DE102011000304A1

DE102011000304A1 - Kalibrierung von Laser-Lichtschnittsensoren bei gleichzeitiger Messung

Info

Publication number: DE102011000304A1
Application number: DE201110000304
Authority: DE
Inventors: Stefan Freitag; Albert Sedlmaier; Udo Lang
Original assignee: Data M Sheet Metal Solutions GmbH
Current assignee: Data M Sheet Metal Solutions GmbH
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: US9127936B2; WO2012101166A1; CN103328923A; CA2825250A1; US20140029018A1; DE102011000304B4; EP2668468A1; CN103328923B; CA2825250C

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßvorrichtung (1) zur Vermessung eines Strang- oder Blechwalzprofils (2) mit einer Meßvorrichtung (1) bei deren gleichzeitiger Kalibrierung, wobei die Messvorrichtung (1) ausgebildet ist, um mindestens zwei Laserlichtschnitte auf einer Oberfläche (20) eines Strangprofils (2), das durch die Meßvorrichtung (1) hindurch gezogen wird, durch mindestens einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) von einer jeweiligen, verschiedenen Position aus zu erzeugen und das Strangprofil (2) darum herum entlang der jeweiligen Laserlichtschnitte durch einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) zu vermessen. Dabei werden in den Rohbilddaten von dem mindestens einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) von benachbarten Positionen aus jeweils gemeinsame Referenzen und/oder Referenzmarker (31–34) erfasst, die dazu dienen, um jeweils Transformationsmatrizen zur Kalibrierung der Rohbilddaten erzielen. Damit werden sowohl die Referenzen als auch das Strang- oder das Blechwalzprofil in somit kalibrierten Bildern von der jeweiligen Position aus kalibriert und in einem gemeinsamen Koordinatensystem abgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung eines Strang- oder Blechwalzprofils bei gleichzeitiger Kalibrierung von Laser-Lichtschnittsensoren relativ zueinander nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Dabei sind bevorzugt auf einer kreisartigen Vorrichtung mehrere Laser-Lichtschnittsensoren und Referenzmarker um beispielsweise ein kontinuierlich zu vermessendes Strang- oder Blechwalzprofil herum angeordnet, so dass zugleich das Strang- oder Blechwalzprofil und die Referenzmarker vermessen werden können. Dadurch können die Laser-Lichtschnittsensoren während eines Produktionsprozesses auf einfache Weise nachkalibriert werden.
Stand der Technik:
DE 103 28 523 beschreibt ein Verfahren und eine Meßvorrichtung für eine berührungslose Vermessung einer Oberflächenkontur eines Prüflings nach einem Laser basierten Lichtschnittverfahren (Triangulationsprinzip), wie beispielsweise für die berührungslose Vermessung eines Schienenprofils für Eisenbahnen. Dabei sind in eine Laserlinie, die von Lichtschnittsensoren auf das Schienenprofil projiziert wird, zwecks Kalibrierung mehrere Referenzmarker zwischen dem Schienenprofil und dem jeweiligen Sensor angeordnet, wobei die Referenzmarker in einer Ebene liegen und einen bekannten Abstand zueinander haben. Daraufhin werden die mittels Kamerasystem vermessenen Referenzmarker dazu verwendet, eine Transformationsmatrix zu berechnen, um damit das Bild einer Meßlinie des Schienenprofils zu entzerren. Die genaue Justierung der in einer Ebene liegenden Referenzmarker in die Ebene eines ausgesendeten Laserstrahlbündels ist jedoch diffizil und nur für einen festen Verbund der Lichtschnittsensoren und den Referenzmarkern gedacht.
US 7 679 757 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine berührungslose Vermessung einer Oberflächenkontur nach dem Laser basierten Lichtschnittverfahren beispielsweise eines Strangprofils, das durch eine Sensor-Vorrichtung geschoben wird. Dabei ermöglicht die Sensorvorrichtung die Vermessung der Oberfläche des Strangprofils während einer Produktion, so dass die Produktionsparameter während des Produktionsprozesses entsprechend nachgestellt werden können. Dabei sind ein oder mehrere Sensoren auf einer ringartigen Vorrichtung montiert, so dass das Stangen- oder Schienenprofil von allen Seiten anhand seiner Oberfläche vermessen werden kann. Die Sensoren sind dabei radial, entlang eines Kreisbogens und nach innen auf das Strangprofil gerichtet angeordnet. Die Kalibrierung der Sensorvorrichtung erfolgt zeitweise unter Einbringen eines speziellen Kalibrierkörpers, die jedoch nicht während eines Produktionsprozesses geschehen kann.
DE 100 17 463 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die berührungslose Vermessung einer Oberflächenkontur nach dem Laser basierten Lichtschnittverfahren, bei der das zu vermessende Objekt gleichzeitig mit feststehenden Referenzmarkern vermessen wird. Dabei wird das Bild von dem zu vermessenden Objekt und gleichzeitig von den feststehenden Referenzmarkern durch einen halbdurchlässigen Spiegel erzielt. Die feststehenden Referenzmarker sind dabei in einem definierten und konstanten Abstand zu den Sensoren zu halten.
DE 690 03 090 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Kalibrierung eines beweglichen Laser-Lichtschnittsensors, der beispielsweise an einem Roboterarm befestigt ist und zu Meßzwecken um einen Prüfling herum bewegt wird. Zur Kalibrierung wird ein definiertes Kalibrierobjekt bekannter Abmaße an einer definierten Stelle im Raum platziert und abgetastet, um aus diesen Meßwerten dann eine Korrekturmatrix für die Entzerrung bzw. Korrektur der Meßergebnisse zu erzeugen. Während einer Kalibrierung ist der Laser-Lichtschnittsensor jedoch dem Kalibierobjekt hin zu bewegen und steht für diese Zeit nicht für Messungen zur Verfügung. Das Kalibrierobjekt und der Roboterarm müssen über die Zeit in einem definierten Abstand gehalten werden.
Wünschenswert ist für die Vermessung beispielsweise von Strangprofilen oder anderen Profilen, die kontinuierlich in einer Walzprofilieranlage hergestellt und herausgeschoben werden, diese während des Produktionsprozesses zwecks kontinuierlicher Vermessung von deren Oberfläche durch eine Meßvorrichtung aus Laser-Lichtschnittsensoren zu leiten. Dadurch können anhand der Meßergebnisse sofort parametrische Korrekturen in der Walzprofilieranlage vorgenommen werden. Ferner soll eine einmal hergestellte Genauigkeit der Meßvorrichtung mit gewissen Toleranzen beibehalten werden, die von maßgeblich von Temperaturschwankungen, Vibrationen und von mechanischen Schlägen beeinträchtigt ist.
