CN105849731A - 用于分析空间测量数据的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分析空间测量数据的方法，该方法包括具有多个测量处理的评估处理，多个测量处理关于一个、两个或多个基本上相同的物品(10，10')的集合中的元素在时间上和/或空间上分布，所述物品都具有一个或更多个特征(15a‑c)，多个测量处理至少包括借助于包括至少一个传感器(21a‑c，22a，23a‑b，24a)的至少一个传感器系统(21‑24)对空间数据进行的第一测量和第二测量，其中，空间数据的每个测量都包括：为每个传感器设置传感器参照系统(41a‑c)，并且借助于所述至少一个传感器测量和/或外推(200)物品(10，10')的所述集合中的一个物品的特征(15a‑c)的一个或更多个空间值，其特征在于，空间数据的第一测量与第二测量之间的空间距离(600)和/或时间间隔(700)，其中，该方法还包括：变换传感器参照系统，并且为所有传感器设置统一参照系统(45)，统一参照系统与物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品或者物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品的支承件(33)相关；从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及利用统一参照系统(45)提供用于在空间数据的第一测量和第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。本发明还涉及用于根据该方法对空间测量数据进行分析的测量系统(1)。

Description

用于分析空间测量数据的方法和系统
本发明涉及用于生产过程的质量保证的领域。更具体地，本发明涉及一种用于通过结合同一对象或者相同种类的两个或更多个对象的空间测量数据来分析并监控生产过程的输出的系统和方法，所述数据是借助于多个不同的传感器获得的。本发明使得能够将关于单个对象的、来自不同的源的空间测量数据汇编成单个输出文件或类似的数据结构。根据本发明，空间测量数据被处理以将数据变换并集成到公共参照系统，以便能够将测量数据与CAD数据进行比较并且按照统一的方式显示结果。
在诸如汽车这样的商品的工业生产期间，通常的做法是测量其不同组件的特征和属性。这些测量可以例如基于激光或摄影测量原理，借助于接触式测量仪或非接触式测量仪在特殊的测量单元中执行。这样的过程例如在DE 195 44 240A1中公开。
US 7,672,500公开了一种用于监测生产过程的输出并使其可视化的方法，其生产过程的输出材料或物品由一个或更多个检查单元检查。检查单元扫描或者以其它方式检查由该生产过程生产的一系列物品或材料中的每一个，并且生成表示所检查的物品中的每一个的图像，其中，物品之间的差异能够在视觉上被编码。
这些方法的目的是为了在产品开发、发布或生产期间确定所测量的对象的可能的误差。然而不利地，在测量过程中，可能出现各种附加的误差，这些附加的误差妨碍对象的误差确定或者使对象的误差确定复杂化。这在需要误差的高精度检测的情况下尤其如此。
一方面，可能在对象在测量期间的定位中出现误差，而另一方面，可能在用于测量对象的每个单个传感器的测量中出现进一步的误差。
根据文献WO 2014/029622Al，已知一种用于使被测量对象在定位中的误差最小化的方法和装置。本文所公开的解决方案利用基准定位系统(RPS)，RPS用于将对象(例如，车身)放置在支承件上并使所述对象对准。然而，所公开的解决方案没有考虑传感器的固有误差。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于分析空间测量数据的改进的方法和改进的系统。
本发明的另一目的是提供一种用于分析生产过程的输出的数据以确定产生误差的方法和系统。
一个特定目的是提供这样的方法和系统，其中系统传感器相关误差能够被消除。
本发明的另外的目的是提供这样的方法，其中数据被集成在公共的基准坐标系统中。
本发明的另外的目的是提供这样的方法，其中所测量的数据可与现有的CAD数据和/或标称数据比较。
本发明的另外的目的是提供这样的方法，其中结果可按照统一的方式显示。
这些目的中的至少一个通过根据权利要求1的用于分析空间测量数据的方法、根据权利要求8的测量系统和/或本发明的从属权利要求来实现。
根据本发明的一种用于分析空间测量数据的方法包括具有多个测量处理的评估处理，所述多个测量处理关于一个、两个或多个基本上相同的物品的集合中的元素在时间上和/或空间上分布，所述物品都具有一个或更多个特征。所述多个测量处理至少包括借助于至少一个传感器系统对空间数据进行的第一测量和第二测量，所述至少一个传感器系统都包括至少一个传感器。对空间数据的每个测量都包括：为每个传感器提供传感器参照系统，并且借助于所述至少一个传感器来测量和/或外推物品的集合中的物品的所述特征的一个或更多个空间值。根据本发明，所述方法的特征在于空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间的空间距离和/或时间间隔，并且该方法还包括：变换所述传感器参照系统，并且为所有传感器提供统一参照系统，所述统一参照系统与物品的所述集合中的至少一个物品或者物品的所述集合中的至少一个物品的支承件相关；从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及利用所述统一参照系统来提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
就本申请而言，术语“基本上相同的物品”应被理解为表示相同类型的对象，特别是其中，对象彼此不同，如果真是这样的话，则仅在给定的生产容差内不同，和/或由于要借助于本发明的方法和系统确定的生产误差而与计划设计相比的改变。
