DE102004024171A1

DE102004024171A1 - System zum Vermessen und Einrichten von Räumen

Info

Publication number: DE102004024171A1
Application number: DE102004024171A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Beckmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Beim Vermessen eines Raumes (1) wird vorgesehen, dass ein Vermessungssystem (2) mit einem rechnergesteuerten, horizontal und vertikal schwenkbaren Vermessungskopf die Maße von Räumen erfasst und diese an den Rechner zurückleitet. Daraus wird ein virtueller Raum erstellt, in den man nun Möbel (11) zeichnerisch einfügen kann. Der Rechner passt die Möbel der Raumstruktur an, indem er z. B. den Sockel zum Boden oder die Schrankseite zur Wand hin verlängert. Anschließend erstellt der Rechner Fräsprogramme, um die angepassten Möbelteile auf einem CNC-Bearbeitungszentrum zu fräsen. Bei der Aufstellung der Möbel am Bau, ist das System in der Lage, mit Hilfe seines Vermessungskopfes sich zu orientieren, um erforderliche Aufstellungspunkte (17) der Möbel als auch Bohrpunkte, beispielsweise mittels Markierungslaser, auf Flächen des Raumes zu projizieren. Der Markierungslaser befindet sich im Idealfall am Vermessungskopf und wird vom Rechner gesteuert. So kann jeder beliebige Punkt der aufzustellenden Möbelstücke Millimeter genau auf elektrische Weise markiert werden.

Description

Die Erfindung ist ein Verfahren, bei der Möbel an Raumstrukturen angepasst werden können.

Seit mehreren Jahrzehnten werden Möbel z.B. in Läden, Büros und Haushalten von Schreinern eingebaut und müssen dabei sehr häufig an unebenen Fußböden, Wände, Decken und bestehenden Möbel, angepasst werden.

Zudem werden häufig Maße beim Vermessen der Räumlichkeiten vergessen, dem durch dieses Verfahren vorgebeugt werden kann.

Das hier beschriebene Verfahren nutzt z.B. distanzmessende Laser, Schall oder Photogrammetrische Kameras um Entfernungen zu messen. Ein mit dem Rechner verbundener Steuerungskopf, der die Vermessungseinheit trägt, misst die horizontale und vertikale Neigung der Vermessungseinheit.

Dieser Steuerungskopf richtet zu Beginn den Vermessungskopf absolut senkrecht auf, um diesem einen Bezug zur horizontalen Ebene zu geben. Gleichzeitig ist der Vermessungskopf auf einem Stativ so gelagert, dass dieser durch computergesteuerte Motoren, sowohl horizontal wie auch vertikal schwenkbar ist, um in alle Richtungen von diesem Standort aus, ausgerichtet zu werden.

Um allerdings den Raum (1) hinter Mauervorsprüngen und unter dem Vermessungskopf selbst zu erfassen, muss die Apparatur durch den Anwender in Bereiche verschoben werden, die der Rechner dem Anwender auf dem Bildschirm vorgibt (4).

Denkbar wäre es auch, diese Technik auf eine rechnergesteuerte mobile Einheit zu montieren, die in der Lage ist, selbständig in alle notwendigen Bereiche des Raumes zu fahren, um die entsprechenden Strukturen zu erfassen.

Um bereits erfasste Bereiche zu erkennen und um Messungen nicht doppelt zu tätigen, vergleicht der Rechner die Messungen des neuen Standortes (7 und 5) mit den bereits erfassten Bereichen (6 und 5) und erkennt den gemeinsamen Bereich (5) innerhalb kürzester Zeit, um den Raum (1) mit weiteren Messungen zu vervollständigen. Hierbei könnte ein integrierter elektronischer Kompass für noch mehr Effektivität sorgen, da die erfassten Bereiche nur geschoben und nicht oder nur minimal um sich selbst gedreht werden müssten.

Ein Raum kann, wenn es der Anwender wünscht aber auch teilweise erfasst werden, wenn für das Projekt nur Nischen, Ecken oder Teilflächen vermessen werden müssen.

Die Vermessungsdaten werden genutzt, um den Raum mit einer entsprechenden Schnittstelle in einem CAD-Zeichenprogramm zu visualisieren (2 bis 4).

Als nächster Schritt werden Möbel, die in einem CAD-Programm gezeichnet wurden in diesen virtuellen Raum importiert (6).

