EP2952024A2 - Inspection camera unit, method for inspecting interiors, and sensor unit - Google Patents

Inspection camera unit, method for inspecting interiors, and sensor unit

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EP2952024A2
EP2952024A2 EP14708813.2A EP14708813A EP2952024A2 EP 2952024 A2 EP2952024 A2 EP 2952024A2 EP 14708813 A EP14708813 A EP 14708813A EP 2952024 A2 EP2952024 A2 EP 2952024A2
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EP
European Patent Office
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inspection
camera
referencing
inspection camera
data
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Ceased
Application number
EP14708813.2A
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German (de)
French (fr)
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Anko BÖRNER
Sergey Zuev
Denis GREISSBACH
Dirk BAUMBACH
Maximilian Buder
Andre CHOINOWSKI
Marc WILKEN
Christian CABOS
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Dnv Gl Se
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Dnv Gl Se
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Publication date
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Priority claimed from DE102013222570.9A external-priority patent/DE102013222570A1/en
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    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • the invention relates to a surveying arrangement and a method for measuring, in particular of closed rooms.
  • Sensor systems that collect the data required for this purpose can be, for example, camera systems with an arbitrary spectral range, humidity sensors or gas sensors.
  • the data generated by these sensor systems can, however, usually only be used meaningfully and usefully if they are spatially referenced. In other words, a position, ie position and / or orientation, of the sensor system should also be known for each measurement signal.
  • a position detection by means of a GNSS ensures such spatial referencing of measurement data in outdoor areas with a position accuracy of a few centimeters, e.g. when using a differential GPS (Global Positioning System), up to a few meters.
  • the determination of an orientation is not possible with GNSS.
  • GNSS global navigation satellite system
  • operability and accuracy of the GNSS may be compromised.
  • the quality of the position measurement can be impaired by GNSS in unfavorable conditions, such as shadowing and
  • terrestrial microwave transmitter and receiver units can be used.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • Double integration can be processed to orientation and position values. This principle quickly accumulates large errors, which can only be circumvented by the use of large and expensive inertial measurement systems.
  • compass-based systems can also be used. All of these systems can be used indoors. Maps created in advance (e.g., building footprints, electric field strength maps) are often used to support the measurements.
  • the published DE 10 2011 084 690.5 describes a camera comprising at least one optical system, at least one optical detector, which is arranged in a focal plane of the optics, and an evaluation unit, wherein the camera comprises at least one light source and at least one diffractive optical element, by means of the light source, the diffractive optical element can be illuminated, so that this produces different plane waves, which are each punctiform imaged by the optics on the optical detector and through the evaluation are evaluated at least for geometric calibration, and a method for geometrical calibration of a camera.
  • the technical problem is to provide a surveying arrangement and a method for surveying, which simplify a spatial referencing of measurement data and enable a temporally fast spatial referencing, wherein a-priori knowledge, e.g. in the form of maps or additional infrastructure, is not necessary.
  • a-priori knowledge e.g. in the form of maps or additional infrastructure
  • a surveying arrangement both a sensory system for generating measured data and at least two position detection systems for generating position and / or
  • Surveying arrangement detects its own position and orientation in a relative coordinate system whose origin is e.g. can be adjusted by a user.
  • the measurement data is stored referenced to local position and / or orientation data of the attitude detection systems detected in this relative coordinate system.
  • a layer at least partially describes a position and / or an orientation of an object.
  • a position can be described by three translation parameters, for example. For example,
  • translational parameters may include an x parameter, a y parameter, and a z parameter in a Cartesian coordinate system.
  • Orientation can be described, for example, by three rotation parameters.
  • rotation parameters may include a rotation angle ⁇ about an x-axis, a rotation angle ⁇ about ay-axis, and a rotation angle ⁇ about a z-axis of the Cartesian Coordinate System.
  • a layer can include up to 6 parameters.
  • Proposed is a surveying arrangement, wherein the
  • Surveying arrangement can also be referred to as surveying system.
  • the surveying arrangement is used in particular for the measurement of enclosed spaces, in particular for the measurement of ship halls, mines, buildings and tunnels. Alternatively or cumulatively, the
  • the surveying arrangement comprises at least one sensory system for generating measured data.
  • the sensory system may be, for example, a camera system for generating camera images, a humidity sensor or a gas sensor. Of course, other sensory systems can be used.
  • the surveying arrangement comprises a first unreferenced
  • Position detection system for generating first position and / or
  • Positioning system for generating second position and / or
  • Positioning system based on independent physical measuring principles. This advantageously allows for improved redundancy and increased accuracy in the detection of position and / or orientation information.
  • the term "unreferenced” here means that the generated position and / or orientation data are determined exclusively relative to a system coordinate system of the position detection systems or relative to a common coordinate system of the position detection systems, wherein the common coordinate system is stationary and rotationally fixed with respect to the surveying arrangement.
  • the first position and / or orientation data relative to a system coordinate system of the first position detection system can be determined.
  • the second position and / or orientation data can also be determined in a system-specific coordinate system of the second position detection system.
  • unreferenced position detection system no clear detection of the position and / or orientation, e.g. in a global coordinate system. This means that at least one parameter is needed for a clear and complete description of the situation, ie the position and / or
  • Orientation is necessary, can not be detected or determined by means of the unreferen instancee position detection system.
  • Orientation can be a unique spatial referencing in a parent, e.g. global, coordinate system the capture or determination of three positional and three orientation parameters in this parent
  • tilt sensors may be two
  • Orientation angle and magnetic sensors spatially referenced an orientation angle to capture a world-fixed coordinate system. Unreferenced also means that no spatial reference to a previously known spatial map is known. For example, a position may refer to a Cartesian
  • Coordinate system can be determined with three linearly independent axes. In this way, the position detection system allows the detection of a movement with three translational degrees of freedom.
  • orientation data can be determined as the angle of rotation about the three axes of the Cartesian coordinate system, for example according to the so-called yaw pitch-roll convention (yaw-nick-roll angle convention).
  • yaw pitch-roll convention yaw-nick-roll angle convention
  • an origin of the coordinate system may be e.g. be set when switching on the position detection system, ie at the beginning of a power supply, or at the beginning of a measurement process or when generating an initialization signal. This means that at one of the previously explained times current position and / or
  • Orientation coordinates are reset or zeroed, and subsequently all detected position and / or orientation data are determined relative to the set origin of the coordinate system. Furthermore, the surveying arrangement comprises at least one
  • the position and / or orientation information may take the form of
  • the position and / or orientation information can also be processed by already processed output signals of the be unreferenced position detection systems, the processed output signals in turn encode a position and / or orientation exclusively referenced to the / the native coordinate system (s) or to a common measurement arrangement fixed coordinate system or represent.
  • the measured data and the temporally corresponding first and / or second unprocessed position and / or orientation data can be stored referenced to one another.
  • the described surveying arrangement can be portable, in particular portable by a human user.
  • Positioning device for example, on a vehicle, in particular on a robot mountable form.
  • the proposed surveying arrangement advantageously allows a spatial referencing of measured data even in enclosed spaces, in particular in interiors of, for example, industrial plants, buildings or ships. Since the spatial referencing is independent of a global coordinate system, such as a coordinate system of a GNSS, and also independent of other additional arrangements, such as installed in the rooms transmitters, resulting in an advantageous manner a simple and inexpensive surveying.
  • the use of at least two position detection systems advantageously increases the availability of position and / or position
  • Orientation information and increased accuracy of the position and / or orientation information Is e.g. a position detection by means of one of the at least two position detection systems not possible, e.g. due to external conditions or in case of failure of the position detection system, so position and / or orientation data or information of the remaining position detection system are still available.
  • the data stored by the surveying arrangement allow navigation in already measured rooms at a later time. Also, the data for the creation or comparison of investment orCloud Inc. Serve ship models.
  • the surveying arrangement comprises a computing device, wherein the first and the second position and / or orientation data can be fused to resulting position and / or orientation data by means of the computing device. The resulting position and / or orientation data may then be e.g. represent the previously explained position and / or orientation information.
  • Positioning system are converted into the native coordinate system of the other position detection system. For this it is necessary that a mapping rule for such a conversion is already known. In other words, this means that the native coordinate systems of the position detection systems are registered with each other.
  • both the first and the second position and / or orientation data are converted into a common coordinate system of the surveying arrangement.
  • the coordinate system of the surveying arrangement denotes a respect to the
  • the first is unreferenced
  • Position detection system as optical position detection system and the at least second unreferenized position detection system as inertial
  • a position change and / or orientation change is optically detected, e.g. image-based, recorded.
  • one or more inertial sensors are used to detect acceleration and / or spin rates. If e.g. Detected accelerations, so a current position can be determined on the basis of an already traveled path, wherein the distance covered by e.g. Double integration of the detected accelerations results. If a rate of rotation is detected, then a current angle, e.g. be determined by simple integration of the rotation rate.
  • Optical position detection systems usually allow a highly accurate determination of a position and / or orientation.
  • the use of the proposed position detection systems results So advantageously both high availability and high accuracy in the determination of position and / or
  • the optical position detection system is designed as a stereo camera system.
  • a stereo camera system advantageously allows a simple, image-based determination of a spatial position and / or spatial orientation of objects or persons in the detection range of the stereo camera system. For this purpose, it may be necessary to carry out the method for image-based feature or object recognition, by the corresponding, by a respective camera of the
  • Stereocamera system imaged persons or objects are detected.
  • other methods of image processing may be used to improve a determination of spatial position and / or orientation, e.g. Noise suppression techniques, segmentation techniques, and other image processing techniques.
  • temporally sequentially recorded stereo images or individual images can be used to perform a three-dimensional reconstruction, for example in a so-called structure-from-motion process.
  • the stereo camera system at least one
  • the panchromatic camera or a color camera in particular an RGB-based color camera, or an infrared camera.
  • the cameras used in the stereo camera system have different geometric, radiometric and / or spectral properties.
  • a spatial resolution and / or a spectral resolution of the cameras used may be different from each other. This results in an advantageous manner that one of the cameras, as explained in more detail below, can be used as a measuring system, for example when using a spatially high-resolution RGB camera and a spatially low-resolution panchromatic camera.
  • the surveying arrangement comprises a calibration device for calibrating the stereo camera system.
  • a geometric calibration of cameras is one
  • Calibration can also be used as a determination of parameters of an internal
  • the aim is to determine a line of sight in the camera coordinate system for each pixel of an image generated by a camera of the stereo camera system.
  • the calibration device may in this case be e.g. be formed such that a camera of the stereo camera system or all cameras of the
  • Stereo camera system optics and at least one optical detector which is arranged in a focal plane of the optics, and comprise an evaluation.
  • the camera can comprise at least one light source and at least one diffractive optical element, wherein the diffractive optical element can be illuminated by means of the light source, so that this generates different plane waves which are imaged punctiform on the optical detector by the optics and at least by the evaluation unit
  • the diffractive optical element can in this case by the optics by means of
  • the light source can be designed and aligned in such a way that it emits spherical wavefronts which pass through the optics into plane waves and strike the diffractive optical element.
  • the optical detector can be designed as a matrix sensor.
  • the at least one diffractive optical element can be integrated into the optics.
  • the diffractive optical element may be arranged on the optics.
  • the diffractive optical element can be arranged on a diaphragm of the optics.
  • the camera comprises a plurality of light sources having different emission directions.
  • the light source can be arranged in the focal plane. It is also possible that the light source comprises an optical phase whose aperture forms the light exit of the light source.
  • Diffractive optical elements are known in various embodiments, passive and active diffractive optical elements being known, the latter also being referred to as SLMs (Spatial Light Modulator).
  • SLMs can be designed, for example, as an adjustable micro-mirror array (reflective SLM) or as a transmitting or reflective liquid crystal display (liquid crystal, LC display). These can be actively controlled so that their diffraction structures can be changed over time.
  • Passive diffractive optical elements however, have a fixed diffraction pattern, which may be formed reflective or transmitiv.
  • the measuring system is simultaneously designed as an unreferenced position detection system.
  • the measuring system can be designed as a camera or camera system, which is also part of the stereo camera system.
  • the measuring system generates image data as measured data, with the generated image data simultaneously serving to provide position information.
  • other measuring systems whose
  • the surveying arrangement additionally comprises at least one further position detection system, e.g. a third position detection system.
  • the further position detection system may include, for example, a GNSS sensor or be designed as such.
  • a GNSS sensor enables position detection by receiving signals from navigation satellites and pseudolites.
  • the further position detection system can be designed as a laser scanner or comprise such a laser scanner.
  • the laser scanner can be a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional laser scanner which correspondingly permits a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional image of an environment of the measurement arrangement.
  • an object recognition can be carried out in the output signals generated by the laser scanner.
  • movement i. a position and / or orientation change of the surveying arrangement between two times, be determined.
  • movement i. a position and / or orientation change of the surveying arrangement between two times.
  • ICP iterative dosest point
  • the further position detection system can be designed as a magnetometer.
  • a magnetometer refers to a device for detecting a magnetic flux density. By means of a magnetometer, for example, a geomagnetic field or an overlay of the
  • the magnetometer can also be used as a position detection system.
  • a tilt sensor can be used as another position detection system.
  • An inclination sensor can detect changes in an inclination angle, for example. These changes in the angle of inclination can in turn be used as a basis for determining an orientation of the surveying arrangement. For example, the
  • Tilt sensor also detect an actual angular difference to a direction of gravitational acceleration.
  • the tilt sensor can work according to a spirit level.
  • the output signals of the previously explained position detection systems can hereby be stored separately or fused with the first and second position and / or orientation data, as explained above.
  • a method for measuring, in particular of closed rooms and / or outdoor areas with disturbed or faulty GNSS reception whereby a sensory system generates measured data. Furthermore, a first unreferenced position detection system generates first position and / or orientation data and at least one second
  • the measured data and the position and / or orientation information encoded by the first and / or second position and / or orientation data, in particular temporally corresponding to one another, are stored with reference to one another.
  • the proposed method can be advantageously used to inspect closed spaces of natural and unnatural origin, eg, caves and shafts, using reference-free attitude detection systems.
  • the registration of the used position detection systems may be necessary to each other.
  • Position detection systems and, where appropriate, the measuring system are determined in order to merge the position data and to be able to determine in a reference coordinate system. Methods are known for this referencing of the position sensors.
  • the proposed method allows the inspection of buildings as part of a facility management, e.g. in the context of
  • Noise protection measures Furthermore, the inspection of buildings within the framework of safety-relevant tasks is made possible, e.g. for use by police and fire departments. Further, an inspection of industrial equipment, e.g. of ships or tanks, possible.
  • Orientation data merged with only the coded by the fused or resulting position and / or orientation data position and / or orientation information are stored.
  • the merged position and / or orientation data can be the position and / or
  • Represent orientation information or the position and / or orientation information can be determined depending on the fused position and / or orientation data.
  • an origin of a native domain in another embodiment, an origin of a native domain
  • Unreferenced position detection system or an origin of a common Coordinate system can be initialized at the beginning of an operation of a surveying arrangement or at the beginning of a measurement or at a time of generation of an initialization signal. In this case, it is possible to initialize that current position and / or orientation information or position and / or orientation data from the time of initialization as a reference or
  • Origin coordinates are used.
  • An initialization signal can be generated, for example, by actuating a corresponding actuating device, for example a pushbutton or switch.
  • a corresponding actuating device for example a pushbutton or switch.
  • Orientation information or position and / or orientation data are converted to the newly initialized origin.
  • a user can perform a full survey and, after the measurement, the native coordinate systems in a desired position and / or
  • Coordinate system are produced.
  • the surveying arrangement can be brought into a position and / or orientation, which with respect to a desired global coordinate system, for example
  • Initialized coordinate system of the position detection systems in this position and / or orientation it can be a registration between the already generated or still to be generated position and / or Orientation information and the global coordinate system can be determined.
  • a user it is possible for a user to measure closed spaces in accordance with the invention and to move out of the closed rooms into a free space after completion of the measurement in which a position and / or orientation can be determined with sufficient accuracy, for example by means of a GNSS sensor , Further, for example by means of a GNSS sensor, then a current position and / or orientation of the surveying arrangement can be determined in a coordinate system of the GNSS.
  • the native coordinate systems of the attitude detection systems can be initialized and a conversion of the stored position and / or
  • Coordinate systems of the position detection systems are determined. Finally, it is then possible to convert the already determined position and / or orientation information or position and / or orientation information still to be determined onto the global coordinate system.
  • Coordinate systems of the position detection systems are initialized to the position and / or orientation of the object or the structure.
  • a spatial referencing of a 2D / 3D environment model which is generated as a function of the image data of the stereo camera system, can also take place.
  • Orientation information can also be a trajectory of Measurement arrangement can be determined. Thus, it is possible to display a trajectory in a 2D / 3D model at a later time.
  • the present invention further relates to an inspection camera unit with an inspection camera for taking, preferably colored, inspection photos of interiors, in particular of ships.
  • the invention equally relates to a method for the inspection of
  • Interiors in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of an inspection camera unit.
  • the invention relates to a sensor unit with sensor means for metrological detection of at least one property of interiors, especially of ships.
  • photos serve as visual information carriers for documentation.
  • the structural state of a ship can be documented at a specific time on the basis of inspection photos.
  • This is generally customary in the context of carrying out a generic method or using a generic inspection camera unit, in particular in connection with ships.
  • the inspection photos are managed unsystematically as images in a shoebox, without a reference of the respective inspection photo in terms of location and orientation in the hull is given. At most, manual records of the location of
  • Inspection photos taken by the inspector who created the inspection photos are unsystematic after the completion of an inspection run.
  • an inspection camera unit with an inspection camera for receiving, preferably colored,
  • referencing is understood to mean, in particular, the acquisition of position and / or orientation data Inspection photo automatically this
  • Coordinate transformation between the coordinate system used for the positioning with the ship's coordinate system by means of at least one control point can be assigned to the external ship coordinate system with advantage the inspection photos taken within the scope of the inspection using the inspection camera unit according to the invention.
  • Registration in the sense of the invention can likewise be carried out by means of manual assignment of points of the ship's coordinate system to points of the coordinate system used for the positioning performed. In this case, for example, manually selected by an operator at least one control point in an inspection photo and each assigned to a location in the ship's coordinate system.
  • the referencing means comprise a stereo chamber with a first referencing camera and a second referencing camera for determining relative location data of the inspection camera and orientation data of the inspection camera that can be assigned to the inspection photos.
  • the first and second Referenz istsyear are arranged in a fixed spatial arrangement to the inspection camera within the inspection camera unit. Based on the parallel recorded homing pictures of the two
  • Referencing cameras of the stereo camera can by means of image processing at a known fixed distance between the first and second
  • the first referencing camera and / or the second referencing camera can be designed as a black and white camera within the scope of the invention.
  • the first referencing camera and / or the second referencing camera can be designed as a black and white camera within the scope of the invention.
  • a referencing can therefore also take place in real time.
  • this advantageously also makes it possible to record a trajectory which the inspection camera unit according to the invention during a
  • Inspection run in the interior, ie in particular in the hull, passed through.
  • the stereo camera is configured infrared-sensitive and includes an infrared source, wherein preferably the infrared source is designed to be operated in a pulsed manner. Since the inspection is often done in poorly lit or completely dark interiors, the use is of infrared images within the stereo camera advantageous. If the
  • Inspection photos in the visible range, in particular color, recorded in the inventive design of the stereo camera as an infrared-sensitive camera also ensures that the infrared source does not affect the inspection photos.
  • an infrared source advantageously requires less energy than, for example, a light source in the visible range.
  • a pulsed mode of operation of the infrared source advantageously reduces the energy requirement of the infrared source. This is advantageous in view of the fact that the inspection camera unit according to the invention is operated as a portable device, for example as a helmet camera unit, without an external power supply.
  • Parameter set for identifying the location data so typically a
  • the memory requirement compared to the storage of the complete reference images is advantageously considerably lower.
  • the image comparison comprises a selection of at least one evaluation pattern in the first referencing image, a finding of the evaluation pattern in the second referencing image, and a determination of the position of the evaluation pattern within the first
  • the evaluation pattern comprises an image area with a maximum contrast.
  • the inspection camera unit comprises an acceleration sensor and / or an inclination sensor.
  • an acceleration sensor can be provided, the location determination and / or orientation determination is advantageously even more reliable. Because there is an additional measurand available, which allows a referencing of the inspection photos. If, for example, the referencing images can not be evaluated because they are blurred, for example, or because there is a disturbance in the beam path, the acceleration sensor and / or the sensor can be based on the evaluation of the location and orientation last determined on the basis of the stereo camera
  • Inclination sensor can be determined at what current position and in what current orientation, the inspection camera is located. This is particularly advantageous to a gapless trajectory, which the
  • Tilt sensor advantageous. Because the search field for finding the current position of the Ausensemusters can be selectively limited due to the knowledge of the probable position of the Ausensemusters on the
  • Inspection camera unit are the reference means for evaluating data with respect to an opening angle of the inspection camera designed.