根据本发明的用于分析空间测量数据的特定方法包括针对具有一个或更多个特征的物品的评价处理。该评价处理至少包括：借助于包括至少一个传感器的至少一个传感器系统对空间数据进行第一测量和第二测量，对空间数据的每个测量都包括为每个传感器提供传感器参照系统；以及借助于所述至少一个传感器，测量和/或外推所述物品的所述特征的一个或更多个空间值。根据本发明，该方法的特征在于执行空间数据的第一测量的第一传感器系统和执行空间数据的第二测量的第二传感器系统之间的距离、和/或空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间的时间间隔，并且该方法还包括：变换所述传感器参照系统，并且为所有传感器提供统一参照系统，所述统一参照系统与所述物品或所述物品的支承件相关；从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及为所述统一参照系统提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
在根据本发明的方法的一个实施方式中，针对同一物品执行空间数据的所述第一测量和所述第二测量二者，特别是其中，在空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间执行所述物品的处理步骤。
在该方法的一个实施方式中，通过与空间数据的所述第一测量不同的传感器系统执行来空间数据的所述第二测量，特别是其中，第一物品的空间数据的多个测量由多个传感器系统顺序地执行。
在该方法的另一个实施方式中，第一物品的空间数据的多个测量由多个传感器系统顺序地执行。
在该方法的另外的实施方式中，第一物品的空间数据的至少两个测量通过同一个传感器系统执行。
在根据本发明的方法的一个实施方式中，空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间的空间距离包括：同一传感器系统的第一位置与第二位置之间的空间距离，其中，所述传感器系统在所述第一位置执行第一测量并且在所述第二位置执行第二测量；或者，执行空间数据的所述第一测量的第一传感器系统与执行空间数据的所述第二测量的第二传感器系统之间的空间距离。
在根据本发明的方法的另一个实施方式，提供一种传感器参照系统包括：将所述至少一个传感器参照到参照点，其中，所述参照点在所述统一参照系统中具有限定位置，所述位置被定位在物品的集合中的至少一个物品上或者定位在支承件上，物品的所述集合中的至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件上，并且所述参照点的所述位置可由各个传感器系统中的所述至少一个传感器确定。具体地，所述参照点是相应的传感器系统的投影装置的投影，特别是激光光斑或所投影的激光线或图案的一部分，或者所述参照点是参照装置的一部分，所述参照装置的所述一部分适于使得传感器以六个自由度进行参照。
在该方法的一个实施方式中，使所述传感器参照到所述参照点包括图像或数据拼接步骤，所述图像或数据拼接步骤通过使用至少两个传感器的交叠的空间数据将相应的传感器系统的传感器的数据组合起来。
在根据本发明的方法的另外的实施方式中，提供传感器参照系统包括使所述至少一个传感器参照到参照点，其中，所述参照点具有所述统一参照系统中的限定位置，所述限定位置定位在物品的集合中的至少一个物品上或者定位在支承件上，物品的所述集合中的所述至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件上，并且所述参照点的位置以及所述至少一个传感器的位置和取向可由包括至少一个外部参照装置的外部参照系统、特别是激光跟踪仪确定。具体地，所述至少一个传感器包括传感器参照装置，所述传感器参照装置适于允许确定所述传感器在六个自由度中的取向，并且所述参照点是参照装置的一部分，所述参照装置的所述一部分适于允许所述外部参照装置以六个自由度进行参照。
根据本发明的方法的另外的实施方式包括生成图像，所述图像表示所测量的物品的集合中的至少一个被测量的物品，并且包括物品的所述集合中的至少一个被测量的物品的所述特征的测量值和/或外推值。具体地，该方法还包括将所述测量值或所述外推值中的至少一个与对应的存储值进行比较以确定差值，并且其中，所生成的图像表示物品的所述集合中的至少一个被测量的物品，其中，所述图像的对应于所述物品集合中的至少一个被测量的物品的、与被与所述存储值进行比较的所述测量值或所述外推值中的所述至少一个关联的区域或部分区域或部分在视觉上被编码，以指示对应的值或差值。
本发明还涉及一种用于特别是根据本发明的方法分析空间测量数据的测量系统。用于分析空间测量数据的这种测量系统适于具有多个测量处理的评价处理，所述多个测量处理关于一个、两个或多个基本上相同的物品的集合中的元素在时间和/或空间上分布，所述物品都具有一个或更多个特征。该测量系统包括具有至少一个传感器的至少一个传感器系统，所述至少一个传感器系统适于执行所述多个测量处理，所述多个测量处理至少包括对其中一个物品的空间数据进行第一测量和第二测量，其中，所述至少一个传感器适于使其本身以参照点为基准，为每个传感器提供传感器参照系统，并且测量和/或外推物品的所述集合的每个特征的一个或更多个空间值。根据本发明，所述至少一个传感器系统适于执行空间数据的所述第一测量和所述第二测量，其中在所述第一测量与所述第二测量之间具有空间距离和/或时间间隔，并且所述测量系统的计算装置适于将所述传感器参照系统变换成所有传感器的统一参照系统，所述统一参照系统与所述物品的集合中的至少一个物品或者所述物品的集合中的至少一个物品的支承件相关；从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及利用所述统一参照系统来提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
