CN107084667B - 确定物体上的多个空间坐标的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

确定物体(42)上多个空间坐标的方法和设备，其采用具有图像传感器(24)的工作头(12)，图像传感器(24)配置为记录物体(42)的第一图像。编码器装置提供第一位置信息，第一位置信息表示工作头(12)沿至少一个坐标轴的相应工作位置。以一种方式记录物体(42)的第一图像(52)第一位置，使得多个特征中的第一特征(46)可测量地成像于第一图像(52)中。采用第一位置信息确定表示第一特征(46)的空间位置的第一空间坐标。然后将工作头(12)相对物体(42)移动到第二工作位置。在第二工作位置处，采用图像传感器(24)记录物体(42)的第二图像。采用第一图像和第二图像确定表示工作头(12)相对物体(24)的空间位移的第二位置信息。根据第二位置信息确定物体(42)的第二特征的空间坐标。

Description

确定物体上的多个空间坐标的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种确定具有多个特征的物体上的多个空间坐标的方法，该方法包括以下步骤：
--提供工作头，工作头具有图像传感器，图像传感器配置为记录物体的图像；
--将物体设置于工作空间内的所选位置处，工作头可在工作空间中相对物体移动；
--提供坐标系，坐标系具有多个坐标轴；
--提供编码器装置，编码器装置配置为提供第一位置信息，其中，第一位置信息表示工作头沿坐标轴中的至少一个的相应工作位置；
--相对物体将工作头移动到第一工作位置；
--采用上述图像传感器记录物体的第一图像，多个特征中的第一特征可测量地成像于第一图像中；
--通过采用第一位置信息确定第一空间坐标，第一空间坐标表示第一特征的空间位置；
--相对物体将工作头移动到第二工作位置，并且记录第二图像，多个特征中的第二特征可测量地成像于第二图像中；
--确定第二空间坐标，第二空间坐标表示第二特征的空间位置。
本发明还涉及一种相应的设备，该设备包括：工作头，工作头具有图像传感器，图像传感器配置为记录物体的图像；保持架，保持架用于将物体设置于工作空间内的所选位置，工作头可在工作空间内相对物体移动；坐标系，坐标系具有多个坐标轴；编码器装置，编码器装置配置为提供第一位置信息，其中，第一位置信息表示工作头沿坐标轴中的至少一个的相应工作位置；驱动机构，驱动机构用于相对物体移动工作头；评估和控制单元，评估和控制单元配置为：通过驱动机构将工作头移动到相对物体的第一工作位置，采用图像传感器在第一位置工作位置记录物体的第一图像，使得多个特征中的第一特征可测量地成像于第一图像中，以采用第一位置信息确定第一空间坐标，第一空间坐标表示第一特征的空间位置，以随后采用驱动机构将工作头移动到相对物体的第二工作位置，以及采用图像传感器记录第二图像，多个特征中的第二特征可测量地成像于第二图像中，并且最后确定第二空间坐标，第二空间坐标表示第二特征的空间位置。
背景技术
比如，根据WO2014/023332A的文献，这样的方法和相应设备总体上为已知的。
该文献描述了一种坐标测量机，其具有测量头，测量头带有光学传感器。测量头可相对工件台移动，使得其可移动到相对测量物体的各种测量位置。通过编码器装置确定测量头相对工件台的相应的工作位置，沿测量头的移动轴或工件台的移动轴，编码器装置具有线性刻度。
测量头可相对工件台上的测量物体定位的精度影响测量物体能够测量的测量精度。因此，尽可能高的定位精度是所期望的。这对于加工物体的机床或者机器人来说通常也成立。一般来说，机器工作头的定位精度取决于许多因素，特别是取决于机械导轨的精度和稳定性，并且取决于线性刻度的精度或总体上取决于用来典型地确定工作空间内的工作头的位置的编码器装置的精度。随着不断提高的要求，实现这些部件变得更加复杂。