  • Coordinate system of the interior to be examined ie in particular the to be examined, determining whether two given
  • Schiffskoordinordinmodellmodell serve to determine a sectional area of the detection angle of the inspection camera with walls of the ship's interior. All this is crucial for a history analysis, if, for example, by comparing inspection photos taken at different times, it is to be determined whether a structural damage has increased or changed in any other way.
  • finding also includes, for example, the condition of a patient
  • Inspection camera unit can be reduced in this way with advantage. It is thus according to the invention in addition to the anyway for the inclusion of
  • Inspection photos existing inspection camera provided only an additional Referenztechniksfar, wherein an image comparison between the Referenz réellessent the referencing camera and the inspection photograph is made. If the inspection camera is a
  • visual position-indicating means preferably comprising a laser light source
  • a crosshair can be projected onto the object area by means of laser light, which indicates the center point of an inspection photograph, if such is recorded.
  • Inspection camera unit for example, as a helmet camera from the inspector is worn and the perspective of the inspector differs from the "viewing angle" of the inspection camera.
  • the inspection camera unit makes it possible to store a trajectory when a storage unit is provided in order to store a time series of inspection photos and a time series of relative location data of the inspection camera and / or orientation data of the inspection camera.
  • the object of the invention is based on the method by a method for inspecting interiors, in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of a
  • Inspection camera solved, in which the inspection photos are referenced, in the relative location of the inspection camera and recording
  • the method according to the invention includes a method for dimensioning structures in the interior spaces on the basis of the inspection photos, comprising: Selecting in an inspection photograph of two inspection photo pixels,
  • the sensor unit may have an ultrasonic thickness sensor as a sensor means for ultrasound-based thickness measurement
  • the sensor unit is provided with position-determining means, in cooperation with an inspection camera unit as described above, the position of the sensor means, thus for example the position of the sensor
  • the ultrasonic thickness sensor was at the time of recording the measured value.
  • it must be arranged during the metrological detection of the thickness in the field of view of the referencing means of the inspection camera unit.
  • the position encoder means spaced from each other on a sensor axis arranged, causing an optical contrast, in particular point-like areas.
  • these regions can be advantageously used in the image comparison of the images of two referencing cameras described above as evaluation patterns with a maximum contrast.
  • the position encoder can be switched off switchable in a further advantageous embodiment of the invention.
  • the position-determining means can be at least one point-shaped
  • the position sensor may be constructed of two light-emitting diodes arranged at a distance from one another, which upon triggering the storage of a measuring signal, for example a
  • Figure 1 a schematic block diagram of a surveying arrangement.
  • FIG. 1 a shows a perspective schematic view of an embodiment of the inspection camera unit according to the invention
  • Figure 2 an exemplary illustration of an embodiment of the inspection camera unit according to FIG. 1 a used
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the illustration within the scope of the invention of possible embodiments of an inspection camera unit
  • FIG. 4 shows an example illustration of an embodiment of the invention
  • Figure 5 schematic illustration of the implementation of a
  • a surveying arrangement 1 according to the invention is shown in a schematic block diagram.
  • the surveying arrangement 1 comprises a sensory system 2 for generating measured data.
  • the sensory system 2 in this case comprises a sensor 3, for example a humidity sensor.
  • the sensory system 2 comprises a control and evaluation device 4, which can preprocess output signals of the sensor 3 and an operation of the sensor 3 controls.
  • the sensory system 2 comprises an actuating device 5 for activating the sensory system 2 or the surveying arrangement 1, which may be designed as a switch, for example.
  • the surveying arrangement 1 comprises a combined
  • Position detection system 6 comprises an inertial sensor 7 as the first unreferenced position detection system. Furthermore, the combined position detection system 6 comprises a stereo camera system comprising a first camera 8 and a second camera 9 as the second unreferenced position detection system. The first unreferenced
  • Position detection system detects first position and orientation data with respect to a native three-dimensional coordinate system 1 1.
  • the second unreferenced position detection system detects second position and orientation data with reference to a native one
  • the first camera 8 and the second camera 9 each capture image data in a two-dimensional
  • Coordinate system 12 are converted. Thus, first position and / or orientation data from the inertial sensor 7 and image data from the cameras 8, 9 of the stereo camera system to the further control and
  • Evaluation device 10 is transmitted, which calculates position and / or orientation information from the output signals, wherein in the
  • Output signals of the inertial sensor 7 encoded first position and / or orientation data with the coded in the image data of the cameras 8, 9 position and / or orientation data are fused together.
  • the calculated position and / or orientation information may e.g.
  • the evaluation and computing device 10 also perform methods of image processing. Next both from the first control and evaluation device 4 as well as from the other control and Evaluation device 10 specific data stored in a memory device 16 referenced to each other.
  • preprocessed measurement data are spatially referenced to a common coordinate system, namely the coordinate arrangement fixed coordinate system 15, the inertial sensor 7 and the stereo camera system stored.
  • the measuring arrangement fixed coordinate system 15 is in this case lazy and rotationally fixed against the
  • Position detection system 6 are also arranged stationary and rotationally fixed to each other on or in the surveying arrangement 1.
  • the cameras 8, 9 and the initial sensor 7 are arranged stationary and rotationally fixed to each other. This means that there is a registration between each
  • the sensory system 2 and the elements of the combined attitude detection system 6 may be mechanically loosely coupled, e.g. if the requirements for the accuracy of the spatial referencing permit.
  • Mechanically loose may mean, for example, that the mechanical coupling is designed such that a position of the sensory system 2 is always within a spherical volume having a predetermined radius, wherein a center of the spherical volume is referenced to the position and / or orientation information known. This allows, for example, a humidity measurement by hand directly on a ship's wall.
  • the further control and evaluation device 10 can in this case in real time a position in three translational and three rotational degrees of freedom, based on the verticiansan kannsfeste coordinate system 1 15 determine.
  • FIG. 1a shows an inspection camera unit 101, which is mounted on a working helmet 102. The exact way of fixing the
  • Inspection camera unit 101 on the working helmet 102 can not be seen from the illustration according to FIG. 1a. It can be in any, the
  • the inspection camera unit 1a has a housing frame 103, on which various individual components, which are described in more detail below, are mounted in fixed positions relative to one another.
  • an inspection camera 104 is attached to the housing frame 103.
  • the inspection camera 104 is designed as a digital color camera with suitable resolution.
  • a stereo camera 105 is fixed on the housing frame 103.
  • the stereo camera 105 has a first reference camera 106 and a second reference camera 108 arranged at a distance 107 from the first reference camera 106 parallel thereto.
  • the first reference camera 106 and the second reference camera 108 are each as a digital infrared-sensitive black and white cameras
  • Each reference camera 106, 108 is associated with a pulsed controllable infrared light source 109 and 110, respectively.
  • Image entry plane at the reference camera 106 and 108 is congruent. However, the image entry plane of the referencing cameras 106, 108 lies in front of an image entry plane of the inspection camera 104. These relationships can be seen in the perspective view according to FIG. 1a.
  • the inspection camera 104 is between the first
  • Illumination arranged with visible light.
  • the visible light source 11 1 can be operated synchronously in the manner of a flashlight via a control, not shown, of the inspection camera 104 with the inspection camera 104.
  • an image processing unit for performing image comparison with the first one
  • the housing frame 103 is a memory unit for storing a time series of
  • Inspection photos of the inspection camera 104 and a time series of location data of the inspection camera 104 and orientation data of the inspection camera 104 is provided.
  • Image processing unit can not be seen in FIG. 1a. In the context of the invention, they can be used in particular in a separate portable unit which, for example, in the manner of a backpack
  • the inspection camera unit 01 has an on the
  • Case frame 103 attached acceleration sensor 1 12 and also attached to the housing frame 103 inclination sensor 113.
  • the acceleration sensor 112 is constructed, for example, on the basis of a piezoelectric sensor.
  • the inclination sensor 113 may be in be configured in any manner well known to those skilled in the art.
  • Liquid inclination sensors are used.
  • a laser pointer 124 mounted on the housing frame 103 is a laser pointer 124 indicating a reticle on an object in the interior space 121 for marking the center of the object area detected by an inspection photograph 122 when an inspection photograph 122 is taken.
  • FIG. 2 shows by way of example that of the invention
  • Inspection camera unit 101 underlying principle for determining location data and orientation data based on an image comparison of a first referencing camera 106 recorded first Referenzierungstruckes 114 with a parallel with the second
  • an evaluation pattern 116 is selected in the first referencing image 114.
  • the evaluation pattern 116 relates to an image area with a maximum contrast, namely the transition from black to white.
  • the evaluation pattern 1 16 in the parallel recorded second referencing value 1 15 is visited, according to the parallel evaluation pattern 117.
  • a position of the evaluation pattern 1 16 is determined within the first Referenz istes 1 14 and belonging to this position coordinates (x, y) are recorded. Accordingly, a position of the parallel evaluation pattern 117 within the second referencing image 115 is determined and recorded with the coordinates (x ' , y ' ).
  • the acceleration sensor 12 and / or the inclination sensor 13 can be limited to a substantially line-like or rectangular area 118 when the parallel evaluation pattern 117 in the second referencing image 15 is located in order to reduce the computing time.
  • FIG. 3 different attachment possibilities within the scope of the invention of the inspection camera unit 101 according to FIG. 1 a are shown purely schematically. On the left in the picture is illustrated that the
  • Inspection camera unit 101 may be attached to a kind of vest 1 19 in the chest region of an inspector 120.
  • FIG. 4 illustrates how within the scope of the invention
  • Inspection camera unit 101 in the interior to be inspected 121 an inspection photograph 122 once manually assigned to a three-dimensional model 123 of the interior 121.
  • an inspection camera unit 101 and a method for inspecting interior spaces 121 are therefore proposed, which advantageously allow an association of the inspection images 122 obtained to an existing three-dimensional model 123.
  • the benefit of the inspection photos 122 increases considerably.
  • history considerations can be made by comparing inspection photos 122 taken at different times, since it is possible to determine which inspection photos 122 show the same area of the interior 121. For the determination, a known opening angle of the inspection camera 104
  • FIG. 5 schematically illustrates the implementation of a
  • Thickness measurement with a sensor unit 125 according to the invention for ultrasonic thickness measurement with a sensor unit 125 according to the invention for ultrasonic thickness measurement.
  • the sensor unit 125 has a
  • Ultraschalldickemesssensor 126 a sensor operation unit 127, a sensor data memory 128 and a position sensor 129 on.
  • a sensor operation unit 127 a sensor operation unit 127
  • a sensor data memory 128 a sensor data memory 128
  • a position sensor 129 on.
  • Sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128 via a cable to the unit from the sensor head 126 and the position sensor 129 is connected. This opens up the possibility of arranging the sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128, for example, in a backpack, which an operator carries on his back, in order to design the unit containing the actual sensor head 126 easily and thus easy to handle.
  • the position sensor 129 is arranged in extension of the sensor head 126 at this then on the sensor head axis 130.
  • Position sensor 129 has two light-emitting diodes 131, 132 arranged at a distance from one another along the sensor head axis 130.
  • the light-emitting diodes 131, 132 are connected to the sensor operating unit 127 in such a way that upon triggering the storage of a measuring signal of the sensor head 126 in the sensor data memory 128, the light-emitting diodes 131, 132 are switched on for a short time.
  • the light-emitting diodes emit infrared light according to the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • the sensor unit 125 illustrated in FIG. 5 acts
  • Stereo camera 105 as part of an inspection camera unit 101 for example according to Figure 1a together as follows.
  • the LEDs 131, 132 are turned on for a short time.
  • the LEDs 131, 132 then emit infrared light 134.
  • the reference cameras 106, 107 of the stereo camera 105 as
  • Part of an inspection camera 101 then take the
  • the light emitting diodes 131, 132 having portions of the position sensor 129 has an increased contrast. Due to the increased contrast, it is the stereo camera 105 based on the above
  • the location and location of the sensor head 126 of the sensor unit 125 at the time of triggering the storage of a measurement signal in the sensor data memory 128 record are described.
  • the condition is that when triggering the storage of a
  • Measuring signal the sensor unit 125 and in particular the position sensor 129 in the field of view of the two Referenzierungsvons 106, 107 is located.
  • the inventively designed sensor unit 125 to record the location and location of the sensor head 126 at the time of storing a measurement signal. This makes it possible, for example, in the case of an ultrasonic thickness measurement of the steel plate 133, to assign the obtained thickness measurement value to a precise position and direction of the thickness measurement. Location and location are recorded relative to the location and location of the stereo camera 105. Location and location of
  • Stereo camera 105 can be based on the above

Abstract

In order to specify an inspection camera unit (101) having an inspection camera (104) for recording preferably colour inspection photos (122) of interiors (121), in particular of ships, or a method for inspecting interiors (121), in particular of ships, by recording preferably colour inspection photos (122) by means of an inspection camera unit, which each increase the usefulness of the inspection photos and also enable, for example, an improved historical examination, according to the invention the inspection camera unit (101) comprises referencing means (105) for referencing the inspection photos (122) or the inspection photos (122) are referenced in that relative location data of the inspection camera (104) and orientation data of the inspection camera (104) are determined when the inspection photos are recorded and are associated with the inspection photos (122), wherein the relative location data and the orientation data are then put into a coordinate system of the interior (121), wherein the inspection camera unit (101) preferably is designed in accordance with one of claims 1 to 14.

Description

Inspektionskameraeinheit, Verfahren zur  Inspection camera unit, method for
Inspektion von Innenräumen sowie Sensoreinheit  Inspection of interiors and sensor unit
Die Erfindung betrifft eine Vermessungsanordnung sowie ein Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen Räumen. The invention relates to a surveying arrangement and a method for measuring, in particular of closed rooms.
Die Inspektion von Industrieanlagen, Gebäuden, aber auch Schiffen, dient beispielsweise einer frühzeitigen Erkennung von Schäden und/oder der The inspection of industrial plants, buildings, but also ships, for example, for an early detection of damage and / or the
Gewährleistung einer Betriebssicherheit. Sensorsysteme, die die dafür benötigten Daten erfassen, können beispielsweise Kamerasysteme mit einem beliebigen Spektral bereich, Feuchtesensoren oder Gassensoren sein. Die von diesen Sensorsystemen erzeugten Daten können aber in der Regel nur dann sinnvoll und nutzbringend verwendet werden, wenn sie räumlich referenziert werden. D.h., dass zu jedem Messsignal auch eine Lage, also Position und/oder Orientierung, des Sensorsystems bekannt sein sollten. Ensuring operational safety. Sensor systems that collect the data required for this purpose can be, for example, camera systems with an arbitrary spectral range, humidity sensors or gas sensors. The data generated by these sensor systems can, however, usually only be used meaningfully and usefully if they are spatially referenced. In other words, a position, ie position and / or orientation, of the sensor system should also be known for each measurement signal.
Eine Lageerfassung mittels eines GNSS (globalen Navigationssatellitensystems) gewährleistet eine derartige räumliche Referenzierung von Messdaten in Außenbereichen mit einer Positionsgenauigkeit von einigen Zentimetern, z.B. bei Verwendung eines differentiellen GPS (Global Positioning System), bis zu einigen Metern. Die Bestimmung einer Orientierung ist mit GNSS nicht möglich. In geschlossenen Räumen, beispielsweise in Innenräumen von Gebäuden oder Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, können eine Funktionsfähigkeit und die Genauigkeit des GNSS jedoch beeinträchtigt sein. Im Außenbereich kann die Qualität der Positionsmessung mittels GNSS bei ungünstigen Bedingungen beeinträchtigt sein, beispielsweise durch Abschattungen und A position detection by means of a GNSS (global navigation satellite system) ensures such spatial referencing of measurement data in outdoor areas with a position accuracy of a few centimeters, e.g. when using a differential GPS (Global Positioning System), up to a few meters. The determination of an orientation is not possible with GNSS. However, in closed spaces, such as in interiors of buildings or vehicles, especially ships, operability and accuracy of the GNSS may be compromised. In the outdoor area, the quality of the position measurement can be impaired by GNSS in unfavorable conditions, such as shadowing and
Mehrfachreflexionen. Multiple reflections.
Für eine räumliche Referenzierung von Messdaten können beispielsweise terrestrische Mikrowellen-Sender- und Empfangseinheiten verwendet werden. So können beispielsweise RFID (Radio Frequency ldentification)-Systeme, For a spatial referencing of measured data, for example, terrestrial microwave transmitter and receiver units can be used. For example, RFID (Radio Frequency Identification) systems,
Pseudolite-Systeme oder WLAN-basierte Systeme zur räumlichen Pseudolite systems or WLAN-based spatial systems
Referenzierung genutzt werden, erfordern aber eine entsprechende technische Ausrüstung der Messumgebung im Vorfeld der Messungen. Auch ist es möglich, Inertial-Messsysteme zu verwenden. Diese Systeme messen Referencing, but require a corresponding technical Equipment of the measuring environment in advance of the measurements. It is also possible to use inertial measuring systems. These systems measure
Winkelgeschwindigkeiten und Beschleunigungen, die durch Einfach- bzw. Angular velocities and accelerations caused by single or
Zweifachintegration zu Orientierungs- und Positionswerten verarbeitet werden können. Durch dieses Prinzip werden schnell große Fehler akkumuliert, was nur durch die Verwendung von großen und teuren Inertialmesssystemen umgangen werden kann. Zusätzlich können auch kompassbasierte Systeme zum Einsatz kommen. All diese Systeme können in Innenräumen Anwendung finden. Karten, die im Vorfeld erstellt wurden (z.B. Gebäudegrundrisse, Elektrische-Feldstärke- Karten) finden oftmals Verwendung, um die Messwerte zu stützen. Double integration can be processed to orientation and position values. This principle quickly accumulates large errors, which can only be circumvented by the use of large and expensive inertial measurement systems. In addition, compass-based systems can also be used. All of these systems can be used indoors. Maps created in advance (e.g., building footprints, electric field strength maps) are often used to support the measurements.
Allen bekannten Verfahren zur räumlichen Referenzierung von Messdaten ohne GNSS ist gemein, dass sie a-priori-lnformationen benötigen, z.B. durch Karten oder eine Ausrüstung des zu vermessenden Objekts mit entsprechenden technischen Hilfsmitteln, und teuer sind. All known methods for the spatial referencing of measurement data without GNSS have in common that they require a priori information, e.g. by maps or equipment of the object to be measured with appropriate technical aids, and are expensive.
Ferner existieren Ansätze zur photogrammetrischen Verortung von Messdaten. Hierbei wird eine Vielzahl von räumlich überlappenden Bildern in einem zu untersuchenden Innenraumbereich aufgenommen. Hierbei ist problematisch, dass eine Verortung auf Grundlagen von photogrammetrischen Ansätzen nur bedingt echtzeitfähig ist, da in der Regel der gesamte Bildblock (vom ersten bis zum letzten Bild) vorliegen muss, um nachträglich die Trajektorie des Furthermore, there are approaches for photogrammetric localization of measurement data. In this case, a multiplicity of spatially overlapping images are recorded in an interior area to be examined. Here it is problematic that a localization on the basis of photogrammetric approaches is only conditionally real-time capable, since usually the entire image block (from the first to the last image) must be present to subsequently the trajectory of the
Messsystems zu bestimmen und damit die räumliche Referenzierung der Messwerte sicherzustellen. Determine measuring system and thus ensure the spatial referencing of the measured values.
Die nachveröffentliche DE 10 2011 084 690.5 beschreibt eine Kamera, umfassend mindestens eine Optik, mindestens einen optischen Detektor, der in einer Fokalebene der Optik angeordnet ist, und eine Auswerteeinheit, wobei die Kamera mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein diffraktives optisches Element umfasst, wobei mittels der Lichtquelle das diffraktive optische Element beleuchtbar ist, so dass dieses verschiedene ebene Wellen erzeugt, die durch die Optik jeweils punktförmig auf dem optischen Detektor abgebildet und durch die Auswerteeinheit mindestens zur geometrischen Kalibrierung ausgewertet werden, sowie ein Verfahren zur geometrischen Kalibrierung einer Kamera. The published DE 10 2011 084 690.5 describes a camera comprising at least one optical system, at least one optical detector, which is arranged in a focal plane of the optics, and an evaluation unit, wherein the camera comprises at least one light source and at least one diffractive optical element, by means of the light source, the diffractive optical element can be illuminated, so that this produces different plane waves, which are each punctiform imaged by the optics on the optical detector and through the evaluation are evaluated at least for geometric calibration, and a method for geometrical calibration of a camera.