在所述测量系统的一个实施方式中，所述参照点具有所述统一参照系统中的限定位置，所述限定位置定位在物品的所述集合中的所述至少一个物品上或者定位在支承件上，物品的所述集合中的所述至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件上，并且每个传感器系统的至少一个传感器适于确定所述参照点的位置。
在所述测量系统的另外的实施方式中，所述参照点是适于允许所述至少一个传感器以六个自由度进行参照的参照装置的一部分，和/或至少一个传感器系统包括投影装置，所述投影装置适于将参照点投影在所述物品的集合的所述至少一个物品上或者投影在所述支承件上，特别是以激光光斑的形式或者作为所投影的激光线或图案的一部分。
在所述测量系统的另一个实施方式中，为了使所述至少一个传感器以所述参照点为基准，至少两个传感器适于拍摄物品的所述集合中的所述至少一个物品的一部分的多个图像，并且其中，所述多个图像具有公共交叠区域，其中，所述计算装置适于使用图像或数据拼接将相应的传感器系统的所述传感器的数据组合起来，特别是用于构成所述统一参照系统。
在所述测量系统的另一个实施方式中，为了使所述至少一个传感器以六个自由度参照所述参照点和/或为了将所述传感器参照系统变换成统一参照系统，包括至少一个外部参照装置的外部参照系统适于确定所述至少一个传感器的位置和取向和所述参照点，特别是其中，所述外部参照装置是激光跟踪器，所述至少一个传感器包括传感器参照装置，并且所述参照点是参照装置的一部分。
所述测量系统的一个实施方式包括支承件，所述支承件适于按照将物品的集合中的至少一个物品相对于所述支承件固定地限定的方式来容纳物品的所述集合中的所述至少一个物品，其中，所述支承件包括所述参照点，特别是其中，所述支承件包括参照装置，所述参照装置包括相应的传感器系统的至少一个传感器适于检测的图案，并且允许所述传感器以六个自由度进行参照。
在所述测量系统的另外的实施方式中，所述测量系统的所述计算装置适于生成表示物品的所述集合的图像，具体地，所述计算装置适于将所述测量值或所述外推值中的至少一个与对应的存储值进行比较以确定差值；以及所述图像的对应于物品的所述集合的、与被与所述存储值进行比较的所述测量值或所述外推值中的至少一个关联的区域或部分的区域或部分在视觉上被编码，以指示对应的值或差值。
本发明还涉及一种用于执行根据本发明的方法的计算机程序产品。根据本发明的计算机程序产品包括存储在机器可读介质上的程序代码，或者被具体实施为包括程序代码段的电磁波，该计算机程序产品具有用于执行用于分析空间测量数据的方法的至少以下步骤的计算机可执行指令：
·变换所述传感器参照系统，并且为所有传感器提供统一参照系统，所述统一参照系统与物品的集合中的至少一个物品或者物品的集合中的至少一个物品的支承件相关；
·从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及
·利用所述统一参照系统提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量的和/或外推的值的数据库。
将在下面参照伴随图的示例性实施方式详细地描述本发明，其中：
图1以抽象方式示出了根据本发明的用于测量并可视化生产过程的输出的测量系统的实施方式，该系统包括测量物品的特征的一个传感器系统；
图2示出了测量车身的传感器系统的示例性实施方式；
图3是表示根据本发明的方法的变换和统一处理的流程图；
图4示出了根据本发明的用于测量并可视化生产过程的输出的测量系统的第二实施方式，该系统包括多个传感器系统；
图5示出了根据本发明的用于测量并可视化多个相同物品的生产过程的输出的测量系统的第三实施方式；
图6是表示用于测量并可视化生产过程的输出的已知方法的流程图；
图7a至图7c是表示根据本发明的用于测量并可视化生产过程的输出的方法的三个示例性实施方式的流程图；以及
图8a至图8f示出了使传感器参照到参照点的传感器系统的六个示例性实施方式。
图1示出了测量物品10的特征15a-c的传感器系统的实施方式的抽象示例。示出的根据本发明的测量系统1的示例性实施方式适于测量物品10的空间数据，特别是在生产物品10之后。测量系统1包括计算装置40和具有三个不同的传感器21a-c的传感器系统21。这些传感器21a-c适于测量物品10的不同的特征15a-c的值。
测量数据由传感器21a-c捕获，并且被接近实时地计算成普通数字格式。数据中的一些在这些传感器正在收集测量数据时就同时变得可用，而其它传感器仅在周期过程结束时才提供它们的结果。
许多不同种类的固定传感器或移动传感器可用于空间数据的测量。这些传感器包括：
单视觉和立体视觉传感器；
白光传感器；
激光光斑传感器；
激光线三角传感器；
LED视觉传感器；
投影相移传感器；
机电触摸探头传感器；
6DOF跟踪传感器；
温度传感器；
超声波传感器；以及
CT传感器；
或者这些传感器的任意组合。
可由这些传感器产生的空间数据包括：
表面几何形状；
表面点；
2D段；
制造特征(孔、边缘、螺栓等)的取向和位置；
几何尺寸；
线；
平面；
2D距离和3D距离；
角度分辨率；
对称性；
材料位置和厚度；
真实位置；和/或
图案。
显然，用于附加地测量空间数据的上述传感器可以通过另外的传感器(诸如用于物品的识别的RFID或条形码读取器)来补充。
图2示出了测量车身10的形式的物品的传感器系统21的示例性实施方式。车身10按照如下方式固定在支承件33上，即，车身10在支承件33上的位置被固定地限定。位于支承件33上的车身10借助于传送带30移动到传感器系统21。