为了实现工作头的高定位精度，典型地需要笨重的机器结构。这经常与实现工作头的高的加速度的期望是矛盾的，高的加速度是为了工作过程的快速执行。因此，具有移动工作头的设备的工程师必须经常折中，限制可能的最大定位精度。另外，老化、磨损、温度变化以及其它环境条件使工作头的定位精度伴随时间的推移受到限制和/或降低。
通过计算，在所选工作位置的所谓的校准期间，确定坐标测量机的定位误差，以及在工作过程期间，校正相应的定位误差是已知的程序。但是，这种类型的任何校正意味着额外的费用，且可能仅仅对所选工作位置为最佳。
EP2486369B1公开了一种坐标测量机，其具有触觉传感器，触觉传感器可沿三个相互正交的坐标轴移动。在此情况下，还采用线性刻度确定触觉传感器的相应工作位置。另外，上述的坐标测量机具有多个位置变化传感器(change-in-location sensor)，多个位置变化传感器为触觉传感器提供加速度数据。按照示例性实施方式，线性刻度的数据可与位置变化传感器的数据调和。这允许综合(plausibilization)，以及附加地采用线性刻度确定的位置信息的校正。但是，已知的坐标测量机要求附加的位置变化传感器，这构成一些应用的缺点。
与该背景技术相反，本发明的目的在于提供在背景介绍部分中提及的类型的方法和设备，通过该方法和设备，可以低价格的方式进行高精度的位置确定。
发明内容
按照本发明的一个方面，通过在背景技术介绍部分中提及类型的方法和设备实现该目的，其中，采用第一图像和第二图像确定第二位置信息，第二位置信息表示工作头相对物体的空间位移，并且其中，采用第二位置信息确定第二空间坐标。
该新颖的方法和相应设备将第一位置信息与第二位置信息组合，第一位置信息通过沿坐标轴中的至少一个的编码器装置提供，从而指示坐标系中的绝对位置，第二位置信息通过图像传感器而获得，并且与相对物体的之前确定的工作位置有关。因此，第二位置信息为相对位置信息，其仅与第一位置信息一起的情况下提供在坐标系中的绝对位置的指示。尽管采用图像传感器获得第二位置信息，其表示工作头的工作位置，并且相应地被处理。在优选的示例性实施方式中，编码器装置包括线性刻度和/或旋转编码器，其以本身已知的方式提供沿至少一个坐标轴的位置信息。线性刻度和/或旋转编码器还可单独地提供相对位置信息(比如，通过增量刻度)，但是在此它们采用编码器装置的评估产生沿至少一个坐标轴的绝对位置的表示，具体来说，与工作头是否相对待测量的物体移动无关。即使在工作空间中不存在物体的情况下，编码器装置仍可提供第一位置信息。相比之下，第二位置信息要求在工作空间中待测量的物体的存在。编码器装置优选地沿三个相互正交的坐标轴提供第一位置信息，即，第一位置信息表示三维工作空间中的位置。
优选细化方案中的图像传感器提供二维图像。在采用图像传感器确定物体上的空间坐标的已知的坐标测量机中，典型地通过采用图像传感器确定坐标系中的物体特征(或多个物体特征)的位置。在此，从第一位置信息和图像信息收集坐标系中的特征的空间坐标，第一位置信息表示工作头的工作位置，并且图像信息包括特征相对工作头的位置。因此，对于每个单独特征，用来确定所选特征的空间坐标的测量精度取决于用来根据第一位置信息确定的工作空间内的工作头的当前位置的测量精度。
与此相反，新颖的方法和相应设备至少附加地采用相对第二位置信息确定工作头的当前位置。在此，不从编码器装置获得第二位置信息，而是根据空间位移确定，所述空间位移是根据工作头在图像记录之间的移置，当与第一图像进行比较时，由第二图像中的特征示出。因此，第二位置信息特别地表示从第一工作位置开始的工作头相对于物体的空间位移，第一工作位置因第一位置信息而已知。位移可在坐标系内的任何方向上。
