DE10110814A1 - Motoren- und Computergestütztes Laser-Vermessungssystem - Google Patents

Motoren- und Computergestütztes Laser-Vermessungssystem

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DE10110814A1
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Abstract

Um ein dreidimensionales Erfassen beliebiger Oberflächen zu ermöglichen, wird ein Hand-Laserentfernungsmessgerät (1) (mit Computerschnittstelle) auf eine, durch Motoren (2) (z. B. Schrittmotoren) um zwei Achsen schwenkbare Vorrichtung (4) montiert. DOLLAR A Eine Software (z. B. auf Laptop) übernimmt die Koordination von Messgerät und Motoren, um Messpunkte nach bestimmten Algorithmen auszuwählen und zu verarbeiten. DOLLAR A Die Messpunkte werden derart miteinander verknüpft, dass letztendlich ein Abbild der Oberfläche als Datenmodell entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt Raumvermessungen durch Theodoliten-Gestütze Systeme zu vereinfachen. Ein Hand-Laserentferungsmessgerät (Phasen-Differenz-Messung) wird dabei auf einen Theodoliten montiert. Der Benutzer muss die Punkte die vermessen werden sollen manuell anfahren und eine Distanzmessung auslösen. Systeme dieser Art sind teuer, da eine exakte Winkelmessung (im Gradsekunden-Bereich) nötig ist.
Höher entwickelte Systeme arbeiten mit einer Pulslaufzeitmessung des Laser-Lichts und können dementsprechend größere Datenmengen in kürzerer Zeit liefern. Auch diese Systeme sind extrem teuer.
Es ist ebenfalls bekannt den Laser aktiv durch Motoren zu positionieren. Beim System CALLIDUS® kommt dies z. B. zum Einsatz.
Aufgabe dieser Erfindung ist es nun ein System zu beschreiben, welches die Vorteile aus den oben genannten Beispielen bei gleichzeitiger Kostenersparnis in sich vereint.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Abb. 1: Eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung mit Lasermessgerät (auf einem Stativ montiert).
Abb. 2: Einen Schnitt durch die Vorrichtung (ohne Stativ).
Bei der Erstellung eines vollständigen Aufmaßes eines Raums mit dem Meterstab ist bekanntlich die Konsistenz der Maße nicht immer gegeben. Es müssen ggf. mehrere Kontrollmaße genommen werden um anschließend am PC eine "sichere" Rekonstruktion der tatsächlichen Verhältnisse in CAD-Systemen zu ermöglichen.
Ein oben beschriebenes System hat diese Nachteile nicht, da alle Punkte schon während der Vermessung zueinander in Beziehung gesetzt weden können. Dies vollbringt eine geeignete Steuersoftware, die die zwei Schrittmotoren ansteuert. Aus den zwei Rotationswinkeln und der Entferungsmessung durch das Messgerät kann die Software Kugelkoordinaten ermitteln. In einem zweiten Schritt können diese Koordinaten in ein kartesisches Koordinatensystem überführt werden.
Es ist sowohl ein manuelles Anfahren der Punkte (wie bei Theodoliten-Systemen) als auch eine vollständige Oberflächenvermessung wie bei anderen aktiv positionierten Systemen möglich. Die Verarbeitung der Oberflächen-Daten erfolgt in speziellen informationstechnischen Datenstrukturen. Ein Export der Daten in CAD-Systeme wie AutoCAD ist jederzeit möglich. Schon während der Vermessung kann der Benutzer das Ergebnis am Bildschirm betrachten.
Um auf spezielle spielarme Getriebe und Motoren verzichten zu können, kommt eine Gegenfederung der Achsen zum Einsatz. Für die senkrechte Achse eignen sich gewickelte Federbänder (wie in Rollmetermaßen), da sie über mehrere Umdrehungen hinweg eine nahezu konstante Rückstellkraft ausüben. Für die waagrechte Achse, die nur einen Winkelbereich von maximal 180° abdecken muss (von "senkrecht nach oben" bis "senkrecht nach unten") können auch einfache Drehfedern verwendet werden. In einer nicht dargestellten Ausführung ist das Messgerät genau um Schwerpunkt aufgehängt. Dadurch lassen sich die benötigten Ferderstärken drastisch reduzieren. Zu einer direkten Ansteuerung der Schrittmotoren eignen sich die Standard-Zeige-Geräte eines PCs am besten. Für jeden Schritt der Computermaus in x- oder y-Richtung werden die entsprechenden Motoren um einen Schritt bewegt. Besser als eine Maus, sind Systeme geeignet, die stationär montiert sind und eine ständige Impulsfolge liefern können, wie z. B. der Accupoint, bei dem der Benutzer Druck auf einen Knopf ausüben muss um eine Bewegung des Mauszeigers und damit in diesem Fall der Motoren zu erreichen.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführung wird das Messgerät stationär montiert und der Laser über Ablenkspiegel durch Schrittmotoren um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen abgelekt.
In einer weiteren nicht dargestellen Ausführung werden um höhere Drehmomente zu erreichen anstatt der Schrittmotoren Servomotoren eingesetzt.
Anstatt einer Winkelmessung kommt eine aktive Winkelpositionierung zum Einsatz. Statt einer Pulslaufzeitmessung wird ein handelsübliches Hand-Laserentferungsmessgerät mit Computer-Schnittstelle verwendet.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Halten eines handelsüblichen Hand-Laserentferungsmessgeräts (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Entferungsmessgerät (1) auf einer Positionierungseinheit um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen geschwenkt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entferungsmessgerät (1) durch zwei Schrittmotoren (2) und (4) mit Untersetzungsgetriebe um zwei Achsen gedreht werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Drehfedern (5) und (6) zum Toleranz- und Spielausgleich auf beiden Achsen zum Einsatz kommen und dadurch billigere Schrittmotoren sowie Getriebe verwendet weden können.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf ein Stativ (3) montiert wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittmotoren durch eine normale Computer- Maus, einen Trackball, einen Accupoint oder einen Joystick über einen PC angesteuert werden können.
DE10110814A 2001-03-06 2001-03-06 Motoren- und Computergestütztes Laser-Vermessungssystem Withdrawn DE10110814A1 (de)

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