所描绘的传感器系统21包括具有第一传感器21a和第二传感器21b的两个测量机器人。第一传感器21a是白光扫描仪(WLS)，并且第二传感器21b是激光扫描仪。WLS测量物品10(例如汽车钣金零件)的外表面。激光扫描仪(与WLS并行地)为了齐平和间隙信息仅测量物品10的边缘。第三传感器21c是激光线传感器，其测量测量机器人的第一传感器21a和第二传感器21b无法得到的物品10的底面上的单个特征。第一传感器21a和第二传感器21b适于在测量期间使第一传感器21a和第二传感器21b本身相对于所测量的物品10的参照点或支承件33的参照点进行参照。第三传感器21c适于使第三传感器21c本身相对于所测量的物品10的不同的参照点或支承件33的不同的参照点进行参照。
测量数据由传感器21a-c捕获，并且被接近实时地计算成普通数字格式。由于每个传感器21a-c都具有其自己的传感器参照系统，因此由传感器21a-c产生的数据也被提供在不同的传感器参照系统中。由传感器21a-c中的每一个产生的数据可能经受与相应的传感器21a-c有关的测量误差。传感器相关误差可以具有各种原因。例如，相应的测量机器人的臂的关节可能被磨损，或者传感器21a-c中的光学元件可能移位。根据测量数据的所需精度，这些误差可能严重影响生产输出的质量。
因此，传感器系统21按照以下方式被设置：单个传感器参照系统能够被变换成用于所有三个传感器21a-c的公共参照系统。由于每个传感器都使其本身相对于物品10的参照点或者固定地限定有该物品的位置的支承件的参照点进行参照，因此与物品10或支承件33有关的统一参照系统能够被用于所有传感器21a-c。为此，单个参照系统必须被变换。这被例示在图3中。
图3是表示根据本发明的方法的变换和统一处理400的示例性实施方式的流程图。由图2的传感器21a-c产生的数据被提供在不同的传感器参照系统41a-c中。为了从所测量的空间数据中减去系统传感器相关误差，传感器参照系统41a-c被变换并统一成用于所有传感器的物品相关统一参照系统45。这能够使用各种方法来完成，包括在设置期间位于部件上和/或固定装置上的摄影测量标记、预定的机器人重复性路径、交叠区域、几何拼接、使对象定位的实时绝对定位测量等。
数据的同步是使用包括测量程序、对象类型、序列号、开始时间和坐标系统的唯一标识符来完成的。
在将数据变换并统一为单层之后，但是与进一步的测量和数据捕获并行地，数据被汇聚到综合数据存储库(例如，文件或数据库)中。该数据然后对于客户端应用可用，使得用户和软件进程能够访问统一测量模型。具体地，该数据可以被用来生成表示被检查的物品的图像，并且该图像包含由所有传感器确定的数据(空间数据以及其它数据)。
该汇聚的数据包含包括小数据集(诸如测量点、位置或距离)和大数据集信息(诸如表面几何形状、线、横截面或曲率、厚度以及分析信息)在内的各种级别的信息。取决于用户和软件应用，可以加载部分或全部数据以供根据需要进一步使用。
变换和统一处理400具体包括以下：
·由多个传感器处理交叠区域；
·使异步数据流同步；
·使多个测量关联到共享的参照系统；
·对不一致进行处理；
·使对测量的温度影响最小化；
·实时协调操作以避免干扰；
·管理不同的数据格式；
·管理数据采集、计算和统一的正确的顺序和优先级；和/或
·基于对象类型、时间间隔等应用或拒绝处理请求。
利用变换和统一处理400，传感器相关误差能够被最小化或从测量数据中消除。
在图4中，描述了根据本发明的测量系统1的示例性实施方式，测量系统1包括四个独立的传感器系统21-24。新制造的汽车10由四个传感器系统21-24中的每一个顺序地检查，四个传感器系统21-24中的每一个都包括至少一个传感器。汽车10借助于传送带30在传感器系统之间移动。第一传感器系统21包括两个图像传感器21a-b(诸如相机)。第二传感器系统22和第四传感器系统24都包括激光扫描仪22a、24a。第三传感器系统23包括一个图像传感器23a(例如，一个白光传感器)和一个基于激光的边缘测量装置23b，边缘测量装置23b特别适于自动跟踪边缘，例如在EP 2 541194Al中描述的那样。
测量系统1的每个传感器都适于在测量被测量对象(这里为汽车10或其一部分)的同时使测量系统1的每个传感器本身相对于所述被测量对象进行参照。每个传感器然后根据所测量的值创建数据，并且将所述数据发送到计算机装置40。相对于被测量对象进行参照包括确定要被测量的物品(这里为汽车10)的参照点的位置，或者确定其上被固定地限定了汽车10的位置的支承件(未示出)的位置。具体地，为了在六个自由度中进行参照，所述传感器适于确定参照装置的位置和取向。
所描述的测量评估处理可以例如在物品10的生产过程之后。另选地或另外地，在不同的传感器系统21-24的单个检查之间，可以执行生产过程的进一步处理步骤。例如，利用第一传感器系统21的第一检查在物品10的喷涂处理之前测量该物品的特征的值，而利用第二传感器系统22的第二检查在喷涂之后测量同一个特征的属性。
在图5中，描绘了用于测量多个基本上相同的物品(新制造的汽车10、10')的另一示例性测量系统1。
就本申请而言，术语“基本上相同的物品”应被理解为表示相同类型的对象，特别是其中，对象彼此不同，如果真的不同的话，仅在给定的生产容差内不同和/或由于将要借助于本发明的方法和系统确定的生产误差而与计划设计相比的改变。
该测量系统至少包括第一传感器系统21。虽然这里仅描绘了一个传感器系统，但是优选地，如图4中所示，可以存在至少两个第一传感器系统21。第一传感器系统21包括多个不同的传感器，这些传感器全部适于使它们本身相对于汽车10、10'进行参照。在该实施方式中，计算装置(未示出)适于将测量值或外推值中的至少一个与对应的存储值(具体地，之前已检验的汽车10、10'的值)进行比较以确定差值。利用该差值，可以生成表示所检查的汽车10、10'的图像，其中，该图像的对应于汽车10、10'的、与被与存储值进行比较的测量值或外推值中的所述至少一个关联的区域或部分的区域或部分在视觉上被编码，以指示对应的值或差值。
