-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Festlegen, in einem
Raum oder auf Gegenständen, von Umrissen oder Punkten von
Fenstern, Türen, Schächten, Rohren, des Verlaufs
von Wasserleitungen und/oder elektrischen Leitungen oder eines Abwasserleitungssystems
oder eines Entwässerungssystems in einem Gebäude,
oder das Festlegen von Werken wie etwa Gebäuden, Fabriken,
Innenwänden usw. sowie Herstellungsformen in einer Fabrik
und Bearbeitungspositionen auf Erzeugnissen oder Gegenständen
und dergleichen.
-
Hintergrund
-
In
der Praxis werden solche Umrisse, Punkte oder Werke auf der Grundlage
verschiedener Fertigungszeichnungen und Bauzeichnungen erstellt.
Anhand dieser Zeichnungen werden die betreffenden Umrisse, Punkte
und/oder Werke anschließend auf einem Gegenstand oder in
einem dreidimensionalen Raum festgelegt oder abgesteckt, um sie
umzusetzen.
-
Herkömmlicherweise
werden für relativ große Projekte wie etwa Brücken, Überführungen,
Parks oder große Gebäude optische oder lasergesteuerte Nivelliergeräte
und dergleichen verwendet, bei denen der auszuführende
Umriss oder Punkt oder das auszuführende Werk in dem Raum
auf der Grundlage eines oder mehrerer Referenzpunkte im Raum, zum
Beispiel Pflöcke, die von einer Landvermessungsorganisation
gesetzt werden, markiert wird.
-
Die
herkömmliche Methode zur Festlegung von Umrissen, Punkten
oder Werken unter Verwendung eines optischen Nivelliergeräts,
Absteckpfählen und Maßband ist in der Praxis zeitaufwendig,
insbesondere bei der Festlegung komplexer, nicht geradliniger Umrisse
in einer senkrechten, schiefen oder gekrümmten Ebene und
bei Werken mit relativ großen Schwankungen der Höhe.
Da wenigstens zwei Personen mit Fachkenntnissen benötigt
werden, ist dies eine ziemlich kostspielige Arbeitsmethode.
-
In
der Praxis ist die Genauigkeit von Projekten, die mittels optischer
oder lasergesteuerter Geräte durchgeführt werden,
in hohem Maße von Umgebungsbedingungen wie etwa dem Lichteinfall,
Schatteneffekten, der Temperatur usw. beeinflusst. Um ein hinreichend
genaues Ergebnis zu erhalten, werden für jeden Punkt eine
Anzahl von Messungen ausgeführt, was bei der Verwendung
solcher Geräte nicht der Erzielung einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit förderlich
ist.
-
Für
relativ kleine Projekte, zum Beispiel in der Größenordnung
von bis zu einigen Metern, etwa wenn in einem Raum oder auf Gegenständen
Umrisse oder Punkte von Fenstern, Türen, Schächten, Rohren,
des Verlaufs von Wasserleitungen und/oder elektrischen Leitungen
oder eines Abwasserleitungssystems oder eines Entwässerungssystems
in einem Gebäude, Werke wie etwa Herstellungsformen in
einer Fabrik und Bearbeitungspositionen wie etwa zu bohrende Löcher
oder zu fräsende Nuten auf Erzeugnissen oder Gegenständen
und dergleichen festgelegt werden, ist es im Allgemeinen nicht möglich,
lasergesteuerte Nivelliergeräte zu verwenden, und zwar
wegen der relativ großen Abmessungen derartiger Geräte,
die eine häufige Neupositionierung und Neukalibrierung
der Geräte erfordern, zum Beispiel bei der Festlegung von
Umrissen oder Punkten in einem relativ kleinen Raum, aber auch wegen
ihrer begrenzten Genauigkeit und den oben genannten Auswirkungen
von Umgebungsbedingungen auf die Messung.
-
Aus
dem
europäischen Patent
Nr. 1 226 401 und dem darauffolgenden
US-Patent Nr. 7,395,609 B2 sind
Messvorrichtungen zur Messung der Position einer beweglichen Messsonde
in zwei oder drei unabhängigen Koordinaten bekannt. Diese
bekannten Messvorrichtungen beruhen auf dem gleichen Messprinzip
und umfassen eine Basiseinheit, bei der die bewegliche Messsonde über
eine Schnur oder einen Draht und einen drehbar gelagerten, langgestreckten Arm
mit einer in der Basiseinheit eingebauten Messvorrichtung verbunden
ist. Die Messvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung einer Länge
oder einer Längenänderung der Schnur oder des
Drahtes und der Drehung des Armes in wenigstens einem Freiheitsgrad
versehen, während die Messsonde verschoben wird. Eine mit
den Sensoren verbundene computergesteuerte Verarbeitungsvorrichtung
verarbeitet die von den Sensoren gelieferten Messsignale zu Positionsdaten
der Messsonde und stellt diese Daten an einer Kommunikationsschnittstelle
zur Verfügung.
-
Die
aus dem
europäischen
Patent Nr. 1 226 401 bekannten Messgeräte werden
unter dem Handelsnamen Proliner
® von
der Erwerberin der vorliegenden Patentanmeldung in einer zweidimensionalen
Messversion oder in einer dreidimensionalen Messversion vertrieben.
Der Proliner
® ist in der Lage, die
(räumliche) Position einzelner Punkte mit hoher Geschwindigkeit
und mit einem hohen Maß an Präzision zu messen.
Die Messgeräte haben eine handliche Größe,
können in sehr kurzer Zeit aufgestellt werden und sind
sehr benutzerfreundlich. Unter Verwendung des Proliner
® sind
auch Benutzer, die keine Fachleute sind, in der Lage, komplexe Umrisse
und Werke in der Größenordnung von einigen Metern schnell
und genau zu messen.
-
Kurzfassung
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen, bekannten
Messvorrichtungen auch für die Benutzung bei der Festlegung
von Umrissen, Punkten oder Werken anzupassen, so dass das Festlegen
in einer bequemeren, genaueren, vielseitigeren und effizienteren
Weise stattfinden kann, als es mit den bekannten, zuvor beschriebenen
Nivelliergeräten möglich ist.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zur Festlegung von Umrissen,
Punkten oder Werken geschaffen, mit einer mit einer beweglichen Messsonde
versehenen Messvorrichtung und einer mit einem drehbar gelagerten,
langgestreckten Arm versehenen tragbaren Basiseinheit, wobei die
Messsonde über den langgestreckten Arm mittels einer Schnur
oder eines Drahtes mit der Messvorrichtung verbunden ist. Die Messvorrichtung
ist mit Sensoren zur Messung einer Länge oder einer Längenänderung
der Schnur oder des Drahtes und der Drehung des Armes in wenigstens
einem Freiheitsgrad und mit einer mit den Sensoren verbundenen,
computergesteuerten Verarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von
von den Sensoren gelieferten Messsignalen zu Positionsdaten der
Messsonde versehen. Die Erfindung umfasst ferner eine mit der Messvorrichtung kommunizierend
verbundene Führungsvorrichtung zur Lieferung einer Führung
bezüglich der Positionierung der Messsonde zum Zweck der
Verringerung einer Differenz zwischen einer Messposition der Messsonde und
einer Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung mit
einem festzulegenden Umriss, Punkt oder Werk. Die Führungsvorrichtung
ist mit einer Zeigevorrichtung versehen, die eine Führung zum
Bewegen der Messsonde beruhend auf einer Differenz zwischen einer
von der Messvorrichtung gemessenen Position der Messsonde und einer
Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung mit einem
festzulegenden Umriss, Punkt oder Werk angibt.
-
Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Festlegen von Umrissen,
Punkten und/oder Werken, die sich in einem zwei- oder dreidimensionalen
Raum erstrecken, einfacher und leichter und damit effizienter vonstatten
gehen kann, wenn von den bekannten Messvorrichtungen wie etwa dem
Proliner
® oder der aus dem darauffolgenden
US-Patent Nr. 7,395,609
B2 bekannten Messvorrichtung, die auf dem gleichen Messprinzip
wie der Proliner
® beruht, in Kombination
mit einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung
Gebrauch gemacht wird, so dass ein Benutzer leicht, schnell und
effizient zu einer Sollposition der Messsonde geführt werden
kann.
-
Da
die Position der Messsonde unmittelbar in wenigstens zwei unabhängigen
Koordinaten gemessen wird und da die Differenz zwischen der Istposition
der Messsonde und der Sollposition der Messsonde in wenigstens zwei
unabhängigen Koordinaten unmittelbar verfügbar
ist, kann die Messsonde anhand der von der Führungsvorrichtung
gelieferten Führung an jede Position gesetzt werden, die
einer Position des festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes
entspricht, und bei dreidimensionalen Projekten, ohne dass zusätzliche
Höhenmessungen in Bezug auf eine horizontale Messebene
oder dergleichen erforderlich sind.
-
Der
Benutzer braucht keine Fachkenntnisse zu besitzen, um die Führung
oder Anleitungen, die beispielsweise bezüglich einer Messebene
gegeben werden, auslegen zu können. Der Benutzer braucht auch
keine Kenntnisse hinsichtlich der Durchführung beispielsweise
von Höhenmessungen zu haben bzw. braucht nicht vorher hinsichtlich
eines festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes Bescheid zu wissen;
er muss nicht einmal Konstruktionszeichnungen oder Bauzeichnungen
lesen können.