Es stellt sich das technische Problem, eine Vermessungsanordnung und ein Verfahren zur Vermessung zu schaffen, welche eine räumliche Referenzierung von Messdaten vereinfachen und eine zeitlich schnelle räumliche Referenzierung ermöglichen, wobei a-priori-Wissen, z.B. in Form von Karten oder zusätzliche Infrastruktur, nicht notwendig ist. Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The technical problem is to provide a surveying arrangement and a method for surveying, which simplify a spatial referencing of measurement data and enable a temporally fast spatial referencing, wherein a-priori knowledge, e.g. in the form of maps or additional infrastructure, is not necessary. The solution of the technical problem results from the objects with the features of claims 1 and 8. Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Es ist eine Grundidee der Erfindung, dass eine Vermessungsanordnung sowohl ein sensorisches System zur Erzeugung von Messdaten als auch mindestens zwei Lageerfassungssysteme zur Erzeugung von Positions- und/oder It is a basic idea of the invention that a surveying arrangement both a sensory system for generating measured data and at least two position detection systems for generating position and / or
Orientierungsdaten umfasst, wobei die Lageerfassungssysteme in Bezug auf die Umgebung unreferenzierte Lageerfassungssysteme sind. Die Orientation data, wherein the location detection systems are in relation to the environment unreferenzierte position detection systems. The
Vermessungsanordnung erfasst die eigene Position und Orientierung in einem relativen Koordinatensystem, dessen Ursprung z.B. durch einen Nutzer eingestellt werden kann. Die Messdaten werden referenziert zu lokalen Positionsund/oder Orientierungsdaten der Lageerfassungssysteme, die in diesem relativen Koordinatensystem erfasst werden, gespeichert. Nachfolgend gelten folgende Definitionen. Eine Lage beschreibt eine Position und/oder eine Orientierung eines Objekts zumindest teilweise. Eine Position kann beispielsweise durch drei Translationsparameter beschrieben werden. Z.B. Surveying arrangement detects its own position and orientation in a relative coordinate system whose origin is e.g. can be adjusted by a user. The measurement data is stored referenced to local position and / or orientation data of the attitude detection systems detected in this relative coordinate system. The following definitions apply. A layer at least partially describes a position and / or an orientation of an object. A position can be described by three translation parameters, for example. For example,
können Translationsparameter einen x-Parameter, einen y-Parameter und einen z-Parameter in einem kartesischen Koordinatensystem umfassen. Eine For example, translational parameters may include an x parameter, a y parameter, and a z parameter in a Cartesian coordinate system. A
Orientierung kann beispielsweise durch drei Rotationsparameter beschrieben werden. Z.B. können Rotationsparameter einen Drehwinkel ω um eine x-Achse, einen Drehwinkel φ um eine y-Achse und einen Drehwinkel κ um eine z-Achse des kartesischen Koordinatensystems umfassen. Somit kann eine Lage bis zu 6 Parameter umfassen. Orientation can be described, for example, by three rotation parameters. For example, rotation parameters may include a rotation angle ω about an x-axis, a rotation angle φ about ay-axis, and a rotation angle κ about a z-axis of the Cartesian Coordinate System. Thus, a layer can include up to 6 parameters.
Vorgeschlagen wird eine Vermessungsanordnung, wobei die Proposed is a surveying arrangement, wherein the
Vermessungsanordnung auch als Vermessungssystem bezeichnet werden kann. Die Vermessungsanordnung dient insbesondere zur Vermessung von geschlossenen Räumen, insbesondere zur Vermessung von Schiffsräumen, Bergwerken, Gebäuden und Tunneln. Alternativ oder kumulativ dient die Surveying arrangement can also be referred to as surveying system. The surveying arrangement is used in particular for the measurement of enclosed spaces, in particular for the measurement of ship halls, mines, buildings and tunnels. Alternatively or cumulatively, the
Vermessungsanordnung zur Vermessung von Außenbereichen mit gestörtem oder fehlendem GNSS-Empfang. Im Kontext dieser Erfindung bedeutet Surveying arrangement for surveying outdoor areas with disturbed or missing GNSS reception. In the context of this invention
Vermessung, dass Messsignale, deren Erfassung automatisch oder von einem Benutzer manuell ausgelöst wird, erzeugt und räumlich referenziert werden. Zusätzlich können Messdaten auch zeitlich referenziert werden. Die Vermessungsanordnung umfasst mindestens ein sensorisches System zur Erzeugung von Messdaten. Das sensorische System kann beispielsweise ein Kamerasystem zur Erzeugung von Kamerabildern, ein Feuchtesensor oder ein Gassensor sein. Selbstverständlich können auch weitere sensorische Systeme zur Anwendung kommen.  Measurement that measurement signals whose acquisition is triggered automatically or manually by a user are generated and spatially referenced. In addition, measurement data can also be referenced in time. The surveying arrangement comprises at least one sensory system for generating measured data. The sensory system may be, for example, a camera system for generating camera images, a humidity sensor or a gas sensor. Of course, other sensory systems can be used.
Weiter umfasst die Vermessungsanordnung ein erstes unreferenziertes Furthermore, the surveying arrangement comprises a first unreferenced
Lageerfassungssystem zur Erzeugung erster Positions- und/oder Position detection system for generating first position and / or
Orientierungsdaten und mindestens ein zweites unreferenziertes Orientation data and at least one second unreferenced
Lageerfassungssystem zur Erzeugung zweiter Positions- und/oder Positioning system for generating second position and / or
Orientierungsdaten. Orientation data.
Vorzugsweise arbeiten das erste und das mindestens zweite Preferably, the first and the at least second work
Lageerfassungssystem auf Grundlage von voneinander unabhängigen physikalischen Messprinzipien. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine verbesserte Redundanz und eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Erfassung von Positions- und/oder Orientierungsinformationen. Der Begriff "unreferenziert" bedeutet hierbei, dass die erzeugten Positionsund/oder Orientierungsdaten ausschließlich relativ zu einem systemeigenen Koordinatensystem der Lageerfassungssysteme oder relativ zu einem gemeinsamen Koordinatensystem der Lageerfassungssysteme bestimmt werden, wobei das gemeinsame Koordinatensystem orts- und drehfest bezüglich der Vermessungsanordnung ist. So können z.B. die ersten Positions- und/oder Orientierungsdaten relativ zu einem systemeigenen Koordinatensystem des ersten Lageerfassungssystems bestimmt werden. Entsprechend können auch die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten in einem systemeigenen Koordinatensystem des zweiten Lageerfassungssystems bestimmt werden. Positioning system based on independent physical measuring principles. This advantageously allows for improved redundancy and increased accuracy in the detection of position and / or orientation information. The term "unreferenced" here means that the generated position and / or orientation data are determined exclusively relative to a system coordinate system of the position detection systems or relative to a common coordinate system of the position detection systems, wherein the common coordinate system is stationary and rotationally fixed with respect to the surveying arrangement. For example, the first position and / or orientation data relative to a system coordinate system of the first position detection system can be determined. Accordingly, the second position and / or orientation data can also be determined in a system-specific coordinate system of the second position detection system.
Weiter kann der Begriff„unreferenziert" bedeuten, dass mittels des Further, the term "unreferenced" may mean that by means of the
unreferenzierten Lageerfassungssystems keine eindeutige Erfassung der Position und/oder Orientierung, z.B. in einem globalen Koordinatensystem, möglich ist. Dies bedeutet, dass zumindest ein Parameter, der zur eindeutigen und vollständigen Beschreibung der Lage, also der Position und/oder unreferenced position detection system no clear detection of the position and / or orientation, e.g. in a global coordinate system. This means that at least one parameter is needed for a clear and complete description of the situation, ie the position and / or
Orientierung, notwendig ist, mittels des unreferenzierten Lageerfassungssystems nicht erfassbar oder bestimmbar ist. Z.B. kann eine eindeutige räumliche Referenzierung in einem übergeordneten, z.B. globalen, Koordinatensystem die Erfassung oder Bestimmung von drei Positions- und drei Orientierungsparametern in diesem übergeordneten Orientation, is necessary, can not be detected or determined by means of the unreferenzierte position detection system. For example, can be a unique spatial referencing in a parent, e.g. global, coordinate system the capture or determination of three positional and three orientation parameters in this parent
Koordinatensystem erfordern. Ist das nicht vollständig zu gewährleisten, kann die Lage nur in einem systemeigenen Koordinatensystem bestimmt werden, auch wenn einzelne Parameter der Lage in dem übergeordneten Koordinatensystem erfassbar sind. Beispielsweise können Neigungssensoren zwei Require coordinate system. If this can not be fully guaranteed, the position can only be determined in a system-specific coordinate system, even if individual parameters of the position in the higher-level coordinate system can be detected. For example, tilt sensors may be two
Orientierungswinkel und Magnetsensoren einen Orientierungswinkel räumlich referenziert zu einem weltfesten Koordinatensystem erfassen. Unreferenziert bedeutet auch, dass kein räumlicher Bezug zu einer vorbekannten räumlichen Karte bekannt ist. Eine Position kann hierbei beispielsweise bezogen auf ein kartesisches Orientation angle and magnetic sensors spatially referenced an orientation angle to capture a world-fixed coordinate system. Unreferenced also means that no spatial reference to a previously known spatial map is known. For example, a position may refer to a Cartesian
Koordinatensystem mit drei linear unabhängigen Achsen bestimmt werden. Hierdurch ermöglicht das Lageerfassungssystem die Erfassung einer Bewegung mit drei translatorischen Freiheitsgraden. Alternativ oder kumulativ können Orientierungsdaten als Verdrehwinkel um die drei Achsen des kartesischen Koordinatensystems bestimmt werden, beispielsweise entsprechend der so genannten Yaw-Pitch-Roll-Konvention (Gier-Nick-Roll-Winkelkonvention). Somit ist die Bestimmung einer Winkelbewegung mit drei voneinander unabhängigen rotatorischen Freiheitsgraden möglich. Coordinate system can be determined with three linearly independent axes. In this way, the position detection system allows the detection of a movement with three translational degrees of freedom. Alternatively or cumulatively, orientation data can be determined as the angle of rotation about the three axes of the Cartesian coordinate system, for example according to the so-called yaw pitch-roll convention (yaw-nick-roll angle convention). Thus, the determination of an angular movement with three independent rotational degrees of freedom is possible.
Wie nachfolgend näher erläutert, kann ein Ursprung des Koordinatensystems z.B. beim Einschalten des Lageerfassungssystems, also mit Beginn einer Energieversorgung, oder bei Beginn eines Messvorgangs oder bei Erzeugung eines Initialisierungssignals gesetzt werden. Dies bedeutet, dass zu einem der vorhergehend erläuterten Zeitpunkte aktuelle Positions- und/oder As explained in greater detail below, an origin of the coordinate system may be e.g. be set when switching on the position detection system, ie at the beginning of a power supply, or at the beginning of a measurement process or when generating an initialization signal. This means that at one of the previously explained times current position and / or
Orientierungskoordinaten zurückgesetzt oder genullt werden, wobei nachfolgend alle erfassten Positions- und/oder Orientierungsdaten relativ zu dem gesetzten Ursprung des Koordinatensystems bestimmt werden. Weiter umfasst die Vermessungsanordnung mindestens eine  Orientation coordinates are reset or zeroed, and subsequently all detected position and / or orientation data are determined relative to the set origin of the coordinate system. Furthermore, the surveying arrangement comprises at least one
Speichereinrichtung. Storage means.
Die Messdaten und die, insbesondere zeitlich korrespondierenden, durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen sind referenziert zueinander, also mit einer vorbekannten Zuordnung zueinander, in der Speichereinrichtung speicherbar.  The measurement data and the position and / or orientation information encoded by the first and / or second position and / or orientation data, in particular temporally corresponding to one another, are referenced to one another, ie with a previously known association with one another, can be stored in the memory device.
Dies bedeutet, dass sowohl die Messdaten als auch die korrespondierenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen gespeichert werden. Die Positions- und/oder Orientierungsinformationen können in Form von This means that both the measurement data and the corresponding position and / or orientation information are stored. The position and / or orientation information may take the form of
unverarbeiteten Ausgangssignalen (Rohsignalen) der unreferenzierten unprocessed output signals (raw signals) of the unreferenced
Lageerfassungssysteme gegeben sein. Auch können die Positions- und/oder Orientierungsinformationen durch bereits verarbeitete Ausgangssignale der unreferenzierten Lageerfassungssysteme gegeben sein, wobei die verarbeiteten Ausgangssignale wiederum eine Position und/oder Orientierung ausschließlich referenziert zu dem/den systemeigenen Koordinatensystem(en) oder zu einem gemeinsamen vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem codieren oder repräsentieren. Location detection systems be given. The position and / or orientation information can also be processed by already processed output signals of the be unreferenced position detection systems, the processed output signals in turn encode a position and / or orientation exclusively referenced to the / the native coordinate system (s) or to a common measurement arrangement fixed coordinate system or represent.
Beispielsweise können die Messdaten und die zeitlich korrespondierenden ersten und/oder zweiten unverarbeiteten Positions- und/oder Orientierungsdaten referenziert zueinander gespeichert werden. For example, the measured data and the temporally corresponding first and / or second unprocessed position and / or orientation data can be stored referenced to one another.
Somit ist also eine Zuordnung von Messdaten zu einer Position und/oder Orientierung möglich und auch zu einem späteren Zeitpunkt abrufbar. Allerdings ist eine Zuordnung ausschließlich zu Lagen in den unreferenzierten Thus, an assignment of measurement data to a position and / or orientation is possible and retrievable at a later date. However, an assignment is exclusive to positions in the unreferenced ones
systemeigenen Koordinatensystemen der Lageerfassungssysteme oder zu Lagen in einem gemeinsamen, vermessungs-anordnungsfesten native coordinate systems of the position detection systems or to layers in a common, survey-fixed
Koordinatensystem möglich. Coordinate system possible.
Die beschriebene Vermessungsanordnung kann hierbei portabel, insbesondere durch einen menschlichen Benutzer tragbar, ausgebildet sein. Allerdings ist es auch möglich, die beschriebene Vermessungsanordnung auf einer In this case, the described surveying arrangement can be portable, in particular portable by a human user. However, it is also possible, the surveying arrangement described on a
Positioniereinrichtung, beispielsweise auf einem Fahrzeug, insbesondere auf einem Roboter, montierbar auszubilden.  Positioning device, for example, on a vehicle, in particular on a robot mountable form.
Die vorgeschlagene Vermessungsanordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine räumliche Referenzierung von Messdaten auch in geschlossenen Räumen, insbesondere in Innenräumen von z.B. Industrieanlagen, Gebäuden oder Schiffen. Da die räumliche Referenzierung unabhängig von einem globalen Koordinatensystem, z.B. einem Koordinatensystem eines GNSS, erfolgt und ebenfalls unabhängig von weiteren Zusatzanordnungen, wie z.B. in den Räumen installierten Sendern, ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache und kostengünstige Vermessungsanordnung. Die Verwendung von mindestens zwei Lageerfassungssystemen erhöht in vorteilhafter Weise eine Verfügbarkeit von Positions- und/oder The proposed surveying arrangement advantageously allows a spatial referencing of measured data even in enclosed spaces, in particular in interiors of, for example, industrial plants, buildings or ships. Since the spatial referencing is independent of a global coordinate system, such as a coordinate system of a GNSS, and also independent of other additional arrangements, such as installed in the rooms transmitters, resulting in an advantageous manner a simple and inexpensive surveying. The use of at least two position detection systems advantageously increases the availability of position and / or position
Orientierungsinformationen sowie eine erhöhte Genauigkeit der Positionsund/oder Orientierungsinformationen. Ist z.B. eine Lageerfassung mittels einem der mindestens zwei Lageerfassungssysteme nicht möglich, z.B. aufgrund von äußeren Bedingungen oder bei Ausfall des Lageerfassungssystems, so stehen weiterhin Positions- und/oder Orientierungsdaten oder - Informationen des verbleibenden Lageerfassungssystems zur Verfügung. Die von der Vermessungsanordnung gespeicherten Daten ermöglichen zu einem späteren Zeitpunkt eine Navigation in bereits vermessenen Räumen. Auch können die Daten zur Erstellung oder zum Abgleich von Anlage- bzw. Gebäudebzw. Schiffsmodellen dienen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung eine Recheneinrichtung, wobei mittels der Recheneinrichtung die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positionsund/oder Orientierungsdaten fusionierbar sind. Die resultierenden Positionsund/oder Orientierungsdaten können dann z.B. die vorhergehend erläuterten Positions- und/oder Orientierungsinformationen darstellen. Orientation information and increased accuracy of the position and / or orientation information. Is e.g. a position detection by means of one of the at least two position detection systems not possible, e.g. due to external conditions or in case of failure of the position detection system, so position and / or orientation data or information of the remaining position detection system are still available. The data stored by the surveying arrangement allow navigation in already measured rooms at a later time. Also, the data for the creation or comparison of investment or Gebäudebzw. Serve ship models. In a further embodiment, the surveying arrangement comprises a computing device, wherein the first and the second position and / or orientation data can be fused to resulting position and / or orientation data by means of the computing device. The resulting position and / or orientation data may then be e.g. represent the previously explained position and / or orientation information.
Hierbei können z.B. Positions- und/oder Orientierungsdaten eines Here, e.g. Position and / or orientation data of a
Lageerfassungssystems in das systemeigene Koordinatensystem des weiteren Lageerfassungssystems umgerechnet werden. Hierzu ist es erforderlich, dass eine Abbildungsvorschrift für eine solche Umrechnung vorbekannt ist. Dies bedeutet in anderen Worten, dass die systemeigenen Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme zueinander registriert sind. Positioning system are converted into the native coordinate system of the other position detection system. For this it is necessary that a mapping rule for such a conversion is already known. In other words, this means that the native coordinate systems of the position detection systems are registered with each other.
Auch ist es möglich, dass sowohl die ersten als auch die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten in ein gemeinsames Koordinatensystem der Vermessungsanordnung umgerechnet werden. Das Koordinatensystem der Vermessungsanordnung bezeichnet hierbei ein bezüglich der It is also possible that both the first and the second position and / or orientation data are converted into a common coordinate system of the surveying arrangement. The coordinate system of the surveying arrangement denotes a respect to the
Vermessungsanordnung orts- und drehfestes Koordinatensystem. Dies wiederum bedeutet, dass, wenn sich die Vermessungsanordnung translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, sich auch das gemeinsame Koordinatensystem der Surveying arrangement stationary and torsion-proof coordinate system. this in turn means that when the surveying arrangement moves in a translatory and / or rotational manner, the common coordinate system of the
Vermessungsanordnung im gleichen Maße translatorisch und/oder rotatorisch bewegt. Wie vorhergehend erläutert, ist es hierfür erforderlich, dass die systemeigenen Koordinatensysteme mit dem gemeinsamen Koordinatensystem registriert sind. Surveying arrangement to the same extent translationally and / or rotationally moved. As previously explained, this requires that the native coordinate systems be registered with the common coordinate system.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Einsparung von Speicherplatz, da Messdaten nunmehr nur referenziert zu den resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten gespeichert werden müssen. This advantageously makes it possible to save storage space since measurement data now only has to be stored in a referenced manner to the resulting position and / or orientation data.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste unreferenzierte In another embodiment, the first is unreferenced
Lageerfassungssystem als optisches Lageerfassungssystem und das mindestens zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem als inertiales Position detection system as optical position detection system and the at least second unreferenzierte position detection system as inertial
Lageerfassungssystem ausgebildet. Position detection system trained.
Bei dem optischen Lageerfassungssystem wird eine Positionsänderung und/oder Orientierungsänderung optisch, z.B. bildbasiert, erfasst. Bei einem inertialen Lageerfassungssystem wird ein oder werden mehrere Inertialsensoren zur Erfassung von Beschleunigung und/oder Drehraten verwendet. Werden z.B. Beschleunigungen erfasst, so kann eine aktuelle Position auf Grundlage eines bereits zurückgelegten Weges bestimmt werden, wobei sich der zurückgelegte Weg durch z.B. Zweifachintegration der erfassten Beschleunigungen ergibt. Wird eine Drehrate erfasst, so kann ein aktueller Winkel z.B. durch Einfachintegration der Drehrate bestimmt werden. In the optical attitude detection system, a position change and / or orientation change is optically detected, e.g. image-based, recorded. In an inertial attitude detection system, one or more inertial sensors are used to detect acceleration and / or spin rates. If e.g. Detected accelerations, so a current position can be determined on the basis of an already traveled path, wherein the distance covered by e.g. Double integration of the detected accelerations results. If a rate of rotation is detected, then a current angle, e.g. be determined by simple integration of the rotation rate.