图6示出了表示用于测量并可视化生产过程的输出的已知方法的流程图。这种方法被公开在WO 98/27514中。
图6的测量系统1包括具有三个传感器21a-c的传感器系统21。传感器21a-c适于通过测量200物品10的特征的值来创建空间数据(例如，表面几何形状重构)，每个传感器都创建物品10的一部分的局部重构。传感器21a-c也适于例如借助于图像拼接使它们本身彼此参照300。
所描绘的测量系统1还包括计算机装置40。由传感器21a-c生成的空间数据被发送到计算机装置40，以将所述数据进行组合，例如，将局部重构组合为完整的物品10的表面几何形状重构46。这是借助于使传感器21a-c相对于彼此参照来完成的。
图7a、图7b和图7c示出了表示根据本发明的用于测量并可视化生产过程的输出的系统和方法的三个示例性实施方式的流程图。
图7a的测量系统1包括具有三个传感器21a-c的单个传感器系统21，适于通过测量200物品10的特征的值来创建空间数据。传感器21a-c还适于使其本身相对于10物品进行参照300，这表示传感器系统21的至少一个传感器21a-c适于确定物品10的参照点的位置。具体地，为了使得传感器21a-c能够以六个自由度进行参照，所述至少一个传感器21a-c适于检测参照装置(例如，包含参照点的三维图案)的位置和取向。
所描绘的测量系统1还包括计算机装置40。由传感器21a-c生成的空间数据被发送到计算机装置40，以将所述数据组合起来。由传感器21a-c产生的数据被提供在不同的传感器参照系统41a-c中，这些不同的传感器参照系统41a-c需要被变换并统一成用于所有传感器的统一参照系统45。
与物品或者物品的支承件相关的参照系统45被存储在计算机装置40中。这三个传感器参照系统41a-c中的每一个的空间数据被变换400到该公共参照系统，使得为所有传感器21a-c创建物品相关的统一参照系统45。然后，使用该统一参照系统来提供用于在测量期间测量的值的公共均质数据库。可选地，基于统一参照系统45，能够生成表示所检查的物品10的图像50。
当使用例如软件程序“CoreView Pro”时，在统一过程中，读取在不同测量过程中产生的多个输入的CTO文件。然后，将来自所有文件的信息输出到要由CoreView Pro和其它授权的应用读取的单个CTO文件中。
在图7b中，测量系统1包括在空间上分离(即定位为彼此相距特定距离600)两个传感器系统。第一传感器系统21包括两个传感器21a-b，而第二传感器系统22包括一个传感器22a。这三个传感器21a-b、22适于通过测量200物品10的特征的值来创建空间数据。传感器21a-b、22a还适于使其本身相对于物品10进行参照300，这意味着每个传感器系统21、22的至少一个传感器21a-b、22适于确定物品10的参照点的位置。具体地，为了允许传感器以六个自由度进行参照，每个传感器系统21、22的至少一个传感器21a-b、22适于检测参照装置(例如，包含参照点的三维图案)的位置和取向。首先通过第一传感器系统21的传感器21a-b来测量物品10。然后，将物品10移动到第二传感器系统22，在第二传感器系统22，物品10由第二传感器系统22的传感器22a测量。
两个传感器系统21、22之间的距离600可以仅仅是几米(例如，当它们位于同一工厂大厅中时)，使得能够仅在第一测量之后数秒执行第二测量。距离600也可以被几百公里，例如，在制造出的部件在与其它部件组装之前被输送到不同的工厂，并且在运输之前和运输之后被测量。另外，可以在由两个传感器系统21、22执行的测量之间执行生产过程的进一步处理步骤。例如，利用第一传感器系统21的第一测量在物品10的喷涂或组装之前测量10物品的特征的值，并且利用第二传感器系统22的第二测量在喷涂或组装之后测量同一特征的属性。
在图7c中，测量系统1仅包括一个传感器系统21，传感器系统21在两个时间点测量同一个物品10，即，在第一测量与第二测量之间仅存在时间间隔700，而不存在距离600。在该时间间隔700中，物品10可以从传感器系统21移走并移回，或者物品10可以一直停留在传感器系统21。例如，在第一测量与第二测量之间的该时间间隔700中，可以在其它地方执行进一步的处理步骤。该时间间隔也可以是物品10的冷却时间，例如，物品10在需要高温的处理步骤之后的第一时间被测量，然后在所述时间间隔期间冷却(停留在传感器系统达一分钟或者存储在其它地方达多个小时)，然后被同一个传感器系统第二次测量。
图8a至图8f显示了用于相对于物品10的参照点12使传感器进行参照的六种示例性方式。
测量系统10包括具有两个传感器21a、21b的传感器系统21，所述两个传感器21a、21b捕获物品10的部分11的图像数据。这里，该物品是汽车10，并且该部分是汽车的顶部11。
在图8a中，参照点12位于在顶部11上，例如在天线的底座上。两个传感器21a-b适于确定汽车上的参照点12的位置。
在图8b中，传感器系统包括将激光光斑18投影到顶部11上的投影装置19，激光光斑18的位置可由所述两个传感器21a-b确定。优选地，投影装置19适于投影允许使传感器21a-b以六个自由度进行参照的图案。
在图8c中，存在两个参照点12、12'，这两个参照点12、12'可仅由第一传感器21a确定。每个传感器21a-b都适于获取顶部11的一部分的图像14a-b，其中，图像14a-b具有公共交叠区域13。借助于图像拼接，第二传感器21b也能够被参照到参照点12、12'。
在图8d、图8e和图8f中，参照点是参照装置16的一部分，使得传感器21a-b能够以六个自由度进行参照。
参照装置16具有可由传感器系统21的至少一个传感器识别的可视特征。所述可视特征是诸如良好限定的形状和/或颜色的一个或更多个几何对象这样的被动可视特征的排列。所述可视特征也可以包括荧光表面或回射表面。例如，可视特征可以提供用于使得它们能够在图像传感器的图像中被辨认出的对比表面和/或已知的形状或几何形状。可视特征可以是图像中的可视并可识别的自然存在的特征，例如纹理、边缘、不同颜色的部分等。可视特征也可以通过人为地施加的可视特征(诸如标记)实现。