-
Die
neue Vorrichtung ermöglicht somit, dass Umrisse, Punkte
oder Werke von Benutzern, die keine Fachleute sind, auf einem Gegenstand
oder im Raum festgelegt werden, insbesondere bei Gegenständen
mit Abmessungen in der Größenordnung von einigen
Metern. Es versteht sich, dass auf diese Weise weitere Kosten eingespart
werden können. Da außer der von der Messvorrichtung
gemessenen Position keine zusätzliche Positionsbestimmung
der Messsonde erforderlich ist, kann ein einzelner Benutzer der
erfindungsgemäßen Vorrichtung in vergleichbaren
Situationen erheblich schneller arbeiten, als dies bei den Verfahren
aus dem Stand der Technik, die von lasergesteuerten Nivelliergeräten
mit einer horizontalen Referenzebene Gebrauch machen, möglich
ist.
-
Bei
einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Messvorrichtung
eine Speichervorrichtung zum Laden und Speichern von Daten darin,
die für einen festzulegenden Umriss oder Punkt oder ein festzulegendes
Werk repräsentativ sind, und eine Rechenvorrichtung zur
Berechnung der Differenz zwischen der von der Messvorrichtung gemessenen Position
der Messsonde und der Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung
mit den geladenen Daten des festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes.
-
Bei
dieser Ausführungsform können ferner eine Speichervorrichtung,
die in der Vorrichtung bereits vorhanden ist, sowie eine computergesteuerte Rechenvorrichtung
wie etwa ein Mikroprozessor oder dergleichen vorteilhaft verwendet
werden.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform ist die Führungsvorrichtung
in die Messvorrichtung eingebaut.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst
die Führungsvorrichtung eine Speichervorrichtung zum Laden
und Speichern von Daten darin, die für einen festzulegenden
Umriss oder Punkt oder ein festzulegendes Werk repräsentativ sind,
und eine Rechenvorrichtung zur Berechnung der Differenz zwischen
der von der Messvorrichtung gemessenen Position der Messsonde und
der Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung mit den in
die Speichervorrichtung geladenen Daten des festzulegenden Umrisses,
Punktes oder Werkes.
-
Diese
Ausführungsform sorgt für das Laden von Daten
zur Festlegung eines Umrisses, Punktes oder Werkes in die Führungsvorrichtung.
Da die Führungs vorrichtung und die Messvorrichtung kommunizierend
verbunden sind, kann die Berechnung der Differenz zwischen der von
der Messvorrichtung gemessenen Istposition der Messsonde und der
Sollposition der Messsonde von einer Rechenvorrichtung in der Führungsvorrichtung
vorgenommen werden. Die Messvorrichtung als solche braucht in diesem
Fall nicht angepasst zu werden, so dass im Handel erhältliche
Messvorrichtungen mit üblicher Software zur Messung der
Position der Messsonde in zwei oder drei unabhängigen Raumkoordinaten,
wie oben beschrieben, in vorteilhafter Weise verwendet werden können.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform ist die Führungsvorrichtung
drahtlos mit der Messvorrichtung kommunizierend verbunden und bezüglich
der Messvorrichtung beweglich. Damit der Austausch von Daten zwischen
der Messvorrichtung und einer mit dieser kommunizierend verbundenen
Führungsvorrichtung möglich ist, können
die Messvorrichtung und die Führungsvorrichtung mit geeigneten
Sende-/Empfangsgeräten für drahtlosen Datenaustausch
versehen sein, wie etwa Funk, Infrarot, Ultraschall und dergleichen,
die beispielsweise über eine drahtlose Nahbereichs-Kommunikationstechnologie funktionieren,
wie etwa die als „Bluetooth” bekannte Technologie
usw.
-
Die
Führungsvorrichtung kann im Wesentlichen jede geeignete
Form aufweisen, um einem Benutzer eine unmittelbare Führungs-
oder Richtungsinformation zum Bewegen der Messsonde an eine Sollposition
zu geben. Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise vollkommen
audiogesteuert sein, wobei die hörbaren Informationen eine
Führung in Form von Tönen unterschiedlicher Frequenz
oder Dauer oder mit veränderlichem Rhythmus oder gesprochenen
Texten hinsichtlich der Bewegung der Messsonde in eine oder mehrere
Richtungen liefern. Bei einer optischen Ausführungsform
können optische Richtungsinformationen in Form von Leuchten
oder Leuchttafeln oder Leuchtdioden (LEDs), bei graphischen Richtungsinformationen
etwa Richtungspfeile Verwendung finden, deren Gestalt oder Darstellung sich
zum Beispiel je nach der zurückzulegenden Strecke ändert,
oder beispielsweise gleichförmige Pfeile mit hinzugefügten
Abstandsinformationen, die in Ziffern oder anderweitig in einem
räumlichen Koordinatensystem angezeigt werden. Bei einer
beweglichen oder tragbaren Führungsvorrichtung können auch
tastbare Richtungsinformationen zur Anwendung kommen, beispielsweise
unter Verwendung einer Vibrationsvorrichtung, die beispielsweise
je nach der bezüglich der Richtung gegebenen Führung Schwingungen
erzeugt.
-
Bei
einer Ausführungsform ist die Zeigevorrichtung der Führungsvorrichtung
mit einem Graphikanzeigebildschirm versehen, der so ausgelegt ist, dass
er im Gebrauch ein die Schnur oder den Draht darstellendes Bild
auf dem Anzeigebildschirm anzeigt und die Führung zum Bewegen
der Messsonde in Bezug auf dieses Bild anzeigt.
-
Die
Darstellung der Schnur oder des Drahtes ist beispielsweise eine
Gerade, die eine feste Position auf dem Anzeigebildschirm hat. Ein
Ende der Geraden kann in diesem Fall mit einer Darstellung der Messsonde
auf dem Anzeigebildschirm zusammenfallen oder in diese übergehen,
zum Beispiel in Form eines Punktes oder eines Kreuzes. Die Verschiebungsführungen
sind Richtungsangaben, zum Beispiel ein Pfeil, der auf der Grundlage
der Darstellung der Schnur oder des Drahtes, wie etwa der oben genannten
Geraden, die Bewegungsrichtung der Messsonde zum Sollpunkt hin anzeigt.
Darüber hinaus können die Verschiebungsinformationen
auch in einer Maßeinheit wie etwa mm, cm, m, Grad angezeigt werden,
wobei Ziffern oder graphische Darstellungen wie zum Beispiel Messbalken
verwendet werden.
-
Während
des Festlegungsvorgangs kann der Benutzer dann ohne Weiteres das
Ausmaß und die Richtung der Verschiebung der Messsonde
bestimmen und kann diese Verschiebung beispielsweise ausführen,
indem er die Darstellung der auf dem Anzeigebildschirm angezeigten
Schnur bzw. des Drahtes auf die tatsächliche Schnur bzw.
den Draht der Messvorrichtung ausrichtet.
-
Bei
einer weiterentwickelten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung
eine Positionsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Relativposition
der Führungsvorrichtung bezüglich der Basiseinheit
und/oder der Messsonde der Messvorrichtung, wobei die Zeigevorrichtung
der Führungsvorrichtung mit einem Graphikanzeigebildschirm
zum Anzeigen der Führung auf dem Anzeigebildschirm in Bezug
auf die bestimmte Relativposition versehen ist.
-
Dadurch,
dass die Relativposition der Führungsvorrichtung bezüglich
der Messsonde oder der Basiseinheit der Messvorrichtung während
der Festlegung kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich in Echtzeit
bestimmt wird, ist es möglich, die auf dem Anzeigebildschirm
angezeigten Richtungen automatisch dynamisch beispielsweise auf
die Schnur oder den Draht der Messvorrichtung auszurichten, so dass
der Benutzer die Führungsvorrichtung nicht selbst in einer
Position anzuordnen braucht, in der sie die ganze Zeit auf den Draht
ausgerichtet ist, um die angezeigten Richtungsinformationen richtig
auszulegen. In diesem Fall folgen die Richtungsinformationen natürlich
auch Positionsänderungen der Führungsvorrichtung,
wenn der die Führungsvorrichtung haltende Benutzer die
Richtung, in der er sich bewegt, oder die Ausrichtung der Führungsvorrichtung ändert,
usw.
-
Die
Relativposition kann auf verschiedene Arten, die dem Fachmann bekannt
sind, oder unter Verwendung bekannter Techniken gemessen werden,
beispielsweise aufgrund von Messungen der Absolutposition der Basiseinheit
und der Führungsvorrichtung mittels Satellitenpositionsbestimmungssystemen,
beispielsweise über Positionsmesssysteme, die in der Basiseinheit
und/oder in der Führungsvorrichtung eingebaut sind und
miteinander kommunizieren, mittels Triangulationstechniken usw.
-
Bei
einer Ausführungsform ist die Zeigevorrichtung der Führungsvorrichtung
mit einem Graphikanzeigebildschirm zum Liefern der Führung
auf diesem Anzeigebildschirm in Bezug auf ein Bild eines festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes versehen. Des Weiteren ist bei einer
Ausführungsform die Zeigevorrichtung der Führungsvorrichtung
mit einem Graphikanzeigebildschirm zum Liefern der Führung
auf diesem Anzeigebildschirm in Bezug auf Referenzpositionen eines
festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes versehen. Auf einem
derartigen Anzeigebildschirm kann auch die Ist-Messposition der
Messsonde in vorteilhafter Weise angezeigt werden, zum Beispiel
in Form eines Punktes, eines Kreuzes, einer Kugel oder dergleichen.
