und einer Rechnereinrichtung zur mittels der synchronen Aufnahme ausgeführten Berechnung von die Ober- fläche des Objektes abbildenden Raumkoordinaten.
Die DE 41 15 445 AI offenbart ein Verfahren zum Aufnehmen eines dreidimensionalen Bildes eines Objektes nach dem aktiven Triangulationsprinzip, mittels einer Videokamera, die eine Bildspeichereinrichtung aufweist, und eines Laserprojektors, der eine Optik und eine Codier- und Speichereinrichtung besitzt, die auf das Objekt einen Code zur Objektmarkierung in Form von Lichtschnittebenen mit einer vorgegebenen Frequenz projiziert, wobei der Projektor mit der Videokamera synchro- nisiert wird, die bei Aufnahme des Objektes die Objektmarkie¬ rungen aufnimmt.
Die US 2002/0162886 AI offenbart ein System zur dreidimensio¬ nalen Abtastung mit einer Vorrichtung zur dreidimensionalen Abtastung, die manuell manövrierbar ist und ein Profilometer mit einem Lichtstrahlprojektor, einem Objektiv und einem Lichtdetektor aufweist.
Zunehmend wird das Verfahren der aktiven Triangulation ge- nutzt, um mobile, handgeführte 3D-Messeinrichtungen zu ver¬ wirklichen. Herkömmlicherweise werden Bildaufnahmen an eine externe Datenverarbeitungseinheit übermittelt, und durch die¬ se in 3D-Datensätze überführt. Ebenso sind Geräte bekannt,
die mit einer stationären Kamera und einer handgeführten Einrichtung zur Musterprojektion arbeiten.
Herkömmliche Lösungen sind mit relativ hohen Kosten verbun- den. Herkömmliche Ausführungen sind großräumig, schwer und verdrahtet .
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur einfachen, kostengünstigen, kompakten und mobilen Erfassung von Raumkoordinaten bereitzustellen, die eine Oberfläche eines Messobjektes abbilden.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Bildes eines eine Oberfläche aufwei¬ senden Messobjektes nach dem aktiven Triangulationsprinzip mit folgenden Bestandteilen beansprucht. Eine Projektoreinrichtung zur Projektion eines Lichtmusters von einer ersten Perspektive auf das Messobjekt. Mindestens eine aus mindes¬ tens einer weiteren Perspektive synchron zur Projektoreinrichtung aufnehmenden Kameraeinrichtung zur synchronen Aufnahme des Messobjektes zusammen mit dem Lichtmuster. Eine Rechnereinrichtung zur mittels der synchronen Aufnahme ausgeführten Berechnung von die Oberfläche des Objektes abbildenden Raumkoordinaten. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese mittels einer mobilen, über die Bereitstel¬ lung des dreidimensionalen Bildes hinausgehende Zusatzfunkti¬ onen bereitstellende Rechnereinrichtung geschaffen ist.
Es werden Vorrichtungen und Verfahren beansprucht, die eine Nutzung tragbarer Kleincomputer zusätzlich als dreidimensionale optische Messeinrichtungen nach dem Verfahren der aktiven Triangulation ermöglichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die mobile, über die dreidimensionale Bildaufnahme hinausgehende Zusatzfunkti¬ onen bereitstellende Rechnervorrichtung ein Handy, ein per- sönlicher digitaler Assistent, ein Tablet-Personalcomputer oder ein Musikabspielgerät sein. Grundsätzlich sind von all derartigen Rechnervorrichtungen alle herkömmlichen Kleincomputer umfasst. Beispielsweise sind ebenso sogenannte
„Smartphones" umfasst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kameraeinrichtung und die Rechnereinrichtung Kamera und Rechner der mobilen Rechnervorrichtung sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die
Projektoreinrichtung außerhalb an der mobilen Rechnervorrichtung fixiert sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Projektoreinrichtung von vor einer in die mobile Rechnervorrichtung integrierten Blitzbeleuchtung entlang derer optischen Achse eine einen Strahl formende Optik und eine den Strahl auf das Messobjekt abbildende Optik aufweisen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die
Projektoreinrichtung eine eigene Beleuchtungseinrichtung, eine einen Strahl formende Optik und eine den Strahl auf das Messobjekt abbildende Optik aufweisen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Projektoreinrichtung vollständig in die mobile Rechnereinrichtung integriert sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die den Strahl formende Optik ein homogen beleuchtetes Muster-Dia sein .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Projektoreinrichtung von der Rechnervorrichtung elektrisch leistungsversorgt sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die
Rechnervorrichtung ein tragbarer Kleincomputer sein, der zur dreidimensionalen Bildaufnahme zusätzliche Funktionen bereit¬ stellt. Derartige zusätzliche Funktionen können beispielswei¬ se eine Kommunikation, Musik oder beliebig andere Anwendungen ermöglichen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise zum zerstörungs¬ freien Prüfen des Messobjektes, zum Reverse Engineering oder für eine Unterhaltungselektronik verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Verfah rens ;
Figuren 2a bis 2e zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figuren 3a bis 3d zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
ner erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsge mäßen Vorrichtung;
Figuren 5a bis 5f Ausführungsbeispiele von Messmustern;
Figur 6 verschiedene Verwendungen einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung .
Das herkömmliche Verfahren der aktiven Triangulation verwen det eine Projektoreinrichtung 1 zur Projektion eines Licht-
musters, das beispielsweise mittels eines Streifenindexes i charakterisiert sein kann. Lichtmuster können beispielsweise als eine Laserlinie, ein Streifenmuster oder ein Farbmuster erzeugt sein. Figur la zeigt ein Streifenmuster als Lichtmus- ter 3. Figur la zeigt eine schwarzweiß Darstellung eines farbcodierten Messmusters, das auf ein Messobjekt 5 proji¬ ziert worden ist. Zusätzlich erfolgt eine synchrone Aufnahme des Lichtmusters 3 mit einer oder mehreren Kameras 7 aus ei¬ ner anderen Perspektive. Kann im Kamerabild das auf das Mess- Objekt 5 projizierte Muster 3 identifiziert, das heißt seinem Ursprung im Musterprojektor 1 zugeordnet werden, können anhand der beiden Sichtlinien von Kamera 7 und Projektor 1 Koordinaten im Raum von einer Rechnereinrichtung 9 errechnet werden, die die Oberfläche des Messobjektes 5 repräsentieren. Figur la zeigt zwischen der Projektoreinrichtung 1 und der
Kameraeinrichtung 7 mit dem Bezugszeichen B eine erforderliche Triangulationsbasis. Figur lb zeigt ein Ausführungsbei¬ spiel eines aus mehreren Messungen zusammengesetzten SD- Modells eines menschlichen Gesichtes als Beispiel eines Mess- Objektes 5.
Figuren 2a bis 2e zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Projektoreinrichtung 1 außerhalb an einer mo- bilen Rechnervorrichtung 11 fixiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die über die dreidimensionale Bildaufnahme hinausgehende Funktionen bereitstellende mobile Rechnervor¬ richtung 11 ein Handy, insbesondere ein sogenanntes Smartpho- ne . Figur 2a zeigt eine Vorderansicht der mobilen, Zusatz- funktionen bereitstellenden Rechnervorrichtung 11. Grundsätzlich können derartige Rechnervorrichtungen beliebige Funktionen ermöglichende Kleincomputer sein. Figuren 2b und 2c zeigen jeweilige Ansichten auf die Rückseite der Rechnervorrichtung 11. Figur 2b zeigt auf einer rechten Seite eine in die Rechnervorrichtung 11 integrierte Kameraeinrichtung 7 und auf einer linken Seite daneben eine in die Rechnervorrichtung 11 bereits integrierte Blitzbeleuchtung 13. Herkömmlicherweise wird die Blitzbeleuchtung 13 zur Auslichtung eines Messobjek-
tes 5 verwendet. Figur 2c zeigt eine Projektoreinrichtung 1, die außerhalb an der mobilen Rechnervorrichtung 11 fixiert ist. Die Projektoreinrichtung 1 nutzt einen Kamerablitz, sodass die Projektoreinrichtung als Blitzprojektorzusatz be- zeichnet werden kann. Die Projektoreinrichtung 1 ist gemäß Figur 2c vor der in die mobile Rechnervorrichtung 11 integrierten Blitzbeleuchtung 13 angeordnet und bevorzugt dort fi¬ xiert. Figur 2d zeigt die Ansicht gemäß Figur 2c von oben. Von der mobilen