Wünschenswert ist für die Vermessung beispielsweise des Strangprofiles auch eine Vermessung von allen Seiten des Strangprofils und von allen wesentlichen Oberflächen und Rundungen, wobei dafür entweder mehrere Sensoren oder mindestens ein beweglicher, verfahrbarer Sensor auf einer beispielsweise kreisartigen Anordnung vorgesehen werden müssen. Der oder die Sensoren sollen dabei möglichst preiswert und trotz Temperaturschwankungen in ihren Meßergebnissen genau bleiben. Die Temperaturschwankungen wirken sich auf die Meßergebnisse hauptsächlich als Offset und weniger als Skalierungsfehler aus, der im Wesentlichen durch eine temperaturbedingte Winkelveränderung eines Laserstrahlbündels bedingt ist. Die geforderte Genauigkeit wird bekanntlich durch periodische Kalibrierungen über die Zeit gewährleistet. Dazu soll der Produktionsprozess durch die Kalibrierung aber wünschenswerterweise nicht unterbrochen werden müssen.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Meßvorrichtung basierend auf einem Laser-Lichtschnittmeßverfahren zu einer kontinuierlichen Vermessung einer Oberfläche eines durch die Meßvorrichtung hindurch geleiteten Prüflings, wie beispielsweise eines Strangprofils, wobei während der Vermessung des Prüflings auch periodische Kalibrierungen durchgeführt werden, ohne dass der Produktionsprozess dazu gestoppt oder abgebremst werden muß.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Meßvorrichtung die Oberfläche des Prüflings, wie beispielsweise des durchlaufenden Strangprofils bevorzugt von allen Seitens aus oder von Teilen davon vermisst.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bevorzugter Maßen möglichst einfache und kostengünstige Laser-Lichtschnittsensoren verwenden zu können und Temperatur- und Materialausbreitungsschwankungen durch eine geeignete Kalibrierung weitgehend zu kompensieren, um geforderte Meßtoleranzen einzuhalten.
Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind in der detaillierten Beschreibung und in den Ansprüchen enthalten.
Offenbarung der Erfindung
Die vorstehenden Aufgaben sowie weitere der Beschreibung zu entnehmende Aufgaben werden von einem Verfahren und einer Meßvorrichtung zur kontinuierlichen Vermessung von Strangprofilen bei gleichzeitiger periodischer Nachkalibrierung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 15 und 16 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Meßvorrichtung zur Verfügung gestellt, das bzw. die eine kontinuierliche Vermessung einer Oberfläche eines Prüflings, wie beispielweise eines Strangprofils durch mindestens einen Laser-Lichtschnittsensor von mindestens zwei Positionen bzw. Meßperspektiven aus erlaubt, wobei während der Vermessung des Prüflings auch gleichzeitig periodisch eine erneute Kalibrierung des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors in Bezug auf die mindestens zwei Positionen bzw. Meßperspektiven stattfindet.
Die gleichzeitige, erneute Kalibrierung des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors an den mindestens zwei Positionen erfolgt bevorzugt dadurch, dass zusätzlich in einen gemeinsamen Meßerfassungsbereich des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors, der an verschiedenen Positionen angeordnet ist, Referenzmarker angebracht sind und/oder sich Referenzen in dem Strangprofil befinden, deren Position und/oder Ausrichtung eindeutig ist, so dass Bilddaten, die von einer zweiten Position aus gemessen wurden, anhand der Referenzen und/oder der Referenzmarker mit Bilddaten, die von einer vorherigen, ersten Position aus vermessen sind, in Übereinstimmung gebracht werden.
Die Referenzmarker bestehen bevorzugt aus dünnen, streifenartigen Platten mit definierten Abmaßen und in definierten Positionen zueinander, wobei die streifenartigen Platten bevorzugt so um den Prüfling herum angeordnet sind, dass sie jeweils zur Mitte des gemeinsamen Meßerfassungsbereichs hin ausgerichtet sind und den Prüfling dabei möglichst nicht verdecken.
Eine bevorzugte Anordnung der Meßvorrichtung umfasst vier Laser-Lichtschnittsensoren, die auf einer ringartigen, mechanischen Vorrichtung im Winkel von 90 Grad zueinander um den Prüfling herum angeordnet sind, wobei jeder Laser-Lichtschnittsensor zur Mitte des Rings auf den Prüfling hin ausgerichtet ist, um darin das Strangprofil und die Referenzen und/oder die Referenzmarker zu vermessen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den anhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist in nachfolgenden Zeichnungen und in einer detaillierten Beschreibung dargestellt, soll aber die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer basierend auf dem Laser-Lichtschnittverfahren zur Vermessung der Oberfläche eines Strangprofils, das aus einer Walzvorrichtung durch die Meßvorrichtung hindurch geschoben wird.
2 ist eine schematische Ansicht der Meßvorrichtung zur Vermessung der Oberfläche des Strangprofils, in der vier Laser-Lichtschnittsensoren in einem inkrementellen Winkel von 90 Grad entlang eines Kreisrings um den Querschnitt des Strangprofils nach innen hin gerichtet angeordnet sind.
3 zeigt den Querschnitt des Strangprofils, das sich von dem der 2 unterscheidet, mit vier darum herum angeordneten Referenzmarkern und mit angedeuteten Strahlengängen von einer ersten Meßperspektive des jeweiligen Laser-Lichtschnittsensors aus.
4 zeigt den Querschnitt des Strangprofils mit den darum herum angeordneten Referenzmarkern und mit den Strahlengängen von einer zweiten Meßperspektive des jeweiligen Laser-Lichtschnittsensors aus.
5 zeigt den Querschnitt des Strangprofils mit den darum herum angeordneten Referenzmarkern und mit Strahlengängen von einer weiteren Meßperspektive des jeweiligen Laser-Lichtschnittsensors aus.
Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht auf eine bevorzugte Meßvorrichtung 1 zur Vermessung eines Prüflings und insbesondere dabei eines Strangprofils 2, das durch die Meßvorrichtung 1 hindurch geleitet wird. In der Meßvorrichtung 1 sind mehrere oder mindestens ein beweglicher, steuerbarer Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 bevorzugt auf einer kreisartigen Vorrichtung 11 um das Strangprofil 2 so angeordnet, dass sie zur Mitte hin ausgerichtet sind, wo sich das Strangprofil 2 befindet, und dass sie die zu vermessende Oberfläche 20 des Strangprofils 2 messtechnisch abdecken.