-
Indem
die Daten des festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes in die
Führungsvorrichtung geladen werden, können die
Anweisungen zum Bewegen der Messsonde ohne Weiteres unmittelbar in
einer Darstellung des Raumes oder des Gegenstands bzw. in einem
Hinweis auf den Raum oder Gegenstand angegeben werden, in dem bzw.
auf dem der Umriss oder der Punkt festzulegen ist, oder des Werkes,
das festzulegen ist. Dadurch wird die Benutzung der Vorrichtung
noch leichter, weil dem Benutzer ein klares Bild des festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes in Bezug auf den Raum gegeben wird,
in dem er sich befindet. Die Informationen zum Bewegen der Messsonde
können sich auch implizit aus dem Abstand der auf dem Anzeigebildschirm
angezeigten Istposition der Messsonde zu dem auf dem Anzeigebildschirm
angezeigten, festzulegenden Umriss, Punkt oder Werk ergeben.
-
Es
sei bemerkt, dass die Führung nicht unbedingt im gleichen
Koordinatensystem wie die Daten des festzulegenden Umrisses, Punktes
oder Werkes angegeben zu werden braucht. Das heißt, die
Daten können sich zum Beispiel auf ein kartesisches Koordinatensystem
beziehen, während die Führung zu einem Punkt oder
die Darstellung eines Umrisses oder Werkes auf der Führungsvorrichtung
beispielsweise in Zylinderkoordinaten angegeben ist oder sich darauf
bezieht oder umgekehrt. Zylinderkoordinaten sind zum Beispiel bei
der Festlegung von Umrissen in Tunnels oder dergleichen von Nutzen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform ist deshalb die Zeigevorrichtung
der Führungsvorrichtung so ausgelegt, dass sie die Führung
in einem auszuwählenden Koordinatensystem gibt.
-
Um
den Vorgang des Festlegens noch weiter zu erleichtern, wird bei
einer Ausführungsform die Führung in einem dreidimensionalen
Projekt, d. h. beim Festlegen eines Umrisses, Punktes oder Werkes
in drei Dimensionen, in zwei unabhängigen Richtungen in
einer zweidimensionalen Teildarstellung eines festzulegenden Umrisses,
Punktes oder Werkes angegeben.
-
Bei
dem obigen Beispiel für die Festlegung eines Umrisses,
beispielsweise auf einer gekrümmten Wand eines Tunnels,
wird die Festlegung erleichtert, wenn die betreffende Tunnelwand
als flache Fläche dargestellt wird, weil der Benutzer diese
Wand als flache Fläche wahrnimmt, wenn er vor einer solchen
Wand steht.
-
Es
sei bemerkt, dass die Messvorrichtung die Bewegungen der Messsonde
in drei unabhängigen Koordinaten misst, während
dem Benutzer die Führung zum Bewegen der Messsonde, beispielsweise
zum Festlegen eines Umrisses, in zwei unabhängigen Richtungen
auf der zweidimensionalen Teildarstellung gegeben wird.
-
Die
Führungsvorrichtung kann so ausgelegt sein, dass eine Umschaltung
beispielsweise von einer dreidimensionalen Darstellung in eine zweidimensionale
Teildarstellung automatisch erfolgt, zum Beispiel wenn die Messsonde
einen Umschaltpunkt erreicht, der in den geladenen Daten des festzulegenden
Umrisses oder Werkes enthalten ist.
-
Bei
einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Führungsvorrichtung
eine Meldevorrichtung wie etwa zum Beispiel eine optische, akustische oder
vibrierende Meldevorrichtung, die dem Benutzer meldet, dass die
berechnete Differenz unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Dieser Schwellenwert kann zum Beispiel entsprechend der Messtoleranz
der Messvorrichtung oder entsprechend der Solltoleranz für
ein bestimmtes Projekt, d. h. für einen festzulegenden
Umriss oder Punkt oder ein festzulegendes Werk ausgewählt
werden. Wenn die berechnete Differenz unter dem vorbestimmten Schwellenwert
liegt, kann angenommen werden, dass die Istposition der Messsonde
der Sollposition der Messsonde entspricht.
-
Wenn
die Istposition der Messsonde der Sollposition entspricht, kann
die Vorrichtung selbsttätig eine neue Sollposition der
Messsonde in Übereinstimmung mit dem festzulegenden Umriss,
Punkt oder Werk erzeugen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst
die Führungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Bestätigung
einer von der Messsonde erreichten Position und eine Vorrichtung
zur Auswahl einer räumlichen Sollposition der Messsonde
in Übereinstimmung mit dem festzulegenden Umriss, Punkt
oder Werk.
-
Die
Bestätigung und Auswahl einer Position der Messsonde kann
zum Beispiel durch Betätigung einer Festfunktions- oder
einer Dialog-(Software)-Taste bzw. -Tasten auf der Führungsvorrichtung erfolgen
und vorzugsweise durch Angabe einer entsprechenden Position, zum
Beispiel in einer Darstellung des auf dem Anzeigebildschirm der
Führungsvorrichtung angezeigten Umrisses, Punktes oder Werkes,
zum Beispiel über einen Cursor auf dem Anzeigebildschirm
oder physisch mit Hilfe eines Touchpens oder dergleichen, wie es
an sich im Stand der Technik bekannt ist. Die Führungsvorrichtung
kann so ausgestaltet sein, dass zum Beispiel erst eine Bestätigung
nötig ist, bevor eine neue Position ausgewählt
werden kann.
-
Bei
einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Messsonde
und die Führungsvorrichtung zu einer tragbaren, beweglichen
Einheit zusammengefasst.
-
Dies
hat den Vorteil, dass der Benutzer nur eine Hand dafür
braucht, die Messsonde zu bewegen und die Führungsvorrichtung
zu bedienen. Der Benutzer hat in diesem Fall die andere Hand frei,
damit diese beispielsweise an schwer zu erreichenden Stellen zum
Abstützen dienen kann oder zum Anbringen körperlicher
Markierungen wie etwa Kreidestrichen oder Farbstrichen, zum Anbringen
von Pflöcken und dergleichen für den festzulegenden
Umriss oder Punkt oder das festzulegende Werk.
-
Es
wird bemerkt, dass auch eine Ausführungsform geschaffen
wird, bei der die computergesteuerte Verarbeitungsvorrichtung zur
Verarbeitung von von den Sensoren gelieferten Messsignalen zu Positionsdaten
der Messsonde in die Führungsvorrichtung eingebaut ist
und bei der die Führungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass
sie die Position der Messsonde relativ zu einer fest angeordneten
Basiseinheit angibt.
-
Die
Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Festlegung von Umrissen,
Punkten oder Werken, mit einer Vorrichtung mit einer mit einer beweglichen Messsonde
versehenen Messvorrichtung und einer mit einem drehbar gelagerten,
langgestreckten Arm versehenen tragbaren Basiseinheit, wobei die
Messsonde über den langgestreckten Arm mittels einer Schnur
oder eines Drahtes mit der Messvorrichtung verbunden ist. Die Messvorrichtung
ist mit Sensoren zur Messung der Länge oder einer Längenänderung der
Schnur oder des Drahtes und der Drehung des Armes in wenigstens
einem Freiheitsgrad und mit einer mit den Sensoren verbundenen computergesteuerten
Verarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von von den Sensoren gelieferten
Messsignalen zu Positionsdaten der Messsonde versehen. Die Erfindung schafft
ferner eine mit der Messvorrichtung kommunizierend verbundene Führungsvorrichtung
zur Lieferung einer Führung bezüglich der Positionierung
der Messsonde zum Zweck der Verringerung einer Differenz zwischen
einer Messposition der Messsonde und einer Sollposition der Messsonde
in Übereinstimmung mit einem festzulegenden Umriss, Punkt oder
Werk. Die Führungsvorrichtung ist mit einer Zeigevorrichtung
versehen, die eine Führung zum Bewegen der Messsonde beruhend
auf der Differenz zwischen einer Messposition der Messsonde und
einer Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung mit
einem festzulegenden Umriss, Punkt oder Werk angibt. Die Vorrichtung
umfasst ferner eine Speichervorrichtung zum Laden und Speichern
von Daten darin, die für einen festzulegenden Umriss oder
Punkt oder ein festzulegendes Werk repräsentativ sind,
und eine Rechenvorrichtung zur Berechnung der Differenz zwischen
der von der Messvorrichtung gemessenen Position der Messsonde und
der Sollposition der Messsonde in Übereinstimmung mit den
geladenen Daten eines festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a)
Daten, die für einen festzulegenden Umriss oder Punkt oder
ein festzulegendes Werk repräsentativ sind, werden in ein
globales Koordinatensystem geladen, wobei die Daten wenigstens zwei
bekannte unabhängige Referenzpositionen umfassen,
- b) ein Messkoordinatensystem wird kalibriert,
- c) Koordinatentransformationswerte zur Transformierung von Positionen
zwischen dem globalen Koordinatensystem und dem Messkoordinatensystem
werden berechnet,
- d) aus den geladenen Daten wird eine Position eines festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes als Sollposition der Messsonde ausgewählt,
- e) eine Istposition der Messsonde wird in wenigstens zwei unabhängigen
Koordinaten gemessen,
- f) entsprechend den berechneten Koordinatentransformationswerten
wird eine Differenz zwischen der gemessenen Istposition und einer
Sollposition der Messsonde berechnet,
- g) die berechnete Differenz wird mittels der Führungsvorrichtung
in Form einer Führung zum Bewegen der Messsonde angegeben,
- h) die Schritte e) bis g) werden wiederholt, bis die Differenz
unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, und
- i) die Schritte d) bis h) werden für verschiedene Punkte
des festzulegenden Umrisses, festzulegender Punkte oder des festzulegenden
Werkes wiederholt.