Rechnervorrichtung 11 werden die Kameraein- richtung 7 und die Blitzbeleuchtung 13 zur Ausführung einer dreidimensionalen Bildaufnahme genutzt. Vor der in die mobile Rechnervorrichtung 11 integrierten Blitzbeleuchtung 13 ist die Projektoreinrichtung 1 angeordnet. Die Projektoreinrichtung 1 weist entlang der optischen Achse der Blitzbeleuchtung 13 eine einen Strahl formende Optik und eine den Strahl auf das Messobjekt 5 abbildende Optik auf. Figur 2d zeigt ein Lichtmuster 3, das auf ein flächiges Messobjekt 5 projiziert wird. Der Winkel Φ stellt den Winkel zwischen einem Lichtmus¬ terstrahl und einem Sichtstrahl der Kameraeinrichtung 7 dar. Des Weiteren bezeichnet das Bezugszeichen B eine Triangulati¬ onsbasislinie. Figur 2e zeigt erneut die Vorderansicht gemäß Figur 2a zusätzlich mit dem beispielhaft projizierten Lichtmuster 3 und einer Darstellung einer Kombination von Kameraeinrichtung 7 und Projektoreinrichtung 1 unter Verwendung der bereits ursprünglich in die mobile Rechnervorrichtung 11 integrierten Blitzbeleuchtung 13. Figuren 2a bis 2e zeigen ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für die Nutzung eines werkseitig integrierten Fotoblitzes für die Projektion von Messmustern im Sinne aktiver Triangulation. Figur 2a zeigt beispielhaft einen tragbaren Kleincomputer in Form eines persönlichen digitalen Assistenten (PDA) oder Smartpho- nes. Figur 2b zeigt eine in zunehmendem Maße werkseitig in¬ tegrierte Kombination aus einer Kameraeinrichtung 7 und einer Foto-Blitzbeleuchtung 13. Figur 2c zeigt eine mögliche Aus- führung einer Projektoreinrichtung 1 zur Projektion eines messenden Lichtmusters 3 mithilfe einer integrierten Blitzbe¬ leuchtung 13. Figur 2d zeigt beispielhaft ein projiziertes messendes Lichtmuster 3, das auf der Oberfläche des zu ver-
messenden Objektes 5 reflektiert und von einer integrierten Kameraeinrichtung 7 aufgenommen wird. Das Lichtmuster 3 ist derart ausgestaltet, dass nach einer Bildaufnahme eine Kor¬ respondenz zwischen mehreren Kamera-Bildpunkten (Pixel) und mehreren Streifen beziehungsweise Punkten im Messmuster hergestellt werden kann. Ein geometrischer Schnitt jeweils zwei¬ er korrespondierender Sichtlinien von der Kameraeinrichtung 7 und der Projektoreinrichtung 1 führt zur Gewinnung eines Oberflächenpunktes in einem dreidimensionalen Koordinatensys- tem. Dies entspricht dem herkömmlichen Verfahren der aktiven Triangulation. Eine Vielzahl geometrischer Schnitte führt zu einer annähernden 3D-Darstellung der zu vermessenden Oberfläche des Messobjektes 5. Figur 2e zeigt die Darstellung gemäß Figur 2d aus einer anderen Perspektive.
Figuren 2a bis 2e zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungs¬ beispiel für einen modernen tragbaren Kleincomputer.