Die Verwendung eines optischen und eines inertialen Lageerfassungssystems realisiert hierbei in vorteilhafter Weise eine Lageerfassung auf Grundlage von zwei voneinander unabhängigen physikalischen Messprinzipien. Weiter vorteilhaft ergibt sich, dass inertiale Lageerfassungssysteme erfahrungsgemäß robust arbeiten und somit eine hohe Verfügbarkeit der Positions- und/oder The use of an optical and an inertial position detection system realizes advantageously a position detection on the basis of two independent physical measurement principles. Another advantage is that inertial position detection systems work experience robust and thus high availability of position and / or
Orientierungsdaten bereitstellen. Optische Lageerfassungssysteme ermöglichen in der Regel eine hochgenaue Bestimmung einer Lage und/oder Orientierung. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Lageerfassungssysteme ergibt sich also in vorteilhafter Weise sowohl eine hohe Verfügbarkeit als auch eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von Positions- und/oder Provide orientation data. Optical position detection systems usually allow a highly accurate determination of a position and / or orientation. The use of the proposed position detection systems results So advantageously both high availability and high accuracy in the determination of position and / or
Orientierungsinformationen. In einer weiteren Ausführungsform ist das optische Lageerfassungssystem als Stereokamerasystem ausgebildet. Ein Stereokamerasystem ermöglicht hierbei in vorteilhafter Weise eine einfache, bildbasierte Bestimmung einer räumlichen Position und/oder räumlichen Orientierung von Gegenständen oder Personen im Erfassungsbereich des Stereokamerasystems. Hierzu kann es erforderlich sein, das Verfahren zur bildbasierten Merkmals- oder Objekterkennung durchgeführt werden, durch die korrespondierende, durch jeweils eine Kamera des Orientation information. In a further embodiment, the optical position detection system is designed as a stereo camera system. A stereo camera system advantageously allows a simple, image-based determination of a spatial position and / or spatial orientation of objects or persons in the detection range of the stereo camera system. For this purpose, it may be necessary to carry out the method for image-based feature or object recognition, by the corresponding, by a respective camera of the
Stereokamerasystems abgebildete Personen oder Objekte detektiert werden. Selbstverständlich können auch weitere Methoden der Bildverarbeitung zur Anwendung kommen, durch die eine Bestimmung der räumlichen Position und/oder Orientierung verbessert wird, z.B. Verfahren zur Rauschunterdrückung, Verfahren zur Segmentierung und weitere Verfahren zur Bildverarbeitung. Stereocamera system imaged persons or objects are detected. Of course, other methods of image processing may be used to improve a determination of spatial position and / or orientation, e.g. Noise suppression techniques, segmentation techniques, and other image processing techniques.
Zusätzlich können zeitlich nacheinander aufgenommenen Stereobilder oder Einzelbilder verwendet werden, um eine dreidimensionale Rekonstruktion durchzuführen, beispielsweise in einem so genannten structure-from-motion- Verfahren . In addition, temporally sequentially recorded stereo images or individual images can be used to perform a three-dimensional reconstruction, for example in a so-called structure-from-motion process.
Insbesondere können beim Stereokamerasystem mindestens eine In particular, in the stereo camera system at least one
panchromatische Kamera oder eine Farbkamera, insbesondere eine RGB- basierte Farbkamera, oder eine Infrarotkamera verwendet werden. Alternativ oder kumulativ ist es möglich, dass die im Stereokamerasystem verwendeten Kameras unterschiedliche geometrische, radiometrische und/oder spektrale Eigenschaften aufweisen. Z.B. kann eine räumliche Auflösung und/oder eine spektrale Auflösung der verwendeten Kameras voneinander verschieden sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine der Kameras, wie nachfolgend näher erläutert, als Messsystem Verwendung finden kann, beispielsweise bei einer Verwendung einer räumlich hochauflösenden RGB- Kamera und einer räumlich niedrig auflösenden panchromatischen Kamera. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung eine Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung des Stereokamerasystems. panchromatic camera or a color camera, in particular an RGB-based color camera, or an infrared camera. Alternatively or cumulatively, it is possible that the cameras used in the stereo camera system have different geometric, radiometric and / or spectral properties. For example, a spatial resolution and / or a spectral resolution of the cameras used may be different from each other. This results in an advantageous manner that one of the cameras, as explained in more detail below, can be used as a measuring system, for example when using a spatially high-resolution RGB camera and a spatially low-resolution panchromatic camera. In a further embodiment, the surveying arrangement comprises a calibration device for calibrating the stereo camera system.
Eine geometrische Kalibrierung von Kameras ist hierbei eine A geometric calibration of cameras is one
Grundvoraussetzung für deren Einsatz als Lageerfassungssystem. Die A basic requirement for their use as a position-finding system. The
Kalibrierung kann auch als Bestimmung von Parametern einer inneren Calibration can also be used as a determination of parameters of an internal
Orientierung der Kamera bezeichnet werden. Ziel ist es, für jeden Bildpunkt eines von einer Kamera des Stereokamerasystems erzeugten Bildes eine Blickrichtung (line of sight) im Kamerakoordinatensystem zu bestimmen. Orientation of the camera. The aim is to determine a line of sight in the camera coordinate system for each pixel of an image generated by a camera of the stereo camera system.
Die Kalibriervorrichtung kann hierbei z.B. derart ausgebildet sein, dass eine Kamera des Stereokamerasystems oder alle Kameras des The calibration device may in this case be e.g. be formed such that a camera of the stereo camera system or all cameras of the
Stereokamerasystems eine Optik und mindestens einen optischen Detektor, der in einer Fokalebene der Optik angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung umfassen. Weiter kann die Kamera mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein diffraktives optisches Element umfassen, wobei mittels der Lichtquelle das diffraktive optische Element beleuchtbar ist, sodass dieses verschiedene ebene Wellen erzeugt, die durch die Optik jeweils punktförmig auf dem optischen Detektor abgebildet und durch die Auswerteeinheit mindestens zur Stereo camera system optics and at least one optical detector, which is arranged in a focal plane of the optics, and comprise an evaluation. Furthermore, the camera can comprise at least one light source and at least one diffractive optical element, wherein the diffractive optical element can be illuminated by means of the light source, so that this generates different plane waves which are imaged punctiform on the optical detector by the optics and at least by the evaluation unit
geometrischen Kalibrierung ausgewertet werden. geometric calibration are evaluated.
Ein solches System ist in der nachveröffentlichten DE 10 201 1 084 690.5 beschrieben. Das diffraktive optische Element kann hierbei durch die Optik mittels derSuch a system is described in the subsequently published DE 10 201 1 084 690.5. The diffractive optical element can in this case by the optics by means of
Lichtquelle beleuchtbar sein. Weiter kann die Lichtquelle derart ausgebildet und ausgerichtet sein, dass diese kugelförmige Wellenfronten abstrahlt, die durch die Optik in ebene Wellen überführt auf das diffraktive optische Element treffen. Der optische Detektor kann als Matrix-Sensor ausgebildet sein. Das mindestens eine diffraktive optische Element kann in die Optik integriert sein. Alternativ kann das diffraktive optische Element auf der Optik angeordnet sein. Weiter alternativ kann das diffraktive optische Element an einer Blende der Optik angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Kamera mehrere Lichtquellen umfasst, die unterschiedliche Abstrahlrichtungen aufweisen. Weiter kann die Lichtquelle in der Fokalebene angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Lichtquelle eine optische Phase umfasst, deren Apertur den Lichtaustritt der Lichtquelle bildet. Be illuminated light source. Furthermore, the light source can be designed and aligned in such a way that it emits spherical wavefronts which pass through the optics into plane waves and strike the diffractive optical element. The optical detector can be designed as a matrix sensor. The at least one diffractive optical element can be integrated into the optics. Alternatively, the diffractive optical element may be arranged on the optics. As a further alternative, the diffractive optical element can be arranged on a diaphragm of the optics. It is also possible that the camera comprises a plurality of light sources having different emission directions. Furthermore, the light source can be arranged in the focal plane. It is also possible that the light source comprises an optical phase whose aperture forms the light exit of the light source.
Diffraktive optische Elemente sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt, wobei passive und aktive diffraktive optische Elemente bekannt sind, wobei letztere auch als SLMs (Spatial Light Modulator) bezeichnet werden. SLMs können beispielsweise als verstellbares Mikro-Spiegel-Array (reflektives SLM) oder als transmitives oder reflektives Flüssigkeitskristall-Display (Liquid Crystal, LC-Display) ausgebildet sein. Diese können aktiv angesteuert werden, sodass deren Beugungsstrukturen zeitlich veränderbar sind. Passive diffraktive optische Elemente hingegen weisen ein festes Beugungsmuster auf, wobei diese reflektiv oder transmitiv ausgebildet sein können. Diffractive optical elements are known in various embodiments, passive and active diffractive optical elements being known, the latter also being referred to as SLMs (Spatial Light Modulator). SLMs can be designed, for example, as an adjustable micro-mirror array (reflective SLM) or as a transmitting or reflective liquid crystal display (liquid crystal, LC display). These can be actively controlled so that their diffraction structures can be changed over time. Passive diffractive optical elements, however, have a fixed diffraction pattern, which may be formed reflective or transmitiv.
Bezüglich weiterer Ausführungsformen der Kamera mit einer Kalibriervorrichtung wird hierbei auf das in der DE 10 2011 084 690.5 offenbarte Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Kalibrierung einer oder aller Kameras des Stereokamerasystems auch während des Betriebs und somit eine dauerhaft hochgenaue Bestimmung der Position und/oder Orientierung möglich ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Messsystem gleichzeitig als unreferenziertes Lageerfassungssystem ausgebildet. Beispielsweise kann das Messsystem als Kamera oder Kamerasystem ausgebildet sein, welches gleichzeitig Bestandteil des Stereokamerasystems ist. Hierbei erzeugt das Messsystem Bilddaten als Messdaten, wobei die erzeugten Bilddaten gleichzeitig zur Bereitstellung von Lageinformationen dienen. Selbstverständlich ist es vorstellbar, auch andere Messsysteme, deren With respect to further embodiments of the camera with a calibration device, reference is hereby made to the exemplary embodiment disclosed in DE 10 2011 084 690.5. This results in an advantageous manner that a calibration of one or all cameras of the stereo camera system during operation and thus a permanently highly accurate determination of the position and / or orientation is possible. In a further embodiment, the measuring system is simultaneously designed as an unreferenced position detection system. For example, the measuring system can be designed as a camera or camera system, which is also part of the stereo camera system. In this case, the measuring system generates image data as measured data, with the generated image data simultaneously serving to provide position information. Of course, it is conceivable, other measuring systems whose
Ausgangssignale zur Bereitstellung einer Positions- und/oder Output signals for providing a position and / or
Orientierungsinformation dienen können, zu verwenden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung zusätzlich mindestens ein weiteres Lageerfassungssystem, also z.B. ein drittes Lageerfassungssystem. Orientation information can serve to use. In a further embodiment, the surveying arrangement additionally comprises at least one further position detection system, e.g. a third position detection system.
Das weitere Lageerfassungssystem kann beispielsweise einen GNSS-Sensor umfassen oder als solcher ausgebildet sein. Ein GNSS-Sensor ermöglicht eine Lageerfassung durch den Empfang von Signalen von Navigationssatelliten und Pseudoliten. The further position detection system may include, for example, a GNSS sensor or be designed as such. A GNSS sensor enables position detection by receiving signals from navigation satellites and pseudolites.
Alternativ kann das weitere Lageerfassungssystem als Laserscanner ausgebildet sein oder einen solchen Laserscanner umfassen. Der Laserscanner kann hierbei ein eindimensionaler, zweidimensionaler oder dreidimensionaler Laserscanner sein, der entsprechend eine eindimensionale, zweidimensionale oder dreidimensionale Abbildung einer Umgebung der Vermessungsanordnung ermöglicht. Durch entsprechende Verfahren der Datenverarbeitung kann, entsprechend der Bildverarbeitung, eine Objekterkennung in den von dem Laserscanner erzeugten Ausgangssignalen durchgeführt werden. In Alternatively, the further position detection system can be designed as a laser scanner or comprise such a laser scanner. In this case, the laser scanner can be a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional laser scanner which correspondingly permits a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional image of an environment of the measurement arrangement. By appropriate methods of data processing, according to the image processing, an object recognition can be carried out in the output signals generated by the laser scanner. In
Abhängigkeit von erkannten Objekten kann dann eine Bewegung, d.h. eine Positions- und/oder Orientierungsänderung der Vermessungsanordnung zwischen zwei Zeitpunkten, bestimmt werden. Dafür existieren Algorithmen, z.B. der so genannte ICP (iterative dosest point) - Algorithmus. Depending on detected objects, then movement, i. a position and / or orientation change of the surveying arrangement between two times, be determined. There are algorithms for this, e.g. the so-called ICP (iterative dosest point) algorithm.
Alternativ kann das weitere Lageerfassungssystem als Magnetometer ausgebildet sein. Ein Magnetometer bezeichnet hierbei eine Einrichtung zur Erfassung einer magnetischen Flussdichte. Mittels eines Magnetometers kann beispielsweise ein Erdmagnetfeld oder eine Überlagerung aus dem Alternatively, the further position detection system can be designed as a magnetometer. A magnetometer refers to a device for detecting a magnetic flux density. By means of a magnetometer, for example, a geomagnetic field or an overlay of the
Erdmagnetfeld und einem weiteren Magnetfeld, welches z.B. von einem elektrischen Generator erzeugt wird, in den geschlossenen Räumlichkeiten erfasst werden. Weiter kann das Magnetometer auch als Lageerfassungssystem verwendet werden. Earth magnetic field and another magnetic field, which is generated for example by an electric generator, in the closed premises be recorded. Furthermore, the magnetometer can also be used as a position detection system.
Weiter alternativ kann ein Neigungssensor als weiteres Lageerfassungssystem verwendet werden. Ein Neigungssensor kann hierbei beispielsweise Änderungen eines Neigungswinkels erfassen. Diese Änderungen des Neigungswinkels können wiederum als Grundlage zur Bestimmung einer Orientierung der Vermessungsanordnung genutzt werden. Beispielsweise kann der Further alternatively, a tilt sensor can be used as another position detection system. An inclination sensor can detect changes in an inclination angle, for example. These changes in the angle of inclination can in turn be used as a basis for determining an orientation of the surveying arrangement. For example, the
Neigungssensor auch eine aktuelle Winkeldifferenz zu einer Richtung der Erdbeschleunigung erfassen. Somit kann der Neigungssensor entsprechend einer Wasserwaage arbeiten. Tilt sensor also detect an actual angular difference to a direction of gravitational acceleration. Thus, the tilt sensor can work according to a spirit level.
Die Ausgangssignale der vorhergehend erläuterten Lageerfassungssysteme können hierbei separat gespeichert oder mit den ersten und zweiten Lage- und/oder Orientierungsdaten, wie vorhergehend erläutert, fusioniert werden. The output signals of the previously explained position detection systems can hereby be stored separately or fused with the first and second position and / or orientation data, as explained above.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen Räumen und/oder Außenbereichen mit gestörtem oder fehlerhaftem GNSS-Empfang, wobei ein sensorisches System Messdaten erzeugt. Weiter erzeugt ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem erste Positions- und/oder Orientierungsdaten und mindestens ein zweites Further proposed is a method for measuring, in particular of closed rooms and / or outdoor areas with disturbed or faulty GNSS reception, whereby a sensory system generates measured data. Furthermore, a first unreferenced position detection system generates first position and / or orientation data and at least one second
unreferenziertes Lageerfassungssystem zweite Positions- und/oder unreferenziertes position detection system second position and / or
Orientierungsdaten. Weiter werden die Messdaten und die, insbesondere zeitlich korrespondierenden, durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander gespeichert. Orientation data. Furthermore, the measured data and the position and / or orientation information encoded by the first and / or second position and / or orientation data, in particular temporally corresponding to one another, are stored with reference to one another.
Das vorgeschlagene Verfahren kann in vorteilhafter Weise zur Inspektion von geschlossen Räumen natürlichen und unnatürlichen Ursprungs, z.B. von Höhlen und Schächten, unter Verwendung von referenzfreien Lageerfassungssystemen verwendet werden. Für das vorgeschlagene Verfahren kann die Registrierung der eingesetzten Lageerfassungssysteme zueinander notwendig sein. Hierbei müssen zeitliche, rotatorische und/oder translatorische Zusammenhänge zwischen den The proposed method can be advantageously used to inspect closed spaces of natural and unnatural origin, eg, caves and shafts, using reference-free attitude detection systems. For the proposed method, the registration of the used position detection systems may be necessary to each other. Here, temporal, rotational and / or translational relationships between the
Lageerfassungssystemen und gegebenenfalls dem Messsystem bestimmt werden, um die Lagedaten fusionieren und in einem Referenzkoordinatensystem bestimmen zu können. Für diese Referenzierung der Lagesensoren sind Verfahren bekannt. Position detection systems and, where appropriate, the measuring system are determined in order to merge the position data and to be able to determine in a reference coordinate system. Methods are known for this referencing of the position sensors.
Somit ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren die Inspektion von Gebäuden im Rahmen eines Facility-Managements, z.B. im Rahmen von Thus, the proposed method allows the inspection of buildings as part of a facility management, e.g. in the context of
Lärmschutzmaßnahmen. Weiter wird die Inspektion von Gebäuden im Rahmen von sicherheitsrelevanten Aufgaben ermöglicht, z.B. für Einsätze der Polizei und Feuerwehr. Weiter ist eine Inspektion von Industrieanlagen, z.B. von Schiffen oder Tanks, möglich.  Noise protection measures. Furthermore, the inspection of buildings within the framework of safety-relevant tasks is made possible, e.g. for use by police and fire departments. Further, an inspection of industrial equipment, e.g. of ships or tanks, possible.
In einer weiteren Ausführungsform werden die ersten und die zweiten Positionsund/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder In a further embodiment, the first and the second position and / or orientation data for resulting position and / or
Orientierungsdaten fusioniert, wobei ausschließlich die durch die fusionierten oder resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen abgespeichert werden. Die fusionierten Positions- und/oder Orientierungsdaten können die Positions- und/oder Orientation data merged, with only the coded by the fused or resulting position and / or orientation data position and / or orientation information are stored. The merged position and / or orientation data can be the position and / or
Orientierungsinformationen darstellen oder es können die Positions- und/oder Orientierungsinformationen in Abhängigkeit der fusionierten Positions- und/oder Orientierungsdaten bestimmt werden. Represent orientation information or the position and / or orientation information can be determined depending on the fused position and / or orientation data.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine, wie vorhergehend erläutert, verbesserte Genauigkeit der Positions- und/oder Orientierungsinformationen sowie ein verringerter Speicherplatzbedarf. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Ursprung eines systemeigenenThis results in an advantageously, as previously explained, improved accuracy of the position and / or orientation information and a reduced storage space requirement. In another embodiment, an origin of a native
Koordinatensystems des ersten unreferenzierten Lageerfassungssystems und ein Ursprung eines systemeigenen Koordinatensystems des zweiten Coordinate system of the first unreferenced position detection system and an origin of a systemic coordinate system of the second
unreferenzierten Lageerfassungssystems oder ein Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystems zu Beginn eines Betriebs einer Vermessungsanordnung oder zu Beginn einer Messung oder zu einem Zeitpunkt einer Erzeugung eines Initialisierungssignals initialisierbar. Hierbei bedeutet initialisierbar, dass aktuelle Positions- und/oder Orientierungsinformationen bzw. Positions- und/oder Orientierungsdaten ab dem Zeitpunkt der Initialisierung als Referenz- oderUnreferenced position detection system or an origin of a common Coordinate system can be initialized at the beginning of an operation of a surveying arrangement or at the beginning of a measurement or at a time of generation of an initialization signal. In this case, it is possible to initialize that current position and / or orientation information or position and / or orientation data from the time of initialization as a reference or
Ursprungskoordinaten verwendet werden. Somit werden die aktuellen Positionsund/oder Orientierungsinformationen bzw. die Positions- und/oder Origin coordinates are used. Thus, the current position and / or orientation information or the position and / or
Orientierungsdaten zurückgesetzt. Ab diesem Zeitpunkt und bis zu einer erneuten Initialisierung werden nunmehr Positions- und/oder Orientation data reset. From this point on and until a new initialization now position and / or
Orientierungsinformationen relativ zu diesem Ursprung bestimmt. Orientation information relative to this origin determined.