-
Ein
Konstrukteur oder Architekt zeichnet den festzulegenden Umriss oder
Punkt oder das festzulegende Werk in einem für das betreffende
Projekt geeigneten Koordinatensystem, zum Beispiel einem Zylinderkoordinatensystem
zum Bauen eines Rundrohrs, eines runden Tunnels oder dergleichen.
Das Koordinatensystem, auf das sich die zu ladenden Daten beziehen,
wird hierin als globales Koordinatensystem bezeichnet.
-
Je
nach der Bauweise der Messvorrichtung misst die Vorrichtung die
Position der Messsonde in einem Kugelkoordinatensystem, zum Beispiel
bei einer Messvorrichtung zur Messung von Positionen in drei Dimensionen.
Das Koordinatensystem, in dem das Messen durch die Messvorrichtung
stattfindet, wird hierin als Messkoordinatensystem bezeichnet.
-
Zu
Kalibrierungszwecken ist es erforderlich, das Messsystem mit bekannten
unabhängigen, räumlichen Referenzpositionen zu
kalibrieren, die in den geladenen Daten enthalten sind. Die Position
der Messsonde muss zu diesem Zweck nämlich an zwei bzw.
drei unabhängigen Referenzpositionen für ein zweidimensionales
Projekt bzw. ein dreidimensionales Projekt gemessen werden. Es ist
jedoch möglich, diese Anzahl zu verringern, wenn die Vorrichtung Komponenten
umfasst, auf die sie zum Beispiel horizontal oder vertikal ausgerichtet
werden kann, sei es automatisiert mit Hilfe geeigneter Sensoren,
in einer Situation, in der zum Beispiel ein Teil eines festzulegenden
Werkes oder Umrisses oder Punktes ebenfalls in eine horizontale
oder vertikale Ebene fällt, oder nicht. Die Vorrichtung
kann beispielsweise auch so ausgeführt sein, dass zum Beispiel
eine horizontale und/oder eine vertikale Bezugsebene mittels in die
Messvorrichtung eingebauter Sensoren bestimmt wird, wobei das Messkoordinatensystem
in der Verarbeitungssoftware mit einer so bestimmten Referenzebene
verbunden ist.
-
Dann
kann unter Anwendung bekannter trigonometrischer Beziehungen eine
Transformation der gemessenen Referenzposition bzw. -positionen im
Messkoordinatensystem in die bekannte Referenzposition bzw. -positionen
im globalen Koordinatensystem berechnet werden. Mit Hilfe der daraus berechneten
Koordinatentransformationswerte kann jeder Punkt eines im globalen
Koordinatensystem festzulegenden Umrisses, Werkes oder festzulegender
Punkte mit einem entsprechenden Punkt im Messkoordinatensystem in
Beziehung gesetzt werden und umgekehrt, ungeachtet der Art des Koordinatensystems,
in dem das Messen durch die Messvorrichtung stattfindet. Die Referenzpositionen
müssen unabhängig sein, d. h. sie müssen
für ein zweidimensionales Projekt bzw. ein dreidimensionales
Projekt einen zwei- bzw. dreidimensionalen Raum abgrenzen.
-
Es
versteht sich, dass dann, wenn die geladenen Daten und die Messvorrichtung
im selben Koordinatensystem arbeiten, zum Beispiel einem kartesischen
Koordinatensystem, die Koordinatentransformationswerte durch einen
Vektor dargestellt werden, der die Ursprünge der beiden
Koordinatensysteme abbildet. Für jede einzelne Koordinate
des Systems ist der betreffende Koordinatentransformationswert in
diesem Fall eine Strecke und/oder Richtung, die von der jeweiligen
Koordinate einer Position im globalen System subtrahiert oder zu
dieser addiert werden muss, um zur entsprechenden Position im Messsystem
zu gelangen oder umgekehrt.
-
Um
der Genauigkeit willen und je nach der Komplexität und
Größe eines festzulegenden Umrisses, Punktes oder
Werkes ist es eventuell erforderlich, die Basiseinheit der Vorrichtung
während der Festlegung des Umrisses, der Punkte oder des
Werkes mehrere Male anhand verschiedener Referenzpositionen (neu)
zu positionieren.
-
Der
Fachmann versteht, dass eine Reihe von Schritten eventuell in einer
anderen Reihenfolge als oben beschrieben ausgeführt werden.
Die Schritte c) und d) können zum Beispiel ausgetauscht
werden, aber auch die Schritte d) und e) können ausgetauscht werden
usw.
-
Nach
der Durchführung der Referenzmessung bzw. Referenzmessungen
wird ein Benutzer über die Führungsvorrichtung
zu einer Sollposition der Messsonde geführt, wobei die
Istposition der Messsonde gemessen wird, während die Messsonde bewegt
wird, und wobei dem Benutzer über die Führungsvorrichtung
eine Führung zum Bewegen der Messsonde in zwei oder drei
Richtungen auf der Grundlage der berechneten Differenz zwischen
der Istposition und der Sollposition der Messsonde geliefert wird.
Sobald die berechnete Differenz unter einem vorbestimmten Schwellenwert
liegt, wie im Vorangehenden erläutert, kann dem Benutzer
ein sichtbares, hörbares oder fühlbares Signal
gegeben werden, anhand dessen der Benutzer eine Markierung auf einem
Gegenstand oder in dem Raum anbringen kann, zum Beispiel einen Pflock,
einen Kreidestrich oder einen Farbstrich oder sonstiges, zur Markierung einer
in Übereinstimmung mit dem festzulegenden Umriss, Punkt
oder Werk bestimmten Position. Diese Schritte werden wiederholt,
bis der Umriss, der Punkt oder das Werk mit dem erforderlichen Grad
an Präzision festgelegt worden ist.
-
Bei
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann die Führung in Form von Richtungsinformationen
zum Bewegen der Messsonde angegeben werden, zu denen hörbare
Richtungsinformationen, optische Richtungsinformationen, graphische
Richtungsinformationen und tastbare Richtungsinformationen gehören.
Bei einer Ausführungsform zeigt die Führungsvorrichtung
die Führung zum Bewegen der Messsonde in Bezug auf ein
die Schnur oder den Draht darstellendes Bild an, wie etwa eine Linie.
Durch Bestimmung der Relativposition der Führungsvorrichtung
bezüglich der Basiseinheit und/oder der Messsonde und Angabe
der Führung zum Bewegen der Messsonde in Bezug auf die
bestimmte Relativposition ist es möglich, eine selbsttätige,
dynamische Ausrichtung der Darstellung auf die Schnur oder den Draht
der Messvorrichtung zu erzielen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform kann die Führungsvorrichtung
die Führung in Bezug auf eine Darstellung eines festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes oder in Bezug auf Referenzpositionen eines
festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes angeben. Das Gleiche
trifft hinsichtlich der gemessenen Istposition der Messsonde zu.
Bei einer Ausführungsform einer dreidimensionalen Messvorrichtung
kann die Führungsvorrichtung die Führung in einer
zweidimensionalen Teildarstellung eines festzulegenden Umrisses,
Punktes oder Werkes angeben.
-
Ein
Umriss oder ein Werk kann punktweise festgelegt werden. Der Schritt,
bei dem ein Punkt eines festzulegenden Umrisses oder Werkes bzw.
eine Position darauf ausgewählt wird oder verschiedene festzulegende
Punkte ausgewählt werden, kann von der Messvorrichtung
selbsttätig durchgeführt werden, sobald die berechnete
Differenz zwischen der Istposition und der Sollposition der Messsonde
unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Bei einer weiteren
Ausführungsform erfolgt die Auswahl einer neuen Sollposition
der Messsonde von der Führungsvorrichtung aus. Der Benutzer
kann in diesem Fall zum Beispiel aus einer Reihe vorbestimmter Positionen
auswählen oder die neue Position ganz alleine bestimmen.
In beiden Fällen muss der Benutzer eventuell zuerst der
Vorrichtung bestätigen, dass die Messsonde die Sollposition
erreicht hat, woraufhin eine neue Position ausgewählt werden
kann.
-
Die
Bestätigung und Auswahl einer Position der Messsonde kann über
Festfunktions- oder Dialog-(Software)-Tasten, eine Cursorsteuerung
auf einer Anzeige, einen Touchpen oder einen Pointerpen usw. erfolgen,
wie im Vorstehenden bereits erwähnt.
