CN105278673B - 用于辅助操作者测量物体的部分的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种用于辅助操作者测量物体的部分的方法，该方法包括以下步骤：为所述操作者配备电子设备和尺寸测量仪器。所述电子设备包括：透视式头戴显示器、摄像机以及数字处理器。利用所述摄像机拍摄所述物体的图像，以使所述数字处理器识别或标识所述图像中所述物体的部分。所述方法还包括以下步骤：获取所述零件的模型；在所述显示器上显示待测尺寸的指示；在所述数字处理器中获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸数值，所述数字处理器将根据所述模型来处理所述尺寸数值。

Description

用于辅助操作者测量物体的部分的方法
技术领域
本发明涉及一种增强现实装置以及一种用于辅助操作者执行计量操作的方法。
背景技术
众所周知，增强现实(Augmented reality,简称AR)装置可以用于辅助试验检测以及组装程序方面的作业。
专利申请FR2949587公开了一种用于计算机辅助组装的方法。操作者操作一台显示有工作空间的AR便携式装置，所显示的工作空间中含有叠加的由计算机生成的有关组装和质量操作步骤的视觉信息。该AR装置引导操作者无需纸件设计图和指南地完成组装步骤。
专利申请EP1295099公开了一种用于汽车领域的在质量缺陷检查过程中辅助测试员的方法和AR系统。该系统包括数据处理单元和适于数据输入/输出的AR用户设备。该AR设备用于在质量工序期间通过收集数据以及使工序步骤和指令可视化来辅助用户处理最终检测到的质量缺陷。
专利申请US2002044104公开了一种具有移动装置的AR系统。该AR系统用于辅助工序，尤其是通过根据实际情况嵌入组装指令来辅助工序。该系统允许通过位于远程位置的专家来远程辅助配备了AR移动装置的现场技术人员。信息可以通过叠加技术人员双眼可见的数字图像来显示信息。该信息可以包括安装指令、操作细节以及与被观测物体所处情况相关的指令。
然而，这些AR装置主要是通过提供指令、可视化信息以及远程辅助来实现辅助操作者的目的。
发明内容
本发明一方面目的在于提供适用于测量操作中实时质量监控的实时数据收集。
本发明另一方面目的在于提高测量操作的速度以及减少检修操作成本。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
本发明提供了一种用于辅助操作者测量物体的部分的方法，该方法包括以下步骤：
为所述操作者配备电子设备和尺寸测量仪器，所述电子设备包括显示器、至少一个摄像机以及数字处理器；
利用所述至少一个摄像机拍摄所述物体的图像；
利用所述处理器识别和/或标识所述图像中所述物体的所述部分；
获取所述物体的所述部分的模型；
在所述显示器上显示待测尺寸的指示；
在所述处理器中获取所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值；
基于所述模型处理所述数值。
在一优选实施方式中，所述方法还包括以下步骤：借助于所述电子设备，建议一个利用所述尺寸测量仪器进行尺寸测量的可操作流程。
在一实施方式中，所述在所述显示器上显示待测尺寸的指示还包括：显示如何利用所述尺寸测量仪器来测量尺寸的指示。
所述方法辅助操作者来执行测量操作。利用所述方法，操作者不需要纸件类设计图(plans)、教程和/或指南以及纸张记录，就可以执行测量操作。
在一优选实施方式中，所述显示器是透视式头戴显示器。该透视式头戴显示器在执行测量时既不限制操作者的移动自由度，也不干扰操作者的注意力。而且，两个透视式头戴显示器提供了固有的增强现实功能和3D显示功能。
在一个实施方式中，所述尺寸测量仪器是便携式测量仪器。
在一优选实施方式中，所述尺寸测量仪器是便携式的、手动测量仪器，例如游标卡尺、千分尺、高度尺、卷尺、量规。
在另一实施方式中，所述尺寸测量仪器是坐标测量机(CMM)、CMM的支臂或CMM的一部分。
在一实施方式中，所述尺寸测量仪器是非接触式测量机器，例如激光跟踪仪或光学测量仪器。
在一实施方式中，所述电子设备是便携式的。
在一实施方式中，所述电子设备包含一组物理上独立的元件，所述元件之间通过一个或更多个数据链路互连。所述多个数据链路中的一些数据链路可以被设置成准许与位于远程位置的元件进行数据交换和/或数据存取。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：利用所述摄像机拍摄一系列图像；利用所述处理器识别和/或标识该系列图像中操作者的预定手势和/或姿势。可以利用一组预定手势和姿势(优选的，手和指尖)与所述电子设备进行交互。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：在所述显示器上显示所述模型的表示形式。在一实施方式中，显示所述表示形式以使其叠加在所述图像内的所述物体或所述物体的部分上。