Nach dem Positionieren der Möbel in den virtuellen Raum ist das System jetzt in der Lage, mit den Meßdaten und mit den Daten der Möbel, einzelne Möbelteile bis zu den Decken, Wänden und Böden zu verlängern, bis sie sich schneiden.

An den Schnittstellen entstehen somit Konturen, die mit den Unebenheiten, wie Dellen oder Huckel der Raumflächen übereinstimmen.

Die Konturen der welligen Kanten an den Möbelteilen (15 und 16) werden vom System erkannt und als fertiges Fräsprogramm mittels einer entsprechenden Schnittstelle umgewandelt, um diese Konturen durch ein CNC-Bearbeitungszentrum zu fräsen.

Ein Möbelstück mit entsprechend angepassten welligen Kanten steht folglich am geplanten Standort immer ausgerichtet und muss nicht mehr oder nur teilweise mit einer Wasserwaage ausgerichtet werden. Auch eine Reihe von Möbelstücken die neben-, hinter – und übereinander angeordnet sind, können bei richtig plazierter Aufstellung, nicht mehr windschief zueinander stehen, es sei denn der Anwender beabsichtigt dies.

Um eine exakte Plazierung am Bau zu gewährleisten wird bei der Aufstellung der Möbel (11) durch den Handwerker erneut das Vermessungssystem (2) an diversen Standorten aufgestellt. Da der Raum (1) bereits erfasst ist und er dem Rechner bekannt ist, kann dieser sich orientieren.

Durch einen am Vermessungskopf angebrachten Markierungslaser, können Punkte (17) auf Wand, Decke und Boden projiziert werden ( 9), wie z.B. die Ecken der Sockel auf dem Fußboden oder die Ecken eines Schrankes auf die Wand. Bei dieser Anwendung werden Bodenunebenheiten vom System berücksichtigt.

Es wäre auch möglich geplante Bohrlöcher an Wände, Böden und Decken zu projizieren, die wiederum eine Montage erleichtern würden.

Bei der rechnergesteuerten mobilen Einheit könnte auf der Unterseite ein Stift oder ein Druckerkopf angebracht sein, der die erforderlichen Punkte zur Aufstellung auf den Boden zeichnet, oder ebenfalls mit dem Markierungslaser bestückt sein, der die Punkte an die entsprechenden Stellen projiziert.

Am Bau kommt es allerdings auch vor, dass kurz vor der Montage die Räumlichkeiten erst vermessen werden können, wenn z.B. Fußbodenbeläge, Gipskartonwände oder abgehangene Decken gerade erst eingebaut wurden und in der Planung keine Zeit mehr blieb, um Konstruktionspunkte für die Montage im virtuellen Raum zu erzeugen.

In diesem Fall können vor Fertigstellung des Raumes die Konstruktionspunkte für die Montage mit einem üblichen CAD-Zeichenprogramm in einfachen erzeugten Ebenen eingefügt und in Relation gesetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Ebene ist z.B. ein vorläufiger Grundriss.

Bei der Montage am Bau, wird der Raum vom System wie bereits beschrieben vermessen und auch in diesem Fall ein virtueller Raum erzeugt. In dem virtuellen Raum werden nun, die einfachen Ebenen mit den in Relation stehenden Konstruktionspunkten eingefügt und in die gewünschte Position durch verschieben und drehen gebracht. Das System errechnet dann schnell und präzise, wo die Punkte in dem virtuellen Raum liegen, wobei auch hier Unebenheiten der Raumstruktur berücksichtigt werden.

virtuellen Raum liegen, wobei auch hier Unebenheiten der Raumstruktur berücksichtigt werden.

Schon durch wenige Eingaben durch den Anwender, ist das System jetzt in der Lage den Markierungslaser so zu steuern, dass die Konstruktionspunkte im Raum durch den Markierungslaser angezeigt werden können.

Durch letztere Anwendung ist das System auch sehr gut für Messebauer geeignet, die eine zur Verfügung stehende Fläche schon kurz nach dem Betreten bebauen müssen.

Ein Vorteil durch die Anwendung des Vermessungssystems (2) ist eine schnellere und genauere Messung am Bau.

Messungen der auszustattenden Räume in anderen Regionen und anderen Ländern, könnten durch dort angesiedelte Fremdfirmen durchgeführt werden. Die Daten können per E-Mail an den Hersteller der Möbel geschickt werden, wodurch Flüge und lange Anreisen vermieden werden könnten.