Ein Initialisierungssignal kann beispielsweise durch Betätigung einer entsprechenden Betätigungsvorrichtung, beispielsweise eines Tasters oder Schalters, erzeugt werden. Somit kann ein Benutzer, wenn sich die An initialization signal can be generated, for example, by actuating a corresponding actuating device, for example a pushbutton or switch. Thus, a user can if the
Vermessungsanordnung in einer von ihm gewünschten Lage und/oder Surveying arrangement in a desired position and / or
Orientierung befindet, die systemeigenen Koordinatensysteme initialisieren. In diesem Fall können alle bisher erzeugten Positions- und/oder  Orientation, which initialize native coordinate systems. In this case, all previously generated position and / or
Orientierungsinformationen bzw. Positions- und/oder Orientierungsdaten auf den neu initialisierten Ursprung umgerechnet werden. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass bereits generierte Informationen zur räumlichen Orientation information or position and / or orientation data are converted to the newly initialized origin. Thus, it is possible in an advantageous manner that already generated information for spatial
Referenzierung nicht verloren gehen. So kann ein Nutzer beispielsweise eine vollständige Vermessung durchführen und nach der Messung die systemeigenen Koordinatensysteme in einer von ihm gewünschten Position und/oder  Referencing will not be lost. For example, a user can perform a full survey and, after the measurement, the native coordinate systems in a desired position and / or
Orientierung der Vermessungsanordnung initialisieren. Initialize the orientation of the survey arrangement.
Beispielsweise kann auf diese Weise ein Bezug zu einem globalen For example, in this way a reference to a global
Koordinatensystem hergestellt werden. So kann die Vermessungsanordnung in eine Position und/oder Orientierung gebracht werden, die in Bezug auf ein gewünschtes globales Koordinatensystem, beispielsweise ein Coordinate system are produced. Thus, the surveying arrangement can be brought into a position and / or orientation, which with respect to a desired global coordinate system, for example
Koordinatensystem eines GNSS, bekannt ist. Werden die systemeigenenCoordinate system of a GNSS, is known. Become the native ones
Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme in dieser Position und/oder Orientierung initialisiert, so kann eine Registrierung zwischen den bereits erzeugten oder noch zu erzeugenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen und dem globalen Koordinatensystem bestimmt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Benutzer in erfindungsgemäß vorgeschlagener Weise geschlossene Räumlichkeiten vermisst und nach Abschluss der Vermessung sich aus den geschlossenen Räumen hinaus in einen Freiraum bewegt, in welchem eine Position und/oder Orientierung beispielsweise mittels eines GNSS-Sensors mit ausreichender Genauigkeit bestimmbar sind. Weiter kann, z.B. mittels eines GNSS-Sensors, dann eine aktuelle Position und/oder Orientierung der Vermessungsanordnung in einem Koordinatensystem des GNSS bestimmt werden. Weiter können, wie vorhergehend erläutert, die systemeigenen Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme initialisiert werden und eine Umrechnung der gespeicherten Positions- und/oder Initialized coordinate system of the position detection systems in this position and / or orientation, it can be a registration between the already generated or still to be generated position and / or Orientation information and the global coordinate system can be determined. By way of example, it is possible for a user to measure closed spaces in accordance with the invention and to move out of the closed rooms into a free space after completion of the measurement in which a position and / or orientation can be determined with sufficient accuracy, for example by means of a GNSS sensor , Further, for example by means of a GNSS sensor, then a current position and / or orientation of the surveying arrangement can be determined in a coordinate system of the GNSS. Further, as previously explained, the native coordinate systems of the attitude detection systems can be initialized and a conversion of the stored position and / or
Orientierungsinformationen auf das Koordinatensystem des GNSS erfolgen. Orientation information on the coordinate system of the GNSS done.
Auch ist es möglich, z.B. bildbasiert, eine Struktur oder ein Objekt zu detektieren, dessen Position und/oder Orientierung in einem globalen Koordinatensystem bekannt ist. Weiter kann eine Position und/oder Orientierung der detektierten Struktur oder des detektierten Objekts in den systemeigenen It is also possible, e.g. image-based to detect a structure or an object whose position and / or orientation is known in a global coordinate system. Further, a position and / or orientation of the detected structure or the detected object in the native
Koordinatensystemen der Lageerfassungssysteme bestimmt werden. Schließlich kann dann eine Umrechnung der bereits bestimmten Positions- und/oder Orientierungsinformationen oder noch zu bestimmenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen auf das globale Koordinatensystem erfolgen. Coordinate systems of the position detection systems are determined. Finally, it is then possible to convert the already determined position and / or orientation information or position and / or orientation information still to be determined onto the global coordinate system.
In diesem Fall können also die unreferenzierten systemeigenen In this case, therefore, the unreferenced native
Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme auf die Position und/oder Orientierung des Objekts oder der Struktur initialisiert werden. Coordinate systems of the position detection systems are initialized to the position and / or orientation of the object or the structure.
Wird eine Stereokamera als Lageerfassungssystem verwendet, so kann auch eine räumliche Referenzierung eines 2D-/3D-Umgebungsmodells erfolgen, welches in Abhängigkeit der Bilddaten des Stereokamerasystems erzeugt wird. If a stereo camera is used as the position detection system, a spatial referencing of a 2D / 3D environment model, which is generated as a function of the image data of the stereo camera system, can also take place.
Aus den bestimmten und gespeicherten Positions- und/oder From the determined and stored position and / or
Orientierungsinformationen kann auch eine Trajektorie der Vermessungsanordnung bestimmt werden. Somit ist es möglich, zu einem späteren Zeitpunkt eine Trajektorie in einem 2D-/3D-Modell darzustellen. Orientation information can also be a trajectory of Measurement arrangement can be determined. Thus, it is possible to display a trajectory in a 2D / 3D model at a later time.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Inspektionskameraeinheit mit einer Inspektionskamera zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos von Innenräumen, insbesondere von Schiffen. The present invention further relates to an inspection camera unit with an inspection camera for taking, preferably colored, inspection photos of interiors, in particular of ships.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Inspektion von The invention equally relates to a method for the inspection of
Innenräumen, insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos mittels einer Inspektionskameraeinheit. Interiors, in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of an inspection camera unit.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen. Finally, the invention relates to a sensor unit with sensor means for metrological detection of at least one property of interiors, especially of ships.
Bei der häufig behördlich vorgeschriebenen Inspektion von Innenräumen, z.B. von industriellen Anlagen, insbesondere von Schiffen, dienen Fotos als visuelle Informationsträger zur Dokumentation. Beispielsweise kann anhand von Inspektionsfotos der Strukturzustand eines Schiffes zu einem bestimmten Zeitpunkt dokumentiert werden. Dies ist im Rahmen der Durchführung eines gattungsbildenden Verfahrens bzw. unter Verwendung einer gattungsbildenden Inspektionskameraeinheit insbesondere im Zusammenhang mit Schiffen allgemein üblich. Dabei werden die Inspektionsfotos jedoch unsystematisch gleichsam wie Bilder in einem Schuhkarton verwaltet, ohne dass ein Bezug des jeweiligen Inspektionsfotos hinsichtlich Ort und Orientierung im Schiffskörper gegeben ist. Allenfalls werden manuelle Aufzeichnungen über die Lage vonIn the often regulatory required inspection of interiors, e.g. From industrial plants, especially ships, photos serve as visual information carriers for documentation. For example, the structural state of a ship can be documented at a specific time on the basis of inspection photos. This is generally customary in the context of carrying out a generic method or using a generic inspection camera unit, in particular in connection with ships. However, the inspection photos are managed unsystematically as images in a shoebox, without a reference of the respective inspection photo in terms of location and orientation in the hull is given. At most, manual records of the location of
Inspektionsfotos durch den Inspektor, der die Inspektionsfotos erstellt hat, nach Abschluss eines Inspektionslaufs aus der Erinnerung heraus unsystematisch vermerkt. Inspection photos taken by the inspector who created the inspection photos are unsystematic after the completion of an inspection run.
Der Nutzen der Inspektionsfotos ist daher mit Nachteil eingeschränkt. Denn sowohl die Wiederauffindbarkeit im Schiffskörper von durch ein Inspektionsfoto dokumentierten Schaden als auch eine historische Auswertung der zeitlichen Entwicklung von Strukturschäden anhand eines Vergleichs von zu  The benefit of the inspection photos is therefore limited to disadvantage. For both the retrievability in the hull of damage documented by an inspection photo and a historical evaluation of the temporal evolution of structural damage on the basis of a comparison of
unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Inspektionsfotos ist mit Nachteil nicht systematisch oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich. At various times recorded inspection photos is disadvantageously not systematically or only with increased effort possible.
Auch ist eine Einordnung von Inspektionsfotos in ein bestehendes Modell beispielsweise des Schiffskörpers aus den geschilderten Gründen nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Es besteht daher ein Bedarf an einer Inspektionskameraeinheit der eingangs genannten Art sowie an einem Verfahren zur Inspektion von Innenräumen der eingangs genannten Art, welche jeweils den Nutzen der Inspektionsfotos erhöhen und beispielsweise auch eine verbesserte Historienbetrachtung ermöglichen. Ebenso besteht ein Bedarf an einer Sensoreinheit der eingangs genannten Art, Also, a classification of inspection photos in an existing model, for example, the hull for the reasons described is not possible or only with increased effort. There is therefore a need for an inspection camera unit of the type mentioned in the introduction, as well as a method for inspecting interiors of the aforementioned type, which in each case increase the usefulness of the inspection photos and, for example, also enable improved history viewing. Likewise, there is a need for a sensor unit of the type mentioned,
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Inspektionskameraeinheit der eingangs genannten Art, ein Verfahren zur Inspektion der eingangs genannten Art beziehungsweise eine Sensoreinheit anzugeben, welche in dem genannten Sinne verbessert sind.  It is therefore an object of the present invention to provide an inspection camera unit of the type mentioned, a method for inspection of the type mentioned or a sensor unit, which are improved in the above sense.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe anhand einer Inspektionskameraeinheit mit einer Inspektionskamera zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen,  According to the invention this object is achieved by an inspection camera unit with an inspection camera for receiving, preferably colored,
Inspektionsfotos von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, gelöst, welche Referenzierungsmittel zum Referenzieren der Inspektionsfotos aufweist. Im Sinne der vorliegenden Schrift wird unter dem Begriff„Referenzieren" insbesondere die Erfassung von Positions- und/oder Orientierungsdaten verstanden. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Inspektionskameraeinheit in der Lage ist, ihre Position und/oder Orientierung zu erfassen, kann jedem mit der Inspektionskamera aufgenommenen Inspektionsfoto automatisch diese Inspection photos of interiors, in particular ships, solved, which has referencing means for referencing the inspection photos. For the purposes of the present specification, the term "referencing" is understood to mean, in particular, the acquisition of position and / or orientation data Inspection photo automatically this
Information beigefügt werden. Dies ermöglicht eine systematische Auswertung der Inspektionsfotos auch bei einer Historienbetrachtung. Information will be attached. This allows a systematic evaluation of the inspection photos even when viewing the history.
Sofern die von den Referenzierungsmitteln erfassten Ortsdaten und If the location data collected by the referencing means and
Orientierungsdaten mit einem vorhandenen, externen Koordinatensystem des zu inspizierenden Innenraums, beispielsweise des Schiffes, in Bezug gebracht werden, wenn also eine Registrierung, d.h. eine Bestimmung der Orientation data with an existing external coordinate system of the interior to be inspected, for example, the ship, brought into relation, so if a registration, i. a provision of
Koordinatentransformation zwischen dem zur Positionierung verwendeten Koordinatensystem mit dem Schiffskoordinatensystem mittels mindestens eines Passpunktes, vorgenommen wird, lassen sich mit Vorteil die im Rahmen der Inspektion mit Hilfe der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit aufgenommenen Inspektionsfotos dem externen Schiffskoordinatensystem zuordnen. Eine Registrierung im Sinne der Erfindung kann gleichermaßen mittels einer manuellen Zuordnung von Punkten des Schiffskoordinatensystems zu Punkten des zur Positionierung verwendeten Koordinatensystems vorgenommen. Dabei wird beispielsweise durch eine Bedienperson manuell mindestens ein Passpunkt in einem Inspektionsfoto ausgewählt und jeweils einem Ort im Schiffskoordinatensystem zugeordnet. Coordinate transformation between the coordinate system used for the positioning with the ship's coordinate system by means of at least one control point is made, can be assigned to the external ship coordinate system with advantage the inspection photos taken within the scope of the inspection using the inspection camera unit according to the invention. Registration in the sense of the invention can likewise be carried out by means of manual assignment of points of the ship's coordinate system to points of the coordinate system used for the positioning performed. In this case, for example, manually selected by an operator at least one control point in an inspection photo and each assigned to a location in the ship's coordinate system.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit umfassen die Referenzierungsmittel eine Stereokammer mit einer ersten Referenzierungskamera und einer zweiten Referenzierungskamera, zur Bestimmung von den Inspektionsfotos zuordenbaren relativen Ortsdaten der Inspektionskamera und Orientierungsdaten der Inspektionskamera. Die erste und zweite Referenzierungskamera sind dabei in einer festen räumlichen Anordnung zur Inspektionskamera innerhalb der Inspektionskameraeinheit angeordnet. Anhand der parallel aufgenommenen Referenzierungsbilder der beiden  In a preferred embodiment of the inspection camera unit according to the invention, the referencing means comprise a stereo chamber with a first referencing camera and a second referencing camera for determining relative location data of the inspection camera and orientation data of the inspection camera that can be assigned to the inspection photos. The first and second Referenzierungskamera are arranged in a fixed spatial arrangement to the inspection camera within the inspection camera unit. Based on the parallel recorded homing pictures of the two
Referenzierungskameras der Stereokamera kann mittels Bildverarbeitung bei bekanntem festen Abstand zwischen der ersten und zweiten Referencing cameras of the stereo camera can by means of image processing at a known fixed distance between the first and second
Referenzierungskamera unter Einsatz von trigonometrischen Berechnungen Ort und Orientierung der Stereokamera und damit der Inspektionskamera in Bezug auf den Innenraum ermittelt werden. Referencing camera using trigonometric calculations Location and orientation of the stereo camera and thus the inspection camera with respect to the interior can be determined.
Zur Reduzierung der Datenmenge kann im Rahmen der Erfindung die erste Referenzierungskamera und/oder die zweite Referenzierungskamera als schwarz/weiß Kamera ausgestaltet sein. Für die Zwecke der Referenzierung der Inspektionsfotos wird es in vielen Anwendungsfällen ausreichend sein, lediglich Kontraste, nicht jedoch Farbinformationen, aufzuzeichnen. Die hierdurch mit Vorteil einhergehende erhebliche Datenreduzierung ermöglicht den Einsatz von Bildverarbeitung bei der Referenzierung anhand der von den  In order to reduce the amount of data, the first referencing camera and / or the second referencing camera can be designed as a black and white camera within the scope of the invention. For the purposes of referencing the inspection photos, in many applications it will be sufficient to record only contrasts but not color information. The resulting significant advantage of this data reduction allows the use of image processing in the referencing on the basis of the
Referenzierungskameras aufgenommen Referenzierungsbilder. Mit Vorteil kann eine Referenzierung somit erfindungsgemäß auch in Echtzeit erfolgen. Dies ermöglicht beispielsweise mit Vorteil auch die Aufzeichnung einer Trajektorie, welche die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit während eines Referencing cameras added referencing pictures. Advantageously, according to the invention, a referencing can therefore also take place in real time. For example, this advantageously also makes it possible to record a trajectory which the inspection camera unit according to the invention during a
Inspektionslaufs im Innenraum, also insbesondere im Schiffskörper, durchlaufen ist. Inspection run in the interior, ie in particular in the hull, passed through.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Stereokamera infrarotsensitiv ausgestaltet und umfasst eine Infrarotquelle, wobei vorzugsweise die Infrarotquelle gepulst betreibbar ausgestaltet ist. Da die Inspektion häufig in schlecht beleuchteten oder komplett dunklen Innenräumen erfolgt, ist der Einsatz von Infrarotbildern innerhalb der Stereokamera vorteilhaft. Wenn die In a further preferred embodiment of the invention, the stereo camera is configured infrared-sensitive and includes an infrared source, wherein preferably the infrared source is designed to be operated in a pulsed manner. Since the inspection is often done in poorly lit or completely dark interiors, the use is of infrared images within the stereo camera advantageous. If the
Inspektionsfotos im sichtbaren Bereich, insbesondere farbig, aufgenommen werden, ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Stereokamera als infrarotsensitive Kamera zudem gewährleistet, dass die Infrarotquelle die Inspektionsfotos nicht beeinflusst. Ferner benötigt eine Infrarotquelle mit Vorteil weniger Energie als beispielsweise eine Lichtquelle im sichtbaren Bereich. Inspection photos in the visible range, in particular color, recorded in the inventive design of the stereo camera as an infrared-sensitive camera also ensures that the infrared source does not affect the inspection photos. Furthermore, an infrared source advantageously requires less energy than, for example, a light source in the visible range.
Eine gepulste Betriebsweise der Infrarotquelle vermindert mit Vorteil den Energiebedarf der Infrarotquelle. Dies ist vorteilhaft mit Blick darauf, dass die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit als portables Gerät, beispielsweise als Helmkameraeinheit, ohne externe Energieversorgung betrieben wird. A pulsed mode of operation of the infrared source advantageously reduces the energy requirement of the infrared source. This is advantageous in view of the fact that the inspection camera unit according to the invention is operated as a portable device, for example as a helmet camera unit, without an external power supply.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen In a further advantageous embodiment of the invention
Inspektionskameraeinheit weist die Stereokamera eine Bildverarbeitungseinheit zum Referenzieren anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten Inspection camera unit, the stereo camera, an image processing unit for referencing based on an image comparison of one with the first
Referenzierungskamera aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes mit einem parallel mit der zweiten Referenzierungskamera aufgenommenen zweiten Referenzierungsbildes auf. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es mit Vorteil, eine Bestimmung von den Inspektionsfotos zugeordneten Ortsdaten und Orientierungsdaten auf Seiten der Inspektionskameraeinheit, insbesondere in Echtzeit, vorzunehmen. Mit Vorteil kann auf diese Weise lediglich ein Referencing camera recorded first Referenzierungsbildes with a parallel with the second Referenzierungskamera recorded second Referenzierungsbildes. This refinement of the invention makes it advantageously possible to carry out a determination of location data and orientation data assigned to the inspection photos on the part of the inspection camera unit, in particular in real time. Advantageously, in this way only one
Parametersatz zur Kennzeichnung der Ortsdaten, also typischerweise einParameter set for identifying the location data, so typically a
Koordinatentriplet, sowie Orientierungsdaten, typischerweise ein Winkeltriplet, aufgezeichnet werden. Der Speicherbedarf gegenüber der Abspeicherung der vollständigen Referenzbilder ist mit Vorteil erheblich niedriger. Coordinate triplet, as well as orientation data, typically a Winkeltriplet be recorded. The memory requirement compared to the storage of the complete reference images is advantageously considerably lower.
Besonders günstig ist es, wenn im Rahmen der Erfindung der Bildvergleich eine Auswahl mindestens eines Auswertemusters in dem ersten Referenzierungsbild, ein Auffinden des Auswertemusters in dem zweiten Referenzierungsbild und eine Bestimmung der Position des Auswertemusters innerhalb des ersten It is particularly advantageous if, in the context of the invention, the image comparison comprises a selection of at least one evaluation pattern in the first referencing image, a finding of the evaluation pattern in the second referencing image, and a determination of the position of the evaluation pattern within the first
Referenzierungsbildes und innerhalb des zweiten Referenzierungsbildes umfasst. Unter Berücksichtung des bekannten Abstands der ersten Referencing image and within the second Referenzierungsbildes. Taking into account the known distance of the first
Referenzierungskamera von der zweiten Referenzierungskamera lässt sich durch Kenntnis der Positionen des Auswertemusters innerhalb der beiden Referencing camera of the second Referenzierungskamera can be by knowing the positions of the Auswertemusters within the two
Referenzierungsbilder anhand trigonometrischer Berechnungen Ort und Orientierung der Stereokamera und, bei bekannter, feststehender relativer Anordnung der Inspektionskamera zur Stereokamera, Ort und Orientierung der Inspektionskamera ermitteln. Referencing images based on trigonometric calculations Location and orientation of the stereo camera and, if known, fixed relative Determine the arrangement of the inspection camera to the stereo camera, location and orientation of the inspection camera.