在一优选实施方式中，所述表示形式显示在一个或多个透视式头戴显示器上，以使所述表示形式叠加在操作者视野内的所述物体上。在所述显示器上显示所述模型的表示形式可以通过操作者的一组预定手势或姿势(优选的，手和指尖)来操纵。在所述物体或所述物体的图像上叠加所述表示形式，使得操作者能够识别出所述模型与所述物体之间的不一致之处。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：投影所述物体的部分或所述物体的3D全息图像。该全息图像可以通过操作者的一组预定手势或姿势(优选的，手和指尖)来操纵。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：显示标记，以便于指示所述物体的所需测量的表面或所述物体的所需测量的部分的末端。优选的，在操作者的视野范围内或所拍摄图像内显示所述标记。
在一实施方式中，所述尺寸测量仪器是CMM的支臂，所述方法包括以下步骤：显示标记，所述标记指示用于执行测量的所述支臂的位置。
在一实施方式中，待测尺寸的指示包括尺寸的范围或所在区间。在一优选实施方式中，所述待测尺寸的指示包括尺寸的公差范围或公差区间。
在一优选实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在所述显示器上显示一指示符，所述指示符用于指示处理后的尺寸数值是否位于所述公差范围或公差区间内。
所述处理所述数值还可以基于所述物体的所述部分和/或所述物体的模型公差值。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：显示处理所述数值所得到的结果。优选的，可以在操作者的视野内或者所拍摄图像内显示附加的图形元素，以使所述结果可以与所述物体的所述部分或者与所述物体相链接。
在一实施方式中，所述显示所述结果包括以下步骤：显示一指示符，所述指示符用于指示所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值的处理结果是否位于所述指示所定义的公差范围或公差区间内。
在一实施方式中，所述显示所述结果包括以下步骤：显示一标记，以便指示所述物体部分的已测表面或末端。
在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤：拍摄所述尺寸测量仪器的模拟显示或刻度的图像，以便在所述处理器5内识别或标识所指示的模拟值并将所述模拟值转换成数字值。
在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤：拍摄所述尺寸测量仪器的数字显示的图像，以便于在所述处理器5内识别所显示的模拟值并且将所述模拟值转换成数字值。
在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤：通过一数据链路，从所述尺寸测量仪器向所述处理器发送数字数据。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：获取所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。优选的，可以利用数字式电子设备中的热传感器获取所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。所述数值的处理还可以基于所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。在一优选实施方式中，可以在所述电子设备中的所述显示器上显示物体温度警报指示符。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：获取所述尺寸测量仪器的温度。可以通过一数据链路来由所述处理器从所述尺寸测量仪器获取所述尺寸测量仪器的温度。所述温度可以利用所述数字式电子设备中的热传感器来获取。所述数值的处理还可以基于所述尺寸测量仪器的温度。在一优选实施方式中，可以在所述电子设备中的所述显示器上显示仪器温度警报指示符。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：获取所述物体周围的气温。所述气温可以利用所述数字式电子设备的热传感器来获取。所述数值的处理还可以基于所述气温。在一实施方式中，可以在所述显示器上显示空气警报指示符。
在一实施方式中，所述识别和/或标识所述图像中所述物体的所述部分包括：基于所述物体的形状或者基于附着在所述物体上的代码，识别和/或标识所述图像中的物体。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：在所述处理器中识别和/或标识所述尺寸测量仪器。所述尺寸测量仪器所测得的尺寸数值的处理还可以基于所述尺寸测量仪器的识别和/或标识。