参照装置16的可视特征也可以是例如具有光发射体(诸如灯泡、LED、激光器、荧光材料等)的形式的有源的光点，所述光发射体发出连续的光或者脉冲光。由于特别是具有未知的形状和大小的单个可视特征一般不足以在五个或六个自由度中确定空间参照，因此多个可视特征的集合被用作传感器的参照。可视特征也可以包括可由用于测量参照装置16的位置的激光跟踪仪追踪的回射器。
在图8d中，参照装置16被定位在被测量的部分(即，汽车10的顶部11)上，其位置和取向可由两个传感器21a-b确定。
在图8e中，两个参照装置16、16'被定位在汽车10的支承件33上。汽车10在支承件33上的位置和取向被固定地限定，如例如在申请号为12425140.6的欧洲专利申请中公开的那样。通过确定参照装置16、16'中的一个的位置和取向，传感器21a-b可以以六个自由度进行参照。
图8f示出了图8c和图8e的解决方案的组合。一个参照装置16被定位在支承件33上，并且可仅通过第一传感器21a来确定。借助于图像拼接，第二传感器同样可以相对于所述参照装置进行参照。
另选地，传感器本身也可以配备有传感器参照装置，例如依照以上针对参照装置16描述地那样被设计。然后，为了为所有传感器提供统一的物品相关参照系统，诸如激光跟踪器这样的外部参照装置可以被用于优选地以六个自由度连续地确定该物品的空间取向和传感器的空间取向。
虽然在上面部分地参照一些优选的实施方式例示了本发明，但是必须理解的是，能够进行实施方式的不同特征的许多修改和组合。所有这些修改落入所附的权利要求的范围之内。

Claims (15)

1.一种用于分析空间测量数据的方法，该方法包括具有多个测量处理的评估处理，所述多个测量处理关于一个、两个或多个基本上相同的物品(10、10')的集合的元素在时间和/或空间上分布，所述物品都具有一个或更多个特征(15a-c)，所述多个测量处理至少包括借助于包括至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的至少一个传感器系统(21-24)对空间数据进行的第一测量和第二测量，其中，对空间数据的每个测量都包括：
·为每个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)提供传感器参照系统(41a-c)，以及
·借助所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)来测量和/或外推(200)物品(10，10')的所述集合中的一个物品的所述特征(15a-c)的一个或更多个空间值，
其特征在于，
空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间的空间距离(600)和/或时间间隔(700)，其中，该方法还包括：
·变换所述传感器参照系统，并且为所有传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)提供统一参照系统(45)，所述统一参照系统(45)与物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品或者物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品的支承件(33)相关；
·从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及
·利用所述统一参照系统(45)提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
空间数据的所述第一测量和所述第二测量针对同一物品(10)执行，特别是其中，所述物品(10)的处理步骤在空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间执行，并且，特别是其中，
·通过与空间数据的所述第一测量不同的传感器系统(21-24)执行空间数据的所述第二测量，特别是其中，同一物品(10)的空间数据的多个测量由多个传感器系统(21-24)顺序地执行，或者
·同一物品(10)的空间数据的多个测量由多个传感器系统(21-24)顺序地执行，或者
·同一物品(10)的空间数据的至少两个测量由同一个传感器系统(21)执行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
空间数据的所述第一测量与所述第二测量之间的所述空间距离(600)包括
·在同一个传感器系统(21)的第一位置与第二位置之间的空间距离，其中，所述传感器系统在所述第一位置执行所述第一测量并且在所述第二位置执行所述第二测量，或者
·执行空间数据的所述第一测量的第一传感器系统(21)与执行空间数据的所述第二测量的第二传感器系统(22)之间的空间距离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
提供传感器参照系统包括使所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)参照(300)到参照点(12)，其中
·所述参照点(12)在所述统一参照系统(45)中具有限定位置，所述限定位置被定位在物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品上或者支承件(33)上，物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件(33)上，并且