Durch das hier beschriebene System müssen die Möbel nicht mehr vor Ort angepasst werden, so dass Lärm und Schmutz dem Kunden größten Teils erspart bleibt.

Die Montage ist genauer und schneller, was sich positiv auf die Preisgestaltung auswirkt.

Durch die schnelle Montage erleiden Geschäfte, Büros, Läden und Kaufhäuser weniger oder gar keine Umsatzeinbußen durch Sperrung des Publikumsverkehrs.

1: Raum
2: Vermessungssystem
3: Erster erfasster Bereich
4: Neuer Standortvorschlag
5: Gemeinsamer Bereich
6: Bekannter nicht sichtbarer Bereich
7: Ergänzter Bereich
8: Unebene Wand
9: Unebener Boden
10: Fußboden
11: Möbel
12: Sockel
13: Schrankseite
14: Schranktür
15: Kontur der Schrankseite
16: Kontur der Sockelseite
17: Projizierter Punkt

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:
1 Grundriss eines Raumes mit einem wahllos aufgestellten Vermessungssystem
2 Das Vermessungssystem erzeugt durch den ersten Standort ein virtuelles Bild der Umgebung, mit Angabe für die nächste Plazierung
3 Durch das Vermessungssystem ergänztes virtuelles Bild durch die neue Standortwahl
4 Vollständiger virtueller Raum
5 Ecke des Raumes mit seiner unebenen Wand und Bodenstruktur
6 Grundriss mit geplanter Möbelbestückung
7 Ecke des Raumes mit festgelegtem Standort eines Schrankes
8 Ecke des Raumes mit angepasstem Schrank
9 Raum mit markierten Punkten auf dem Boden, erstellt durch die Wahl zweier Standorte des Vermessungssystems
10 Raum mit aufgestellten Möbeln mit Hilfe der Punkte
1 zeigt den Grundriss 1 mit der Aufstellung eines Vermessungssystems an einem beliebigen Standort.
2 stellt einen ersten Bereich (3) des Raumes (1) als virtuelles Bild dar, dass durch das Vermessungssystem (2) erzeugt wurde und gleichzeitig zeigt das System an, wo das Vermessungssystem als nächstes aufgebaut werden muss (4).
3 zeigt den virtuellen Raum (1) durch die neue Standortwahl des Vermessungssystems (2), der aus folgenden Bereichen besteht: Bekannter Bereich (6), aber vom neuen Standort aus nicht sichtbar. Bekannter Bereich (5), der mit den neuen Bereich übereinstimmt und auch sichtbar ist. Neuer Bereich (7), der den bekannten Bereich ergänzt hat.
4 stellt den Raum (1) virtuell dar.
5 zeigt eine Ecke des Raumes, mit einer unebenen Wand (8) und einem unebenen Boden (9).
6 ist der vereinfacht dargestellte Grundriss des Raumes (1) mit der Aufstellung von Möbeln (11) auf den Fußboden (10).
7 zeigt die unebene Wand (8) und den unebenen Boden (9) mit einem da vor stehenden nicht angepasstem Möbelstück. Am Möbelstück erkennt man die Tür (14), die Schrankseite (13) und die Sockelseite (12).
8 stellt die unebene Wand (8) und den unebenen Boden (9) mit einem angepassten Möbelstück dar. Am Möbelstück erkennt man Tür (14), Schrankseite (13) und Sockelseite (12), mit gemeinsamen Konturen (15,16).
9 stellt den Raum (1) dar, mit allen durch das Vermessungssystem (2) projizierten Punkten.
10 zeigt den selben Raum (1) mit den Möbeln (11), die mittels der projizierten Punkte aufgestellt werden konnten.