在一实施方式中，所述识别和/或标识所述尺寸测量仪器包括以下步骤：利用所述摄像机来拍摄所述尺寸测量仪器或所述尺寸测量仪器的部分的图像。所述识别和/或标识所述尺寸测量仪器还可以包括以下步骤：识别和/或标识所述图像中的所述尺寸测量仪器的形状和/或附着在所述尺寸测量仪器上的代码。
在另一实施方式中，所述识别和/或标识所述尺寸测量仪器包括以下步骤：与所述尺寸测量仪器无线联系或通信。
在一实施方式中，所述与所述尺寸测量仪器无线联系或通信包括以下步骤：获取所述尺寸测量仪器的校准指示符或参数。所述处理器可以通过处理所述校准指示符或参数来实现对所述尺寸测量仪器的测量精度的评估。评估结果可以显示在显示器上。对所述尺寸测量仪器所测得的尺寸数值的处理还可以基于所述评估结果。在一优选实施方式中，可以在所述显示器上显示校准警报指示符。
在一实施方式中，所述与所述尺寸测量仪器无线联系或通信包括以下步骤：获取所述尺寸测量仪器的精度指示符或参数。所述处理器可以通过处理这种精度指示符或参数来实现对所述尺寸测量仪器的测量精度的评估。评估结果可以显示在显示器上。对所述尺寸测量仪器所测得的尺寸数值的处理还可以基于所述评估结果。在一实施方式中，可以在所述显示器上显示精度警报。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在操作者进行所述测量操作的过程中，至少拍摄所述物体部分的一幅图像。
在一实施方式中，所述步骤包括以下步骤：在所述处理器中获取到所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值时，拍摄所述物体的所述部分和所述尺寸测量仪器中部分的图像。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：记录尺寸数值、尺寸数值的处理结果、所获取的图像、评估结果、所获取的温度、所显示的警报和/或处理器数据，以及/或者向数据库、终端、服务器和/或处理单元发送尺寸数值、尺寸数值的处理结果、所获取的图像、评估结果、所获取的温度、所显示的警报和/或处理器数据。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：接收数据库、终端、服务器和/或处理单元发送的数据。优选的，所述步骤包括接收用于在尺寸分散趋势监测方面辅助操作者的数据。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在所述电子设备的所述显示器上显示所述摄像机提供的一幅或一系列图像。在一优选实施方式中，利用所述处理器对所述一幅或一系列图像进行数值处理。优选的，将所述一幅或一系列图像处理成一幅或一系列缩放和/或旋转图像。
在一实施方式中，所述电子设备还包括第二摄像机。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在所述显示器上显示所述第二摄像机所提供的一幅或一系列图像。
在一实施方式中，所述电子设备还包括深度摄像机或光场摄像机。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在所述显示器上显示所述深度摄像机或光场摄像机所提供的一幅或一系列图像。
在一实施方式中，所述电子设备还包括微距摄影专用摄像机或显微镜。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：显示所述微距摄影专用摄像机或显微镜提供的一幅或一系列图像。
在一实施方式中，所述电子设备还包括第二显示器。
在一实施方式中，在所述第二显示器上显示所述一幅或一系列图像。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：在所述显示器上显示坐标测量机或坐标测量机的一支臂的探头的接近向量(approach vector)。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：向数据库、终端、服务器和/或处理单元提供图像和声音。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：接收远程数据库、远程终端、远程服务器和/或处理单元发送的图像和声音。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：提供远程指南和/或辅助，以在测量所述物体的所述部分时辅助操作者。在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：提供远程诊断。
在一实施方式中，所述方法还包括以下步骤：向操作者提供工序训练。
在一实施方式中，所述方法包括以下步骤：提议用于测量所述物体的所述部分的测量仪器。可以在显示器3上显示所述测量仪器的指示。可以显示测量仪器警报。