-
Vorzugsweise
wird die Differenz zwischen der Istposition der Messsonde und deren
Sollposition quasi-kontinuierlich in Echtzeit gemessen, so dass ein
Benutzer quasi-kontinuierlich zu einer Sollposition zum Anordnen
der Messsonde geführt wird. Die Richtungen, in die der
Benutzer von der Führungsvorrichtung geführt wird,
können in jedem beliebigen Koordinatensystem bereitgestellt
werden, das hierin als Führungskoordinatensystem bezeichnet
wird, unabhängig vom globalen Koordinatensystem und unabhängig
vom Messkoordinatensystem. Das Führungskoordinatensystem
wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es zu der örtlichen
Istsituation passt, in der der Umriss, ein Punkt oder das Werk in
einer Weise festzulegen ist, die für den Benutzer am eingängigsten
ist.
-
Da
eine Messvorrichtung verwendet wird, die in der Lage ist, die räumliche
Position einer Messsonde zu messen, können bei einer weiteren
Ausführungsform des Verfahrens von der Messvorrichtung gemessene
Ergebnisse zu den geladenen Daten hinzugefügt werden. Mittels
der hinzugefügten Daten können dann Differenzen
zwischen der Istsituation in der Praxis und den geladenen Daten
berichtigt oder verarbeitet und in die jeweiligen Daten des Umrisses, des
Punktes oder des Werkes eingearbeitet werden.
-
Eine
nochmalige Messung eines umgesetzten Umrisses, Werkes oder von umgesetzten
Punkten mittels der Messvorrichtung nach der Durchführung
eines Projekts liefert eine Qualitätsprüfung hinsichtlich
der Qualität, mit der die Festlegung erfolgt ist.
-
Die
Erfindung betrifft ferner eine Messvorrichtung und eine Anweisung
zur Benutzung bei der Vorrichtung oder dem Verfahren, wie im Vorangehenden
erörtert.
-
Die
Führungsvorrichtung ist mit einer Zeigevorrichtung zum
Liefern einer Führung zum Bewegen einer Messsonde einer
Vorrichtung zur Festlegung von Umrissen, Punkten oder Werken versehen,
wobei die Vorrichtung eine Messvorrichtung und eine mit einem drehbar
gelagerten, langgestreckten Arm versehene tragbare Basiseinheit
umfasst, wobei die Messsonde über den langgestreckten Arm
mittels einer Schnur oder eines Drahtes mit der Messvorrichtung
verbunden ist. Die Messvorrichtung ist mit Sensoren zur Messung
einer Länge oder einer Längenänderung
der Schnur oder des Drahtes und der Drehung des Armes in wenigstens
einem Freiheitsgrad und mit einer mit den Sensoren verbundenen,
computergesteuerten Verarbeitungsvorrichtung zur Verarbeitung von
von den Sensoren gelieferten Messsignalen zu Positionsdaten der
Messsonde versehen. Die Führungsvorrichtung ist so ausgelegt,
dass sie zur Lieferung einer Führung bezüglich
der Positionierung der Messsonde zum Zweck der Verringerung einer
Differenz zwischen einer Messposition der Messsonde und einer Sollposition
der Messsonde in Übereinstimmung mit einem festzulegenden
Umriss, Punkt oder Werk mit der Messvorrichtung kommunizierend verbunden
ist.
-
Bei
einer Ausführungsform der Führungsvorrichtung
ist die Zeigevorrichtung mit einem Graphikanzeigebildschirm versehen,
der so ausgelegt ist, dass er ein die Schnur oder den Draht darstellendes Bild,
wie etwa eine Linie, auf dem Anzeigebildschirm im Gebrauch anzeigt
und die Richtungen zum Bewegen der Messsonde in Bezug auf dieses
Bild anzeigt.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform der Führungsvorrichtung
umfasst die Zeigevorrichtung eine Positionsbestimmungsvorrichtung
zur Bestimmung einer Relativposition der Führungsvorrichtung
bezüglich der Basiseinheit und/oder der Messsonde der Messvorrichtung,
wobei die Zeigevorrichtung mit einem Graphikanzeigebildschirm zum
Anzeigen der Führung auf dem Anzeigebildschirm in Bezug
auf die bestimmte Relativposition versehen ist.
-
Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren, die nur zur Veranschaulichung der Erfindung dienen und
nicht als einschränkend ausgelegt werden dürfen,
ausführlicher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in Blockdiagrammform;
-
2 ist
eine schematische veranschaulichende Ansicht einer bekannten Messvorrichtung
zur Durchführung von Messungen in drei unabhängigen Koordinaten;
-
3 zeigt
eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens in Ablaufdiagrammform;
-
4 ist
eine Koordinatentransformation veranschaulichende graphische Darstellung;
-
5 zeigt
schematisch eine Transformation eines (Teiles eines) festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes in eine zweidimensionale Darstellung
auf einem Anzeigebildschirm einer Führungsvorrichtung;
-
6 ist
eine schematische veranschaulichende Ansicht einer Ausführungsform
einer graphischen Darstellung der Führung auf einem Anzeigebildschirm
einer Führungsvorrichtung.
-
Ausführliche Beschreibung
-
In
1 ist
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
computergesteuerten Vorrichtung
1 zur Festlegung von Umrissen,
Punkten oder Werken in Blockdiagrammform gezeigt. Die Vorrichtung
1 umfasst
eine Messvorrichtung
2, eine Führungsvorrichtung
3 und
eine Messsonde
4. Wie in der Einleitung ausgeführt,
ist eine zur Verwendung in der Vorrichtung
1 geeignete
Messvorrichtung
2 aus dem
europäischen
Patent Nr. 1 226 401 im Namen des vorliegenden Anmelders
bekannt, dessen gesamter Inhalt als hierin aufgenommen gelten soll.
-
Die
Messvorrichtung 2 und die Führungsvorrichtung 3 sind
mit Kommunikationsschnittstellen 6, 7 zum Austausch
von Daten über eine Datenkommunikationsverbindung 5 versehen.
Die Datenkommunikationsverbindung 5 und die Datenkommunikationsschnittstellen 6, 7 sind
vorzugsweise als drahtlose Datenkommunikationsverbindungen für
den Nahbereich, zum Beispiel einige Dutzend Meter, wie etwa eine
Funkverbindung, eine Infrarotverbindung oder dergleichen ausgeführt.
Die Datenübertragung kann gemäß jedem
bekannten Protokoll, zum Beispiel über das Bluetooth-Protokoll,
erfolgen. Die Verwendung einer drahtgebundenen Datenkommunikationsverbindung 5 ist
ebenfalls möglich.
-
Die
Messvorrichtung 2 umfasst eine computergesteuerte Verarbeitungsvorrichtung 8,
wie etwa einen Mikroprozessor oder Mikrocomputer, die zum Austausch
von Daten mit der Führungsvorrichtung 3 mit der
Kommunikationsschnittstelle 6 verbunden ist. Die Messvorrichtung 2 umfasst
ferner eine mit der Verarbeitungsvorrichtung 8 verbundene
Speichervorrichtung 9 zum Laden von Daten eines festzulegenden
Umrisses, Punktes oder Werkes über eine Dateneingabe/-ausgabeschnittstelle 10.
Je nach der Bauweise der Messvorrichtung 2 kann die Messvorrichtung
zur Durchführung von Messungen in zwei oder drei Dimensionen
geeignet sein. Die Messvorrichtung 2 ist mit einer Sensorvorrichtung 11 zur
Messung der Position der Messsonde 4 in zwei oder drei unabhängigen
Koordinaten 12 versehen, wobei die Sensorvorrichtung ebenfalls
mit der Verarbeitungsvorrichtung 8 verbunden ist.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst
die Führungsvorrichtung 3 ebenfalls eine computergesteuerte
Verarbeitungsvorrichtung 15, wie etwa einen Mikroprozessor
oder Mikrocomputer, die zum Austausch von Daten mit der Messvorrichtung 2 mit
der Kommunikationsschnittstelle 7 verbunden ist, sowie
eine mit der Verarbeitungsvorrichtung 15 verbundene Speichervorrichtung 16 zum
Laden von Daten eines festzulegenden Umrisses, Punktes bzw. festzulegender
Punkte oder eines festzulegenden Werkes über eine Eingabe/Ausgabeschnittstelle 17.
Die Führungsvorrichtung 3 umfasst ferner eine
Zeigevorrichtung 18, mit der einem Benutzer eine Führung
zum Bewegen der Messsonde 4 in zwei oder drei Richtungen
gegeben wird.
-
Die
Zeigevorrichtung 18 kann jede Form aufweisen, die zur Bereitstellung
einer Führung geeignet ist, wie etwa ein Audiogenerator
zur Erzeugung und hörbaren Wiedergabe verschiedener Audio-Führungssignale,
ein Sprachgenerator zur Erzeugung und hörbaren Wiedergabe
einer gesprochenen Führung, eine optische Zeigevorrichtung,
wie etwa verschiedene LEDs, mit der optische Führungssignale gegeben
werden, und/oder ein Graphikanzeigebildschirm 19, mit dem
eine Führung graphisch, zum Beispiel in Form von Pfeilen,
Text, Farben usw., bereitgestellt wird. Des Weiteren kann die Zeigevorrichtung 18 einen
oder mehrere Vibratoren zur Bereitstellung einer tastbaren Führung
in Form verschiedener Vibrationssignale aufweisen.