因此，在记录第二图像时，工作头的位置由工作头的相对位移产生，在优选的示例性实施方式中，仅根据第一图像和第二图像之间的比较确定相对位移。接着，采用由此获得的第二位置信息，对于第二特征确定空间坐标。从工作头相对物体的位移获得，并且如果期望参考坐标系统，则由第一特征的(第一)空间坐标获得这些空间坐标。
由于图像传感器的测量精度经常高于用已知的编码器装置沿一个或多个坐标轴获得的测量精度，故与传统的方法和设备相比较，可以低成本的方式提高用来确定第二特征的空间坐标的测量精度。因此，该新颖的方法和相应设备允许成本高效地实现高测量精度，特别是如果图像器为工作头的“主传感器”且因此已经存在。于是，该新颖的方法和相应设备有利地采用图像传感器的信息，以不仅确定物体特征相对工作头的位置，而且确定工作空间内的工作头本身的位置。
如果对于第二位置信息，不能获得计量支持的校正值，而是反之必须采用以计量地捕获的支持点之间的插值，则本新颖的方法和相应的设备是特别有利的。另外，该新颖的方法和相应设备可以低成本地提供物体特征(比如，物体上的两个孔或边缘之间的间隔)之间的相对参考的非常高的测量精度。因此，完全实现上述目标。
在本发明的优选的细化方案中，根据多个特征中的所选特征确定第二位置信息，其中，所选特征成像于第一图像和第二图像中。
作为替换方案或作为附加方案，在其他细化方案中，可根据不形成物体的特征的参考物体确定第二位置信息。该优选细化方案的优点在于，与任何参考物体无关，图像传感器可以最佳方式与物体对准。另外，可用工作空间不受到单独的参考物体的限制。另一方面，如果物体具有低的对比度，则参考物体的使用是有利的。
在另一细化方案中，所选特征为第一特征。
由于已测量第一特征，故本细化方案允许空间坐标的高效率的确定。另外，本细化方案的优点在于，第二位置信息与第一特征直接相关，其对于物体特征之间的空间关系允许非常高的测量精度。
在其他细化方案中，第二特征仅可测量地成像于第二图像中。
在本细化方案中，第二特征不被含有于第一图像中，或至少没有以足够的锐度和/或足够的对比度成像，从而不能允许根据第一图像直接确定第二特征的空间坐标。该细化方案允许大的测量区域和物体上的多个空间分布的特征的空间坐标的灵活确定。
在其他细化方案中，提供参数数据集，其表示以下参数中的至少一个：工作空间内的限定工作位置；工作空间内的限定路径长度；工作空间内的限定轨迹；工作空间的区域中的当前温度；以及相对限定参考时间的经历时长，其中，根据用于确定第二空间坐标的参数数据集使用第二位置信息。
在本细化方案中，可选地，采用第一(绝对)位置信息或第二(相对)位置信息确定第二特征的空间坐标。根据参数数据集进行选择，参数数据集表示前述的参数中的一个或多个。
在一些有利的示例性实施方式中，如果第一工作位置与第二工作位置之间的工作头的限定路径长度相对工作空间的最大尺寸是小的(比如，小于沿至少一个坐标轴的最大路径长度的20％，优选地小于10％)，则根据参数数据集采用第二位置信息。在此情况下，从而，在工作头的小的移动行程的情况下，相对的第二位置信息是优选的，而在大的移动行程的情况下，绝对的第一位置信息是优选的。
在另一细化方案中，如果工作头从第一工作位置移动到第二工作位置所沿的限定轨迹超过关于工作头的移动速度和/或加速度的限定阈值，则采用相对的第二位置信息。
在其他细化方案中，如果工作空间的区域中的当前温度与参考温度的偏差大于限定阈值，则采用相对的第二位置信息。在确定用于校正第一位置信息的校正值时，参考温度有利地表示工作空间的区域中的当前温度。因此，在这些细化方案中，如果工作空间的区域中的当前温度明显不同于在校准值的捕获期间的工作温度，则采用相对的第二位置信息。
在其他细化方案中，如果持续时间相对于限定参考时间超过限定阈值，特别是如果自从用于第一位置信息的上述编码器装置的上次校准，限定的持续时间已经流逝，则采用第二位置信息。