与现有技术相比，本发明提供了一种辅助操作者执行测量的方法，该方法通过从操作者技能、增强现实装置的功能以及测量仪器功能等方面来提供协作，从而实现了辅助操作者执行测量的目的。
附图说明
借助于作为示例而给出的并在附图中显示的实施例的描述，可以更好地理解本发明中的技术方案，附图包括：
图1示出了本发明提供的一种方法的流程图；
图2示出了本发明提供的一种包括增强现实装置的系统的视图。
具体实施方式
本发明涉及增强现实装置以及在计量操作中辅助操作者的方法。
本发明特别有助于提高测量操作的速度以及减少检修操作成本。
图1和图2分别示出了辅助操作者测量物体的部分的方法和设备2。该方法和设备可以从操作者的技能、增强现实的功能以及测量仪器的特征等方面来提供协作。本发明的一些实施方式可以提供还包括从数据传输方面来提供协作。所述数据传输可以是接收当地和/或远程电子设备或计算机发送的数据，或向当地和/或远程电子设备或计算机发送数据。
在本发明中，通过为操作者配备电子设备2以及尺寸测量仪器6来辅助操作者测量物体的部分(步骤S1)。所述电子设备2包括透视式(see-through)头戴显示器3、至少一个摄像机4，以及数字处理器5。
该尺寸测量仪器6可以是一种手动、便携式测量仪器，如游标卡尺、千分尺、高度尺、卷尺或量规。
优选的，该尺寸测量仪器可以是游标刻度卡尺(Vernier scaled caliper)、游标刻度千分尺(Vernier-scaled micrometer)、带表卡尺(dial caliper)、厚度千分仪(dialmicrometer)或具有游标尺(Vernier scale)或千分表(dial indicator)的计量器。
该尺寸测量仪器可以是坐标测量机(Coordinate Measurement Machine,CMM)，优选的为便携式或移动式坐标测量机、CMM的支臂或激光跟踪仪。
该显示器可以是独立的便携式显示器，或者可以是可无线连接的便携式设备或平板(tablet)上的显示器。
优选的，该显示器是透视式头戴显示器。该透视式头戴显示器向操作者提供移动自由度，这使得操作者不再需要用手来支撑显示器或者耗费时间和资源来寻找用于支撑显示器的合适安排。对于操作者正在执行测量的情形，尤其是利用便携式测量仪器，如游标卡尺、千分尺、高度尺、卷尺或量规，进行测量的情形，这种优势是非常巨大的。而且，该透视式头戴显示器可以使操作者免于重复转移视线来检查显示器。不管操作者的身躯和四肢的位置如何，该显示器总是处于操作者的视野范围内或视野的边缘内。此外，该透视式头戴显示器提供固有的增强现实(AR)功能，而多个透视式头戴显示器则提供固有的3D显示功能。
电子设备2可以包括支撑透视式头戴显示器3的头戴式装置。优选的，该头戴式装置包括两个透视式头戴显示器3，第一个透视式头戴显示器3被设置成位于操作者的右眼视野范围内，第二个透视式头戴显示器3被设置成位于操作者的左眼视野范围内。这种双重透视式头戴显示器的实施方式特别是可以提供3D图像显示。
在本发明中，电子设备2或电子设备2的一部分是便携式的。该电子设备可以由一组物理上独立的元件组成，这组元件通过一个或更多个数据链路互连。所述多个数据链路中的一些数据链路可以被设置成允许与位于远程位置的元件进行数据交换和/或远程数据存取。为了便于进行数据收发，尤其是便于与另一设备2、远程数据库20、服务器21、处理单元和/或终端22进行无线数据收发，该设备2可以包括通信单元8。
步骤S2包括利用摄像机(camera)4拍摄物体的图像。
处理器5处理该图像，以便识别出该图像中已向操作者指示作为待测部分的该物体的该部分(步骤S3)。
另选的，处理器5可以标识出物体中应当或可以测量的一个或多个部分。该处理器可以设置应当或可以测量的预选部分列表。
识别和/或标识图像中物体的步骤可以基于识别或标识该物体的形状。可以将代码附着在该物体上，以便于识别或标识该物体。例如，可以将条形码附着在该物体或该物体的部分上，以使处理器可以通过读取、标识或识别图像中拍摄的代码来标识或识别该物体的部分。
所述标识或识别操作可以通过在可存取存储器7中存储的或者通过可连接的元件来获取的数据库来辅助进行。该数据库可以利用附加的标识或识别信息(例如形状信息)列出一个或更多个物体中的多个标记部分。
处理器5可以向远程元件(例如，另一设备2、数据库20、服务器21、处理单元23或终端22)发送该物体部分的图像和/或该代码的图像，以便于获取附加信息，或者以便于标识或识别所述部分。
优选的，该方法可以包括以下步骤：在显示器3上显示标记，以便于指示该物体中要测量的部分。该标记可以叠加呈现在操作者的视野范围内，或者可以叠加在所拍摄图像内该物体的该部分上。例如，该标记可以是一个箭头或多个箭头，该箭头可以指示待测量的物体的某一表面或物体中该部分的末端(extremities)。为了便于待测量的物体的某一表面或物体中该部分的末端可以突出显示，可以利用一个或多个显示器3将颜色叠加呈现在操作者的视野范围内或者叠加在所拍摄图像上。
