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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Messsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus
US 2006/0152711 A1 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Fahrwerksvermessung von Kraftfahrzeugen mit vier Messeinrichtungen bekannt, die aus verschiedenen Blickwinkeln zu vermessende Objekte am Kraftfahrzeug aufnehmen. Eine angeschlossene Auswerteeinheit ermittelt aus den aufgenommenen Bildern die Raumlage von Messpunkten am Kraftfahrzeug. Zur Bestimmung der Messplatzkoordinaten sind Gitternetzlinien auf einer Aufstandsfläche des Kraftfahrzeuges als Referenzmerkmale vorgesehen. Zusätzlich zu den Referenzmerkmalen ist eine mobile Prüfmerkmalanordnung mit Prüfmerkmalen in Form eines Würfels vorhanden. Die Referenzmerkmale und Prüfmerkmale werden von den Messeinrichtungen aufgenommen und zur Kalibrierung des Messplatzbezugssystem herangezogen.
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In
DE 10 2008 042 024 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Achsvermessung von Kraftfahrzeugen genannt. Hierbei werden an den Rädern befestigte Messtafeln mit optisch registrierbaren Marken von zwei Messeinheiten mit jeweils zwei Stereo-Kamera-Anordnungen erfasst. In einem Referenziervorgang wird mit einer in die Messeinheiten integrierten Referenziereinrichtung ein Messplatzbezugssystem für die Messeinheiten festgelegt. Die Kalibrierung der Stereo-Kamera-Systeme zueinander und der Referenziereinrichtung zu den Stereosystemen ist hierbei von großer Bedeutung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen Kalibrierung eines Messsystems mit Stereo-Kamera-Systemen und/oder Referenziereinrichtungen zu schaffen, welches auf einfache Art und Weise in der Werkstatt durchgeführt werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung eines Messsystem und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass das Verfahren einfach durchzuführen ist und die Vorrichtung einen einfachen Aufbau hat, so dass es in jeder Werkstatt mit einem Messsystem zur Achsvermessung angewendet werden kann. Das Messsystem mit Stereo-Kamera-Systemen und/oder Referenziereinrichtungen muss nicht mehr direkt beim Hersteller oder in der Fertigung kalibriert werden, sondern kann direkt vor Ort kalibriert werden. Ein Austausch von Kameras und die nachfolgende Kalibrierung sind dadurch schneller und einfacher durchzuführen. Des Weiteren kann die Genauigkeit der Achsvermessung einfach vor Ort überprüft werden.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
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Zweckmäßig ist es, wenn die ermittelten 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale und die Orientierungsparameter der Aufnahmekamera gemeinsam mittels eines an sich bekannten Ausgleichsprozesses bestimmt werden, da auf bekannte und genaue numerische Verfahren zurückgegriffen wird. Als Orientierungsparameter werden die 3D-Koordinaten der Aufnahmeposition sowie die drei Rotationen zur Beschreibung der Aufnahmerichtung einer Kamera bezeichnet.
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Ein weiterer Vorteil ist die Bestimmung der Genauigkeit der ermittelten 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale des Messrahmens in Form von Standardabweichungen aus der Auswertung des überbestimmten Systems, so dass die Kalibrierung der Messkameras nur durchgeführt wird, wenn die 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale mit einer hohen und für die Kalibrierung ausreichenden Genauigkeit bestimmt wurden.
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Vorteilhaft ist die relative und/oder absolute Kalibrierung der mindestens zwei Messkameras im zweiten Schritt des Verfahrens. Hierbei wird die relative Orientierung der Messkameras eines Stereo-Kamera-Systems zueinander hergestellt und die globale Orientierung der Messkameras in einem globalen 3D-Koordinatensystem festgelegt.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Bestimmung aller intrinsischen oder Teile der intrinsischen Parameter mindestens einer Messkamera, da nach einem Kameratausch die inneren Parameter der Kamera kalibriert werden können.
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Vorteilhaft ist, dass im ersten Schritt die mindestens eine Aufnahmekamera mehrfach neu ausgerichtet wird und alle Bezugsmerkmale der Kalibriervorrichtung aus mindestens zwei Aufnahmepositionen durch Änderung der Aufnahmerichtung sequentiell oder kontinuierlich erfasst werden. Dies ermöglicht die Aufnahme einer ausreichenden Anzahl von Bildern mit Bezugsmerkmalen, die sich teilweise gegenseitig überlappen, um damit im dritten Schritt ein Gleichungssystem mit Unbekannten, die die Bezugsmerkmale, Kamerapositionen und Aufnahmerichtungen in einem gemeinsamen 3D-Koordinatensystem darstellen, vollständig zu lösen.