-
Die
Führung für den Benutzer bezieht sich auf die
Richtung zum Bewegen der Messsonde, während bei einer bevorzugten
Ausführungsform auch die Strecke, längs derer
die Messsonde in eine jeweilige Richtung bewegt werden soll, ebenfalls
angegeben wird. Wenn zum Beispiel Audiosignale verwendet werden,
kann für jede Richtung ein eigener Ton verwendet werden,
wobei der Rhythmus, in dem der Ton wiedergegeben wird, ein Maß für
die zurückzulegende Strecke ist. Werden optische Signale
verwendet, so kann jede Richtung mit einer eigenen Farbe angezeigt
werden, wobei die Blinkfrequenz zum Beispiel ein Maß für
die Strecke ist. Wird Sprache verwendet, so kann die Führung
beispielsweise in einer auszuwählenden Sprache gegeben
werden. Bei Verwendung eines Graphikanzeigebildschirms 19 kann die
Führung unmittelbar in graphischer Form gegeben werden,
zum Beispiel in Form von Richtungspfeilen oder dergleichen, wobei
in diesem Fall die Form, die Farbe, die Länge usw. eines
Pfeiles sich je nach der Entfernung von der Istposition der Messsonde zur
Sollposition ändern kann. Darüber hinaus kann die
Führung in einer Darstellung von und/oder in Bezug auf
Referenzpunkte(n) eines festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes
angezeigt werden, wobei in diesem Fall zum Beispiel auch die gemessene
Istposition der Messsonde 4 und die Sollposition der Messsonde
auf dem Anzeigebildschirm angegeben werden, zum Beispiel in Form
eines Punktes, eines Kreuzes, einer Kugel, eines Sterns oder dergleichen.
Dies ermöglicht die Feinabstimmung der Positionierung der
Messsonde 4. Die Position der Messsonde 4 in Bezug
auf den Umriss, den Punkt oder das Werk kann implizit Verschiebungsinformationen liefern.
-
Bei
der erweiterten Ausführungsform umfasst die Führungsvorrichtung 3 eine
Vorrichtung zur Bestätigung einer Position der Messsonde 4,
wenn die Istposition der Messsonde 4 innerhalb einer vorbestimmten
Schwelle der Sollposition entspricht, sowie eine Vorrichtung zur
Auswahl einer (neuen) Sollposition der Messsonde 4 in Übereinstimmung
mit dem festzulegenden Umriss, Punkt oder Werk. Die Vorrichtungen
können aus Tasten bestehen, die vom Benutzer betätigt
werden können; zu diesen zählen feste Drucktasten 20, 21,
sogenannte Festfunktionstasten, oder auf dem Anzeigebildschirm 19 angezeigte
Tasten 23, 24, sogenannte Dialogtasten, die über einen
Cursor und eine Cursorsteuervorrichtung 22, 25 bedient
werden können. Dem Fachmann stehen natürlich verschiedene
andere Vorrichtungen zur Verfügung, wie etwa ein Berührungsbild schirm 19 in Kombination
mit einem Touchpen oder Pointerpen (nicht gezeigt) oder dergleichen.
-
Die
Führungsvorrichtung 3 kann ferner mit einer Meldevorrichtung 26 versehen
sein, die zum Beispiel einem Benutzer hörbar meldet, dass
die Istposition der Messsonde 4 mit der Sollposition der Messsonde 4 übereinstimmt.
Es versteht sich, dass dies je nach der Ausführung der
Zeigevorrichtung 18 auch entweder akustisch oder optisch
oder auf beide Arten über die Zeigevorrichtung 18 realisiert
sein kann.
-
Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung
sind sowohl die Messvorrichtung 2 als auch die Führungsvorrichtung 3 jeweils
mit einer computergesteuerten Verarbeitungsvorrichtung 8 bzw. 15 und
mit einer Datenspeichervorrichtung 9 bzw. 16 versehen.
Es ist klar, dass die Datenkommunikationsverbindung 5 es
ermöglicht, dass die von der Messvorrichtung 2 gemessenen
Positionsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung 15 in der
Führungsvorrichtung 3 verarbeitet werden, wobei
die Daten eines festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes in
der Datenspeichervorrichtung 16 der Führungsvorrichtung 3 gespeichert
sein können. Die Führungsvorrichtung 3 kann
geeignete Software zur Ausführung der erforderlichen Berechnungen
und Steuerbefehle usw. aufweisen.
-
Umgekehrt
ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass
dann, wenn eine oben beschriebene Messvorrichtung 2 verwendet
wird, die Führungsvorrichtung 3 sehr einfach ausgeführt
sein kann und zum Beispiel nur die Datenkommunikationsschnittstelle 7,
die Zeigevorrichtung 18 und beispielsweise die Vorrichtungen 20 und 21 umfasst,
wobei in diesem Fall die Verarbeitungsvorrichtung 8 der
Messvorrichtung 2 mit geeigneter Software zur Ausführung
der erforderlichen Berechnungen und Steuerbefehle usw. versehen
ist. Die in den beigefügten Ansprüchen definierte
Erfindung umfasst ferner jede dazwischenliegende Form.
-
Es
wird bemerkt, dass die Führungsvorrichtung 3 ganz
oder teilweise in die Messvorrichtung 2 eingebaut sein
kann, wie mittels einer gestrichelten Doppellinie 13 in 1 schematisch
angedeutet ist.
-
In
2 ist
schematisch eine Ausführungsform einer im
europäischen Patent Nr. 1 226 401 im Namen
des vorliegenden Anmelders beschriebenen Messvorrichtung
30 gezeigt,
die unter dem Handelsnamen Proliner
® bekannt
ist und eine tragbare Basiseinheit
31 mit einem Gehäuse
32 umfasst,
das zum Beispiel trapezförmig ist. Die in
2 gezeigte
Messvorrichtung eignet sich zur Durchführung räumlicher Messungen
in drei Dimensionen. Für die vorliegende Erfindung ist
es, zum Beispiel bei der Festlegung von Umrissen oder Punkten auf
einer Oberfläche oder einem Gegenstand, auch möglich,
eine ähnliche Messvorrichtung für nur zwei Dimensionen
zu verwenden, deren Prinzip ebenfalls im
europäischen Patent Nr. 1 226 401 beschrieben
ist. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der umfangreichsten
dreidimensionalen Ausführungsform der Messvorrichtung
30 erläutert.
-
Auf
der Oberseite 33 des Gehäuses 32 ist ein
Arm 34 angeordnet, der in zwei Freiheitsgraden schwenkbar
gelagert ist. Der Arm 34 ist zu diesem Zweck an einem Ende
schwenkbar angebracht, zum Beispiel mittels eines Kugelgelenks 35.
Im Gehäuse 32 ist ein Sensor 36 zur Messung
der Bewegungen oder der Drehung des Armes 34 in zwei unabhängigen
Koordinaten (Freiheitsgraden) entweder mit dem Arm 34 oder
mit dem Kugelgelenk 35 verbunden. Der Sensor 36 kann
bei Bedarf aus zwei unabhängig arbeitenden Sensoren bestehen,
jeweils einem für die unabhängigen Messkoordinaten.
Die Messkoordinaten des Sensors 36 sind mit den Pfeilen 37 bzw. 38 angedeutet.
Der Pfeil 37 stellt Bewegungen des Armes 34 in
einer gedachten Ebene parallel zur Oberseite des Gehäuses 32 dar,
die als Azimutebene bezeichnet werden kann, und der Pfeil 38 stellt
Bewegungen des Armes 34 in einer gedachten Ebene senkrecht
zum Gehäuse 32 dar, die als Aufrissebene bezeichnet
werden kann.
-
Die
Messvorrichtung 31 umfasst eine bewegliche Messsonde 40,
die an einem spitz zulaufenden Ende über eine bzw. einen
durch den Arm 34 verlaufende(n) Schnur oder Draht 41 beweglich
mit der Basiseinheit 32 verbunden ist. Wie mit dem Pfeil 39 angedeutet,
kann die Länge der Schnur oder des Drahtes 41 unterschiedlich
sein. Die Basiseinheit 32 ist zu diesem Zweck mit einer
Aufrollmechanik für die Schnur oder den Draht versehen,
die schematisch durch den Block 42 angedeutet ist. Mit
der Aufrollmechanik 42 ist ein Sensor 43 zur Messung
der Länge oder von Längenänderungen der
Schnur oder des Drahtes 41 verbunden. Der Sensor 36 und
der Sensor 43 bilden die Sensorvorrichtung 11,
wie im Vorstehenden mit Bezug auf 1 erörtert.
-
Die
Basiseinheit 32 umfasst ferner eine nicht gezeigte computergesteuerte
Verarbeitungsvorrichtung 8, eine mit einer Dateneingabe-/-ausgabeschnittstelle 10 versehene
Datenspeichervorrichtung 9 sowie eine Datenkommunikationsschnittstelle 6, wie
im Vorstehenden mit Bezug auf 1 erörtert.
-
Im
Gebrauch wird die räumliche Position des spitzen Endes
der Messsonde 40 in drei unabhängigen Koordinaten
relativ zur Basiseinheit 31 in einem Messkoordinatensystem
der Messvorrichtung 30 gemessen. Bei der hier erläuterten
Ausführungsform werden Messungen von der Messvorrichtung 30 in einem
Kugelkoordinatensystem durchgeführt.
-
Eine
auf der Grundlage des gleichen Prinzips wie der Proliner
® funktionierende Vorrichtung ist
aus dem
US-Patent Nr.