优选的，该方法还借助于该电子设备，建议一个利用尺寸测量仪器来测量尺寸的可操作流程。该可操作流程可以由显示器3和/或通过在电子设备2上配备的耳机10来建议。
该方法可以包括以下步骤：在显示器3上显示如何利用尺寸测量仪器6来测量尺寸的指示。该指示可以是一幅或一系列图像，所述图像可以叠加呈现在操作者的视野范围内，或者可以叠加在所拍摄图像内物体的部分上。
在步骤S4中，获取该物体的该部分的模型。
在本发明中，该物体可以在显示器上再现的任何表示形式都可以被用作物体模型。优选的，该模型可以是数字化草图、数学或计算机模型、2D绘图、3D模型、3DCAD图像、3D主对象(3D master object)或其数字表示、该物体或该物体部分的外观尺寸的统计模型等，但该模型并不限于以上表示形式。
在一优选实施方式中，该方法还包括以下步骤：获取与该物体的该部分和/或该模型有关的信息。该信息可以包括测量过程、设计图(plans)、指令、注释以及/或警告。该信息还可以涉及该物体的生产过程，例如，有关组装、生产流程、产量、存储或交付批次等方面的信息。优选的，该信息可以包括用于训练操作者的工序。可以利用一系列训练或一组工序训练来锻炼、挖掘、提高以及保持操作者的能力和技能。该方法还包括以下步骤：显示该信息。具体来说，在没有纸件设计图、教程以及指南的复杂的测量程序中，通过显示该信息来向操作者提供辅助和指导。
处理器可以从存储在该电子设备的可存取存储器7中的数据库中获取该模型和/或信息。该模型和/或信息可以通过网络25从数据库20、服务器21和/或终端22中远程获取。该模型和/或信息可以从另一设备2获取。
该方法可以包括以下步骤：在透视式头戴显示器3上显示该模型的表示形式。该表示形式可以是计算机辅助设计(CAD)图像、数字化图像或数字表示形式。所显示的表示形式可以是可以显示在显示器3上的2D图像。可以利用2D表示形式显示出3D效果，例如，通过在第一显示器3上显示第一2D表示形式以及在第二显示器3上显示第二2D表示形式来达到3D效果，所述第一显示器3和所述第二显示器3分别位于操作者的右眼和左眼视野范围内。另选的，可以使用具有3D功能的单个显示器。
该方法可以包括利用摄像机4拍摄一系列图像，以使处理器5可以在该系列图像内识别/标识操作者的预定手势和/或姿势。可以将一组预定手势和姿势(例如手、手指和/或指尖)进行定义以与该电子设备进行交互。优选的，可以设置第二组预定手势和姿势，以便于通过电子设备2与尺寸测量仪器6进行交互。例如，操作者的一些指尖之间夹持有物体的手势可以指令电子设备2通过尺寸测量仪器6来管理并实现对该物体的测量。另选的，处理器5可以通过摄像机4来对指尖的空间位置进行定位，以便于管理并显示显示器3上的一些标记，或者获取和/或显示指尖位置之间的距离。
在显示器上显示的模型的表示形式可以通过操作者的一组预定手势或姿势来操纵(例如，旋转、放大或缩小)。在该物体或所拍摄的一幅图像上叠加该模型的表示形式能使操作者在进行测量之前视觉上检查该模型和物体的一致性。
该方法可以包括以下步骤：投影该物体部分或该物体的3D全息图像。该全息图像可以通过操作者的一组预定手势或姿势来操纵。该组预定手势或姿势可以包括用于图像显示/不显示、图像旋转、图像放大以及图像缩小的手势。
步骤S5包括以下步骤：在显示器3上显示待测尺寸的指示。
该尺寸的指示可以包括尺寸的取值范围或所在区间，优选的包括尺寸的公差范围或公差区间。该尺寸的指示可以包括该尺寸的最小值和最大值。该指示可以包括尺寸和误差幅度。该指示可以包括正误差幅度和/或负误差幅度。
在步骤S6中，该方法包括以下步骤：在处理器中获取尺寸测量仪器6测得的尺寸的数值。
该步骤还可以包括：在处理器5中识别和/或标识尺寸测量仪器。可以考虑所标识/识别的尺寸测量仪器的测量模型和/或测量特性，将所获取的该尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值(即尺寸数值)进行处理。
对尺寸测量仪器6进行识别和/或标识具体的可以提供尺寸测量仪器6的自动或半自动跟踪方式。
该方法可以包括以下步骤：利用一数据链路，从尺寸测量仪器6向处理器5发送数字数据。
识别和/或标识尺寸测量仪器可以包括与尺寸测量仪器无线连接或通信。具体的，可以获取尺寸测量仪器的标识。该标识可以是该尺寸测量仪器的型号类型或序列号。
具体的，可以无线获取测量仪器的校准指示或参数，所述校准指示或参数可以是指示尺寸测量仪器“失准”的警报。从而，处理器5可以通过处理所述校准指示或参数来实现对该尺寸测量仪器的测量精度的评估。所得到的评估结果可以显示在显示器3上。在所述评估结果超出预设阈值时，可以在显示器3上显示校准警报指示。在电子设备2接收到该尺寸测量仪器所生成的警报时，可以在显示器3上显示警报指示和/或所述警报。
也可以基于对测量精度的评估来处理该测量仪器所测得的尺寸的数值。
尺寸测量仪器的精度指示或参数可以无线获取。该处理器可以通过处理该精度指示或参数来实现对该尺寸测量仪器的测量精度的评估。所得到的评估结果可以显示在显示器3上。在所述评估结果超出预设阈值时，可以在显示器3上显示精度警报。