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Ein besonderer Vorteil ist die genäherte Vorgabe der Aufnahmepositionen und Aufnahmerichtungen der mindestens einen Aufnahmekamera durch eine Positioniervorrichtung. Durch die Positioniervorrichtung wird sichergestellt, dass bei der sequentiellen oder kontinuierlichen Aufnahme der Bezugsmerkmale durch die Aufnahmekamera alle Bezugsmerkmale vollständig aufgenommen werden und eine höhere Qualität der Aufnahmen erreicht wird. Verwackelte Aufnahmen und eine unzureichende Überdeckung der Bilder können vermieden werden.
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Dieser Vorteil wird noch verstärkt, wenn die Aufnahmepositionen und Aufnahmerichtungen der Positioniervorrichtung automatisch durch eine Auswerteeinheit vorgegeben werden, da mit internen Rechenalgorithmen die Bildaufnahme begleitet wird und eine günstige Aufnahmeposition und eine günstige Aufnahmerichtung für die nächste Bildaufnahme berechnet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass alle oder einzelne Messkameras einer Bildaufnahmeeinrichtung ausgetauscht und danach kalibriert werden können. Dies ermöglicht einen Vor-Ort Service, falls Kameras defekt sind. Um die globale Kalibrierung aufrechtzuerhalten muss jedoch mindestens eine Messkamera der Bildaufnahmeeinrichtung unverändert bleiben.
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Bei der Kalibrierung der Referenziereinrichtungen und/oder mindestens einer Messkamera zeigt sich ein weiterer Vorteil, da zwei Bildaufnahmeeinrichtungen gleichzeitig in den Messrahmen platziert werden können. Hierdurch ergeben sich bei der Durchführung des Verfahrens keine zusätzlichen Verfahrensschritte. Die Kalibrierung der Referenziereinrichtungen wird gleichzeitig mit der Kalibrierung der mindestens einen Messkamera vorgenommen.
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Dadurch, dass die Kalibriervorrichtung aus mindestens drei Platten aufgebaut ist, wird ein einfacher Auf- und Abbau der Kalibriervorrichtung in der Werkstatt ermöglicht. Des Weiteren lassen sich die einzelnen Platten gut transportieren. Die Platten sind während des Verfahrens fest miteinander verbundenen, so dass sich die Position der Bezugsmerkmale zueinander nicht verändern kann, was für einen korrekten Ablauf des Verfahrens Voraussetzung ist.
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Zweckmäßig lässt sich die Kalibriervorrichtung dadurch realisieren, indem mindestens eine Platte als Bodenplatte eingesetzt wird, die senkrecht zu zwei einander gegenüber angeordneten Platten steht. Dadurch kann die Bildaufnahmeeinrichtung auf der Bodenplatte gestellt werden und mit den beiden Sterero-Kamerasystemen können gleichzeitig die beiden gegenüber angeordneten Platten fokussiert werden.
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Vorteilhaft ist die Benutzung von natürlichen und/oder künstlichen Marken als Bezugsmerkmale auf jeder Platte, da dies bei der Herstellung der Platten mit Bezugsmerkmalen eine große Anzahl von unterschiedlichen Herstellungsmaterialien und Herstellungsverfahren zulässt.
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Durch die Benutzung von retro-reflektierenden und/oder aktiv licht aussendenden Bezugsmerkmalen wird die Aufnahme der Bezugsmerkmale bei schlechten Belichtungsverhältnissen vereinfacht. Des Weiteren vereinfacht die Benutzung von Bezugsmerkmale mit Kodierung die spätere Auswertung durch die Auswerteeinheit.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch das Verbinden der Platten an ihren Rändern durch Steckverbindungen und/oder Schraubverbindungen. Da es sich um eine einfache und sichere Möglichkeit handelt die einzelnen Platten fest miteinander zu verbinden, die sich nach der Durchführung des Verfahrens aber auch einfach wieder lösen lässt.