Smartphones, persönliche digitale Assistenten oder Tablet- Rechner besitzen zunehmend häufig eine werkseitig integrierte Kameraeinrichtung 7. Neueste Geräte weisen zusätzlich eine integrierte Foto-Blitzbeleuchtung 13 auf. Diese Blitzbeleuchtung 13 kann als Lichtquelle für eine Musterprojektion im Sinne einer strukturierten Beleuchtung und Triangulation verwendet werden. Hierzu wird eine strahlformende Einrichtung verwendet, die ein homogen beleuchtetes entsprechendes Mus¬ ter-Dia verwendet. Grundsätzlich sind entsprechende Muster¬ schablonen verwendbar. Das durchstrahlte Dia beziehungsweise die durchstrahle Schablone wird wiederum mittels einer abbil¬ denden Optik auf das zu vermessende Objekt 5 projiziert. Der strahlformende sowie der abbildende Teil der Optik können in einer gemeinsamen Projektoreinrichtung 1 integriert sein, die entlang der optischen Achse der Blitzbeleuchtung 13 angebracht sind. Eine integrierte Kameraeinrichtung 7 in Verbindung mit der Projektoreinrichtung 1 ermöglicht die Nutzung mobiler Zusatzfunktionen bereitstellender Rechnervorrichtungen 11 zusätzlich als dreidimensionale Messgeräte. Derartige 3D-Erfassungseinrichtungen können beispielsweise für eine
zerstörungsfreie Prüftechnik zum Prüfen des Messobjektes 5 verwendet werden.
Figuren 2a bis 2e stellen eine Ausführungsform dar, die mit- tels Strahlformung und Homogenisierung ein für aktive Triangulation geeignetes Muster, insbesondere in Form eines Mus¬ ter-Dias, Licht aus einer Blitzbeleuchtung 13 beleuchtet, die ursprünglich für Fotoaufnahmen genutzt wird. Derartige Foto- Blitzbeleuchtungen 13 werden in zunehmendem Maße in modernen tragbaren Kleincomputern integriert, wie dies beispielsweise Smartphones, persönliche digitale Assistenten oder Tablet-PCs sind. Eine erfindungsgemäße Projektoreinrichtung 1 enthält darüber hinaus eine Optik zur Projektion des Muster-Dias auf ein zu vermessendes Objekt 5. In Verbindung mit einer im tragbaren Kleincomputer integrierten Kameraeinrichtung 7 entsteht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein System, das zusätzlich für eine dreidimensionale optische Messung verwen¬ det werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen alternativen Nutzung bestehender herkömmlicher Komponenten sowie einer angepassten externen Projektoreinrichtung 1 werden folgende Vorteile geschaffen. Es können kostengünstige, kompakte, leichte und drahtlo¬ se Ausführungen geschaffen werden. Eine Integration in her- kömmliche mobile Rechnervorrichtungen ist leicht ausführbar, da die von der mobilen Rechnervorrichtung bereitgestellte integrierte Datenverarbeitungsleistung für eine Verarbeitung von 3D-Scans ausreichend ist. Deshalb ist keine weitere zu¬ sätzliche Personal-Computer-Hardware erforderlich. Zusätzlich können 3D-Daten mittels drahtloser Datenübermittlung beispielsweise mittels WLAN oder Bluetooth oder Speicherkarten einfach ausgeführt werden.
Figuren 3a bis 3d zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel ei- ner erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß Figuren 3a bis 3d wird als mobiler Kleincomputer ein Smartphone als mobile Rechnervorrichtung 11 vorgeschlagen. Figur 3a zeigt eine Vorderansicht der mobilen, Zusatzfunktionen bereitstellenden
Rechnervorrichtung 11, wobei die Projektoreinrichtung 1 außerhalb an der mobilen Rechnervorrichtung 11 fixiert ist. Die Projektoreinrichtung 1 weist hier eine eigene Beleuchtungs¬ einrichtung, eine einen Strahl formende Optik und eine den Strahl auf das Messobjekt abbildende Optik auf. Die Projek¬ toreinrichtung 1 kann Bestandteil einer Projektoreinheit sein, die mechanisch an die mobile Rechnervorrichtung 11 gekoppelt ist. Diese Projektoreinheit kann beispielsweise me¬ chanisch lösbar an der mobilen Rechnervorrichtung 11 fixiert werden. Zusätzlich kann die Projektoreinheit schwenkbar angeordnet sein. Bezugszeichen 