该方法可以提议用于测量该物体的该部分的测量仪器。提议该测量仪器可以基于最合适的仪器或者基于更合适的可用仪器。可以将所述测量仪器的指示显示在显示器3上。在处理器可以从另一测量仪器获取数值时或者处理器可以识别/标识另一测量仪器时，可以在显示器3上显示测量仪器警报。
该方法可以提供适于执行该测量操作的测量仪器列表。该测量仪器的列表可以全部或部分显示在显示器3上。该列表可以包括测量仪器的型号、批次和/或序列号。在处理器可以从未列出的测量仪器中获取数值时，或者处理器可以识别或标识未列出的测量仪器时，可以在显示器3上显示测量仪器警报。
该方法可以提供不适于测量该物体的该部分的过时测量仪器列表。在处理器可以从一个所述过时测量仪器中获取数值时，或者在处理器可以识别或标识出一个所述过时测量仪器时，可以在显示器3上显示测量仪器警报。
获取尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值可以包括以下步骤：拍摄显示器的图像或尺寸测量仪器6的部分的图像，以便于识别或标识该尺寸测量仪器的指示值。通过该步骤，可以不需要建立尺寸测量仪器6与电子设备2之间的数据链路，就可以获取由测量仪器提供的模拟或数字数值。具体的，可以拍摄纯机械测量仪器的模拟读数，并在电子设备2内将所述模拟读数转换成数字数值。
可以处理所拍摄的模拟读数的图像，以便于确定所述图像中显示测量仪器的数字显示的区域，所述测量仪器的数字显示显示了测量值(模拟读数)的数值表示。然后，可以在该图像中所确定的该区域上应用光学字符识别(OCR)，以使电子设备2中的处理器5将所显示的测量值转化成数字格式。对于向操作者配备了简单机电测量仪器(例如具有数字式千分表的卡尺、具有数字式千分表的千分尺或具有数字式千分表的计量器)的情况来说，该步骤极其重要。实际上，该测量值可以自动获取，这可以使操作者免于读取测量值以及在电子设备2中手动输入测量值，或者使操作者免于进行手动建立该测量仪器与电子设备2之间的数据链路这种复杂且耗时的操作。
另选的，可以处理所拍摄的模拟读数的图像，以便于确定所述图像中显示测量仪器的模拟显示或示值的区域，测量仪器的模拟显示或示值指示测量值，例如游标尺或模拟刻度盘的测量值。然后，可以利用图像处理技术来处理该图像中所确定的该区域，以使电子设备2中的处理器5识别所显示的测量值并将其转化成数字格式。对于操作者配备有实质性的机械测量仪器(例如游标刻度卡尺、游标刻度千分尺、模拟的带表卡尺、模拟的厚度千分仪或具有游标尺或模拟千分表的计量器)的情形，将尺寸测量仪器6测得的数值进行模拟-数字转换极其重要。实际上，该测量值可以自动获取，这可以使操作者免于读取测量值以及在电子设备2中手动输入测量值。
识别和/或标识尺寸测量仪器的步骤可以包括：拍摄尺寸测量仪器或尺寸测量仪器的部分的图像。然后，利用处理器5处理所拍摄的图像，以便于识别和/或标识该尺寸测量仪器。可以基于识别尺寸测量仪器的形状，或者基于识别附着在该尺寸测量仪器上的序列号或代码来处理所拍摄的图像。由此，可以标识或识别无法与电子设备2通信的尺寸测量仪器。具体来说，机械的尺寸测量仪器可以通过电子设备2的处理器5来标识或识别。
标识或识别操作可以通过在可存取存储器7中存储的或通过可连接的元件获取的数据库来辅助，所述数据库列出具有附加信息的尺寸测量仪器的列表。该附加信息可以涉及仪器标识、精度特性、测量型号、序列号、安装指令以及使用警告。该附加信息可以包括测量指令，以使在复杂的测量过程中或者在利用该尺寸测量仪器进行测量的过程中可以辅助并指导操作者。
优选的，该方法可以包括以下步骤：利用数字式电子设备2中的热传感器9来获取该物体的该部分和/或该物体的温度。在该物体的该部分和/或该物体的温度超出预设的最小或最大阈值时，可以在显示器3上显示物体温度警报。
可以利用热红外(Infrared Radiation,IR)传感器来获取该物体的该部分和/或该物体的温度。优选的，该热红外传感器位于所述头戴式装置中，或者热红外传感器9可以位于电子设备2的另一个便携式或头戴式装置中。
尺寸测量仪器6的温度可以直接通过数据链路从该尺寸测量仪器获取至该处理器。或者尺寸测量仪器6的温度可以利用该数字式电子设备中的热红外传感器9来获取。在该尺寸测量仪器6的温度超出预设的最小或最大阈值时，可以在显示器3上显示仪器温度警报。
可以获取物体周围空间的气温。在物体周围空间的气温超出预设的最小或最大阈值时，可以在显示器上显示气温警报。
该方法可以包括以下步骤：拍摄该物体的该部分和尺寸测量仪器的部分的图像。优选的，在执行测量时或者在处理器中获取尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值时，拍摄该物体的该部分和尺寸测量仪器的部分的图像。该图像可以提供用于远程或离线质量监控以及用于提高操作者技能的信息。