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Ausführungsbeispiele
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Messplatzes zur Achsvermessung eines Fahrzeuges mit einem Messsystem,
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2 eine Darstellung einer Kalibriervorrichtung,
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3 eine Darstellung einer Kalibriervorrichtung mit einer darin platzierten Bildaufnahmeeinrichtung und
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4 eine schematische Darstellung einer Kalibriervorrichtung mit zwei darin platzierten Bildaufnahmeeinrichtungen.
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1 zeigt eine Achsvermessungseinrichtung mit einem Messsystem und einem Fahrzeug 10 auf einer Hebebühne mit zwei Fahrschienen 11. An den beiden Vorderrädern 15 und den beiden Hinterrädern 16 sind jeweils seitlich in den Raum abstehende, Messtafeln 20 befestigt. Die Messtafeln 20 besitzen eine im Wesentlichen ebene Fläche, auf der optisch registrierbare Markierungen angeordnet sind.
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Das Messsystem umfasst zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 12 mit jeweils vier Messkameras 31, 32 und mit jeweils einer Referenziereinrichtung 33 und eine Auswerteeinheit 13. Die beiden Bildaufnahmeeinrichtungen 12 sind jeweils seitlich von den beiden Fahrschienen 11 befestigt und stehen mit der Auswerteeinheit 13 in Verbindung, die eine Bildverarbeitungssoftware enthält. Die beiden Bildaufnahmeeinrichtungen 12 besitzen jeweils zwei Stereo-Kamerasysteme, die von den jeweils zwei Messkameras 31, 32 gebildet werden. Das nach vorn ausgerichtete Stereo-Kamerasystem, welches von den beiden Messkameras 31 gebildet wird, erfasst die an den Vorderrädern 15 angeordneten Messtafeln 20, und das nach hinten ausgerichtete Stereo-Kamerasystem, welches von den beiden Messkameras 32 gebildet wird, erfasst die an den Hinterrädern 16 angeordneten Messtafeln 20.
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Jede Bildaufnahmeeinrichtung 12 umfasst ferner die Referenziereinrichtung 33 mit einer als Empfangseinheit ausgebildeten Referenzierkamera 34 und einer als Sendeeinheit ausgebildeten LED 35. Die beiden Bildaufnahmeeinrichtungen 12 sind im dargestellten Messsystem so ausgerichtet, dass die beiden Referenziereinrichtungen 33 einander zugewandt sind und die LED 35 der in der Darstellung rechten Bildaufnahmeeinrichtung 12 von der Referenzierkamera 34 der in der Darstellung linken Bildaufnahmeeinrichtung 12 aufgenommen werden kann. Analog kann die LED 35 der in der Darstellung linken Bildaufnahmeeinrichtung 12 von der Referenzierkamera 34 der in der Darstellung rechten Bildaufnahmeeinrichtung 12 aufgenommen werden.
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Durch den Referenziervorgang wird ein Messplatzbezugssystem für die Bildaufnahmeeinrichtungen 12 festgelegt, welches der Auswerteeinheit 13 übermittelt wird. Es ist somit keine zusätzliche Bezugsanordnung zur Festlegung eines Messplatzbezugssystems notwendig. Die Achsvermesseinrichtung ist gegenüber Veränderungen der Position der Bildaufnahmeeinrichtung 12 während der Messung unempfindlich; eine Referenzierung der Bildaufnahmeeinrichtung 12 ist vor und/oder kontinuierlich während jedem Messvorgang möglich.
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Anstelle einer globalen Auswerteeinheit 13 kann jede Bildaufnahmeeinrichtung 12 oder jede der Messkamera 31, 32 und jede Referenzierkamera 34 auch eine eigene Rechen- und Speichereinheit besitzen, die als Auswerteeinheit 13 dient und die miteinander verbunden sind.
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Bezüglich der Durchführung des Verfahrens zur Achsvermessung mit dem dargestellten Messsystem wird auf die Patentanmeldung
DE 10 2008 042 024 A1 verwiesen.
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Nachfolgend wird die Kalibrierung des Messsystems mittels einer Kalibriervorrichtung 22 erläutert.