Die Referenzierung gestaltet sich besonders verlässlich, wenn in Ausgestaltung der Erfindung das Auswertemuster einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast umfasst.  Referencing is particularly reliable if, in an embodiment of the invention, the evaluation pattern comprises an image area with a maximum contrast.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit umfasst sie einen Beschleunigungssensor und/oder einen Neigungssensor. Dadurch, dass erfindungsgemäß ein Beschleunigungssensor vorgesehen sein kann, gestaltet sich die Ortsbestimmung und/oder Orientierungsbestimmung mit Vorteil noch zuverlässiger. Denn es steht eine zusätzliche Messgröße zur Verfügung, welche eine Referenzierung der Inspektionsfotos ermöglicht. Wenn beispielsweise die Referenzierungsbilder nicht auswertbar sind, weil sie beispielsweise verwackelt sind oder weil eine Störung im Strahlengang vorhanden ist, kann ausgehend von dem anhand der Stereokamera zuletzt ermittelten Wert für Ort und Orientierung anhand der Auswertung das Beschleunigungssensor und/oder des  In a further development of the inspection camera unit according to the invention, it comprises an acceleration sensor and / or an inclination sensor. By virtue of the fact that according to the invention an acceleration sensor can be provided, the location determination and / or orientation determination is advantageously even more reliable. Because there is an additional measurand available, which allows a referencing of the inspection photos. If, for example, the referencing images can not be evaluated because they are blurred, for example, or because there is a disturbance in the beam path, the acceleration sensor and / or the sensor can be based on the evaluation of the location and orientation last determined on the basis of the stereo camera
Neigungssensors ermittelt werden, an welcher aktuellen Position und in welcher aktuellen Orientierung sich die Inspektionskamera befindet. Dieses ist insbesondere vorteilhaft, um eine lückenlose Trajektorie, welche die  Inclination sensor can be determined at what current position and in what current orientation, the inspection camera is located. This is particularly advantageous to a gapless trajectory, which the
Inspektionskameraeinheit während eines Inspektionslaufs in dem zu Inspection camera unit during an inspection run in the zu
inspizierenden Innenraum, beispielsweise im Schiffskörper, durchlaufen ist, zu ermitteln. Aber auch in Fällen, in denen die Referenzierungsbilder inspecting interior, for example, in the hull, is determined to determine. But even in cases where the referencing pictures
uneingeschränkt für die Referenzierung nutzbar sind, sind Daten eines zusätzlichen Beschleunigungssensors und/oder eines zusätzlichen are fully usable for referencing, are data of an additional acceleration sensor and / or an additional
Neigungssensors vorteilhaft. Denn das Suchfeld zum Auffinden der momentanen Position des Auswertemusters kann gezielt eingeschränkt werden aufgrund der Kenntnis der voraussichtlichen Position des Auswertemusters auf dem Tilt sensor advantageous. Because the search field for finding the current position of the Auswertemusters can be selectively limited due to the knowledge of the probable position of the Auswertemusters on the
Referenzierungsbild. Dadurch lässt sich die Rechenzeit mit Vorteil reduzieren. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Referenzierungsbild. This can advantageously reduce the computing time. In a further advantageous embodiment of the invention
Inspektionskameraeinheit sind die Referenzierungsmittel zur Auswertung von Daten bezüglich eines Öffnungswinkels der Inspektionskamera ausgestaltet. Die zusätzliche Kenntnis des Öffnungswinkels der Inspektionskamera ermöglicht in Verbindung mit der Kenntnis der Registrierung in Bezug auf ein Inspection camera unit are the reference means for evaluating data with respect to an opening angle of the inspection camera designed. The additional knowledge of the opening angle of the inspection camera in conjunction with the knowledge of the registration in relation to a
Koordinatensystem des zu untersuchenden Innenraums, also insbesondere des zu untersuchenden Schiffes, die Feststellung, ob zwei gegebene Coordinate system of the interior to be examined, ie in particular the to be examined, determining whether two given
Inspektionsfotos denselben Abschnitt des gegebenen Innenraums zeigen. Dabei kann im Rahmen der Erfindung die Zuordnung zu einem Inspection photos show the same section of the given interior. It can be within the scope of the invention, the assignment to a
Schiffskoordinatenmodell dazu dienen, eine Schnittfläche des Erfassungswinkels der Inspektionskamera mit Wandungen des Schiffsinnenraumes zu bestimmen. All dies ist entscheidend für eine Historienanalyse, wenn beispielsweise durch Vergleich von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen Inspektionsfotos festgestellt werden soll, ob ein Strukturschaden sich vergrößert oder in sonstiger Weise verändert hat. Allgemein lässt sich auf diese Weise im Rahmen der Erfindung die Entwicklung von Befunden mit der Zeit beobachten, wobei in diesem Sinne der Begriff Befund beispielsweise auch der Zustand einer Schiffskoordinordinmodellmodell serve to determine a sectional area of the detection angle of the inspection camera with walls of the ship's interior. All this is crucial for a history analysis, if, for example, by comparing inspection photos taken at different times, it is to be determined whether a structural damage has increased or changed in any other way. In general, the development of findings with time can be observed in this way within the scope of the invention, in which sense the term finding also includes, for example, the condition of a patient
Beschichtung oder das Vorhandensein von Schlamm oder anderen Coating or the presence of mud or other
Ablagerungen an einem Ort umfassen kann. Can include deposits in one place.
In anderer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste In another advantageous embodiment of the invention, the first
Referenzierungskamera oder die zweite Referenzierungskamera die Referencing camera or the second referencing camera the
Inspektionskamera. Die Komplexität der erfindungsgemäßen Inspection camera. The complexity of the invention
Inspektionskameraeinheit lässt sich auf diese Weise mit Vorteil reduzieren. Es wird also erfindungsgemäß neben der ohnehin für die Aufnahme der Inspection camera unit can be reduced in this way with advantage. It is thus according to the invention in addition to the anyway for the inclusion of
Inspektionsfotos vorhandenen Inspektionskamera lediglich eine zusätzliche Referenzierungskamera vorgesehen, wobei ein Bildvergleich zwischen dem Referenzierungsbild der Referenzierungskamera und dem Inspektionsfoto vorgenommen wird. Sofern es sich bei der Inspektionskamera um eine Inspection photos existing inspection camera provided only an additional Referenzierungskamera, wherein an image comparison between the Referenzierungsbild the referencing camera and the inspection photograph is made. If the inspection camera is a
Farbkamera handelt, kann der Bildvergleich nach Umrechnung des Color Camera, the image comparison after conversion of the
Inspektionsfotos in ein schwarz/weiß Foto erfolgen. Inspection photos done in a black and white photo.
Es ist im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn visuelle Positionsanzeigemittel, vorzugsweise eine Laserlichtquelle umfassend, zur Anzeige eines aufgrund des Ortes und der Orientierung der Inspektionskamera von einem Inspektionsfoto erfassbaren Objektbereichs vorgesehen sind. Beispielsweise kann mittels Laserlicht ein Fadenkreuz auf den Objektbereich projiziert werden, welches den Mittelpunkt eines Inspektionsfotos anzeigt, wenn ein solches aufgenommen wird. Dies kann von großem Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße It is advantageous in the context of the invention if visual position-indicating means, preferably comprising a laser light source, are provided for displaying an object region detectable by an inspection photograph on the basis of the location and orientation of the inspection camera. For example, a crosshair can be projected onto the object area by means of laser light, which indicates the center point of an inspection photograph, if such is recorded. This can be of great advantage if the inventive
Inspektionskameraeinheit beispielsweise als Helmkamera vom Inspektor getragen wird und sich der Blickwinkel des Inspektors von dem„Blickwinkel" der Inspektionskamera unterscheidet. Inspection camera unit, for example, as a helmet camera from the inspector is worn and the perspective of the inspector differs from the "viewing angle" of the inspection camera.
Um eine problemlose Referenzierung in Echtzeit zu begünstigen, ist es in Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn der Bildvergleich lediglich auf Basis eines Teilbereichs, insbesondere eine im Wesentlichen linienartigen Bereichs, beider Referenzierungsbilder erfolgt. Konkret kann also ein im ersten Referenzierungsbild ausgewähltes Auswertemuster im zweiten  In order to promote problem-free referencing in real time, it is advantageous in an embodiment of the invention if the image comparison takes place only on the basis of a subarea, in particular a substantially line-like region, of the referencing images. Concretely, therefore, a selected in the first Referenzierungsbild evaluation pattern in the second
Referenzierungsbild auf eine Linier gesucht werden, wenn die Kenntnis der geometrischen Anordnung der beiden Referenzierungskamera der Stereokamera oder Daten aus einem Beschleunigungssensor und/oder Daten aus einem Neigungssensor berücksichtigt werden. Referencing image to be searched for a Linier, if the knowledge of the geometric arrangement of the two homing camera of the stereo camera or data from an acceleration sensor and / or data from a tilt sensor are taken into account.
Die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit ermöglicht die Abspeicherung einer Trajektorie, wenn eine Speichereinheit vorgesehen ist, um eine zeitliche Reihe von Inspektionsfotos und eine zeitliche Reihe von relativen Ortsdaten der Inspektionskamera und/oder Orientierungsdaten der Inspektionskamera abzuspeichern.  The inspection camera unit according to the invention makes it possible to store a trajectory when a storage unit is provided in order to store a time series of inspection photos and a time series of relative location data of the inspection camera and / or orientation data of the inspection camera.
Eine vollständige Entkopplung der Ortsbestimmung von der Aufnahme der Inspektionsfotos wird in Ausgestaltung der Erfindung erzielt, wenn die  A complete decoupling of the location of the inclusion of the inspection photos is achieved in an embodiment of the invention, when the
Inspektionskamera zwischen der ersten Referenzierungskamera und der zweiten Referenzierungskamera angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung ist somit die Inspektionskamera insbesondere separat von der ersten und zweiten Inspection camera between the first Referenzierungskamera and the second Referenzierungskamera is arranged. In this embodiment, therefore, the inspection camera is in particular separate from the first and second
Referenzierungskamera ausgestaltet. Referencing camera designed.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren zur Inspektion von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos mittels einer The object of the invention is based on the method by a method for inspecting interiors, in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of a
Inspektionskamera gelöst, bei welchem die Inspektionsfotos referenziert werden, in dem bei der Aufnahme relative Ortsdaten der Inspektionskamera und Inspection camera solved, in which the inspection photos are referenced, in the relative location of the inspection camera and recording
Orientierungsdaten der Inspektionskamera bestimmt und den Inspektionsfotos zugeordnet werden, wobei vorzugsweise die Inspektionskamera nach einem der Ansprüche 1 1 - 24 ausgestaltet ist. Orientation data of the inspection camera determined and associated with the inspection photos, wherein preferably the inspection camera according to one of claims 1 1 - 24 is configured.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet es ein Verfahren zur Vermaßung von Strukturen in den Innenräumen anhand der Inspektionsfotos, umfassend: - Auswählen in einem Inspektionsfoto zweier Inspektionsfotobildpunkte, In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it includes a method for dimensioning structures in the interior spaces on the basis of the inspection photos, comprising: Selecting in an inspection photograph of two inspection photo pixels,
- anschließend Bestimmen in dem ersten Referenzierungsbild und in dem zweiten Referenzierungsbild den ausgewählten Inspektionsfotobildpunkten entsprechender Referenzierungsbildpunkte  then determining in the first referencing image and in the second referencing image the selected inspection photo pixels of corresponding referencing pixels
- und Berechnen deren euklidischen Abstands. - and calculate their Euclidean distance.
Hinsichtlich der Sensoreinheit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, gelöst, welche zwecks Bestimmung einer durch relative Ortsdaten und  With regard to the sensor unit, the object underlying the invention by a sensor unit with sensor means for metrological detection of at least one property of interiors, in particular of ships, solved, which for the purpose of determining a by relative location data and
Orientierungsdaten gekennzeichneten Lage der Sensormittel mit Orientation data marked position of the sensor means with
Lagegebermitteln zum Zusammenwirken mit den Referenzierungsmitteln einer Inspektionskameraeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14 versehen ist. Beispielsweise kann die Sensoreinheit einen Ultraschalldickemesssensor als Sensormittel aufweisen, zur ultraschallbasierten Messung der Dicke  Positioning means for cooperating with the referencing means of an inspection camera unit according to one of claims 1 to 14 is provided. For example, the sensor unit may have an ultrasonic thickness sensor as a sensor means for ultrasound-based thickness measurement
beispielsweise einer Stahlplatte eines Schiffsinnenraums. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Sensoreinheit mit Lagegebermitteln versehen ist, kann in Zusammenwirken mit einer Inspektionskameraeinheit wie oben beschrieben die Lage der Sensormittel, also beispielsweise die Lage des For example, a steel plate of a ship interior. Due to the fact that according to the invention the sensor unit is provided with position-determining means, in cooperation with an inspection camera unit as described above, the position of the sensor means, thus for example the position of the sensor
Ultraschalldickemesssensors, bestimmt werden. Auf diese Weise lässt sich mit Vorteil festhalten, an welchem Ort und in welcher Orientierung sich Ultrasonic Thickemesssensors be determined. In this way it can be noted with advantage, at which place and in which orientation itself
beispielsweise der Ultraschalldickemesssensor zum Zeitpunkt der Aufnahme des Messwertes befand. Dazu muss er bei der messtechnischen Erfassung der Dicke im Sichtfeld der Referenzierungsmittel der Inspektionskameraeinheit angeordnet sein. For example, the ultrasonic thickness sensor was at the time of recording the measured value. For this purpose, it must be arranged during the metrological detection of the thickness in the field of view of the referencing means of the inspection camera unit.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit umfassen die Lagegebermittel voneinander auf einer Sensorachse beabstandet angeordnete, einen optischen Kontrast hervorrufende, insbesondere punktartige, Bereiche. Diese Bereiche können im Rahmen der Erfindung mit Vorteil bei dem oben beschriebenen Bildvergleich der Bilder zweier Referenzierungskameras als Auswertemuster mit einem maximalen Kontrast herangezogen werden. In a preferred embodiment of the sensor unit according to the invention, the position encoder means spaced from each other on a sensor axis arranged, causing an optical contrast, in particular point-like areas. In the context of the invention, these regions can be advantageously used in the image comparison of the images of two referencing cameras described above as evaluation patterns with a maximum contrast.
Die Lagegebermittel können in weiterer günstiger Ausgestaltung der Erfindung zuschaltbar ausgeschaltet sein. Insbesondere können die Lagegebermittel mindestens eine punktförmige The position encoder can be switched off switchable in a further advantageous embodiment of the invention. In particular, the position-determining means can be at least one point-shaped
Lichtquelle aufweisen. Beispielsweise kann der Lagegeber aus zwei voneinander beabstandet angeordneten Leuchtdioden aufgebaut sein, welche bei Auslösung der Speicherung eines Messsignals, beispielsweise einer Have light source. For example, the position sensor may be constructed of two light-emitting diodes arranged at a distance from one another, which upon triggering the storage of a measuring signal, for example a
Ultraschalldickemessung, kurzzeitig eingeschaltet werden, um auf diese Weise als Auswertemuster mit maximalem Kontrast von den Referenzierungskameras erfasst werden zu können. Ultrasonic Thickness measurement, are turned on for a short time, in order to be able to be detected in this way as Auswertemuster with maximum contrast of the Referenzierungskameras.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to a drawing.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen: The figures of the drawing show in detail:
Figur 1 : ein schematisches Blockschaltbild einer Vermessungsanordnung. Figure 1: a schematic block diagram of a surveying arrangement.
Figur 1 a: perspektivische schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit; FIG. 1 a shows a perspective schematic view of an embodiment of the inspection camera unit according to the invention;
Figur 2: beispielhafte Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des von der Inspektionskameraeinheit gemäß Fig. 1 a eingesetzten  Figure 2: an exemplary illustration of an embodiment of the inspection camera unit according to FIG. 1 a used
Bildverarbeitungsverfahrens; Image processing method;
Figur 3: schematische Darstellung der Veranschaulichung im Rahmen der Erfindung möglicher Ausgestaltungen einer Inspektionskameraeinheit; FIG. 3 shows a schematic representation of the illustration within the scope of the invention of possible embodiments of an inspection camera unit;
Figur 4: beispielhafte Veranschaulichung einer Ausführung des FIG. 4 shows an example illustration of an embodiment of the invention
erfindungsgemäßen Verfahrens; inventive method;
Figur 5: schematische Veranschaulichung der Durchführung einer  Figure 5: schematic illustration of the implementation of a
Dickenmessung mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit im Thickness measurement with a sensor unit according to the invention in
Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit.  Cooperation with an inspection camera unit according to the invention.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vermessungsanordnung 1 in einem schematischen Blockschaltbild dargestellt. Die Vermessungsanordnung 1 umfasst ein sensorisches System 2 zur Erzeugung von Messdaten. Das sensorische System 2 umfasst hierbei einen Sensor 3, z.B. einen Feuchtesensor. Weiter umfasst das sensorische System 2 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 4, die Ausgangssignale des Sensors 3 vorverarbeiten kann und einen Betrieb des Sensors 3 steuert. Weiter dargestellt ist, dass das sensorische System 2 eine Betätigungseinrichtung 5 zur Aktivierung des sensorischen Systems 2 oder der Vermessungsanordnung 1 umfasst, die beispielsweise als Schalter ausgebildet sein kann. In Fig. 1, a surveying arrangement 1 according to the invention is shown in a schematic block diagram. The surveying arrangement 1 comprises a sensory system 2 for generating measured data. The sensory system 2 in this case comprises a sensor 3, for example a humidity sensor. Furthermore, the sensory system 2 comprises a control and evaluation device 4, which can preprocess output signals of the sensor 3 and an operation of the sensor 3 controls. It is further shown that the sensory system 2 comprises an actuating device 5 for activating the sensory system 2 or the surveying arrangement 1, which may be designed as a switch, for example.
Weiter umfasst die Vermessungsanordnung 1 ein kombiniertes Furthermore, the surveying arrangement 1 comprises a combined
Lageerfassungssystem 6. Das kombinierte Lageerfassungssystem 6 umfasst als erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem einen Inertialsensor 7. Weiter umfasst das kombinierte Lageerfassungssystem 6 als zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem ein Stereokamerasystem, welches eine erste Kamera 8 und eine zweite Kamera 9 umfasst. Das erste unreferenzierte Position detection system 6. The combined position detection system 6 comprises an inertial sensor 7 as the first unreferenced position detection system. Furthermore, the combined position detection system 6 comprises a stereo camera system comprising a first camera 8 and a second camera 9 as the second unreferenced position detection system. The first unreferenced
Lageerfassungssystem erfasst erste Positions- und Orientierungsdaten mit Bezug auf ein systemeigenes dreidimensionales Koordinatensystem 1 1. Position detection system detects first position and orientation data with respect to a native three-dimensional coordinate system 1 1.
Entsprechend erfasst das zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem zweite Positions- und Orientierungsdaten mit Bezug auf ein systemeigenes Accordingly, the second unreferenced position detection system detects second position and orientation data with reference to a native one
dreidimensionales Koordinatensystem 12. Hierbei erfasst die erste Kamera 8 und die zweite Kamera 9 jeweils Bilddaten in einem zweidimensionalen Three-dimensional coordinate system 12. In this case, the first camera 8 and the second camera 9 each capture image data in a two-dimensional
kameraeigenen Koordinatensystem 13, 14, wobei die Bilddaten in diesen Koordinatensystemen 13, 14 dann von einer weiteren Steuer- und camera own coordinate system 13, 14, wherein the image data in these coordinate systems 13, 14 then by another control and
Auswerteeinrichtung 10 in das systemeigene dreidimensionale Evaluation device 10 in the native three-dimensional
Koordinatensystem 12 umgerechnet werden. Somit werden erste Positionsund/oder Orientierungsdaten von dem Inertialsensor 7 und Bilddaten von den Kameras 8, 9 des Stereokamerasystems an die weitere Steuer- und  Coordinate system 12 are converted. Thus, first position and / or orientation data from the inertial sensor 7 and image data from the cameras 8, 9 of the stereo camera system to the further control and
Auswerteeinrichtung 10 übertragen, die aus den Ausgangssignalen Positions- und/oder Orientierungsinformationen berechnet, wobei die in den Evaluation device 10 is transmitted, which calculates position and / or orientation information from the output signals, wherein in the
Ausgangssignalen des Inertialsensors 7 kodierten ersten Positions- und/oder Orientierungsdaten mit den in den Bilddaten der Kameras 8, 9 kodierten Positions- und/oder Orientierungsdaten miteinander fusioniert werden. Die berechneten Positions- und/oder Orientierungsinformationen können z.B.  Output signals of the inertial sensor 7 encoded first position and / or orientation data with the coded in the image data of the cameras 8, 9 position and / or orientation data are fused together. The calculated position and / or orientation information may e.g.
referenziert zu einem vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem 15 sein. Hierbei kann die Auswerte- und Recheneinrichtung 10 auch Methoden der Bildverarbeitung durchführen. Weiter werden sowohl die von der ersten Steuer- und Auswerteeinrichtung 4 als auch die von der weiteren Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 bestimmten Daten in einer Speichereinrichtung 16 referenziert zueinander gespeichert. Somit sind also vorverarbeitete Messdaten räumlich referenziert zu einem gemeinsamen Koordinatensystem, nämlich dem vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem 15, des Inertialsensors 7 und des Stereokamerasystems gespeichert. Das vermessungsanordnungsfeste Koordinatensystem 15 ist hierbei läge- und rotationsfest gegenüber der be referenced to a measurement arrangement fixed coordinate system 15. Here, the evaluation and computing device 10 also perform methods of image processing. Next both from the first control and evaluation device 4 as well as from the other control and Evaluation device 10 specific data stored in a memory device 16 referenced to each other. Thus, preprocessed measurement data are spatially referenced to a common coordinate system, namely the coordinate arrangement fixed coordinate system 15, the inertial sensor 7 and the stereo camera system stored. The measuring arrangement fixed coordinate system 15 is in this case lazy and rotationally fixed against the
Vermessungsanordnung 1. Surveying arrangement 1.