15 bezeichnet eine entsprechende Befestigungseinrichtung. Hardwarebedienelemente sind mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Figur 3b zeigt eine Ansicht von der Rückseite der Darstellung gemäß Figur 3a. Eine Kame- raeinrichtung 7 kann mit einer externen Projektoreinrichtung 1 kombiniert werden. Figur 3 zeigt eine Seitenansicht, wobei die Projektoreinrichtung 1 mittels der Projektoreinheit 2 me¬ chanisch an die mobile Rechnervorrichtung 11 gekoppelt ist und ein beispielhaftes Lichtmuster 3 auf die Oberfläche eines Messobjektes 5 projiziert. Die räumliche Anordnung einer Ka¬ meraeinrichtung 7 zur Projektoreinrichtung 1 definiert die für eine Triangulation erforderliche Basislinie B. Der Winkel Φ ist durch den Verlauf eines Musterstrahls zu einem Sicht¬ strahl festgelegt. Figur 3d zeigt erneut eine Vorderansicht zusätzlich mit dem projizierten Lichtmuster 3. Figuren 3a bis 3d zeigen eine Projektoreinrichtung 1 die in eine Projektoreinheit 2 integriert ist, die drehbar mit der mobilen Rech¬ nervorrichtung 11 mechanisch gekoppelt ist. Die Projektoreinheit 2 kann besonders vorteilhaft von der mobilen Rechnervor- richtung 11 direkt elektrisch leistungsversorgt sein. Figuren 3a bis 3d zeigen eine externe Projektoreinheit 2, die eine Projektoreinrichtung 1 aufgenommen hat, zur Projektion eines Lichtmusters 3 als Messmuster im Sinne einer aktiven Triangu¬ lation. Figuren 3a und 3b zeigen beispielhaft einen tragbaren Kleincomputer in Form eines Smartphones oder eines persönlichen digitalen Assistenten einer angebrachten externen Projektoreinheit 2 zur Projektion eines Lichtmusters 3. Figuren 3c und 3d zeigen exemplarisch ein projiziertes Messmuster,
das auf der Oberfläche des zu vermessenden Messobjektes 5 re¬ flektiert und von einer in die mobile Rechnervorrichtung 11 integrierten Kameraeinrichtung 7 aufgenommen wird. In Verbindung mit Figuren 3c und 3d wird zusätzlich auf die Beschrei- bung der Figur 2d verwiesen. Im Unterschied zu den Figuren 2a bis 2e, bei der eine integrierte Foto-Blitzbeleuchtung als Lichtquelle für eine Musterprojektion im Sinne einer struktu¬ rierten Beleuchtung verwendet wird, erfolgt die Musterprojektion nun mittels einer externen Projektoreinheit 2. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine externe Projektoreinheit 2 zur Musterprojektion an der mobilen Rechnervorrichtung 11 angebracht. Eine derartige Projektoreinheit 2 kann dabei sehr kompakt ausgeführt sein. Zusätzlich kann eine derartige Pro¬ jektoreinheit 2 mittels der mobilen Rechnervorrichtung mit elektrischem Strom versorgt werden, wodurch sich Tragbarkeit und Drahtlosigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3a bis 3d zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Projektoreinheit 2 zur Projektion eines für eine aktive Triangulation geeigneten Musters, die eine Möglichkeit zur Montage an den tragbaren Kleincomputer vorsieht und gegebenenfalls eine Stromversor¬ gung durch diesen ermöglicht. In Kombination entsteht eine 3D-Messvorrichtung, die ein Verfahren der aktiven Triangulation ausführen kann.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung. Figur 4 zeigt ein Smartphone als Beispiel für eine mobile Rechnervorrichtung. Diese Vorderansicht zeigt Hardwarebetätigungselemente 17 sowie eine berüh- rungsempfindliche Anzeige 19, die ebenso als Berührungsschirm bezeichnet werden kann. Bezugszeichen 21 kennzeichnet Bedienelemente, die lediglich softwaremäßig bereitgestellt werden. Dies sind insbesondere sogenannte Icons zum Schalten von Vor¬ gängen, die mittels der mobilen Rechnervorrichtung 11 ausge- führt werden. Bezugszeichen 23 stellt eine interaktive 3D- Vorschau eines Messobjektes 5 dar. Figur 4 zeigt ein erfin¬ dungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Integration einer SD- Messvorrichtung in einen mobilen Kleincomputer. Herkömmliche