7,395,609 B2 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung kann in ähnlicher
Weise bezüglich der hierin offenbarten Erfindung verwendet
werden wie hierin mit Bezug auf den Proliner
® beschrieben.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand des
in der 3 gezeigten Ablaufdiagramms und der in der 4 gezeigten
graphischen Darstellung schematisch veranschaulicht. Die im Ablaufdiagramm
gezeigten Schritte werden zeitlich betrachtet von oben nach unten
ausgeführt, sofern nicht durch einen jeweiligen Pfeil anders
angegeben.
-
Der
Festlegungsvorgang beginnt mit dem Laden von Daten eines festzulegenden
(räumlichen) Umrisses, Punktes bzw. von Punkten oder eines
festzulegenden räumlichen Werkes in die Datenspeichervorrichtung 9 der
Messvorrichtung 2 und/oder die Datenspeichervorrichtung 16 der
Führungsvorrichtung 3, Schritt 50 „Lade
Daten des festzulegenden Umrisses, Punktes oder Werkes”.
Diese Daten stellen den Umriss, einen Punkt oder das Werk in einem
dreidimensionalen globalen Koordinatensystem wie etwa beispielsweise
einem kartesischen Koordinatensystem, einem Kugelkoordinatensystem
oder einem Zylinderkoordinatensystem dar. Bei einer zweidimensionalen
Ausführungsform stellen die zu ladenden Daten den Umriss
oder Punkt bzw. Punkte in einem zweidimensionalen globalen Koordinatensystem
dar.
-
Die
Messvorrichtung 1 wird dann in dem Raum oder dem Bereich
oder dem Gegenstand aufgestellt, wo die Festlegung des Umrisses,
des Punktes bzw. der Punkte oder des Werkes erfolgen soll. Beispiele
für Umrisse oder Werke sind in der Einleitung erwähnt
worden. Die Messvorrichtung 2 muss in dem Raum oder dem
Bereich, in dem sie aufgestellt wird, kalibriert werden, Schritt 51 „Kalibriere”.
Die Kalibrierung kann auf verschiedene Arten erfolgen, wiederum
eventuell je nach der Art der zur Durchführung der Messungen
verwendeten Messvorrichtung.
-
Bei
einer dreidimensionalen Ausführungsform wird die Messsonde 4 zunächst
an wenigstens drei unabhängigen Referenzpunkten positioniert
(bei einem zweidimensionalen Projekt an wenigstens zwei). Diese
Referenzpunkte sind in den geladenen Daten enthalten und in dem
Bereich oder dem Raum oder auf dem Gegenstand markiert. Diese Referenzpunkte
sind unabhängig, wenn sie einen dreidimensionalen Raum überspannen
(bzw. bei einem zweidimensionalen Projekt eine zweidimensionale
Ebene). Die Messvorrichtung 1 misst die Position der Messsonde 4 an
den Referenzpunkten in ihrem Messkoordinatensystem. Anhand bekannter
trigonometrischer Berechnungen kann nun eine entsprechend programmierte
Verarbeitungsvorrichtung 8 und/oder 15 Koordinatentransformationswerte
zur Transformierung einer Position im Messkoordinatensystem in eine
Position im globalen Koordinatensystem berechnen, Schritt 52 „Berechne
Koordinatentransformationswerte”.
-
Es
sei bemerkt, dass die Zahl der zu messenden Referenzpositionen wenigstens
drei (bzw. zwei) beträgt. Die Referenz- bzw. Kalibrierungsmessungen
können jedoch unterstützt sein oder es brauchen
weniger Referenzpositionen gemessen zu werden, wenn die Messvorrichtung
beispielsweise horizontal oder beispielsweise vertikal auf eine
horizontale bzw. vertikale Ebene eines festzulegenden Gegenstands
oder Werkes ausgerichtet werden kann. Die Messvorrichtung horizontal
oder zum Beispiel vertikal einzurichten kann automatisch oder manuell vonstatten
gehen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform kann die Messvorrichtung 1 mit
geeigneten Sensoren wie etwa einem Klinometer versehen sein, die
selbsttätig eine horizontale oder vertikale Bezugsebene
bestimmen. Bei Verwendung einer geeigneten Verarbeitungssoftware
in der Verarbeitungsvorrichtung 8 ist das Messkoordinatensystem
in dem Fall einer so bestimmten Referenzebene zugeordnet.
-
Danach
kann mit der Festlegung begonnen werden. Hierfür wird ein
festzulegender Punkt oder ein Punkt eines festzulegenden Umrisses
oder des festzulegenden Werkes entweder automatisch von der Messvorrichtung 2 oder
der Führungsvorrichtung 3 oder durch einen Benutzer
gesteuert ausgewählt, Schritt 53 „Wähle
Punkt oder einen Punkt des Umrisses oder des Werkes aus”.
Wenn es der Benutzer ist, der einen Punkt auswählt, so
kann dies in vorteilhafter Weise zum Beispiel von der Führungsvorrichtung 3 aus
in einer Darstellung des bzw. der festzulegenden Punkte(s), Umrisses
oder Werkes auf einem Anzeigebildschirm 19 anhand der Auswahlvorrichtungen 20 bis 25 erfolgen,
wie im Vorangehenden mit Bezug auf 1 beschrieben.
Der ausgewählte Punkt ist die Sollposition der Messsonde 4.
-
Nun
wird die Istposition der Messsonde 4 von der Messvorrichtung 2 vorzugsweise
quasi-kontinuierlich in Echtzeit in drei unabhängigen Koordinaten
gemessen, Schritt 54 „Miss Position der Messsonde”.
Dann wird die Differenz zwischen der gemessenen Istposition der
Messsonde und der Sollposition der Messsonde in drei Koordinaten
von der Verarbeitungsvorrichtung 8 und/oder 15 berechnet,
Schritt 55 „Berechne Differenz”. Diese
Berechnung erfolgt anhand trigonometrischer Berechnungen unter Berücksichtigung
der in Schritt 52 bestimmten Koordinatentransformationswerte,
der Art des Messkoordinatensystems und der Art des globalen Koordinatensystems.
-
Anhand
der berechneten Differenz wird eine Führung zum Bewegen
der Messsonde 4 über die Zeigevorrichtung 18 der
Führungsvorrichtung 3 gegeben, Schritt 56 „Gib
Führung an”, um die Messsonde 4 an der
oder so dicht wie möglich an der ausgewählten
Sollposition zu positionieren. Verschiedene Möglichkeiten
der Bereitstellung der Führung sind im Vorstehenden bereits
erörtert worden. In dieser Hinsicht wird insbesondere bemerkt,
dass die Richtungen in einem Führungskoordinatensystem
angegeben werden können, welches sich vom Messkoordinatensystem
und vom globalen Koordinatensystem unterscheiden kann. Die Transformation
in ein entsprechendes Führungskoordinatensystem kann zum Beispiel
von der Verarbeitungsvorrichtung 15 durchgeführt
werden. In diesem Schritt kann auch das Anzeigen der Ist-Messposition
der Messsonde 4 auf einem Anzeigebildschirm enthalten sein.
-
Die
Schritte 54, 55 und 56 werden wiederholt,
bis die berechnete Differenz größer als ein vorbestimmter
Schwellenwert ist, d. h. bis die Antwort auf den Vergleich „Differenz < Schwelle?” im
Entscheidungsblock 57 „nein” lautet.
Wenn die Antwort „ja” lautet, so kann daraus gefolgert
werden, dass die Istposition der Messsonde 4 der ausgewählten
Sollposition entspricht. Der Benutzer kann dann die jeweilige Position
der Messsonde in dem Raum oder dem Werk markieren.
-
Das
Verfahren kann nun entweder automatisch mit der Auswahl eines nächsten,
zum Beispiel vorprogrammierten, neuen festzulegenden Punktes oder
eines neuen Punktes des festzulegenden Umrisses oder Werkes fortfahren,
oder eventuell ist zunächst eine Bestätigung durch
den Benutzer erforderlich, zum Beispiel über die Vorrichtungen 20 bis 25 der
Führungsvorrichtung 3. Wie oben erläutert, kann
der Benutzer auch selbst zum Beispiel einen Punkt des Umrisses bzw.
den vorzuziehenden Punkt des Werkes manuell auswählen.
-
Dann
wird im Entscheidungsblock 58 verifiziert, ob alle Punkte
oder eine vorbestimmte Anzahl von Punkten des Umrisses, des Punktes
oder des Werkes, die für eine entsprechende Festlegung
des Umrisses, des Punktes bzw. der Punkte oder des Werkes nötig
sind, ausgewählt worden sind, „Umriss, Punkt(e)
oder Werk festgelegt?”.
-
Im
Falle von „nein” läuft das Verfahren
nochmals ausgehend von Schritt 53 ab. Im Falle von „ja” ist
die Festlegung fertiggestellt und kann das Verfahren angehalten
werden, Schritt 59, „Stop”.
-
Messpositionen
der Messsonde 4, die zum Beispiel von der Sollposition
verschieden sind, können zu den geladenen Daten hinzuaddiert
werden. Auch neue Positionen können zu den geladenen Daten
hinzugefügt werden, natürlich unter Berücksichtigung
der bestimmten Koordinatentransformationswerte und des Koordinatensystems,
wie im Vorstehenden erläutert. All dies erfolgt wie schematisch
im optionalen Block 60 „Addiere Messdaten” dargestellt. Es
versteht sich, dass verschiedene (Unter-)Schritte des Verfahrens
in einer anderen Reihenfolge als die oben genannte ausgeführt
werden können. Beispielsweise können die Schritte 52 und 53 oder 53 und 54 zeitlich
ausgetauscht werden.