Das sensorische System 2 und die Elemente des kombinierten The sensory system 2 and elements of the combined
Lageerfassungssystems 6 sind ebenfalls orts- und drehfest zueinander auf oder in der Vermessungsanordnung 1 angeordnet. Insbesondere sind auch die Kameras 8, 9 sowie der Initialsensor 7 orts- und drehfest zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass sich eine Registrierung zwischen den einzelnen Position detection system 6 are also arranged stationary and rotationally fixed to each other on or in the surveying arrangement 1. In particular, the cameras 8, 9 and the initial sensor 7 are arranged stationary and rotationally fixed to each other. This means that there is a registration between each
Ausgangsdaten während des Betriebes nicht ändert. Output data does not change during operation.
Auch können das sensorische System 2 und die Elemente des kombinierten Lageerfassungssystems 6 mechanisch lose gekoppelt sein, z.B. wenn es die Anforderungen an die Genauigkeit der räumliche Referenzierung zulassen. Also, the sensory system 2 and the elements of the combined attitude detection system 6 may be mechanically loosely coupled, e.g. if the requirements for the accuracy of the spatial referencing permit.
Mechanisch lose kann beispielsweise bedeuten, dass die mechanische Kopplung derart ausgebildet ist, dass sich eine Position des sensorischen Systems 2 immer innerhalb eines Kugelvolumens mit einem vorbestimmten Radius befindet, wobei ein Mittelpunkt des Kugelvolumens referenziert zu den Positions- und/oder Orientierungsinformationen bekannt ist. Dies gestattet beispielsweise eine Feuchtemessung per Hand direkt an einer Schiffswand. Mechanically loose may mean, for example, that the mechanical coupling is designed such that a position of the sensory system 2 is always within a spherical volume having a predetermined radius, wherein a center of the spherical volume is referenced to the position and / or orientation information known. This allows, for example, a humidity measurement by hand directly on a ship's wall.
Die weitere Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 kann hierbei in Echtzeit eine Lage in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden, bezogen auf das vermessungsanordnungsfeste Koordinatensystem 1 15, bestimmen. The further control and evaluation device 10 can in this case in real time a position in three translational and three rotational degrees of freedom, based on the vermessungsanordnungsfeste coordinate system 1 15 determine.
Zusätzlich kann die weitere Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 aus den In addition, the further control and evaluation device 10 from the
Ausgangssignalen der Kameras 8, 9 ein 3D-Modell erzeugen. Informationen des 3D-Modells können ebenfalls in der Speichereinrichtung 16 räumlich referenziert gespeichert werden. Die Figur 1 a zeigt eine Inspektionskameraeinheit 101 , welche auf einem Arbeitshelm 102 befestigt ist. Die genaue Art der Befestigung der Output signals of the cameras 8, 9 generate a 3D model. Information of the 3D model can also be spatially referenced stored in the memory device 16. FIG. 1a shows an inspection camera unit 101, which is mounted on a working helmet 102. The exact way of fixing the
Inspektionskameraeinheit 101 am Arbeitshelm 102 ist der Darstellung gemäß Figur 1 a nicht zu entnehmen. Sie kann in beliebiger, dem Inspection camera unit 101 on the working helmet 102 can not be seen from the illustration according to FIG. 1a. It can be in any, the
Fachmann wohl bekannter Weise erfolgen. Professional well-known manner done.
Die Inspektionskameraeinheit 1a weist einen Gehäuserahmen 103 auf, auf welchem diverse Einzelkomponenten, welche nachstehend näher beschrieben werden, in festen Positionen zueinander angebracht sind. Zum einem ist an dem Gehäuserahmen 103 eine Inspektionskamera 104 befestigt. Die Inspektionskamera 104 ist als digitale Farbkamera mit geeigneter Auflösung ausgestaltet. The inspection camera unit 1a has a housing frame 103, on which various individual components, which are described in more detail below, are mounted in fixed positions relative to one another. On the one hand, an inspection camera 104 is attached to the housing frame 103. The inspection camera 104 is designed as a digital color camera with suitable resolution.
Weiterhin ist auf dem Gehäuserahmen 103 eine Stereokamera 105 fixiert. Die Stereokamera 105 weist eine erste Referenzlerungskamera 106 und eine in einem Abstand 107 zur ersten Referenzlerungskamera 106 parallel zu dieser angeordnete zweite Referenzlerungskamera 108 auf. Die erste Referenzlerungskamera 106 und die zweiter Referenzlerungskamera 108 sind jeweils als digitale infrarotsensitive schwarz/weiß Kameras Furthermore, a stereo camera 105 is fixed on the housing frame 103. The stereo camera 105 has a first reference camera 106 and a second reference camera 108 arranged at a distance 107 from the first reference camera 106 parallel thereto. The first reference camera 106 and the second reference camera 108 are each as a digital infrared-sensitive black and white cameras
ausgestaltet, welche also lediglich einen Intensitätswert pro Bildpunkt aufzeichnen. Jeder Referenzlerungskamera 106, 108 ist eine gepulst ansteuerbare Infrarotlichtquelle 109 bzw. 110 zugeordnet. Eine designed, which thus record only one intensity value per pixel. Each reference camera 106, 108 is associated with a pulsed controllable infrared light source 109 and 110, respectively. A
Bildeintrittsebene bei der Referenzlerungskamera 106 und 108 ist deckungsgleich. Die Bildeintrittsebene der Referenzierungskameras 106, 108 liegt jedoch vor einer Bildeintrittsebene der Inspektionskamera 104. Diese Verhältnisse sind in der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 1a zu erkennen. Image entry plane at the reference camera 106 and 108 is congruent. However, the image entry plane of the referencing cameras 106, 108 lies in front of an image entry plane of the inspection camera 104. These relationships can be seen in the perspective view according to FIG. 1a.
Die Inspektionskamera 104 ist zwischen der ersten The inspection camera 104 is between the first
Referenzlerungskamera 106 und der zweiten Referenzlerungskamera 108 auf einer zentralen Verbindungslinie 110 zwischen den Referenzierungskameras 106, 108 derart angeordnet, dass die optischen Achsen der Referenzierungskameras 106, 108 parallel zur optischen Achse des Stereokamera 105 ausgerichtet sind. An dem Gehäuserahmen 03 ist ferner eine Lichtquelle 111 zur Referencing camera 106 and the second reference camera 108 on a central connecting line 110 between the referencing cameras 106, 108 such that the optical axes of the referencing cameras 106, 108 are aligned parallel to the optical axis of the stereo camera 105. On the housing frame 03 is also a light source 111 for
Ausleuchtung mit sichtbarem Licht angeordnet. Die sichtbare Lichtquelle 11 1 ist über eine nicht dargestellte Steuerung der Inspektionskamera 104 mit der Inspektionskamera 104 synchron nach Art eines Blitzlichtes betreibbar. In dem Gehäuserahmen 103 sind ferner eine Bildverarbeitungseinheit zur Durchführung eines Bildvergleichs eines mit der ersten  Illumination arranged with visible light. The visible light source 11 1 can be operated synchronously in the manner of a flashlight via a control, not shown, of the inspection camera 104 with the inspection camera 104. In the housing frame 103, there are further included an image processing unit for performing image comparison with the first one
Referenzierungskamera 106 aufgenommenen ersten Referencing camera 106 recorded first
Referenzierungsbildes mit einem parallel mit der zweiten Referencing image with one parallel to the second
Referenzierungskamera 108 aufgenommenen zweiten Referencing camera 108 recorded second
Referenzierungsbildes befestigt. Außerdem ist am Gehäuserahmen 103 eine Speichereinheit zum Abspeichern einer zeitlichen Reihe von Referencing image attached. In addition, the housing frame 103 is a memory unit for storing a time series of
Inspektionsfotos der Inspektionskamera 104 sowie einer zeitlichen Reihe von Ortsdaten der Inspektionskamera 104 und Orientierungsdaten der Inspektionskamera 104 vorgesehen. Die Speichereinheit und die Inspection photos of the inspection camera 104 and a time series of location data of the inspection camera 104 and orientation data of the inspection camera 104 is provided. The storage unit and the
Bildverarbeitungseinheit sind in der Figur 1a nicht zu erkennen. Sie können im Rahmen der Erfindung insbesondere in einer separaten portablen Einheit, die beispielsweise nach Art eines Rucksacks Image processing unit can not be seen in FIG. 1a. In the context of the invention, they can be used in particular in a separate portable unit which, for example, in the manner of a backpack
ausgestaltet sein kann, vorgesehen sein. be configured, be provided.
Außerdem weist die Inspektionskameraeinheit 01 einen an dem In addition, the inspection camera unit 01 has an on the
Gehäuserahmen 103 befestigten Beschleunigungssensor 1 12 sowie einen ebenfalls an dem Gehäuserahmen 103 befestigten Neigungssensor 113 auf. Der Beschleunigungssensor 112 ist beispielsweise auf Basis eines pieoelektischen Sensors aufgebaut. Der Neigungssensor 113 kann in jeder dem Fachmann wohl bekannten Art ausgestaltet sein. Case frame 103 attached acceleration sensor 1 12 and also attached to the housing frame 103 inclination sensor 113. The acceleration sensor 112 is constructed, for example, on the basis of a piezoelectric sensor. The inclination sensor 113 may be in be configured in any manner well known to those skilled in the art.
Beispielsweise können im Rahmen der Erfindung kapazitive For example, within the scope of the invention capacitive
Flüssigkeitsneigungssensoren eingesetzt werden. Schließlich ist auf dem Gehäuserahmen 103 ein Laserpointer 124 angebracht, welcher ein Fadenkreuz an einem Objekt im Innenraum 121 anzeigt, zur Markierung des Mittelpunkts des Objektbereichs, welches von einem Inspektionsfoto 122 erfasst wird, wenn ein Inspektionsfoto 122 aufgenommen wird. Liquid inclination sensors are used. Finally, mounted on the housing frame 103 is a laser pointer 124 indicating a reticle on an object in the interior space 121 for marking the center of the object area detected by an inspection photograph 122 when an inspection photograph 122 is taken.
In der Figur 2 ist beispielhaft das der erfindungsgemäßen FIG. 2 shows by way of example that of the invention
Inspektionskameraeinheit 101 zugrundeliegende Prinzip zur Bestimmung von Ortsdaten und Orientierungsdaten anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten Referenzierungskamera 106 aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes 114 mit einem parallel mit der zweiten Inspection camera unit 101 underlying principle for determining location data and orientation data based on an image comparison of a first referencing camera 106 recorded first Referenzierungsbildes 114 with a parallel with the second
Referenzierungskamera 108 aufgenommenen zweiten Referencing camera 108 recorded second
Referenzierungsbildes 115 gezeigt. In Figur 2 sind die Referencing image 115 shown. In FIG. 2, the
Referenzierungsbilder 114, 115 in einer Graustufendarstellung zur Veranschaulichung der zu einem Bildpunkt gehörenden Intensität des Infrarotlichtes dargestellt. Referencing images 114, 115 shown in a gray scale representation for illustrating the belonging to a pixel intensity of the infrared light.
In einem ersten Schritt wird in dem ersten Referenzierungsbild 114 ein Auswertemuster 116 ausgewählt. Das Auswertemuster 116 betrifft einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast, nämlich den Übergang von schwarz nach weiß. Im zweiten Schritt wird das Auswertemuster 1 16 in dem parallel aufgenommenen zweiten Referenzierungswert 1 15 aufgesucht, entsprechend dem parallelen Auswertemuster 117. In a first step, an evaluation pattern 116 is selected in the first referencing image 114. The evaluation pattern 116 relates to an image area with a maximum contrast, namely the transition from black to white. In the second step, the evaluation pattern 1 16 in the parallel recorded second referencing value 1 15 is visited, according to the parallel evaluation pattern 117.
Anschließend wird eine Position des Auswertemusters 1 16 innerhalb des ersten Referenzierungsbildes 1 14 ermittelt und die zu dieser Position gehörenden Koordinaten (x,y) werden aufgezeichnet. Entsprechend wird eine Position des parallelen Auswertemusters 117 innerhalb des zweiten Referenzierungsbildes 115 ermittelt und mit den Koordinaten (x',y') aufgezeichnet. Unter Berücksichtigung der geometrischen relativen Anordnung der ersten Referenzierungskamera 106 zu der zweiten Referenzierungskamera 108 sowie gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Daten des Subsequently, a position of the evaluation pattern 1 16 is determined within the first Referenzierungsbildes 1 14 and belonging to this position coordinates (x, y) are recorded. Accordingly, a position of the parallel evaluation pattern 117 within the second referencing image 115 is determined and recorded with the coordinates (x ' , y ' ). Taking into account the geometric relative arrangement of the first referencing camera 106 to the second Referenzierungskamera 108 and optionally taking into account data of the
Beschleunigungssensors 1 12 und/oder des Neigungssensors 13 kann gemäß der Erfindung der Bildvergleich beim Aufsuchen des parallelen Auswertemusters 117 in dem zweiten Referenzierungsbild 1 15 auf einen im wesentlichen linienartigen bzw. rechteckartigen Bereich 118 beschränkt werden, um die Rechenzeit zu vermindern. According to the invention, the acceleration sensor 12 and / or the inclination sensor 13 can be limited to a substantially line-like or rectangular area 118 when the parallel evaluation pattern 117 in the second referencing image 15 is located in order to reduce the computing time.
Anhand der durch die Koordinaten (x,y) bzw. (χ', y') -charakterisierten Positionen des Auswertemusters 1 16 im ersten Referenzierungsbild 1 14 bzw. des parallelen Auswertemusters 117 im zweiten Referenzierungsbild 115 wird anhand triogonometrischer Berechnungen unter On the basis of the coordinates (x, y) or (χ ' , y ' ) -characterized positions of the evaluation pattern 1 16 in the first referencing image 1 14 and the parallel evaluation pattern 117 in the second referencing image 115 is based on triogonometric calculations under
Berücksichtigung des Abstands 107 zwischen der ersten Considering the distance 107 between the first
Referenzierungskamera 106 und der zweiten Referenzierungskamera 108 Ort und Orientierung der Stereokamera 105 und aufgrund der bekannten Anordnung der Inspektionskamera 104 relativ zur Stereokamera 105 auch der Inspektionskamera 104 vorgenommen. Referencing camera 106 and the second Referenzierungskamera 108 location and orientation of the stereo camera 105 and due to the known arrangement of the inspection camera 104 relative to the stereo camera 105 and the inspection camera 104 made.
In Figur 3 sind unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung der Inspektionskameraeinheit 101 gemäß Figur 1 a rein schematisch gezeigt. Links im Bild ist veranschaulicht, dass die In FIG. 3, different attachment possibilities within the scope of the invention of the inspection camera unit 101 according to FIG. 1 a are shown purely schematically. On the left in the picture is illustrated that the
Inspektionskameraeinheit 101 an einer Art Weste 1 19 im Brustbereich eines Inspektors 120 befestigt sein kann.  Inspection camera unit 101 may be attached to a kind of vest 1 19 in the chest region of an inspector 120.
Im mittleren Teil der Figur 3 ist eine Anbringung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit 101 auf einem Arbeitshelm 102 veranschaulicht. Schließlich zeigt der rechte Teil der Figur 3 die Anbringung der In the middle part of FIG. 3, an attachment of the inspection camera unit 101 according to the invention to a working helmet 102 is illustrated. Finally, the right part of Figure 3 shows the attachment of
erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit 101 an einer Weste 119 im Nackenbereich des Inspektors 120. ln Figur 4 ist veranschaulicht, wie im Rahmen der Erfindung eine Inspection camera unit 101 according to the invention on a vest 119 in the neck region of the inspector 120. FIG. 4 illustrates how within the scope of the invention
Registrierung, d.h. Ausrichtung der im Rahmen der von der Registration, i. Alignment of within the framework of the
Inspektionskameraeinheit 101 nach der Erfindung gewonnenen Inspection camera unit 101 obtained according to the invention
Referenzierungsdaten anhand eines externen Models des Innenraums, beispielsweise eines Schiffes, erfolgt. Dazu wird mit der Referencing data based on an external model of the interior, such as a ship, takes place. This is done with the
Inspektionskameraeinheit 101 in dem zu inspizierenden Innenraum 121 ein Inspektionsfoto 122 einmalig manuell einem dreidimensionalen Model 123 des Innenraumes 121 zugeordnet.  Inspection camera unit 101 in the interior to be inspected 121 an inspection photograph 122 once manually assigned to a three-dimensional model 123 of the interior 121.
Anhand der Figuren 1 a - 4 ist somit eine Inspektionskameraeinheit 101 sowie ein Verfahren zur Inspektion von Innenräumen 121 vorgeschlagen, welche mit Vorteil eine Zuordnung der gewonnenen Inspektionsfotos 122 zu einem existierenden dreidimensionalen Modell 123 ermöglichen. Der Nutzen der Inspektionsfotos 122 erhöht sich dadurch erheblich. With reference to FIGS. 1 a - 4, an inspection camera unit 101 and a method for inspecting interior spaces 121 are therefore proposed, which advantageously allow an association of the inspection images 122 obtained to an existing three-dimensional model 123. The benefit of the inspection photos 122 increases considerably.
Beispielsweise können Historienenbetrachtungen durch Vergleich von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Inspektionsfotos 122 vorgenommen werden, da feststellbar ist, welche Inspektionsfotos 122 denselben Bereich des Innenraums 121 zeigen. Für die Feststellung kann auch ein bekannter Öffnungswinkel der Inspektionskamera 104 For example, history considerations can be made by comparing inspection photos 122 taken at different times, since it is possible to determine which inspection photos 122 show the same area of the interior 121. For the determination, a known opening angle of the inspection camera 104
berücksichtigt werden, welcher Anhand der Kenntnis von Lage und Orientierung der Inspektionskamera 104 einen Blickkegel definiert, dessen Schnittebene mit dem dreidimensionalen Modell 123 des Innenraumes 121 den erfassten Objektbereich angibt. It is to be taken into account which, on the basis of the knowledge of the position and orientation of the inspection camera 104, defines a viewing cone whose sectional plane with the three-dimensional model 123 of the inner space 121 indicates the detected object area.
Hierdurch ist mit Vorteil eine Inspektionskameraeinheit sowie ein zugehöriges Verfahren geschaffen, welches sich im Innenraum einsetzen lassen, wo in der Regel ein Zugriff auf beispielsweise satellitengestützte Positionsbestimmungsverfahren nicht möglich ist. Zudem muss der Innenraum nicht zuvor mit Vorrichtungen versehen werden, welche eine Ortung ermöglichen. Die Figur 5 veranschaulicht schematisch die Durchführung einer As a result, an inspection camera unit and an associated method is provided with advantage, which can be used in the interior, where usually access to, for example, satellite-based position determination method is not possible. In addition, the interior does not have to be previously provided with devices that allow location. FIG. 5 schematically illustrates the implementation of a
Dickenmessung mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 125 zur Ultraschalldickenmessung. Die Sensoreinheit 125 weist einen Thickness measurement with a sensor unit 125 according to the invention for ultrasonic thickness measurement. The sensor unit 125 has a
Ultraschalldickemesssensor 126, eine Sensorbedienungseinheit 127, einen Sensordatenspeicher 128 sowie einen Lagegeber 129 auf. In dem in Figur 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Ultraschalldickemesssensor 126, a sensor operation unit 127, a sensor data memory 128 and a position sensor 129 on. In the embodiment illustrated in FIG
Sensorbedienungseinheit 127 und der Sensordatenspeicher 128 über ein Kabel mit der Einheit aus dem Sensorkopf 126 und dem Lagegeber 129 verbunden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Sensorbedienungseinheit 127 und den Sensordatenspeicher 128 beispielsweise in einem Rucksack, den eine Bedienperson auf dem Rücken trägt, anzuordnen, um die den eigentlichen Sensorkopf 126 enthaltende Einheit leicht und dadurch gut handhabbar auszugestalten. Sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128 via a cable to the unit from the sensor head 126 and the position sensor 129 is connected. This opens up the possibility of arranging the sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128, for example, in a backpack, which an operator carries on his back, in order to design the unit containing the actual sensor head 126 easily and thus easy to handle.