Wenn auf der kreisartigen Vorrichtung 11 zur Vermessung des Strangprofils bevorzugt mehrere Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 eingesetzt werden, muß deren jeweilige genaue Position zunächst nicht bekannt sein, da die genauen Positionen zueinander später durch eine Kalibrierung berechnet werden können. Eine Anordnung der Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 entlang der kreisartigen Vorrichtung 11 (2) erfolgt so, dass ein möglichst großer bzw. ein relevanter Teil der Oberfläche 20 des Strangprofils 2 von den Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 messtechnisch erfasst wird. Danach richtet sich eine verwendete Anzahl und die Anordnung der Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4.
Die Erfassung der Oberfläche 20 durch die Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 erfolgt so, dass der jeweilige Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 ein Laserlichtbündel, welches in einer Ebene liegt, aussendet, welches als Laser-Lichtschnitt auf die Oberfläche 20 des Strangprofils 2 projiziert wird, und dessen reflektiertes Licht wiederum meßtechnisch erfasst. Dabei werden bevorzugt die Laserlichtschnitte so erzeugt, dass sie im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen oder dass deren jeweilige Laserlichtschnittebenen um ein bis drei Breiten eines Laserstrahlbündels parallel so weit versetzt sind, dass sie sich gerade gegenseitig für eine Messung nicht mehr stören. Bevorzugt ist die gemeinsame Ebene der Laserlichtschnitte so ausgelegt, dass sie im Wesentlichen senkrecht zum. Strangprofil (2) verläuft.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Meßvorrichtung 1, die nur ein oder wenige Laser-Lichtschnittsensoren umfasst, können diese auf der kreisförmigen Vorrichtung 11 gesteuert in eine bestimmte jeweilige Position gefahren werden, so dass das Strangprofil 2 zur Vermessung von dessen Oberfläche 20 dadurch von allen Seiten abgetastet werden kann. Dabei sind der Drehpunkt und die Drehlage der Laser-Lichtschnittsensoren bekannt und bleiben stabil.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Meßvorrichtung 1 können eine Anordnung von mehreren Laser-Lichtschnittsensoren auf der kreisartigen. Vorrichtung 11 zusammen um einen Winkel Phi verfahren werden, um dadurch eine andere Ausleuchtung bzw. einen anderen Meßerfassungsbereich zu erzeugen und letztlich Hinterschneidungen eines Profils besser detektieren zu können.
Zu Kalibrierzwecken sind in der in 1 dargestellten Meßvorrichtung 1 im Inneren zwischen den Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 und dem Strangprofil 2 Referenzmarker 31–34 angeordnet, die und deren Anordnung nachfolgend näher beschrieben sind. Die Referenzmarker 31–34 sind in der bevorzugten Ausführungsform konstant in die Meßvorrichtung 1 so eingebaut, dass sie möglichst nichts von dem zu vermessenden Strangprofil 2 abschatten.
Indem das Strangprofil 2 in Z-Richtung durch die Meßvorrichtung 1 geleitet und bevorzugt von allen Seiten aus vermessen wird, kann das Strangprofil 2 als quasi 3D-Oberflächenprofil vermessen werden. Im Falle das bei einem Strangprofil 2 Teile des Oberflächenprofils 20 abgeschattet werden, wie es in 3 und 4 der Fall ist, können diese Teile durch Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 nicht vermessen werden.
Zu Definitionszwecken ist in 1 ein Koordinatensystem eingezeichnet. Das Strangprofil 2, das durch die Laser-Lichtschnittsensoren gemessen wird, liegt also in der X-Y-Ebene, wobei hierbei die angestrahlten Außenkanten messtechnisch erfasst werden können. Indem das Strangprofil 2 bei quasi kontinuierlicher Messung durch die Meßvorrichtung 1 geleitet wird, wird ein dreidimensionales Oberflächenbild davon erhalten.
In 2 ist eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Meßvorrichtung 1 dargestellt, die die kreisartige Vorrichtung 11 mit vier darauf angeordneten Laser Lichtschnittsensoren S1–S4 und eine ringförmige Anordnung mit vier Referenzmarkern 31–34 am Rande eines bevorzugt gemeinsamen Meßerfassungsbereichs der Laser Lichtschnittsensoren S1–S4 umfasst. In der Mitte der Meßvorrichtung 1 und in dem Meßfeld liegt das zu vermessende Strangprofil 2, das als Querschnitt mit den nach außen gerichteten Oberflächensegmenten 21–24 dargestellt ist. Die Oberflächensegmente 21–24 bilden dabei im Wesentlichen die Oberfläche 20 des Strangprofils 2, wenn keine Abschattungen vorliegen, was in diesem Beispiel des Strangprofils auch nicht der Fall ist. Die Referenzmarker 31–34 sind bevorzugt als Metallstreifen ausgebildet und an einem äußeren Bereich 4 des gemeinsamen Meßerfassungsbereichs radial nach innen gerichtet angeordnet, so dass das Strangprofil 2 durch sie nicht verdeckt wird und sie dennoch alle zumindest teilweise im Meßerfassungsbereich aller Laser Lichtschnittsensoren S1–S4 liegen.
Die kreisartige Vorrichtung 11, auf der die Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 angeordnet sind, besitzt in der bevorzugten Ausführungsform eine Öffnung 12, durch die ein Strangprofil auch von der Seite aus eingeführt werden kann. Diese Öffnung 12 ist aber nicht zwangsläufig nötig, da das Strangprofil 2 kontinuierlich durch die Meßvorrichtung 1 geleitet werden kann, ohne dass zwischendurch zum Zwecke einer Kalibrierung das Strangprofil 2 herausgenommen werden und dann wieder hineingebracht werden müßte. In einer bevorzugten Anordnung der Meßvorrichtung 1 kann diese beispielsweise an einem Ende einer Walzvorrichtung oder an einer anderen Produktionsanlage für eine Herstellung des Strangprofils 2 angeordnet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kalibrierung der Meßvorrichtung mit den jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 bevorzugt so vorgenommen, dass vorhandene Referenzen im zu vermessenden Strangprofil 2 und zusätzliche Referenzmarker 31–34, die von den Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 aus den jeweiligen Meßperspektiven gemeinsam erfasst werden, dazu verwendet werden, dabei erfasste Bilddaten der jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4, die mindestens zwei Referenzen oder Referenzmarker gemeinsam enthalten, zu einer Überlagerung zu bringen. Die Überlagerung der Bilddaten durch Drehung und Verschiebung in x/y-Richtung wird dabei so durchgeführt, dass die Referenzen und Referenzmarker 31–34 zusammen optimal überlagert übereinander liegen. Für eine Berechnung der optimalen Überlagerung wird bevorzugt ein Least-Mean-Square-Verfahren angewendet, woraus eine jeweilige Transformationsmatrix zur Korrektur und zu einem optimalen Zusammenführen der jeweiligen Bilddaten berechnet wird. Durch die Transformationsmatrix werden Rohbilddaten des entsprechenden Laser-Lichtschnittsensors S1–S4 in kalibrierte Bilddaten umgerechnet, die dann in einem gemeinsamen Koordinatensystem richtig d. h. kalibriert abgebildet werden.