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Die Kalibriervorrichtung 22 weist gemäß 2 einen Messraum 30 mit Bezugsmerkmalen 29 und mindestens eine Aufnahmekamera 9 zur Bestimmung der 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 auf. Die mindestens eine Aufnahmekamera 9 ist über dem Messraum 30 positioniert, so dass im Wesentlichen alle Bezugsmerkmale 29 aufgenommen werden können. Der Messraum 30 wird von einem U-förmigen Messrahmen 22 begrenzt, welcher aus vier ebenen Platten 24, 26, 27, 28, die an ihren Rändern fest miteinander verbunden sind, besteht. Die Platten 24, 26, 27, 28 bilden den U-förmigen Messrahmen 22, der die in den Messraum 30 weisende Bezugsmerkmale 29 aufweist. Die Platten 24, 26, 27, 28 können durch Steck- oder Schraubverbindungen miteinander verbunden werden. Auf der Oberfläche der Platten 24, 26, 27, 28 sind die Bezugsmerkmale 29 angeordnet. Zwei Platten 24, 26 sind in etwa parallel zueinander angeordnet, wobei die beiden Oberflächen, auf denen sich die Bezugsmerkmalen 29 befinden, einander zugewandt sind. Beispielsweise zwei weitere Platten 27, 28 bilden eine Bodenfläche und sind nebeneinander in der gleichen Ebene miteinander verbunden.
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Anstelle der vier ebenen Platten 24, 26, 27, 28 kann der Messrahmen 22 auch aus drei Platten zusammengesetzt werden, wobei die beiden Platten 27, 28 eine einzelne Fläche bilden. Alternativ kann der Messrahmen 22 aus mehr als vier Platten zusammengesetzt werden, wobei die vier Platten 24, 26, 27, 28 in weitere Teilplatten zerlegt werden.
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Die Bezugsmerkmale 29 können als 2D-Flächen oder 3D-Körper mit bekannter Geometrie, wie eines Kreises, eines Dreiecks, eines Rechtecks, einer Kugel, eines Würfels, eines Quaders oder ähnlichem, dargestellt werden, die einen guten Kontrast zu ihrer Umgebung gegebenenfalls unter Ausnutzung besonderer Beleuchtungsverhältnisse besitzen. Sie können als künstliche, vorzugsweise retro-reflektierende Merkmale ausgebildet sind. Derart ausgebildete Bezugsmerkmale 29 bieten den Vorteil, dass sie besonders einfach in einem aufgenommenen Bild detektiert werden können und dass durch ihre bekannte Geometrie eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden kann. Den Bezugsmerkmalen 29 kann eine Codierung zugeordnet sein, um ihre Identifikation zu vereinfachen.
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Als Bezugsmerkmale 29 können auch ohnehin vorhandene, natürliche Merkmale herangezogen werden, z. B. Kanten oder zufällige Kontrastmuster, die sich aus einer Textur des Rahmens ergeben. Eine Kombination von natürlichen und künstlichen Bezugsmerkmalen 29 ist ebenfalls möglich.
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Weiterhin können geometrische Informationen der Bezugsmerkmale 29 bekannt sein und in der Auswerteeinheit 13 zugrunde gelegt werden, wie z. B. der Abstand zwischen Bezugsmerkmalen 29 oder die Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 in einem lokalen 2D- oder 3D-Koordinatensystem zumindest eines Teils des Messrahmens 22. Wenn vorhanden, werden diese Informationen bei der rechnerischen Auswertung mit der Auswerteeinheit 13, insbesondere in einen Ausgleichungsprozess mit entsprechenden Toleranzen eingeführt.
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Zum Kalibrieren des Messsystems werden in einem ersten Schritt die 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 des Messrahmens 22 durch die mindestens eine Aufnahmekamera 9 bestimmt. Die Aufnahmekamera 9 mit einem flächenhaften Bildsensor kann eine der Messkameras 31, 32 oder eine der Referenzierkameras 34 der Bildaufnahmeeinrichtung 12 sein oder eine weitere Kamera sein, die nicht zum Messsystem gehört und nur zur Bestimmung der 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 eingesetzt wird. Es können auch zwei Aufnahmekameras 9, z. B. zwei Messkameras 31, 32, der Bildaufnahmeeinrichtung 12 gleichzeitig zur Aufnahme eingesetzt werden. Die Aufnahmekamera 9 ist mit der Auswerteeinheit 13 verbunden.
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Der Messrahmen 22 wird für die Dauer der Bestimmung der 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 zweckmäßigerweise ortsfest aufgestellt. Er wird so platziert, dass aus mindestens zwei Perspektiven Bezugsmerkmale 29 des Messrahmens 22 aufgenommen werden können. Die Platten 24, 26, 27, 28 und damit die Bezugsmerkmale 29 dürfen nicht bewegt werden, solange bis alle notwendigen bzw. einzustellenden Perspektiven erfasst wurden und die anschließende Kalibrierung durchgeführt wurde.