·所述参照点(12)的所述位置能够由各个传感器系统(21-24)的所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)确定，
特别是其中，所述参照点(12)是
·相应的传感器系统(21-24)的投影装置(19)的投影，特别是激光光斑(18)或投影的激光线或图案的一部分，或者
·参照装置的一部分，其适于使所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)能够以六个自由度进行参照。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
使所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)参照到所述参照点(12)包括用于通过使用至少两个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的交叠空间数据(13)将相应的传感器系统(21-24)的所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的数据组合起来的图像或数据拼接处理。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
提供传感器参照系统包括使所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)参照(300)到参照点(12)，其中，
·所述参照点(12)具有所述统一参照系统(45)中的限定位置，所述限定位置位于物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品上或者位于支承件(33)上，物品(10，10')的所述集合中的所述至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件(33)上，并且
·所述参照点(12)的位置以及所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的位置和取向能够由包括至少一个外部参照装置的外部参照系统确定，所述至少一个外部参照装置特别是激光跟踪仪，
特别是其中，
·所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)包括传感器参照装置，所述传感器参照装置适于允许确定所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)在六个自由度中的取向，并且
·所述参照点是参照装置(16)的一部分，所述参照装置(16)的所述一部分适于允许所述外部参照装置以六个自由度进行参照。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
生成图像(50)，所述图像(50)表示物品(10、10')的所述集合中的所述至少一个测量的物品，并且包括物品(10、10')的所述集合中的所述至少一个测量的物品的所述特征(15a-c)的测量值和/或外推值，
特别是其中，该方法还包括将所述测量值或所述外推值中的至少一个与对应的存储值进行比较以确定差值，并且其中，所生成的图像表示物品(10，10')的所述集合中的所述至少一个测量的物品，其中，所述图像的对应于物品(10，10')的所述集合中的所述至少一个测量的物品的、与被与所述存储值进行比较的所述测量值或所述外推值中的所述至少一个关联的区域或部分的区域或部分在视觉上被编码，以指示对应的值或差值。
8.一种用于分析空间测量数据的测量系统(1)，该测量系统(1)
·适于具有多个测量处理的评估处理，所述多个测量处理关于一个、两个或多个基本上相同的物品(10、10')的集合中的元素在时间上和/或空间上分布，所述物品都具有一个或更多个特征(15a-c)，
·为每个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)提供传感器参照系统(41a-c)，并且
·借助于所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)来测量和/或外推(200)所述物品(10、10')中的一个的所述特征(15a-c)的一个或更多个空间值，
·包括具有至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的至少一个传感器系统(21-24)，所述至少一个传感器系统(21-24)适于执行所述多个测量处理，所述多个测量处理至少包括所述物品(10、10')中的一个的空间数据的第一测量和第二测量，
其中，所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)适于
·将其自身参照到参照点(12)，为每个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)提供传感器参照系统(41a-c)，并且
·测量和/或外推物品(10、10')的集合的每个特征(15a-c)的一个或更多个空间值，
其特征在于，
所述至少一个传感器系统(21-24)适于执行空间数据的所述第一测量和所述第二测量，其中在所述第一测量与所述第二测量之间具有空间距离(600)和/或时间间隔(700)，并且所述测量系统(1)的计算装置(40)适于
·将所述传感器参照系统(41a-c)变换成用于所有传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的统一参照系统(45)，所述统一参照系统(45)与物品(10、10')的所述集合中的至少一个物品或者物品(10、10')的所述集合中的至少一个物品的支承件(33)相关；