Als Referenzen im Strangprofil 2 und als Referenzmarker 31–34 können bevorzugt Formen, wie beispielsweise Geraden, Kreise und/oder Kreissegmente dienen, die von mindestens zwei Meßperspektiven aus erfasst werden können müssen. Falls im Strangprofil 2 beispielsweise Geradensegmente in einer entsprechenden Winkellage vorliegen, die von mindestens zwei jeweiligen Meßperspektiven aus erfasst werden können, können diese als Referenzen herangezogen werden. Ansonsten werden, wie oben beschrieben, die Referenzmarker 31–34 zusätzlich in einen gemeinsamen Meßerfassungsbereich, der von mindestens zwei Laser-Lichtschnittsensoren abgedeckt wird, eingebracht, die aber auch vorteilhafterweise ohnehin in den gemeinsamen Meßerfassungsbereich eingebracht sein können. Dabei ist als der gemeinsame Meßerfassungsbereich bevorzugt ein äußerer Bereich 4 gewählt, der in 2 als gestrichelte Linie gezeichnet ist, und gerade noch von benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 erfasst wird. Dabei sind eine Form und eine Dicke der Referenzmarker 31–34 bevorzugter Maßen bekannt. Die Referenzmarker 31–34 werden, um den inneren Meßerfassungsbereich, wo sich das zu vermessende Strangprofil befindet, möglichst wenig abzuschatten, bevorzugt als dünne, blechartige Streifen ausgelegt, die in dem äußeren Bereich 4 bevorzugt als vier Referenzmarker 31–34 gleichverteilt und radial nach innen gerichtet angeordnet sind.
Abstände der Referenzen und der Referenzmarker 31–34 zueinander müssen nicht zwangsläufig bekannt sein, solange sie aus den verschiedenen Meßperspektiven bzw. von den Messerfassungsdaten der jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 eindeutig zuordenbar sind.
Für eine Offsetkorrektur der jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 sind jeweils mindestens zwei Referenzen bzw. Referenzmarker notwendig, die von den benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 gemeinsam erfasst werden können. Dabei eignen sich als benachbarte Referenzen und Referenzmarker S1–S4 bevorzugt solche, die eine nicht parallele Geradenform aufweisen, da die Geradenform jeweils per Mustererkennungsverfahren gut erkannt wird und eindeutig extrapoliert werden kann.
Durch zwei nicht parallele Geraden und durch einen berechneten Schnittpunkt der Geraden können die Winkellage und der Abstand zum jeweiligen Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 eindeutig bestimmt und bei der Kalibrierung korrigiert werden. Idealerweise werden von zwei benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 noch eine zusätzliche Referenzmarke erfasst, die möglichst weit entfernt von den übrigen zwei Referenzmarkern ist, um dadurch einen Einfluss von Meßrauschen zu reduzieren bzw. um die Genauigkeit der Ortung und Überlagerung der Referenzmarker 31–34 zu erhöhen.
An dieser Stelle soll nochmals bemerkt werden, dass sich ein Temperatureinfluss auf die Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 und eine Alterung hauptsächlich nur auf deren Offset der Rohbilddaten auswirken, wobei die Skalierung der Meß- bzw. der Rohbilddaten im Wesentlichen unverändert bleibt. Zur Kalibrierung des Offsets werden also als Referenzen oder Referenzmarker 31–34 nur zwei Geradenabschnitte in dem gemeinsamen Meßerfassungsbereich benötigt, um Drehwinkel und die Verschiebung bezüglich des gemeinsamen Koordinatensystems zu bestimmen.
Zur Vollständigen Kalibrierung der Offsets und der Skalierung werden mindestens drei Referenzen oder Referenzmarker 31–34 im jeweiligen gemeinsamen Meßerfassungsbereich benötigt, deren Abstände zueinander bekannt und kalibriert sind. Auf diese Weise können auch Fehler aus Kettenmaßen reduziert werden.
Bevorzugt werden für einen Abgleich von benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 mindestens jeweils zwei gemeinsam erfassbare Referenzmarker 31–34, die die Form von Blechstreifen aufweisen und als Geraden oder Geradenabschnitte messtechnisch gut erfassbar sind, zur Bestimmung der Transformationsmatrix verwendet.
Bevorzugt sind die Referenzmarker 31–34 so ausgebildet, dass mindestens einer davon eine Kodierung aufweist, so dass in den Bilddaten dann auch mindestens eine solche Kodierung identifiziert werden kann, um eine eindeutige Zuordnung der Referenzmarker in den verschiedenen Bilddaten zu erhalten, um diese wiederum richtig kalibrieren zu können. Eine solche Kodierung kann beispielsweise durch eine zusätzliche Rundung oder Abkantung am Referenzmarker vorgesehen werden oder der Referenzmarker 31–34 kann auch eine eindeutig andere Ausrichtung als die anderen haben. Anstelle dessen können aber für eine richtige Ausrichtung bzw. Drehung der Rohbilddaten bzw. der Bilddaten im Koordinatensystem auch Grobpositionen der Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 bekannt sein, so dass eine Zuordnung durch eine Berechnung von geringsten Abständen, beispielsweise per Least Mean Square Verfahren, erfolgen kann. Zusätzlich können auch signifikante Referenzen im Strangprofil 2 zur Findung der Zuordnung der Referenzmarker 31–34 verwendet werden.