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Zur Bestimmung der 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 des Messrahmens 22 müssen alle Bezugsmerkmale 29 durch die Aufnahmekamera 9 aus mindestens zwei unterschiedlichen Aufnahmepositionen aufgenommen werden. Die Erfassung der Bezugsmerkmale 29 erfolgt sequentiell, wobei eine Abfolge von Aufnahmen der Bezugsmerkmale 29 von einem Ende zum anderen Ende des Messrahmens 22 durch Änderung der Aufnahmerichtung bei fester Aufnahmeposition zweckmäßig ist. Die aufgenommenen Bilder müssen sich überlappen und mindestens vier gemeinsame Bezugsmerkmale 29 aufweisen. Nachdem die Aufnahme aller benötigten Bilder aus einer Aufnahmeposition abgeschlossen ist, wird die Aufnahmeposition der Aufnahmekamera 9 verändert und erneut alle Bezugsmerkmale 29 des Messrahmens 22 sequentiell aufgenommen.
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Vorteilhaft kann der Einsatz von einem Hilfsadapter zum Halten und Ausrichten der Aufnahmekamera 9 sein. Der Hilfsadapter gibt der Aufnahmekamera 9 eine vordefinierte Aufnahmeposition und Aufnahmerichtung vor, wodurch eine vom Bediener weitgehend unabhängige Genauigkeit gewährleistet wird.
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Die Bildaufnahme kann kontinuierlich erfolgen. Die dabei entstehenden Bilddaten werden entweder vollständig ausgewertet oder von der Auswerteeinheit 13 auf die zur Gewährleistung der Genauigkeit notwendige Menge reduziert.
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Der Bediener kann bei der Bildaufnahme unterstützt werden. Es kann online an einem Monitor, der mit der Auswerteeinheit 13 verbunden ist, die aktuelle Aufnahmeposition und Aufnahmerichtung angezeigt werden, errechnet aus der Auswertung der sichtbaren Bezugsmerkmale 29 auf dem Messrahmen 22. Damit kann die Bedienperson sehr einfach die Aufnahmekamera 9 auf die nächste geforderte Aufnahmeposition und Aufnahmerichtung bringen und die Auswerteeinheit 13 kann die zur Gewährleistung der Genauigkeit notwendige Anzahl und Überdeckung der Aufnahmen einfordern. Auch kann eine interaktive Bedienerführung und Überwachung bezüglich der richtigen Verwendung des mindestens einen Hilfsadapters von der Auswerteeinheit 13 ausgeführt werden.
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Die Auswertung der Bilder erfolgt nach einem statistischen Ausgleichsverfahren, da den Unbekannten in der Regel eine Vielzahl von Beobachtungen gegenüberstehen, die sich aus dem Netz der Bildaufnahmen ergeben. Die Positionen der Bezugsmerkmale 29 in den Bildern bilden gemeinsam mit den Aufnahmepositionen und den Aufnahmerichtungen der Aufnahmekamera 9 die Unbekannten in einem Gleichungssystem, die durch Überbestimmung anhand des Ausgleichungsprozesses bestimmt werden.
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Nach Bestimmung der gesuchten 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 können diese auf Plausibilität geprüft werden, wie z. B. Vollständigkeit und Abstand. Auch die erreichte Genauigkeit der 3D-Koordinaten in Form von Standardabweichungen aus der Auswertung des überbestimmten Systems kann zur Prüfung herangezogen werden. Nur wenn alle Kriterien positiv geprüft wurden, werden die 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 für die Kalibrierung der Messkameras 31, 32 oder der Bildaufnahmeeinrichtung 12 oder der Referenziereinrichtung 33 genutzt. Dadurch wird die Korrektheit und Genauigkeit der Kalibrierung auch bei Anwendung durch den Nicht-Fachmann gewährleistet.
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Nachdem im ersten Schritt die 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 bestimmt sind, wird im zweiten Schritt mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung 12 im Messraum 30 angeordnet. In 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Bildaufnahmeeinrichtung 12 mittig auf der Bodenfläche, die von den Platten 27 und 28 gebildet wird, positioniert ist. Des Weiteren sind die vier Messkameras 31, 32 so ausgerichtet, dass jeweils ein Stereo-Kamera System eine der beiden gegenüberliegenden Platten 24, 26 mit ihren Bezugsmerkmalen 29 fokussiert.