步骤S7包括：基于所获取的模型来处理尺寸测量仪器6所测得的尺寸的数值。
处理该数值还可以基于所标识或识别的尺寸测量仪器的测量特征、精度估计和/或测量型号。
处理该数值还可以基于该物体的该部分或该物体的测量温度或获取温度、膨胀模型(dilation model)。
处理该数值还可以基于所标识或识别的尺寸测量仪器的测量温度或获取温度、膨胀模型。
优选的，该方法包括以下步骤：在透视式头戴显示器3上显示处理该数值的结果。可以将附加图形元素显示在操作者的视野内，以使该结果可以与所测量的物体部分链接。
显示该结果的步骤可以包括：在显示器上显示标记，所述标记叠加在位于操作者视野内或已测部分的拍摄图像内的表面或末端上。该标记可以是指示该表面或末端的一个或多个箭头。在另一实施方式中，可以在显示器上显示颜色，以便于指示已经在操作者视野内或者在拍摄图像内测量的表面。该标记可以叠加在操作者视野或者拍摄图像内，以便于将该标记与操作者透过透视式显示器3看到的物体链接。该标记可以叠加在该物体的显示模型、图像或其他表示形式上。
显示该结果可以包括：显示“范围内”指示符，该指示符指示测得的尺寸数值或所处理的尺寸数值是否落入该指示符所指示的范围或区间内。例如，如果该结果处于该指示符所指示的范围或区间内，则显示绿色标记，否则，显示红色标记。
该方法可以包括以下步骤：在操作者进行测量的过程中，拍摄该物体部分的多幅图像。额外的图像可以通过可以配备在电子设备2中的深度摄像机(depth camera)或光场摄像机(light-field camera)12来提供。所拍摄的图像和尺寸测量仪器所测得的尺寸数值可以作为创建该物体部分或该物体的数值表示形式(例如CAD图像)的基础。创建该模型的数值表示形式可以通过操作者的一组预定手势或姿势来引导。
可以由电子设备2中的微处理器5来执行全部处理或部分处理。
另选的，可以指定具有数据链接的本地或远程元件来执行部分处理或全部处理。具体的，可以指定服务器21或专用处理单元23来处理该尺寸数值。在一个可能的配置中，该电子设备的处理器是在电子设备2内的适于执行数据显示、数据交换以及数据获取等任务的可编程或预编程的电路。
优选的，该方法可以包括以下步骤：记录测得的尺寸数值、温度、图像、尺寸数值的处理结果、评估结果、警报和/或处理器数据，和/或，向本地或远程数据库20、终端22、处理单元23和/或服务器21发送多个测得的尺寸数值、温度、图像、尺寸数值的处理结果、评估结果、警报和/或处理器数据。该步骤提供了准许计量操作的实时质量监控和离线质量监控的数据获取。
该方法可以包括以下步骤：接收远程元件发送的数据。具体的，接收数据库20和/或远程终端22发送的数据。优选的，该方法可以包括以下步骤：接收用于监测尺寸分散度趋势(dimension dispersion)的数据。可以在显示器3上显示该数据。优选的，可以采用直方图、图形或置信区间的形式在显示器3上显示该数据。可显示在显示器3上的标记可以用于指示该结果或所获取的数值与所接收数据之间的关系。
该方法可以包括以下步骤：在显示器3上显示由摄像机4提供的一幅或一系列图像。最后，可以由第二摄像机和/或位于电子设备2中的深度摄像机或光场摄像机12来提供额外的一幅或一系列图像。一幅或一系列3D图像可以显示在两个显示器上。优选的，显示在两个透视式头戴显示器或具有3D功能的单个显示器上。优选的，所述一幅或一系列图像由处理器进行数字处理，例如将所述一幅或一系列图像处理成3D和/或放大的一幅或多幅图像，以便于在测量操作中向操作者提供辅助。优选的，3D图像的显示可以由操作者来管理和/或操纵。
该方法可以包括以下步骤：将由电子设备2配备的微距摄影专用摄像机或显微镜13提供的一幅或一系列图像放大显示。例如，所显示的图像可以支持操作者示出该物体的一个部分或一些部分的放大细节以及更详细的图像。物体部分的表面的详细图像可以向操作者提供额外的信息，例如用于估计该物体粗糙度的信息。
该方法可以包括以下步骤：在显示器3上显示CMM或CMM支臂的探头的接近向量。该接近向量为探头接近物体时的探头位移向量。具体的，在3D显示器上显示叠加在一幅或一系列3D图像内的该物体或该物体的该部分上的接近向量，这可以辅助操作者执行测量操作。另选的，该接近向量可以显示在透视式头戴显示器上，以使所显示的接近向量可以叠加在位于操作者视野内的物体或物体部分上。该方法还可以包括以下步骤：将现场图像和现场声音提供给远程数据库20、远程终端22、处理单元和/或远程服务器21。电子设备2或电子设备2中的头戴式装置还可以包括录音装置，例如麦克风11。因此，电子设备2可以通过麦克风11来获取尺寸测量仪器所测得尺寸的口头值。
该方法可以包括以下步骤：接收远程数据库20、远程终端22、处理单元23、远程服务器21和/或另一电子设备2发送的图像和声音。
该方法可以包括以下步骤：接收远程终端22、远程服务器21和/或另一电子设备2发送的现场图像和现场声音。
电子设备2或电子设备2中的头戴式装置可以包括声音再现装置，例如耳机10。口头或视觉指令可以通过电子设备2传达给操作者。