2 zeigt beispielweise die Meßvorrichtung 1, bei der für den Abgleich bzw. für die Kalibrierung beispielsweise zwischen Laser-Lichtschnittsensor S1 und Laser-Lichtschnittsensor S2 alle Referenzmarker 31–34 verwendet werden können. Von dem Laser-Lichtschnittsensor S1 werden die Referenzmarker 31 und 32 voll und die Referenzmarker 33 und 34 teils erfasst. Von Laser-Lichtschnittsensor S2 werden die Referenzmarker 31 und 34 voll und die Referenzmarker 32 und 33 teils erfasst Hierbei soll bemerkt werden, dass für die Überlagerung der Referenzmarker 31 und 33 von diesen Perspektiven die Dicke der Referenzmarker 31, 33 mit in die Rechnung einbezogen wird. Gleichzeitig kann das Oberflächensegment 24 zusätzlich als Referenz zwischen den Laser-Lichtschnittsensoren S1 und S2 herangezogen werden. Für den Abgleich bzw. für die Kalibrierung zwischen weiteren Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 gilt diese Betrachtungsweise analog aus den jeweiligen Meßperspektiven.
In 3 ist der Meßerfassungsbereich MB des Laser-Lichtschnittsensor S1 als gestrichelte Linie und ein darin liegendes Strangprofil 2, das sich von dem vorher gezeigten Strangprofil unterscheidet, mit den Referenzmarkern 31–34, so wie sie von dem Laser-Lichtschnittsensor S1 erfasst werden, dargestellt. Von den hinteren Referenzmarkern 33 und 34 ist also nur ein Teil zu sehen, da sie andernteils von den vorderen Referenzmarkern 33 und 32 abgeschattet werden. In dieser bevorzugten Anordnung sind die Referenzmarker 31–34 ebenfalls als dünne Platten am äußeren Rand 4 des Meßerfassungsbereichs MB radial nach innen zum Zentrum des Meßerfassungsbereichs MB hin gerichtet angeordnet. Anders als dargestellt und deshalb zu bemerken ist, dass nicht die gesamte Oberfläche des Strangprofils 2 von den Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 messtechnisch erfasst werden kann, sondern nur Teile davon. Beispielsweise werden von dem Laser-Lichtschnittsensor S1 insbesondere die Oberflächensegmente 23, 21, 22, 27A, 27B ganz und 28 und 29 teilweise erfasst.
Für eine Kalibrierung zwischen Laser-Lichtschnittsensor S1 und Laser-Lichtschnittsensor 84 eignen sich in dem dargestellten Fall alle Referenzmarker 31–34, als auch die Oberflächensegmente 23 als Referenz, die jedoch relativ klein ausfällt. Je länger eine geradlinige Referenz oder ein Referenzmarker 31–34 erfasst werden kann, desto größer ist die Genauigkeit, indem viele Meßpunkte für eine Geradenberechnung zur Verfügung stehen.
In diesem Beispiel wird von dem Laser-Lichtschnittsensor S1 der Referenzmarker 32 von einer Seite 320 erfasst und als Gerade weitergeführt, die den Geradenabschnitt des Referenzmarkers 34 mit dessen Seite 340 übergeht und somit eine lange Gerade mit guter meßtechnischer Genauigkeit bildet. Von dem Laser-Lichtschnittsensor S4 werden die Referenzmarker 32 und 34 ebenfalls erfasst und zu einer Geraden ausgebildet, jedoch aber von einer zweiten Seite 323 bzw. 343. Unter Berücksichtigung der Dicke der Referenzmarker 32 und 34 werden diese beiden Geraden dann durch die jeweiligen Bilddaten zur Überlappung gebracht. Das gleiche gilt für die Referenzmarker 31 und 33, die ebenfalls von beiden Laser-Lichtschnittsensor S1 und S4 erfasst, zu Geraden ausgebildet und in den jeweiligen Bilddaten zur Überlappung gebracht werden.
Wie oben erwähnt, kann das Oberflächensegment 23 ebenfalls als Referenzgerade zur Bestimmung der besten Überlappung der Bilddaten der LaserLichtschnittsensoren S1 und S4 verwendet werden.
Das bevorzugte Verfahren zur Kalibrierung detektiert also aus den Bilddaten des jeweiligen Laser-Lichtschnittsensors S1–S4 vorhandene Geraden, versucht diese möglichst gut durch möglichst viele Meßpunkte genau zu bestimmen und im Vergleich zu den Bilddaten der anderen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 zu identifizieren. Nach der Identifikation erfolgt das Matchen bzw. die optimale Überlagerung der jeweiligen Bilddaten mit einander. Dabei werden zwecks Kalibrierung die jeweiligen Transformationsmatrizen der Bilddaten für auf einander abgestimmte Koordinatenangaben bestimmt und auf die nachfolgenden sonstigen Bilddaten angewendet, so dass alle Seitenansichten aus den verschiedenen Meßperspektiven der verwendeten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 oder weiteren zu einander in einem Koordinatensystem passen.
An dieser Stelle soll bemerkt werden, dass dies alles auch mit nur einem Laser-Lichtschnittsensor S1 funktioniert, der dabei aber bevorzugt um einen konstanten Drehpunkt und um reproduzierbare Winkel auf einer Kreisbahn entlang bewegt werden können muß, um die Bilddaten aus den verschiedenen Ansichten zu erfassen, wenn nicht bei jeder Messung aus jeder Position des Laser-Lichtschnittsensors S1 heraus zugleich eine erneute Kalibrierung erfolgen soll, was lediglich Rechenzeit in Anspruch nimmt. Bei einem konstant durch die Meßvorrichtung 1 hindurch beförderten Strangprofil 2 könnte natürlich das Strangprofil 2 nicht gleichzeitig von allen Seiten messtechnisch erfasst werden.
In 4 ist die gleiche Anordnung des Strangprofils 2 innerhalb eines zweiten Meßerfassungsbereichs MB2 mit den jeweiligen Referenzmarkern 31–34 zu sehen, jedoch von einer anderen Meßperspektive von dem Laser-Lichtschnittsensor S4 aus. Dabei ist zu erkennen, dass das Strangprofil 2 durch die Meßperspektive des Laser-Lichtschnittsensors S4 beispielsweise um die Bilddaten der Oberflächensegmente 24, 23, teilweise 26, 26B und 26C zusätzlich zu den Bilddaten aus der Meßperspektive seitens Laser-Lichtschnittsensor S1 ergänzt wird.
Bei der Kalibrierung werden der Referenzmarker 33 durch die Seite 330, der Referenzmarker 32 durch die Seite 323, der Referenzmarker 34 teilweise durch die Seite 343 und der Referenzmarker 31 teilweise durch die Seite 310 erfasst.