Claims

Verfahren zum Vermessen von Räumen und anschließendem Einrichten des Raumes mit Möbeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumstruktur mit ihren unebenen Wänden, necken und Fußböden mittels einer Vermessungskamera vermessen wird, damit anschließend die Meßdaten in einem Rechner gespeichert werden können und der Rechner dann aus den Meßdaten und den Daten der Möbel, imstande ist, die Möbel der Raumstruktur anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermessen, z.B. durch eine photogrammetrische Kamera, einem Laserdistanzmesser oder mit Hilfe eines Vermessungsgerätes, welches mit Schallwellen arbeitet erfolgt und dieses Gerät wiederum auf einem Stativ gelagert ist, welches eines dieser Vermessungsköpfe absolut senkrecht ausrichtet und anschließend vom Rechner horizontal und vertikal geschwenkt werden kann, um Parameterdaten an den Rechner weiterzugeben, welche aus der horizontalen und vertikalen Neigung des Meßgerätes und der Distanz zu einem Punkt auf Decke, Wand oder Boden besteht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner aus den Meßdaten ein virtuelles CAD-Bild des Raumes erzeugt, indem er die Daten der Vermessungseinheit nutzt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner nach vollständiger Erfassung des ersten Bereiches, selbständig erkennt, wo das Vermessungssystem als nächstes positioniert werden muss, um hinter Mauervorsprünge und unter dem Vermessungssystem selbst, den virtuellen Raum zu ergänzen, dabei erfolgt die Positionierung manuell, in eine Richtung, die der Rechner dem Anwender auf dem Bildschirm anzeigt und hierbei Verschiebungen so oft unternommen werden, bis der ganze Raum oder wenn vom Anwender gewünscht nur ein begrenzter Bereich vermessen ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Verschiebungen des Vermessungssystems, dieses in der Lage ist, den bereits erfassten Teilbereich wiederzuerkennen, da die Struktur aller Wände, Decken und Böden einzigartig ist, wodurch das System sich nun mit der Umgebung befassen kann, die dem System noch unbekannt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein integrierter elektronischer Kompass das Wiedererkennen des bereits erfassten Bereiches unterstützen kann, weil dieser nicht mehr, oder nur noch ein wenig um sich selbst gedreht werden muss.
Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle des Stativs, auch eine rechnergesteuerte mobile Einheit verwendet werden könnte, die ebenfalls den Vermessungskopf trägt und absolut senkrecht ausrichtet und die den Vermessungsstandort selbständig wechseln kann, da diese sich selbst steuert.
Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem virtuellen CAD-Bild des Raumes, Möbel eingefügt werden können, die wie bislang durch CAD-Programme gezeichnet werden, um diese der Raumstruktur mit Dellen und Huckeln, anzupassen, dass dadurch erreicht wird, indem diverse Möbelteile zu den Wänden, Fußböden und Decken gestreckt werden, bis sie mit diesen Kontakt haben.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dort, wo die Kanten der Möbelteile auf die Flächen der Wände, Decken und Fußböden treffen, gemeinsame Konturen entstehen, die identisch sind und die mit einer entsprechenden Schnittstelle als Fräsprogramm umgewandelt werden können, um die Möbelteile auf einem CNC-Bearbeitungszentrum auszufräsen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Möbel nunmehr aus diesen speziell angepassten Bauteilen und Standardbauteilen vormontiert werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Baustelle die Möbel unter erneutem Einsatz des Vermessungssystems und eines Markierungslasers, Punkt genau an ihre entsprechende Position im Raum aufgestellt werden und dies dadurch möglich ist, da sich der Rechner mit Hilfe des Vermessungskopfes orientieren kann und zudem die Daten der Möbelpositionen kennt und hierbei die erforderlichen Punkte, wie Sockelecken, Schrankecken oder auch schon Bohrpunkte für eine Fixierung der Möbel usw. auf Böden, Wände und Decken projiziert.
Verfahren nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die rechnergesteuerte mobile Einheit auf der Unterseite einen Stift oder Druckerkopf hat, um die Positionen der Möbel durch Linien und Punkte auf den Boden zu zeichnen, oder ein Markierungslaser die gewünschten Markierungspunkte der Möbel, auf Böden, Wände oder Decken projizieren kann.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch Markierungspunkte projiziert werden können, die zuvor in einem voraussichtlichen Grundriss genau in Relation zueinander gesetzt wurden, bevor ein virtueller Raum durch das Vermessungssystem erstellt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungspunkte erst dann projiziert werden können, wenn der Raum vorher durch das Vermessungssystem vermessen wurde und das System diesen Raum virtuell zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zuvor in Relation gesetzten Punkte in den virtuellen Raum so verschoben und gedreht werden, bis sie in der gewünschten Position stehen.
Verfahren nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner in der Lage ist, die Unebenheiten des Raumes zu berücksichtigen, um Markante Markierungspunkte oder Bohrpunkte für eine Fixierung der Möbel an den entsprechenden Stellen mit dem Markierungslaser in den Raum zu projizieren.