·从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及
·利用所述统一参照系统(45)提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
9.根据权利要求8所述的测量系统(1)，
其特征在于，
·所述参照点(12)具有所述统一参照系统(45)中的限定位置，所述限定位置定位在物品(10，10')的所述集合中的所述至少一个物品上或者定位在支承件(33)上，物品(10，10')的所述集合中的所述至少一个物品的位置被固定地限定在所述支承件(33)上，并且
·每个传感器系统(21-24)的至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)适于确定所述参照点(12)的位置。
10.根据权利要求8或9所述的测量系统(1)，
其特征在于，
·所述参照点(12)是适于允许所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)以六个自由度进行参照的参照装置(16)的一部分，和/或
·至少一个传感器系统(21-24)包括投影装置(19)，所述投影装置(19)适于将所述参照点(12)投影在物品(10、10')的所述集合中的所述至少一个物品上或者投影在所述支承件(33)上，特别是以激光光斑(18)的形式或者作为投影的激光线或图案的一部分。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的测量系统(1)，
其特征在于，
为了将所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)参照到所述参照点(12)，至少两个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)适于拍摄物品(10、10')的所述集合中的所述至少一个物品的一部分(11)的图像(14a、14b)，其中，所述图像(14a、14b)具有公共交叠区域(13)，其中，所述计算装置(40)适于使用图像或数据拼接将相应的传感器系统(21-24)的所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的数据组合起来，特别是用于构成所述统一参照系统。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的测量系统(1)，
其特征在于，
为了使所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)以六个自由度参照到所述参照点(12)和/或为了将所述传感器参照系统(41a-c)变换成统一参照系统(45)，包括至少一个外部参照装置的外部参照系统适于确定所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的位置和取向以及所述参照点(12)，特别是其中，所述外部参照装置是激光跟踪器，所述至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)包括传感器参照装置，并且所述参照点是参照装置(16)的一部分。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的测量系统，
其特征在于，
支承件(33)适于按照物品(10、10')的所述集合中的至少一个物品相对于所述支承件(33)被固定地限定的方式来接纳物品(10、10')的所述集合中的所述至少一个物品，其中，所述支承件(33)包括所述参照点(12)，
特别是其中，所述支承件(33)包括参照装置，所述参照装置包括相应的传感器系统(21-24)的至少一个传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)适于检测的图案，允许所述传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)以六个自由度进行参照。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的测量系统，
其特征在于，
所述测量系统(1)的所述计算装置(40)适于生成表示物品(10、10')的所述集合的图像(50)，特别是其中，
·所述计算装置(40)适于将所述测量值或所述外推值中的至少一个与对应的存储值进行比较以确定差值；以及
·所述图像的对应于物品(10、10')的所述集合的、与被与所述存储值进行比较的所述测量值或所述外推值中的至少一个关联的区域或部分的区域或部分在视觉上被编码，以指示对应的值或差值。
15.一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在机器可读介质上的程序代码，或者通过包括程序代码段的电磁波被实施，所述计算机程序产品具有用于特别是当在根据权利要求8至14中一项的测量系统(1)的计算装置(40)上运行时，执行权利要求1至7中一项的方法的至少以下步骤的计算机可执行指令：
·变换所述传感器参照系统(41a-c)，并且提供用于所有传感器(21a-c、22a、23a-b、24a)的统一参照系统(45)，所述统一参照系统(45)与物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品或者物品(10，10')的所述集合中的至少一个物品的支承件(33)相关；
·从所测量的空间数据减去传感器相关误差；以及
·利用所述统一参照系统(45)提供用于在空间数据的所述第一测量和所述第二测量期间测量和/或外推的值的数据库。
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