Bei einer Kalibrierung des Laser-Lichtschnittsensor S4 wird aus den dabei gemessenen Bilddaten die entsprechende Transformationsmatrix für diesen Laser-Lichtschnittsensor S4 so bestimmt, dass die darin enthaltenen Positionen und Linienverläufe der Referenzmarker 31–34 mit den vorangehend gemessenen Positionen und Linienverläufe der Referenzmarker 31–34 einer ersten Meßperspektive, beispielsweise von dem Laser-Lichtschnittsensor S1 aus, optimal zur Übereinstimmung kommen.
Die Kalibrierung der weiteren Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 aus den entsprechenden weiteren Meßperspektiven geschieht analog.
5 zeigt noch eine Meßperspektive des Strangprofils 2 aus einer zusätzlichen Ansicht eines um 45 Grad nach rechts gedrehten Laser-Lichtschnittsensor. Es wird dabei deutlich, dass das Oberflächensegment 23 des Strangprofils 2 meßtechnisch besser bzw. genauer erfasst werden kann, vor allem dessen Ecken betreffend. Die dünn punktierten Linien deuten Strahlenverläufe des nach rechts gedrehten Laser-Lichtschnittsensor an. Dabei kann entweder ein oder mehrere zusätzliche Laser-Lichtschnittsensoren verwendet werden oder es können die bereits in der Meßvorrichtung 1 verwendeten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 insgesamt für ein Zeitmoment der Messung rotatorisch verfahren und zurückgefahren werden. Die rotatorische Verfahrposition der Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 lässt sich dabei von der Anordnung ebenso wie bei der Kalibrierung anhand der Referenzmarker 31–34 und anhand von Referenzen im Strangprofil ermitteln, so dass die Meß- und Bilddaten des Strangprofils 2 (sowie die der Referenzmarker 31–34) aus der jeweiligen Meßperspektive durch die jeweilige, neu bestimmte Transformationsmatrix richtig im Koordinatensystem liegen.
Der Klarheit wegen soll nochmals festgehalten werden, dass die Referenzen und die Referenzmarker 31–34 keine bekannten, definierten Abstände zueinander haben müssen und damit keine bekannten Positionen, sie müssen sich nur jeweils in den gemeinsamen Meßerfassungsbereichen der Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 befinden. Die Anzahl der aufeinander abzustimmenden, gegenseitig zueinander zu kalibrierenden Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 ist beliebig, solange die oben beschriebene Bedingung der gemeinsamen Erfassung der Referenzen und/oder der Referenzmarker 31–34 erfüllt ist. Dabei soll auch nochmals klargestellt werden, dass unter Umständen für die Kalibrierung nicht einmal Referenzmarker 31–34 notwendig sind, wenn genügend Referenzen im Strangprofil 2 vorhanden sind, die die Bedingung erfüllen, dass mindestens zwei Referenzen gemeinsam von jeweils benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 erfasst werden; dies ist beispielsweise bei Strangprofilen 2 mit einem gleichverteilen Achtkantquerschnitt und bei gleichmäßig verteilen 8 Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 der Fall.
Der Klarheit wegen soll auch festgehalten werden, dass die Anzahl der Referenzen und die Referenzmarker 31–34 beliebig ist, solange die Bedingung, dass mindestens zwei Referenzen gemeinsam von jeweils benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 erfasst werden, erfüllt ist.
Der Klarheit wegen soll ferner festgehalten werden, dass falls die Form der Referenzmarker 31–34 gleich ist, dass dann deren einzelnen Positionen in den einzelnen Bilddaten der jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 grob bekannt sein muß, um eine eindeutige Zuordnung der Referenzmarker 31–34 im den jeweiligen Bilddaten vornehmen zu können. Es darf dabei jedenfalls nicht zu einer Verwechslung der Referenzmarker 31–34 kommen. Andernfalls kann mindestens einer der Referenzmarker 31–34, der in benachbarten Scans sichtbar ist, eine Codierung zur eindeutigen Identifikation in den Bilddaten der benachbarten Scans tragen und/oder das Strangprofil selbst für die Zuordnung verwendet werden.
Der Klarheit wegen soll ferner festgehalten werden, dass es sich bei den Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 sowohl um 2D als auch um 3D Sensoren handeln kann.
Der Klarheit wegen soll nochmals festgehalten werden, dass hier unter der Kalibrierung zwei Arten verstanden werden. Im Allgemeinen umfasst die Kalibrierung eine Korrekturbestimmung der Offsets in X- und in Y-Richtung und des Drehwinkels, so dass die Bilddaten benachbarter Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 anhand von bekannten oder gemeinsamen Referenzen, wie beispielsweise Referenzgeraden, optimal in einem gemeinsamen Koordinatensystem abgebildet werden. Dazu wird eine Transformationsmatrix für den jeweiligen Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 berechnet und anschließend auf die jeweiligen Bilddaten (zur Korrektur) angewendet. Im Falle, dass genügend viele Referenzen und Referenzmarker 31–34 bei einer gemeinsamen Erfassung durch Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 oder auch kalibrierte Referenzmarker 31–34 mit definierten, bekannten Abständen zur Verfügung stehen, kann die Kalibrierung zusätzlich auch die Korrektur der Skalierung umfassen. Dabei soll bemerkt sein, dass eine bevorzugte Methode der Kalibrierung der Skalierung auch eine optimale Mittelung zwischen den Bilddaten der verschiedenen Lichtschnittsensoren S1–S4 umfasst, wozu bevorzugt die Least Mean Square Methode eingesetzt wird.
Der Klarheit wegen soll nochmals festgehalten werden, dass die Bezeichnung Strangprofil 2 für alle Arten von zu vermessenden Prüflingen steht, die beispielsweise auch der Länge nach sich veränderliche Profile, Rohre oder Gegenstände sein können, die sich in der Meßvorrichtung 1 befinden oder durch die Meßvorrichtung 1 hindurch geleitet werden.
Der Klarheit wegen soll festgehalten werden, dass sich die Bezeichnung Bilddaten im Wesentlichen auf kalibrierte Bilddaten bezieht, die aus den Rohbilddaten durch. Anwendung einer Transformationsmatrix gewonnen werden. Der Klarheit wegen soll ferner auch festgehalten werden, dass die Rohbilddaten schon vorab kalibrierte Daten sein können, die bezogen auf den jeweiligen Laser-Lichtschnittsensor S1–S4 und/oder auf die Meßvorrichtung 1 kalibriert wurden.