上述的细化方案和示例性实施方式允许本新颖的方法和相应设备高度灵活地适应于单独环境条件和测量任务。移动工作头的控制参数可有利地适应性地与改变的环境场合和/或设备的特性和/或物体的特性相匹配。在一些优选的示例性实施方式中，通过权重采用第一位置信息和第二位置信息，以确定物体上的空间坐标和/或将工作头移动到另一工作位置，权重取决于参数数据集。
在另一细化方案中，采用第一位置信息验证第二空间坐标。可替代地，在其它细化方案中，可在没有使用第一位置信息的验证的情况下，采用第二位置信息来确定第二特征的空间坐标。
在优选的细化方案中，根据第一位置信息进行第二位置信息的综合和/或加权合成或校正，其中，此情况下的后者指代工作头的第二工作位置。由于原则上，编码器装置提供工作空间内工作头的任何可能的工作位置的第一位置信息，因此该细化方案有利地采用绝对的第一位置信息和相对的第二位置信息来最小化测量不确定性。
在其他细化方案中，采用第二位置信息校正第一位置信息。
在本细化方案中，采用第二位置信息确定当前校正值，其表示第一位置信息的编码器装置的静态和/或动态测量误差，并且相应地允许第一位置信息的校正。在一些优选示例性实施方式中，校正值存储于设备的非易失性存储器中，并且用作工作头的后续移动的现有校正值。从而，这些示例性实施方式允许引导误差的适应性“在线校正”。
在其他细化方案中，根据第二位置信息确定相对物体移动工作头的移动参数，其中，根据移动参数，将工作头移动到相对物体的另一工作位置，以确定另一空间坐标。
在此细化方案中，在其他操作的工作头的位置控制中，第二位置信息代替和/或补充第一位置信息。换言之，在此细化方案中，采用第一位置信息将工作头初始地移动到第一工作位置。接着，通过第一位置信息，将工作头移动到第二工作位置。相比之下，就“耦合导航(coupling navigation)”来说，采用第二位置信息实现工作头的后续的移动行程。在一些示例性实施方式中，第一位置信息仅提供起始点，就“耦合导航”来说，仅根据第二位置信息控制工作头从起始点的移动。在小的移动行程的情况下，特别是在具有变化的温度或在其它的环境条件的工作环境中，该细化方案允许非常高的定位精度。
在另一细化方案中，记录物体的另一图像，并且根据另一图像，在工作头到达第二工作位置之前，对于第二图像确定含有第二特征的关注区域。在一些优选的示例性实施方式中，可通过另一图像传感器获得另一图像，另一图像传感器相对于第一图像传感器具有不同的视角。
在本细化方案中，根据当前信息预测含有第二特征的关注区域。另一图像在原则上也可为第一图像，即，根据来自第一图像的信息预测第二特征的关注区域的位置。该细化方案允许第二特征的空间坐标的快速确定。
应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述的特征和尚待在下面描述的特征不仅可用于相应的特定组合中，而且还可用于其它的组合中或它们本身单独使用。
附图说明
本发明的示例性的实施方式在附图中示出，并且在下面的描述中更详细地说明。在这些附图中：
图1示出了本发明的示例性的实施方式的坐标测量机；
图2示出了具有图像传感器的工作头和物体的简化图示；
图3示出了采用图2的图像传感器记录的第一图像；
图4示出了图2的物体的第二图像；以及
图5示出了解释新颖的方法的示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
在图1中，坐标测量机形式的新颖的设备的示例性实施方式整体上由附图标记10表示。在此将坐标测量机10选作多个适合设备的例子，多个适合设备不限于术语的狭义的范围内的标坐测量机，比如，具有门户(portal)或支架(stand)结构的那些设备。另外，原则上可以在加工物体的期间有利地使用该新颖的方法和相应的设备。另外，该新颖的方法和相应的设备不限于与在下面描述的示例性实施方式相对应的具有串联运动型(serialkinematics)的系统。比如，相对物体可移动的工作头可设置于并联运动型(parallelkinematics)结构上或多轴机器人臂上。同样，工作头本身可以是固定的，而物体可通过包含一个或多个机器人的适合的运动型结构来相对工作头定位。但是，在具有光学传感器的坐标测量机中实施该新颖的方法是尤其成本高效的且因此是有利的。