该方法可以提供远程指南和/或辅助，以在测量该物体的该部分时辅助操作者。优选的，该方法可以提供远程诊断来辅助操作者。具体的，可以提供远程诊断来辅助操作者解决在测量该物体的该部分的过程中所遇到的测量难题。

Claims (15)

1.一种用于辅助操作者测量物体的部分的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
为所述操作者配备电子设备和尺寸测量仪器，所述电子设备包括透视式头戴显示器、至少一个摄像机以及数字处理器，所述尺寸测量仪器是游标卡尺、千分尺、高度尺、卷尺、量规、坐标测量机、坐标测量机的支臂、坐标测量机的一部分、激光跟踪仪或光学测量仪器；
利用所述至少一个摄像机拍摄所述物体的图像；
在所述图像中，利用所述处理器识别和/或标识所述物体的待测量的所述部分；
获取所述部分的模型并在所述透视式头戴显示器上显示所述模型的表示形式，其中，所述模型的所述表示形式叠加在所拍摄图像内的所述物体上或叠加在所述操作者的视野内的所述物体上，所述模型是数字化草图、数学或计算机模型、2D绘图、3D模型、3D CAD图像、3D主对象或其数字表示、所述物体或所述物体的所述部分的外观尺寸的统计模型；
其中，在所述显示器上显示的所述模型的所述表示形式通过所述操作者的一组预定手势或姿势旋转、放大或缩小；
在所述显示器上显示将借助于所述尺寸测量仪器测量的尺寸的指示，其中，显示标记，以便于指示所述物体的必需借助于所述尺寸测量仪器测量的表面或所述物体的必需借助于所述尺寸测量仪器测量的所述部分的末端；
在所述处理器中获取所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值；
基于所述物体的所述部分和/或所述物体的模型公差值处理所述数值并在所述透视式头戴显示器上显示所述处理所得到的结果。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
借助于所述电子设备，建议一个利用所述尺寸测量仪器进行尺寸测量的可操作流程。
3.根据权利要求1所述的方法，所述电子设备是便携式的。
4.根据权利要求1所述的方法，所述电子设备包含一组物理上独立的元件，所述元件之间通过一个或更多个数据链路互连。
5.根据权利要求1所述的方法，所述尺寸的所述指示包括公差范围或公差区间。
6.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括：
在所述显示器上显示指示符，所述指示符用于指示处理后的所述数值是否位于所述公差范围或公差区间内。
7.根据权利要求1所述的方法，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值的步骤包括：
拍摄所述尺寸测量仪器的模拟显示或示值的图像，以便在所述处理器内识别或标识所指示的模拟值并将所述模拟值转换成数字值。
8.根据权利要求1所述的方法，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值包括：
通过数据链路，从所述尺寸测量仪器向所述处理器发送数字数据。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
利用数字式的电子设备中的热传感器来获取所述物体的温度，其中，所述处理所述数值的步骤还基于所述温度。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
通过数据链路，由所述处理器从所述尺寸测量仪器获取所述测量仪器的温度，或者
利用数字式的电子装备中的热传感器来获取所述尺寸测量仪器的温度，其中，所述处理所述数值的步骤还基于所述尺寸测量仪器的所述温度。
11.根据权利要求1所述的方法，所述识别和/或标识所述图像中所述物体的步骤包括：
基于所述物体的形状或者附着在所述物体上的代码，识别和/或标识所述图像中的所述物体。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在所述处理器中识别和/或标识所述尺寸测量仪器，其中，所述处理所述数值的步骤还基于所述识别和/或标识。
13.根据权利要求12所述的方法，所述识别和/或标识所述尺寸测量仪器包括：
利用所述至少一个摄像机来拍摄所述尺寸测量仪器的图像；
识别和/或标识所述图像中的所述尺寸测量仪器的形状和/或附着在所述尺寸测量仪器上的代码。
14.根据权利要求12所述的方法，所述识别和/或标识所述尺寸测量仪器包括：
与所述尺寸测量仪器无线联系或通信。
15.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
提议用于测量所述物体的所述部分的测量仪器。
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