Es ist dabei denkbar, bei jeder Messung gleichzeitig eine Kalibrierung mit der Bestimmung der entsprechenden Transformationsmatrizen für die einzelnen Laser-Lichtschnittsensoren vorzunehmen, oder auch, dass eine Kalibrierung bzw. eine erneute Bestimmung der Transformationsmatrizen nur bei jeder n-ten Messung oder in bestimmten Zeitabschnitten neu durchgeführt wird. Dabei ist es auch ebenso denkbar dass eine Kalibrierung von der Temperatur der Meßvorrichtung 1 oder der Umgebung, von einem erneuten Einschalten der Meßvorrichtung 1, von einer Betriebszeit oder von Kombinationen davon abhängig gemacht wird.
Es ist dabei auch denkbar, dass sich die Referenzmarker 31–34 nicht konstant in der Meßvorrichtung 1 befinden, sondern nur zeitweise für die Zeit der Kalibrierung in die Meßvorrichtung 1 eingebracht werden.
Es ist dabei auch denkbar, dass je nach Strangprofil 2 unterschiedliche Referenzmarker 31–34 und/oder eine andere Anordnung derer vorgenommen wird, um Abschattungen des Strangprofils 2 zu vermeiden.
Ferner ist denkbar, dass die einzelnen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 unterschiedlich farbige Laser umfassen, um gleichzeitig messen zu können. Andernfalls wird sequentiell gemessen, damit keine gegenseitige Beeinträchtigung der Meßergebnisse stattfindet. Bei einer sequentiellen Messung wird bevorzugt jeweils gleichzeitig mit benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 gemessen, um dadurch auch den Versatz deren Laserlinien zueinander in Vorschubrichtung Z zu erfassen.
Ferner ist auch denkbar, dass statt der Referenzmarker 31–34 Laserpunkte auf das Strangprofil 2 projiziert werden, die jeweils von zwei benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 erfasst werden, um auf diese Weise Referenzpunkte für eine Zuordnung und für eine Offsetkorrektur der jeweiligen Bilddaten zu erzielen. Dadurch dass sich alle Laserpunkte bzw. Referenzpunkte gleichzeitig aussenden bzw. messen lassen, kann auch eine Schwingungsanalyse des Strangprofils 2 durchgeführt werden.
Ferner ist es auch denkbar, dass die eindeutige Zuordnung der Referenzmarker 31–34 in den Rohbilddaten, falls die Referenzmarker 31–34 keine Kodierung zur Identifikation aufweisen, so geschieht, dass die Positionen der jeweiligen Laser-Lichtschnittsensoren S1–S4 im Wesentlichen bekannt sind und die erfassten und erkannten Referenzmarker 31–34 in einem gewissen Ortsbereich mit einer bestimmten Unschärfe liegen. Beispielsweise kann dann einer der erkannten Referenzmarker 31–34 an einer definierten Stelle in dem gemeinsamen Koordinatensystem +/– 2 cm liegen.
Weitere mögliche Ausbildungsformen sind in den folgenden Ansprüchen beschrieben.
Die In den Ansprüchen genannten Bezugszeichen dienen der besseren Verständlichkeit, beschränken aber die Ansprüche nicht auf die in den Figuren dargestellten Formen.
Bezugszeichenliste

1: Meßvorrichtung
11: kreisartige Vorrichtung
12: Öffnung
2: Strangprofil
20: Oberfläche des Strangprofils
21–29: Oberflächensegmente
3: Referenzmarker
31: erster Referenzmarker
32: zweiter Referenzmarker
33: dritter Referenzmarker
34: vierter Referenzmarker
4: äußerer Bereich
KS1: erster Kamerablickwinkel
KS2: zweiter Kamerablickwinkel
MB: Meßerfassungsbereich
MB2: zweiter Meßerfassungsbereich
S1: erster Laser-Lichtschnittsensor
S2: zweiter Laser-Lichtschnittsensor
S3: dritter Laser-Lichtschnittsensor
S4: vierter Laser-Lichtschnittsensor
X, Y, Z: Koordinatenrichtungsangaben

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

DE 10328523 [0002]
US 7679757 [0003]
DE 10017463 [0004]
DE 69003090 [0005]

Claims

Verfahren zur Vermessung eines Strang- oder Blechwalzprofils (2) mit einer Meßvorrichtung (1), wobei die Messvorrichtung (1) ausgebildet ist, um mindestens zwei Laserlichtschnitte auf einer Oberfläche (20) eines Strangprofils (2), das durch die Meßvorrichtung (1) hindurch gezogen wird, durch mindestens einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) von einer jeweiligen, verschiedenen Position aus zu erzeugen und das Strangprofil (2) darum herum entlang der jeweiligen Laserlichtschnitte durch einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) zu vermessen, wobei die Laserlichtschnitte so erzeugt werden, dass sie im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen oder dass deren jeweilige Laserlichtschnittebenen gerade so weit von einander parallel versetzt sind, dass sie sich gerade gegenseitig nicht stören, wobei die gemeinsame Ebene oder die parallel versetzten Ebenen im Wesentlichen senkrecht zum Strangprofil (2) verlaufen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Erfassung von Rohbilddaten aller Laserlichtschnitte von der Oberfläche (20) des Strangprofils (2) und Weiterleitung an eine Recheneinheit, wobei die Rohbilddaten von einer ersten Position entsprechend einem ersten Laserlichtschnitt als kalibrierte Bilddaten verwendet werden; b) Bereitstellung und Erfassung von mindestens zwei Referenzen oder von mindestens zwei Referenzmarkern (31–34) oder von mindestens einer Referenz und einem Referenzmarker (31–34) in einem gemeinsamen Meßerfassungsbereich einer sensorischen Vermessung durch einen Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) von der ersten Position aus und von einer zweiten, benachbarten Position aus; c) Bestimmung anhand der Referenzen und/oder Referenzmarker (31–34), die zumindest jeweils teilweise erfasst sind, einer Verschiebung und eines Drehwinkels der Rohbilddaten an der zweiten, benachbarten Position in Bezug auf die kalibrierten Bilddaten von der ersten Position; d) Berechnung einer Transformationsmatrix aus der im Schritt c) bestimmten Verschiebung und aus dem Drehwinkel, und Anwendung auf die Rohbilddaten an der zweiten benachbarten Position, um kalibrierte Bilddaten an der zweiten Position zu erhalten, so dass die erfassten Referenzen und Referenzmarker (31–34) in den kalibrierten Bilddaten der zweiten Position mit den erfassten Referenzen und Referenzmarkern (31–34) der kalibrierten Bilddaten der ersten Position in einem gemeinsamen Koordinatensystem im Wesentlichen in Übereinstimmung sind; und e) Ausgabe und Verwendung aller kalibrierter Bilddaten in dem gemeinsamen Koordinatensystem, um das Strangprofil zu bestimmen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Schrittabfolge b) bis e) wiederholt für alte weiteren Rohbilddaten des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) an weiteren benachbarten Positionen bis zu einer letzten benachbarten Position ausgeführt werden, und zwar ausgehend von den Rohbilddaten der Position, die zur Position der zuletzt kalibrierten Bilddaten benachbart liegt, wobei diese Rohbilddaten jeweils in Bezug auf die zuletzt kalibrierten Bilddaten kalibriert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzen als ebene, runde oder gewölbte Flächen oder Kombinationen daraus, die als Geraden, Kreise, Kreissegmente oder Kombinationen daraus im Strangprofil (2) erfasst werden, ausgebildet sind.