坐标测量机10包括工作头12，其在此情况下设置于工件台14上方的柱上。工件台14配置为用于接收待采用工作头12测量的物体(在这里没有示出)。坐标测量机典型地用于确定物体的尺寸特性，其特别是作为质量保证和/或原型制作的一部分。
在本示例性实施方式中，工件台14为已知的十字台，其可经由适合的驱动器16(在这里无法看到)，沿两个相互正交的空间方向移动。两个空间方向常称为x轴和y轴，并且它们与第三正交轴(z轴)一起限定机器坐标系，其用附图标记17表示。这里，工件台14具有线性导轨18，线性导轨18允许沿坐标轴的线性移动。
作为典型方式，导轨18中的每个坐标方向上的至少一个的区域中典型地设置的是线性刻度20，线性刻度20与读取头(在这里没有单独地示出)一起形成编码器装置22。编码器装置22以本身已知的方式提供第一位置信息，至少在相应的评估之后，第一位置信息表示在坐标系17的绝对坐标中的工作头12和工件台14的相应工作位置。在图1中以，简化的方式，仅指定了沿y轴的编码器装置。但是，设备10有利地具有多维度的编码器装置，其提供沿三个坐标轴的绝对位置信息。相应地，可经由集成在柱中的驱动系统，沿z轴(在这里没有示出)在导轨上移置工作头12。
设置于工作头12上的是光学传感器，光学传感器具有集成的图像传感器24。如参照图2和图4在下面更加详细地描述的，图像传感器24允许设置于工件台14上的物体图像的记录。本优选的示例性实施方式中，坐标测量机10还包括触觉传感器26，其同样地设置于工作头12上。从而，坐标测量机10允许选择性地采用图像传感器24和/或触觉传感器26测量物体。在其它的示例性实施方式中，可将加工工具取代触觉传感器26设置于工作头24上。
附图标记28表示评估和控制单元，评估和控制单元配置为控制工作头12相对工件台14的移动，并且配置为确定在机器坐标系17中工作头12的相应工作位置。另外，在一些示例性实施方式中，评估和控制单元28配置为确定待测量物体的空间坐标，其中，其采用沿坐标轴的编码器装置22所提供的(第一)位置信息。如本领域的技术人员原则上已知的，为确定空间坐标，评估和控制单元还采用由图像传感器24和/或触觉传感器26而获得的信息。
在一些示例性实施方式中，该新颖的设备和相应的方法采用非易失性存储器，非易失性存储器中存储参数数据集30。在优选的示例性实施方式中，参数数据集30包含限定工作位置32、限定路径长度34、限定轨迹36、温度参数38以及限定持续时间40或这些参数中的至少一个或多个。在一些示例性实施方式中，根据参数数据集且选择性地根据(绝对)位置信息和/或根据第二位置信息确定物体的空间坐标，(绝对)位置信息采用编码器装置22确定，第二位置信息采用图像传感器24确定。相应地，除了编码器装置22的第一位置信息外，有利地采用图像传感器24确定表示工作头12相对工件台14的当前工作位置的另一位置信息，并且从而允许物体的空间坐标的确定。
图2通过简化图示出了具有集成的图像传感器24的光学传感器。相同的附图标记表示与前面相同的部件。举例来说，物体42设置于工件台14上。如图2所示，在这里，物体42大于图像传感器24的图像记录区域44，因此，仅物体42的一部分可成像于图像中。物体42具有多个特征，比如，物体边缘46、48与孔50(参照图3)。
图3示出了物体42的第一图像52，其采用图像传感器24记录。如图3所示，在这里绘示了特征46、50，而没有绘示特征48。