Benutzeroberflächen können für eine interaktive Darstellung und Steuerung von 3D-Messvorgängen einfach und wirksam genutzt werden. Gemäß Figur 4 werden bereits integrierte Ein¬ richtungen von mobilen Rechnervorrichtungen 11 für eine Pro- jektion von messenden Lichtmustern 3 verwendet. Entsprechend nutzt eine erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Figur 4 in entsprechende mobile Rechnervorrichtungen werkseitig bereits integrierte Projektoren. Die für eine Mediendarstellung, beispielsweise zur Darstellung von Fotos oder Filmen, integrier- ten Projektoren können zur Musterprojektion im Sinne der aktiven Triangulation verwendet werden, wodurch 3D-Messungen durch lediglich softwareseitige Entwicklungen einfach ermöglicht werden. Entsprechend ist gemäß Figur 4 eine Projektor¬ einrichtung 1, die für die aktive Triangulation erforderlich ist, vollständig in einer bereits verfügbaren herkömmlichen mobilen Rechnervorrichtung 11 integriert. Es werden werkseitig in tragbare Kleincomputer integrierte Projektionseinrichtungen oder Projektoreinrichtungen 1 in Verbindung mit einer werkseitig integrierten Kamera beziehungsweise Kameraeinrich- tung 7 zur 3D-Messung nach dem Verfahren der aktiven Triangulation genutzt. Infolge dieser Nutzung der Kombination aus bestehenden Komponenten in Verbindung mit den Verfahren der aktiven Triangulation wird ein zusätzlicher Nutzen, das heißt die Gewinnung von 3D-Messdaten herbeigeführt. Es sind keine zusätzlichen Vorrichtungen erforderlich. Eine Umsetzung kann einfach softwareseitig ausgeführt werden. Eine vollständige Integration ist insbesondere hinsichtlich verringerter Kosten besonders vorteilhaft. Figur 4 zeigt wie ein integrierter Bildschirm, das heißt ein sogenannter Touchscreen, gegebenen- falls für eine interaktive Visualisierung von Messergebnissen beziehungsweise zur Navigation eines 3D-Modells verwendet werden kann.
Figuren 5a bis 5f zeigen Ausführungsbeispiele von Mustern die als Messmuster zur Aufnahme von dreidimensionalen Bildern geeignet sind. Derartige Muster können durch die erfindungsge¬ mäße Vorrichtung projiziert werden. Diese Lichtmuster 3 sind bereits im Stand der Technik bekannt.
Figur 6 stellt verschiedene Verwendungen Vx einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung dar. Die sich aus den erfindungsgemäßen Vorrichtungen und entsprechenden Verfahren ergebenden 3D- Messgeräten zeichnen sich im Wesentlichen durch eine sehr hohe Kosteneffizienz und Mobilität aus. Mögliche Anwendungsge¬ biete finden sich unter anderem in den Bereichen zerstörungsfreie Prüftechnik, beispielsweise für Qualitätskontrollen oder Inspektionen, Reverse Engineering und beispielsweise der Unterhaltungselektronik. Durch Kombination mehrerer SD- Aufnahmen, dies entspricht einem Video-Modus, mit zusätzli¬ chen Sensorsystemen zur Ortsbestimmung sowie Lageänderungen lassen sich auch komplexe Raumstrukturen erfassen. Durch Kombination der 3D-Erfassung mit einer 2D-Bilaufnähme, die ent- weder durch eine interne oder eine externe Kamera ausgeführt wurde, lassen sich die 2D-Bildinhalte auf die 3D-Oberfläche des Objektes abbilden. Mit dieser Methode ist es beispiels¬ weise möglich durch geeignete Beleuchtung, beispielsweise mittels ultraviolettem Licht, fluoreszierende oder andere Stoffe auf der Objektoberfläche sichtbar zu machen und die Positionen der Stoffe dem Objekt ortsgebunden zuzuordnen.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine einfache Integration einer Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Bildes eines Messobjektes 5 in mobile, dazu zusätzliche Funktionen bereitstellende Rechnervorrichtungen 11 vor. Eine derartige Integration kann sehr kostengünstig und einfach ausgeführt werden. Auf diese Weise können insbesondere Smartphones, Tab¬ lett-Rechner und persönliche digitale Assistenten zusätzlich für eine derartige Bilderfassung verwendet werden.