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Referenzmarker (31–34) als Stangen, Bleche oder als Kombinationen daraus ausgebildet sind, die im Laserlichtschnitt als Kreise, Geraden, Kreissegmente abgebildet werden.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Referenzmarker (31–34) eine Kodierung aufweist, die in den jeweiligen Rohbilddaten und in den kalibrierten Bilddaten identifiziert werden kann, wobei die Kodierung beispielsweise als zusätzliche Kante, Rundung oder als eine andere Ausrichtung des Referenzmarkers (31–34) ausgebildet ist.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) die Bestimmung der Verschiebung und des Drehwinkels der Rohbilddaten relativ zu den kalibrierten Bilddaten des vorherigen, benachbarten Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) so erfolgt, dass die erfassten und erkannten Referenzen und Referenzmarker (31–34), die als Geraden oder wenigstens teilweise als Geraden erfasst werden, verbunden und/oder extrapoliert werden, so dass sich dadurch mindestens zwei nicht parallele Geraden ergeben, die jeweils zwischen den Rohbilddaten und den kalibrierten Bilddaten zur Überlagerung gebracht werden.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) die Bestimmung der Verschiebung und des Drehwinkels der Rohbilddaten relativ zu den kalibrierten Bilddaten des benachbarten Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) so erfolgt, dass mehrere erfasste und erkannte Referenzen und Referenzmarker (31–34) in den kalibrierten Bilddaten der benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) nach einem Verfahren eines optimalen Matching, beispielsweise nach einem Least Mean Square Verfahren, zur Überlagerung gebracht werden.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) zur Bestimmung der Verschiebung und des Drehwinkels der Rohbilddaten relativ zu den kalibrierten Bilddaten des benachbarten Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) die Referenzen und Referenzmarker (31–34) so identifiziert und zugeordnet werden, indem die Positionen der benachbarten Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) zu einander im Wesentlichen schon bekannt sind, beispielsweise durch eine Erstkalibrierung mit weiteren, definierten Referenzmarkern, wodurch danach eine Zuordnung der Referenzmarker (31–34) in einem bestimmten Ortsbereich verwechslungssicher vorgenommen werden kann.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) zusätzlich zu der Bestimmung der Verschiebung und des Drehwinkels der Rohbilddaten relativ zu den kalibrierten Bilddaten des benachbarten Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) eine Skalierungskorrektur der Rohbilddaten bzw. der kalibrierten Bilddaten erfolgt, indem die Referenzmarker (31–34) bekannte Abstände zueinander und/oder bekannten Längen bzw. Breiten aufweisen.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) zusätzlich zu der Bestimmung der Verschiebung und des Drehwinkels der Rohbilddaten relativ zu den kalibrierten Bilddaten des benachbarten Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) die Skalierungskorrektur der Rohbilddaten bzw. der kalibrierten Bilddaten so erfolgt, indem ein oder mehrere als kalibrierte Referenzkörper ausgebildete Referenzmarker (31–34) mit erfassbaren Breiten, Höhen und Tiefen in den gemeinsamen Meßerfassungsbereich eingebracht. werden.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei der Laserschnittebenen durch jeweilige Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) erzeugt werden oder wobei mindestens zwei der Laserschnittebenen erzeugt werden, indem ein Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) an die verschiedenen Positionen gefahren wird, um so von der jeweiligen Meßperspektive aus die Rohbilddaten bzw. dann über die Transformationsmatrix die kalibrierten Bilddaten zu erzeugen, wobei der Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) bevorzugt auf einer kreisförmigen Bahnkurve bewegt wird.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) im Wesentlichen auf einer kreisartigen oder U-Form-artigen Vorrichtung angeordnet sind und jeweils einen Meßerfassungsbereich aufweisen, der nach innen zum Strangprofil (2) hin gerichtet ist.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kalibrierung der Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) bei einer quasi kontinuierlichen Vermessung des Strangprofils (2) entweder bei jeder Vermessung, in periodischen Zeitabständen, in. Abhängigkeit von der Gerätetemperatur, auf Tastendruck oder in einer Kombination davon durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) als 2D- oder 3D-Sensor ausgebildet ist.
Meßvorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, umfassend mindestens zwei Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4), die bevorzugt auf einer kreisförmigen Vorrichtung angeordnet sind und die jeweils einen gemeinsamen Meßbereich mit einem benachbarten Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) aufweisen, in dem ein zu vermessendes Strangprofil (2) und mindestens zwei Referenzen oder mindestens zwei Referenzmarker (31–34) oder mindestens eine Referenz und ein Referenzmarker (31–34) angeordnet sind, und eine Recheneinheit, mit der Rohbilddaten oder kalibrierte Bilddaten der mindestens zwei Laser-Lichtschnittsensoren (S1–S4) verarbeitet werden.
Meßvorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, umfassend mindestens einen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4), der auf einer bevorzugt kreisförmigen Vorrichtung verfahrbar angeordnet ist und nacheinander mehrere Positionen einnimmt, wobei der jeweilige Meßbereich des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) an einer bestimmten Position mit dem Meßbereich an einer benachbarten Position einen gemeinsamen Meßbereich bildet, in dem ein zu vermessendes Strangprofil (2) und mindestens zwei Referenzen oder mindestens zwei Referenzmarker (31–34) oder mindestens eine Referenz und ein Referenzmarker (31–34) angeordnet sind, und eine Recheneinheit mit der Rohbilddaten oder kalibrierte Bilddaten des mindestens einen Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) verarbeitet werden.
Meßvorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 15 oder 16, wobei die Recheneinheit für eine Transformation der Rohbilddaten des jeweiligen Laser-Lichtschnittsensors (S1–S4) in die dazugehörigen kalibrierten Bilddaten entweder in dem jeweiligen Laser-Lichtschnittsensor (S1–S4) oder als separate Einheit angeordnet ist.