图4示出了物体42的第二图像54，在工作头12相对物体42移置之后，采用图像传感器24记录第二图像54。工作头12相对物体42的移置对应于位移56，第二图像54中的物体边缘46相对图像52中的物体边缘46移置位移56。通过图像52、54的比较，可确定位移56，并因此确定(第二)位置信息，(第二)位置信息表示工作头12相对物体42的空间位移。
在这里，附图标记58表示含有成像于图像54上的物体边缘48的关注区域。在一些优先的示例性实施方式中，在工作头12已到达用于记录第二图像54的工作位置之前，比如，通过根据CAD数据和/或采用第一图像52获得的信息预测关注区域58的位置，已经确定了第二图像54中的关注区域58的位置。
将参照图5在下面对该新颖的方法的示例性实施方式进行描述。按照步骤60，将待测定的物体42初始地设置在工件台14上。按照步骤42，将工作头12带到第一工作位置，按照步骤64(参照图3)，记录第一图像。按照步骤66，限定第一图像中的关注区域，关注区域包括第一特征，比如，物体边缘46。关注区域用于按照本身已知的方式减少待评估的图像点的数量，以便加速评估。
按照步骤68，确定第一空间坐标，第一空间坐标表示在坐标系17或等同的坐标系中的所选特征(比如，物体边缘46)的位置。按照本身已知的方式，沿坐标测量机10的坐标轴，将通过编码器装置22而可获得的第一位置信息用于确定第一空间坐标，如附图标记70所示。
在步骤72中，从存储器30读取一个或多个参数，并且基于此，在步骤74中，进行是否应当(仅)根据另一(第一)位置信息进行另一测量步骤的决定，另一(第一)位置信息通过编码器装置22可获得；或者，进行是否应当可替代地或附加地采用相对(第二)位置信息，相对(第二)位置信息是采用图像传感器24确定。
在一些优选的示例性实施方式中，如果工作头12相对物体42的移动路径小于限定阈值和/或如果工作空间的区域中的当前温度超过限定阈值和/或在限定温度间隔的范围内或其之外和/或如果自从上次校准超过限定持续时间，则进行另一物体特征上的空间坐标的相对测量。按照步骤76，工作头相对第二工作位置移动，按照步骤78，记录第二图像，第二图像对应于，比如，图4的图像54。按照步骤80，限定关注区域58，按照步骤82，确定位移56，位移56表示工作头12相对物体42的移动。按照步骤84，然后确定第二空间坐标，第二空间坐标表示，比如，坐标系17中的物体边缘48的位置。如在上面已进一步描述的，在此，根据位移56且根据第一特征46的已知的空间坐标，“相对地”确定物体边缘48(第二特征)的第二空间坐标84。
在一些示例性实施方式中，按照步骤86，根据通过编码器装置22可获得的第一位置信息验证第二空间坐标。在一些示例性实施方式中，按照步骤88，可确定校正值，如果采用第一位置信息确定的第二特征的空间坐标偏离采用位移56确定的空间坐标，可用校正值来校正编码器装置22的第一位置信息。按照步骤90，可进行另一测量循环，其中，在一些示例性实施方式中，根据来自存储器30的参数，选择性地进行以下决定：是应当按照步骤76～84执行相对测量，还是反之应当通过编码器装置的第一位置信息“绝对地”确定物体上的另一坐标。
后一可替代的方案通过步骤92、94、96、98示出。按照步骤92，工作头移动到第二(或另一)工作位置，按照步骤94，记录物体的第二(或另一)图像。按照步骤96，限定关注区域，其含有待测量的特征。按照步骤98，通过采用编码器装置22的第一位置信息，以本身已知的方式，确定关注区域中的所选特征的第二(或另一)坐标。应理解的是，即使在此情况下，所选特征的位置是在记录的图像中确定的，因为第一位置信息仅表示坐标系17中的工作头的工作位置，并且因此仍需要根据记录的图像建立工作头12和待测定的特征之间的关系。与在前描述的可替代的方案相比较，编码器装置现提供用于确定工作位置的主位置信息。