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Im dritten Schritt wird die Kalibrierung der im Messraum 30 angeordneten mindestens einen Bildaufnahmeeinrichtung 12 oder die Kalibrierung von mindestens zwei Messkameras 31, 32 der Bildaufnahmeeinrichtung 12 vorgenommen. Da alle 3D-Koordinaten der Bezugsmerkmale 29 des Messrahmens 22 bekannt sind, ist mit bekannten Methoden der Bildverarbeitung eine Bestimmung der 3D-Koordinaten der Messkameras 31, 32 in einem gemeinsamen 3D-Koordinatensystem möglich. Es kann sowohl eine relative, als auch eine globale Kalibrierung der einzelnen Messkameras 31, 32 der Bildaufnahmeeinrichtung 12 vorgenommen werden.
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Bei einer relativen Kalibrierung wird der Zusammenhang zwischen den beiden 3D-Kamerakoordinatensystemen zweier Messkameras 31, 32 wie z. B. in einem Stereo-Kamerasystems, hergestellt. Bei einer globalen Kalibrierung wird die äußere Orientierung der Messkameras 31, 32 im gemeinsamen globalen 3D-Koordinatensystem des Messsystems festgelegt, welches auch die Referenziereinrichtungen 33 umfasst.
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Falls vor der Kalibrierung ein Tausch von Messkameras 31, 32 der Bildaufnahmeeinrichtung 12 stattfindet, muss mindestens eine Messkamera 31, 32 der Bildaufnahmeeinrichtung 12 unverändert bleiben, um den Bezug zum gemeinsamen globalen 3D-Koordinatensystem herzustellen und diesen numerisch auf die ausgetauschten Messkameras 31, 32 zu übertragen. Müssen alle Messkameras 31, 32 ausgetauscht werden, kann die Kalibrierung auch sequentiell in mehreren Schritten erfolgen, bis alle Kameras neu kalibriert sind.
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Zusätzlich zu den relativen und globalen Kameraparametern können auch alle oder Teile der intrinsischen Parameter der Messkameras 31, 32 mitbestimmt werden. Die intrinsischen Kameraparameter definieren den Zusammenhang zwischen dem 3D-Kamerakoordinatensystem und dem 2D-Sensorkoordinatensystem und sind z. B. die Brennweite, Objektivverzeichnung, Pixelskalierung und Pixelorientierung einer Kamera.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei der im zweiten Schritt anstelle einer Bildaufnahmeeinrichtung 12 zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 12 im Messraum 30 angeordnet werden. Die beiden Bildaufnahmeeinrichtungen 12 sind so zueinander positioniert, dass die Referenziereinrichtungen 33 einander zugewandt sind. Des Weiteren sind die vier Messkameras 31, 32 so ausgerichtet, dass jeweils ein Stereo-Kamera System eine der beiden gegenüberliegenden Platten 24, 26 des Messrahmens 22 mit ihren Bezugsmerkmalen 29 fokussiert. Durch die Positionierung von zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 12 im Messrahmen 22 ist es möglich neben der Kalibrierung der Messkameras 31, 32 auch eine Kalibrierung der Referenziereinrichtungen 33 vorzunehmen. Die Kalibrierung der Referenziereinrichtung 33 kann nach einem Tausch der Referenzierkameras 34 oder zur Überprüfung des Messsystems durch geführt werden. Hierbei erfolgt zusätzlich zur Aufnahme der Bezugsmerkmale 29 durch die Messkameras 31, 32 eine Messung und ein Abgleich der gegenseitigen Orientierung der Referenziereinrichtungen 33. Dies erfolgt, indem die Orientierung der LED 35 der in 4 oberen Bildaufnahmeeinrichtung 12 von der gegenüberliegenden Referenzierkamera 34 der in 4 unteren Bildaufnahmeeinrichtung 12 im Bezug zu den Messkameras 31, 32 bestimmt und intern gespeichert wird. Alternativ kann die Orientierung der LED 35 der in 4 unteren Bildaufnahmeeinrichtung 12 von der gegenüberliegenden Referenzierkamera 34 der in 4 oberen Bildaufnahmeeinrichtung 12 im Bezug zu den Messkameras 31, 32 bestimmt und intern gespeichert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0152711 A1 [0002]
- DE 102008042024 A1 [0003, 0032]