Der Lagegeber 129 ist in Verlängerung des Sensorkopfes 126 sich an diesen anschließend auf der Sensorkopfachse 130 angeordnet. DerThe position sensor 129 is arranged in extension of the sensor head 126 at this then on the sensor head axis 130. Of the
Lagegeber 129 weist zwei voneinander entlang der Sensorkopfachse 130 beabstandet angeordnete Leuchtdioden 131 , 132 auf. Die Leuchtdioden 131 , 132 sind mit der Sensorbedienungseinheit 127 derart verbunden, dass bei Auslösung der Speicherung eines Messsignals des Sensorkopfes 126 in dem Sensordatenspeicher 128 die Leuchtdioden 131 , 132 kurzzeitig eingeschaltet werden. Die Leuchtdioden senden gemäß dem in Figur 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel Infrarotlicht aus. Position sensor 129 has two light-emitting diodes 131, 132 arranged at a distance from one another along the sensor head axis 130. The light-emitting diodes 131, 132 are connected to the sensor operating unit 127 in such a way that upon triggering the storage of a measuring signal of the sensor head 126 in the sensor data memory 128, the light-emitting diodes 131, 132 are switched on for a short time. The light-emitting diodes emit infrared light according to the exemplary embodiment illustrated in FIG.
Die in Figur 5 veranschaulichte Sensoreinheit 125 wirkt bei The sensor unit 125 illustrated in FIG. 5 acts
bestimmungsgemäßem Gebrauch mit einer infrarotsensitiven intended use with an infrared-sensitive
Stereokamera 105 als Bestandteil einer Inspektionskameraeinheit 101 beispielsweise gemäß Figur 1a wie folgt zusammen. Stereo camera 105 as part of an inspection camera unit 101, for example according to Figure 1a together as follows.
Wenn über die Sensorbedienungseinheit 127 die Speicherung eines Messsignals des Sensorkopfes 126 zur Ultraschalldickemessung eines zu vermessenden Objekts, wie zum Beispiel einer Stahlplatte 133, ausgelöst wird, werden die Leuchtdioden 131 , 132 kurzzeitig eingeschaltet. Die Leuchtdioden 131 , 132 strahlen dann Infrarotlicht 134 ab. If, via the sensor operating unit 127, the storage of a measuring signal of the sensor head 126 for the ultrasonic thickening of a measuring object, such as a steel plate 133 is triggered, the LEDs 131, 132 are turned on for a short time. The LEDs 131, 132 then emit infrared light 134.
Die Referenzierungskameras 106, 107 der Stereokamera 105 als The reference cameras 106, 107 of the stereo camera 105 as
Bestandteil einer Inspektionskamera 101 nehmen sodann die Part of an inspection camera 101 then take the
Sensoreinheit 125 jeweils auf. Dabei weisen aufgrund des abgestrahlten Infrarotlichts 134 die die Leuchtdioden 131 , 132 aufweisenden Abschnitte des Lagegebers 129 einen erhöhten Kontrast auf. Aufgrund des erhöhten Kontrasts ist es der Stereokamera 105 anhand des weiter oben  Sensor unit 125 each on. In this case, due to the radiated infrared light 134, the light emitting diodes 131, 132 having portions of the position sensor 129 has an increased contrast. Due to the increased contrast, it is the stereo camera 105 based on the above
beschriebenen Verfahrens möglich, Ort und Lage des Sensorkopfs 126 der Sensoreinheit 125 zum Zeitpunkt der Auslösung der Speicherung eines Messsignals im Sensordatenspeicher 128 aufzuzeichnen. described method, the location and location of the sensor head 126 of the sensor unit 125 at the time of triggering the storage of a measurement signal in the sensor data memory 128 record.
Voraussetzung ist, dass bei der Auslösung der Speicherung eines The condition is that when triggering the storage of a
Messsignals die Sensoreinheit 125 und insbesondere der Lagegeber 129 im Sichtfeld der beiden Referenzierungskameras 106, 107 befindlich ist. Measuring signal, the sensor unit 125 and in particular the position sensor 129 in the field of view of the two Referenzierungskameras 106, 107 is located.
Mit Vorteil ist es mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Sensoreinheit 125 möglich, auch Ort und Lage des Sensorkopfs 126 zum Zeitpunkt der Speicherung eines Messsignals aufzuzeichnen. Dies ermöglicht es beispielsweise im Falle einer Ultraschalldickemessung der Stahlplatte 133, dem gewonnenen Dickenmesswert eine genaue Lage und Richtung der Dickenmessung zuzuordnen. Ort und Lage werden dabei relativ zu Ort und Lage der Stereokamera 105 aufgezeichnet. Ort und Lage der Advantageously, it is possible with the inventively designed sensor unit 125 to record the location and location of the sensor head 126 at the time of storing a measurement signal. This makes it possible, for example, in the case of an ultrasonic thickness measurement of the steel plate 133, to assign the obtained thickness measurement value to a precise position and direction of the thickness measurement. Location and location are recorded relative to the location and location of the stereo camera 105. Location and location of
Stereokamera 105 lassen sich anhand des oben beschriebenen Stereo camera 105 can be based on the above
Verfahrens mittels Referenzierung einem externen Koordinatensystem wie zum Beispiel einem Schiffskoordinatensystem zuordnen. 101 InspektionskameraeinheitAssign method by referencing an external coordinate system such as a ship's coordinate system. 101 inspection camera unit
102 Arbeitshelm 102 work helmet
103 Gehäuserahmen  103 rack
104 Inspektionskamera  104 inspection camera
105 Stereokamera  105 stereo camera
106 erste Referenzierungskamera 106 first referencing camera
107 Abstand 107 distance
108 zweite Referenzierungskamera 108 second referencing camera
109 Infrarotlichtquelle 109 infrared light source
1 10 zentrale Verbindungslinie 1 10 central connecting line
1 1 Lichtquelle1 1 light source
2 Beschleunigungssensor 2 acceleration sensor
1 13 Neigungssensor 1 13 inclination sensor
114 erstes Referenzierungsbild 114 first referencing image
1 15 zweites Referenzierungsbild1 15 second referencing picture
1 16 Auswertemuster 1 16 evaluation pattern
117 paralleles Auswertemuster 117 parallel evaluation pattern
1 18 rechteckartiger Teilbereich1 18 rectangular part area
1 19 Weste 1 19 vest
120 Inspekteur  120 inspector
121 Innenraum  121 interior
122 Inspektionsphoto  122 inspection photo
123 dreidimensionales Modell 123 three-dimensional model
124 Laserpointer 124 laser pointer
125 Sensoreinheit  125 sensor unit
126 Sensorkopf  126 sensor head
127 Sensorbedienungseinheit 128 Sensordatenspeicher127 Sensor operation unit 128 sensor data memory
129 Lagegeber 129 position encoder
130 Sensorkopfachse 130 sensor head axis
131 Leuchtdiode 131 LED
132 Leuchtdiode 132 LED
133 Stahlplatte  133 steel plate
134 IR-Licht  134 IR light

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Inspektionskameraeinheit (101) mit einer Inspektionskamera (104) zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsphotos (122) von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Referenzierungsmittel (105) zum Referenzieren der Inspektionsphotos (122) aufweist. Inspection camera unit (101) with an inspection camera (104) for recording, preferably colored, inspection photos (122) of interiors (121), in particular of ships, characterized in that it comprises referencing means (105) for referencing the inspection photos (122).
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 1 , dad u rch gekennzeichnet, dass die Referenzierungsmittel eine Inspection camera unit (101) according to claim 1, characterized dad uur chch that the referencing means a
Stereokamera (105) mit einer ersten Referenzierungskamera (106) und einer zweiten Referenzierungskamera (108) umfassen, zur Bestimmung von den Inspektionsphotos (122) zuordenbaren relativen Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und Comprising a stereo camera (105) with a first referencing camera (106) and a second referencing camera (108), for determining relative location data of the inspection camera (104) and the camera, which can be assigned to the inspection photos (122)
Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104). Orientation data of the inspection camera (104).
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 2, dad u rch gekennzeichnet, dass die erste Inspection camera unit (101) according to claim 2, characterized in that the first
Referenzierungskamera (106) und/oder die zweite Referencing camera (106) and / or the second
Referenzierungskamera (108) als schwarz-weiß Kamera ausgestaltet ist. Referencing camera (108) designed as a black and white camera.
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 2 oder3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereokamera (105) Inspection camera unit (101) according to claim 2 or 3, characterized in that the stereo camera (105)
infrarotsensitiv ausgestaltet ist und eine Infrarotquelle (109) umfasst, wobei vorzugsweise die Infrarotquelle (109) gepulst betreibbar ausgestaltet ist. is designed infrared sensitive and comprises an infrared source (109), wherein preferably the infrared source (109) is designed to be pulsed operable.
Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereokamera (105) eine Bildverarbeitungseinheit zum Referenzieren anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten Referenzierungskamera (106) aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes (114) mit einem parallel mit der zweiten Referenzierungskamera (108) Inspection camera unit (101) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the stereo camera (105) an image processing unit for referencing based on an image comparison of a with the first Referenzierungskamera (106) recorded first referencing image (114) with a parallel to the second Referenzierungskameraes (108)
aufgenommenen zweiten Referenzierungsbild (115) aufweist.  recorded second Referenzierungsbild (115).
6. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach Anspruch 5, d a d u rc h 6. inspection camera unit (101) according to claim 5, d a d u rc h
gekennzeichnet, dass der Bildvergleich eine Auswahl mindestens eines Auswertemusters (116) in dem ersten  characterized in that the image comparison is a selection of at least one evaluation pattern (116) in the first
Referenzierungsbild (114), ein Auffinden des Auswertemusters (117) in dem zweiten Referenzierungsbild (115) und eine Bestimmung der Position (x,y) des Auswertemusters (116, 117) innerhalb des ersten Referenzierungsbildes (114) und innerhalb des zweiten  Referencing image (114), finding the Auswertemusters (117) in the second Referenzierungsbild (115) and a determination of the position (x, y) of the Auswertemusters (116, 117) within the first Referenzierungsbildes (114) and within the second
Referenzierungsbildes (115) umfasst.  Referencing image (115).
7. Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 6, dadurch 7. inspection camera unit (101) according to claim 6, characterized
gekennzeichnet, dass das Auswertemuster (116) einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast umfasst. 8. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch gekennzeichnet, dass sie einen Beschleunigungssensor (112) und/oder einen Neigungssensor (113) umfasst.  characterized in that the evaluation pattern (116) comprises an image area with a maximum contrast. 8. inspection camera unit (101) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an acceleration sensor (112) and / or a tilt sensor (113).
9. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 9. inspection camera unit (101) according to any one of the preceding claims, characterized in that the
Referenzierungsmittel zur Auswertung von Daten bezüglich eines Öffnungswinkels der Inspektionskamera (104) ausgestaltet sind.  Referencing means for evaluating data with respect to an opening angle of the inspection camera (104) are configured.
10. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzierungskamera (106) oder die zweite 10. inspection camera unit (101) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first Referenzierungskamera (106) or the second
Referenzierungskamera (108) die Inspektionskamera (104) ist. Referencing camera (108) is the inspection camera (104).
1 . Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass visuelle Positionsanzeigemittel, vorzugsweise eine Laserlichtquelle (124) umfassend, zur Anzeige eines aufgrund des Ortes und der 1 . Inspection camera unit (101) according to one of the preceding claims, characterized in that visual position indicator means, preferably comprising a laser light source (124), for displaying a position due to the location and the
Orientierung der Inspektionskamera (104) von einem  Orientation of the inspection camera (104) of one
Inspektionsphoto (122) momentan erfassbaren Objektbereichs vorgesehen sind.  Inspection photo (122) are provided currently detectable object area.
12. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der 12. Inspection camera unit (101) according to one of the preceding claims, characterized in that the
Bildvergleich lediglich auf Basis eines Teilbereichs (118), insbesondere eines im wesentlichen linienartigen Bereichs, beider Referenzierungsbilder (114, 115) erfolgt.  Image comparison based only on a portion (118), in particular a substantially line-like region, the referencing images (114, 115) takes place.
13. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine 13. inspection camera unit (101) according to any one of the preceding claims, characterized in that a
Speichereinheit vorgesehen ist, um eine zeitliche Reihe von  Memory unit is provided to a temporal series of
Inspektionsphotos (122) und eine zeitliche Reihe von relativen Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und/oder Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104) abzuspeichern.  To store inspection photos (122) and a temporal series of relative location data of the inspection camera (104) and / or orientation data of the inspection camera (104).
14. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 14. inspection camera unit (101) according to any one of the preceding claims, characterized in that the
Inspektionskamera (104) zwischen der ersten  Inspection camera (104) between the first
Referenzierungskamera (106) und der zweiten  Referencing camera (106) and the second
Referenzierungskamera (108) angeordnet ist.  Referencing camera (108) is arranged.
15. Verfahren zur Inspektion von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, 15. Method for inspection of interiors (121), in particular of ships, by picking up, preferably colored,
Inspektionsphotos (122) mittels einer Inspektionskameraeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die  Inspection photos (122) by means of an inspection camera unit, characterized in that the
Inspektionsphotos (122) referenziert werden, indem bei der Aufnahme relative Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104) bestimmt und den Inspektionsphotos (122) zugeordnet werden, wobei anschließend eine Einordnung der relativen Ortsdaten und der Orientierungsdaten in ein Koordinatensystem des Innenraums (121) vorgenommen wird, wobei vorzugsweise die Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgestaltet ist. Inspection photos (122) are referenced by the Recording relative location data of the inspection camera (104) and orientation data of the inspection camera (104) and associated with the inspection photos (122), wherein then an adjustment of the relative location data and the orientation data in a coordinate system of the interior (121) is made, preferably the inspection camera unit (101) is designed according to one of claims 1 to 14.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, d a s s es ein Verfahren zur Vermaßung von Strukturen in den Innenräumen (121) anhand der Inspektionsphotos (122) beinhaltet, umfassend A method according to claim 15, characterized in that it includes a method of dimensioning structures in the interior spaces (121) on the basis of the inspection photos (122)
- Auswählen in einem Inspektionsphoto (122) zweier  Selecting in an inspection photograph (122) of two
Inspektionsphotobildpunkte,  Inspection Photo pixels
- anschließend Bestimmen in dem ersten Referenzierungsbild (114) und in dem zweiten Referenzierungsbild (115) den ausgewählten Inspektionsphotobildpunkten entsprechender  - then determining, in the first referencing image (114) and in the second referencing image (115), the corresponding inspection photo image points, respectively
Referenzierungsbildpunkte  Referenzierungsbildpunkte
- und Berechnen deren euklidischen Abstands.  - and calculate their Euclidean distance.
Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, dadurch gekennzeichnet, dass siezwecks Bestimmung einer durch relative Ortsdaten und Orientierungsdaten gekennzeichneten Lage der Sensormittel mit Lagegebermitteln zum Zusammenwirken mit den Referenzierungsmitteln (105) einer Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 versehen ist. Sensor unit with sensor means for the metrological detection of at least one property of interior spaces, in particular of ships, characterized in that it for the purpose of determining a location of the sensor means characterized by relative location data and orientation data with position encoder means for cooperating with the referencing means (105) of an inspection camera unit (101) according to one of Claims 1 to 14 is provided.
18. Sensoreinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel voneinander auf einer Sensorachse beabstandet angeordnete, einen optischen Kontrast hervorrufende, insbesondere punktartige, Bereiche umfassen. 18. Sensor unit according to claim 17, characterized in that the position encoder means of each other on a sensor axis comprise spaced, optically contrasting, in particular point-like, areas comprise.
19. Sensoreinheit nach Anspruch 17 oder 18, dadurch 19. Sensor unit according to claim 17 or 18, characterized
gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel zuschaltbar ausgestaltet sind.  characterized in that the position encoder means are designed switchable.
20. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadu rch 20. Sensor unit according to one of claims 17 to 19, dadu rch
gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel mindestens eine punktförmige Lichtquelle aufweisen.  in that the position-determining means have at least one punctiform light source.
21. Vermessungsanordnung, insbesondere zur Vermessung von 21 surveying arrangement, in particular for the measurement of
geschlossenen Räumen und/ oder von Außenbereichen mit gestörten oder fehlendem GNSS-Empfang, wobei die Vermessungsanordnung (1 ) mindestens ein sensorisches System (2) zur Erzeugung von Messdaten umfasst, wobei die Vermessungsanordnung (1) weiter ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem zur Erzeugung erster Positions- und/oder Orientierungsdaten und mindestens ein zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem zur Erzeugung zweiter Positions- und/oder Orientierungsdaten umfasst, wobei die  enclosed spaces and / or external areas with disturbed or missing GNSS reception, wherein the surveying arrangement (1) comprises at least one sensory system (2) for generating measured data, the surveying arrangement (1) further comprising a first unreferenced position detection system for generating first position and / or orientation data and at least one second unreferenced position detection system for generating second position and / or orientation data, wherein the
Vermessungsanordnung (1) weiter mindestens eine  Surveying arrangement (1) further at least one
Speichereinrichtung (16) umfasst, wobei Messdaten und durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierte Positions- und/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander in der Speichereinrichtung (16) speicherbar sind.  Memory device (16), wherein measured data and coded by the first and / or second position and / or orientation data position and / or orientation information referenced to each other in the memory device (16) can be stored.
22. Vermessungsanordnung nach Anspruch 21 , dadurch 22. Surveying arrangement according to claim 21, characterized
gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1) eine  in that the measuring arrangement (1) has a
Recheneinrichtung umfasst, wobei mittels der Recheneinrichtung die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten fusionierbar sind. Computing device comprises, wherein by means of the computing device, the first and the second position and / or orientation data to the resulting position and / or orientation data can be fused.
23. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste unreferenzierte 23. Surveying arrangement according to one of claims 21 or 22, characterized in that the first unreferenced
Lageerfassungssystem als optisches Lageerfassungssystem und das mindestens zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem als inertiales Lageerfassungssystem ausgebildet ist.  Position detection system as an optical position detection system and the at least second unreferenzierte position detection system is designed as an inertial position detection system.
24. Vermessungsanordnung nach Anspruch 23, dadurch 24. Surveying arrangement according to claim 23, characterized
gekennzeichnet, dass das optische Lageerfassungssystem als Stereokamerasystem ausgebildet ist.  in that the optical position detection system is designed as a stereo camera system.
25. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, 25. Surveying arrangement according to one of claims 21 to 24,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1 ) eine characterized in that the surveying arrangement (1) a
Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung mindestens einer Kamera (8, 9) des Stereokamerasystems umfasst. Calibration device for calibrating at least one camera (8, 9) of the stereo camera system comprises.
26. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, 26. A surveying arrangement according to one of claims 21 to 25,
dadurch gekennzeichnet, dass das sensorische System (2) gleichzeitig als ein unreferenziertes Lageerfassungssystem ausgebildet ist.  characterized in that the sensory system (2) is simultaneously formed as an unreferenziertes position detection system.
27. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, 27. Surveying arrangement according to one of claims 21 to 26,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1 ) zusätzlich mindestens ein weiteres Lageerfassungssystem umfasst, wobei das weitere Lageerfassungssystem einen GNSS-Sensor, einen Laserscanner, ein Magnetometer oder einen Neigungssensor umfasst.  characterized in that the surveying arrangement (1) additionally comprises at least one further position detection system, wherein the further position detection system comprises a GNSS sensor, a laser scanner, a magnetometer or an inclination sensor.
28. Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen 28. Method of surveying, in particular closed
Räumen und/oder von Außenbereichen mit gestörtem oder fehlendem GNSS-Empfang, wobei  Rooms and / or outdoor areas with disturbed or missing GNSS reception, where
— ein sensorisches System (2) Messdaten erzeugt, — wobei ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem erste Positions- und/oder Orientierungsdaten erzeugt, A sensory system (2) generates measurement data Wherein a first unreferenced position detection system generates first position and / or orientation data,
— wobei zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem - wherein second unreferenced position detection system
zweite Positions- und/oder Orientierungsdaten erzeugt,  generates second position and / or orientation data,
— wobei Messdaten und durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierte Positionsund/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander gespeichert werden. - Wherein measurement data and coded by the first and / or second position and / or orientation data position and / or orientation information are stored referenced to each other.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten fusioniert werden. 29. The method according to claim 28, characterized in that the first and the second position and / or orientation data are fused to resulting position and / or orientation data.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ursprung eines systemeigenen Method according to one of claims 28 or 29, characterized in that an origin of a native
Koordinatensystems des ersten unreferenzierten  Coordinate system of the first unreferenced
Lageerfassungssystem und ein Ursprung eines systemeigenen Koordinatensystems des zweiten unreferenzierten  Location detection system and an origin of a systemic coordinate system of the second unreferenced
Lageerfassungssystem oder ein Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystem zu Beginn eines Betriebs einer  Lageerfassungssystem or origin of a common coordinate system at the beginning of an operation of a
Vermessungsanordnung (1 ) oder zu Beginn einer Messung oder zu einem Zeitpunkt einer Erzeugung eines Initialisierungssignals initialisierbar ist.  Measuring arrangement (1) or at the beginning of a measurement or at a time of generation of an initialization signal is initializable.
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