在一些列举实施方式中，可按照步骤100，记录另一图像，以便甚至在工作头达到第二或另一工作位置之前，限定关注区域。即使在基于步骤76～84的“相对”测量的情况下，此变体方案原则上仍是可能的。
按照前面的描述，从而，该新颖的方法和相应设备将第一位置信息与相对的第二位置信息组合，第一位置信息表示坐标系17内的绝对位置，第二位置信息有利地采用光学传感器确定，初始地通过编码器装置确定光学传感器的第一工作位置。在一些优选示例性实施方式中，根据第二位置信息进行物体的另一测量。在其它的示例性实施方式中，根据环境参数和/或测量任务的参数，单独地进行选择，选择涉及用哪个位置信息来确定物体上的坐标。
该新颖的方法和相应的设备以有利的方式将位置信息的各种片段组合，并且因此可以成本高效的方式获得提高的测量精度，因为第一位置信息典型地围绕(未知)平均值而分布，而第二相对位置信息可具有测量误差，测量误差随着路径长度的增加而线性增加，但典型地具有较小离散度。绝对和相对位置信息的组合允许分别获得的测量值的验证和/或校正。
在一些示例性实施方式中，采用第二相对位置信息在移动期间实现工作头的位置控制。根据应用或环境，反馈环的控制参数可以有利地改变。
在一些示例性实施方式中，组合绝对第一位置信息和相对第二位置信息，使得如果在短的持续时间内发生小的局部变化，则总是给予相对第二位置信息优先性，而如果要求较长的持续时间上的和/或较大距离上的位置信息，则给予第一位置信息优先性。有利地，可根据空间和时间边界条件，实现第一和第二位置信息的目标权重。
有利地按照以下方式实现适合于位置信息的提供的传感器的选择：
1.识别所需的系统精度、分辨率以及敏捷度；
2.选择提供位置信息的主系统，特别是针对所需的长期稳定性；
3.识别不适合于实现所需的精度的引导系统的速度、加速度、分辨率、空间域和/或时间间隔；
4.选择提供位置信息的可替代系统，其避免导向系统的所识别的缺陷区域；
5.固定空间、速度、加速度、分辨率、空间域和/或时间间隔，在这些参数内，步骤4的系统提供主位置信息；以及
6.确定单独系统的位置信息的综合体(sythesis)的适合的过滤器曲线(filtercurve)。

Claims (10)

1.一种确定具有多个特征(46，48)的物体(42)的多个空间坐标的方法，该方法包括以下步骤：
--提供工作头(12)，该工作头(12)具有图像传感器(24)，该图像传感器(24)配置为记录该物体(42)的图像(52，54)；
--将该物体(42)设置于工作空间内的所选位置，该工作头(12)在该工作空间内可相对该物体(42)移动；
--提供坐标系(17)，该坐标系(17)具有若干坐标轴(X，Y，Z)；
--提供编码器装置(22)，该编码器装置(22)配置为提供第一位置信息，其中，该第一位置信息表示该工作头(12)沿所述坐标轴中的至少一个的相应工作位置；
--将该工作头(12)相对该物体(42)移动到第一工作位置；
--采用该图像传感器(24)记录该物体(42)的第一图像(52)，所述多个特征中的第一特征(46)可测量地成像于该第一图像(52)中；
--通过采用该第一位置信息确定第一空间坐标，该第一空间坐标表示该第一特征(46)的空间位置；
--将该工作头(12)相对该物体(42)移动到第二工作位置，并且记录第二图像(54)，其中，所述多个特征中的第二特征(48)可测量地成像于该第二图像(54)中；
--确定第二空间坐标，该第二空间坐标表示该第二特征(48)的空间位置；