-
Wenn
die Festlegung abgeschlossen ist, kann mittels der Messvorrichtung
bei Bedarf eine Messung zur Überprüfung der Festlegung
ausgeführt werden, was zu Qualitätszwecken wünschenswert sein
kann.
-
4 ist
eine schematische, graphische Ansicht einer Koordinatentransformation
zwischen dem Messkoordinatensystem u, v, w und dem globalen Koordinatensystem
x, y, z. Der Klarheit halber sind sowohl das Messkoordinatensystem
als auch das globale Koordinatensystem als kartesische Systeme gezeigt.
-
Die
Messposition P im Messkoordinatensystem, dargestellt durch den Vektor
MP mit den Komponenten uP,
vP, wP, wird über
den Koordinatentransformationsvektor T mit den Komponenten xT, yT, zT in
die entsprechende Position im globalen Koordinatensystem x, y, z,
dargestellt durch den Vektor DP, transformiert.
Der Vektor T wird aus den gemessenen Referenzpunkten berechnet.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führungsvorrichtung 3 so
ausgelegt, dass ein Umriss, Punkt oder ein Werk oder ein Teil eines
Umrisses, Punktes oder Werkes in einer zweidimensionalen Teildarstellung
auf einem Anzeigebildschirm 65 der Führungsvorrichtung 3 angezeigt
wird, wie schematisch in 5 veranschaulicht ist.
-
Mit
dem Bezugszeichen 61 ist eine gekrümmte Wand eines
Tunnels angedeutet, auf der ein Umriss, Punkt 62, festgelegt
werden soll. Die mit a, b, c, d bezeichneten Punkte liegen auf dem
gekrümmten Umriss, Punkt 62. Ein Benutzer, der
den Umriss, den Punkt 62 festlegen soll, nimmt die Wand 61 als
flache Oberfläche wahr, wenn er vor dieser Wand steht.
In einer derartigen Situation ist die Lieferung einer Führung
in einer Darstellung der Wand 61 wie im linken Teil von 5,
der beispielsweise eine Darstellung in einem kartesischen Koordinatensystem
ist, wobei die Daten in die Messvorrichtung oder die Führungsvorrichtung
geladen sind, gegenüber dem, was der Benutzer vor Ort wahrnimmt,
nicht ansprechend.
-
Wird
jedoch die durch den Doppelpfeil T in 5 schematisch
angedeutete Koordinatentransformation angewendet, bei der die gekrümmte
Wand 61 in einem Zylinderkoordinatensystem auf der Führungsvorrichtung
dargestellt ist, nimmt der Benutzer die Wand 61 als flache,
zweidimensionale Darstellung 61' wahr, und der gekrümmte
Umriss, Punkt 62, erscheint als aus Geraden aufgebauter
Umriss, Punkt 62'. Die Punkte a', b', c', d' entsprechen
den Punkten a, b, c, d.
-
Mit
dem Bezugszeichen 64 ist die in Form eines Sterns dargestellte
Ist-Messposition der Messsonde 4 angedeutet. Aus dem rechten
Teil von 5 kann abgeleitet werden, dass
die Führung zum Bewegen der Messsonde 4 in zwei
unabhängigen Richtungen 63 gegeben werden kann,
was für einen Benutzer eingängig dem entspricht,
was er vor Ort wahrnimmt.
-
Verschiedene
Teile eines festzulegenden Umrisses, Punktes 4 oder Werkes
können bei Bedarf unter Verwendung verschiedener Koordinatentransformationen
in verschiedenen zweidimensionalen Teildarstellungen dargestellt
werden. In den geladenen Daten können Umschaltpunkte enthalten
sein, an denen die Führungsvorrichtung automatisch auf eine
(andere) zweidimensionale Darstellung umschaltet. Wenn die Messsonde 4 beispielsweise
den Punkt a erreicht, kann die Führungsvorrichtung automatisch
auf die im rechten Teil der 5 gezeigte Darstellung
umschalten. Das Umschalten kann natürlich auch manuell
durch einen Benutzer erfolgen, wenn dies bevorzugt ist.
-
Es
sei bemerkt, dass die Messung von der Messvorrichtung in drei Dimensionen
durchgeführt wird und dass nur die Darstellung der Führungsvorrichtung
in zwei Dimensionen erfolgt.
-
In 6 ist
schematisch eine Ausführungsform der Führungsvorrichtung 3 dargestellt,
bei der die Zeigevorrichtung der Führungsvorrichtung in Form
eines Graphikanzeigebildschirms 70 vorgesehen ist, der
so ausgelegt ist, dass er ein Bild 71 anzeigt, welches
auf dem Anzeigebildschirm 70 im Gebrauch die Schnur oder
den Draht 41 darstellt. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Darstellung 71 eine Volllinie. Selbstverständlich
kann diese Linie auch eine gestrichelte Linie oder aus Punkten oder dergleichen
zusammengesetzt sein. Bei dieser Ausführungsform hat die
Darstellung 71 der Schnur oder des Drahtes 41 eine
feste Position auf dem Anzeigebildschirm 70. Ein Ende der
Darstellung 71 fällt mit einer Darstellung der
Messsonde 4, 40 auf dem Anzeigebildschirm 70 zusammen
oder geht in diese über, zum Beispiel in Form eines Punktes 72.
Ein Stern 73 gibt eine Sollposition der Messsonde 4, 40 an.
-
Bei
der Verschiebungsführung handelt es sich um Richtungsangaben,
zum Beispiel um einen Pfeil 74, der anhand der Darstellung 71 der
Schnur oder des Drahtes, wie etwa der oben genannten Geraden, die
Bewegungsrichtung der Messsonde 4, 40 auf den
Sollpunkt 73 zu angibt. Darüber hinaus können
Verschiebungsinformationen auch in einer Maßeinheit angezeigt
werden, wie etwa mm, cm, m, Grad, unter Verwendung von Ziffern oder
graphischen Darstellungen, wie zum Beispiel Messbalken, schematisch
bei 75 angedeutet.
-
Während
des Festlegungsvorgangs kann der Benutzer dann ohne Weiteres das
Ausmaß und die Richtung der Verschiebung der Messsonde 4, 40 bestimmen
und die Verschiebung ausführen, zum Beispiel indem er die
auf dem Anzeigebildschirm angezeigte Darstellung 71 der
Schnur oder des Drahtes auf die eigentliche Schnur oder den Draht 41 der Messvorrichtung 30 ausrichtet.
-
Bei
einer weiterentwickelten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung
eine Positionsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Relativposition
der Führungsvorrichtung in Bezug auf die Basiseinheit und/oder
die Messsonde der Messvorrichtung, wobei die Zeigevorrichtung der
Führungsvorrichtung mit einem Graphikanzeigebildschirm
zum Anzeigen der Führung auf dem Anzeigebildschirm in Bezug
auf die bestimmte Relativposition versehen ist. In 1 ist
dies schematisch bei 27, 28 angedeutet.
-
Indem
die Relativposition der Führungsvorrichtung 3 bezüglich
der Messsonde 4, 40 oder der Basiseinheit 32 der
Messvorrichtung 2, 30 während der Festlegung
kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich in Echtzeit bestimmt wird,
ist es möglich, die auf dem Anzeigebildschirm 70 angezeigte
Führung automatisch oder dynamisch beispielsweise auf die Schnur
oder den Draht 41 der Messvorrichtung 30 auszurichten,
so dass der Benutzer die Führungsvorrichtung 3 nicht
selbst in einer Position anzuordnen braucht, in der sie die ganze
Zeit auf die Schnur oder den Draht ausgerichtet ist, um die angezeigten
Richtungsinformationen richtig auszulegen. In diesem Fall folgen
die Richtungsinformationen natürlich auch Positionsänderungen
der Führungsvorrichtung 3, wenn der die Führungsvorrichtung 3 haltende
Benutzer die Richtung, in der er sich bewegt, oder die Ausrichtung
der Führungsvorrichtung ändert, usw. Bei dieser
Ausführungsform kann die Darstellung 71 der Schnur
oder des Drahtes 41 ebenfalls, wie im Vorstehenden erläutert,
auf dem Anzeigebildschirm gezeigt sein. Die Ausrichtung der Darstellung
auf dem Anzeigebildschirm 70 ändert sich in diesem
Fall mit der Ausrichtung der Führungsvorrichtung 3.
-
Die
betreffende Relativposition kann auf verschiedene Arten, die dem
Fachmann bekannt sind, oder unter Verwendung bekannter Techniken
und Vorrichtungen 27, 28 gemessen werden, beispielsweise
aufgrund von Messungen von Absolutpositionen der Basiseinheit und
der Führungsvorrichtung mittels Satellitenpositionsbestimmungssystemen
wie etwa beispielsweise GPS, über Positionsmesssysteme,
die in die Basiseinheit 30 und/oder in die Führungsvorrichtung 3 eingebaut
sind und miteinander kommunizieren, mittels Triangulationstechniken
usw.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die hierin erörterten Beispiele
beschränkt. Mehrere Änderungen und Ergänzungen
können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne vom in den
beigefügten Ansprüchen festgelegten Umfang der
Erfindung abzuweichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1226401 [0007, 0008, 0070, 0081, 0081]
- - US 7395609 B2 [0007, 0011, 0086]