其特征在于，采用该第一图像(52)和该第二图像(54)确定第二位置信息，该第二位置信息表示该工作头(12)相对该物体(42)的空间位移(56)，并且特征在于，采用该第二位置信息确定该第二空间坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据该多个特征中的所选特征(46)确定该第二位置信息，其中该所选特征(46)成像于该第一图像(52)和该第二图像(54)中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该所选特征(46)为该第一特征。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，该第二特征(48)仅可测量地成像于该第二图像(54)中。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，提供参数数据集(30)，该参数数据集(30)表示以下参数中的至少一个：该工作空间内的限定工作位置(32)；该工作空间内的限定路径长度(34)；该工作空间内的限定轨迹(36)；该工作空间的区域中的当前温度(38)；以及相对限定参考时间的经历时长(40)，其中根据该参数数据集使用该第二位置信息用于确定该第二空间坐标。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，根据该第一位置信息验证该第二空间坐标。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，根据该第二位置信息确定该第一位置信息的校正值。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，根据该第二位置信息确定相对该物体(42)移动该工作头(12)的移动参数，其中，根据该移动参数将该工作头(12)相对该物体移动到另一工作位置，从而确定另一空间坐标。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，记录该物体的另一图像，且在该工作头(12)到达该第二工作位置之前，对于该第二图像(54)，根据该另一图像确定含有该第二特征(48)的关注区域(58)。
10.一种确定具有多个特征(46，48)的物体(42)上的多个空间坐标的设备，该设备包括：
--工作头(12)，该工作头(12)具有图像传感器(24)，该图像传感器(24)配置为记录该物体(42)的图像；
--保持架(14)，该保持架(14)用于将该物体(42)设置于工作空间内的所选位置，该工作头(12)在该工作空间中可相对该物体(42)移动；
--坐标系(17)，该坐标系(17)具有若干坐标轴(X，Y，Z)；
--编码器装置(22)，该编码器装置(22)配置为提供第一位置信息，其中，该第一位置信息表示该工作头(12)沿着所述坐标轴中的至少一个的相应工作位置；
--驱动机构(16)，其用于使该工作头(12)相对该物体(42)移动；
--评估和控制单元(28)，其配置为通过该驱动机构(16)将该工作头(12)相对该物体(42)移动到第一工作位置，来采用该图像传感器(24)在该第一工作位置处记录该物体(42)的第一图像(52)，使得所述多个特征中的第一特征(46)可测量地成像于第一图像(52)中，以用来采用该第一位置信息确定第一空间坐标，该第一空间坐标表示该第一特征(46)的空间位置，以后续地采用该驱动机构(16)将该工作头(12)相对该物体(42)移动到第二工作位置，以及以用来采用该图像传感器(24)记录第二图像(54)，所述多个特征中的第二特征(48)可测量地成像于该第二图像(54)中，并且最后确定第二空间坐标，该第二空间坐标表示该第二特征(48)的空间位置；
其特征在于，该评估和控制单元(28)还配置为采用该第一图像(52)和该第二图像(54)确定第二位置信息，该第二位置信息表示该工作头(12)相对该物体(42)的空间位移(56)，并且采用该第二位置信息确定该第二空间坐标。
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