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Die Erfindung betrifft eine Wärmebildkamera welche zur Erfassung eines Wärmebildes eingerichtet ist.
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Derartige Wärmebildkameras sind bekannt und werden vielfältig eingesetzt. Die Erfassung kann beispielsweise durch Aufnahme eines Bildes und/oder durch kontinuierliche Darstellung einer Filmsequenz erfolgen. Eine häufige Verwendung ist die Begutachtung der Wärmedämmung eines Gebäudes.
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Die Wärmebildkameras weisen hierzu in an sich bekannter Weise einen IR-Detektor zur Erfassung von IR-Strahlung auf, dessen Ausgangssignale weiterverarbeitet und in ein Wärmebild oder thermografisches Bild oder in eine Videosequenz von derartigen Bildern umgewandelt werden.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Messverfahren zur Generierung eines Wärmebildes, wobei mit einer Wärmebildkamera ein Wärmebild eines Objektes erfasst wird.
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Bei der Messung oder Erstellung derartiger Wärmebilder entsteht das Problem von Messfehlern, die beispielsweise durch unbekannte Emissions- oder Reflexionskoeffizienten oder auch durch Witterungseinflüsse hervorgerufen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung einer Wärmebildkamera zu verbessern.
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Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Wärmebildkamera der eingangs genannten Art vorgesehen, dass ein elektronisch auslesbarer Messsensor integriert ist, welcher zur Messung mindestens einer geodätischen Messgröße ausgebildet ist.
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Als geodätische Messgröße werden alle Parameter bezeichnet, mit denen die Lage und Ausrichtung eines ausgedehnten Objektes im Raum beschrieben werden.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit dem Messsensor erfasste Messwerte der Messgröße zur Vermeidung oder Dokumentation von Umwelteinflüssen auf die Aufnahmesituation verwendbar sind, welche sonst Messfehler oder Messungenauigkeiten hervorrufen können.
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Somit ist die Handhabung einer Wärmebildkamera deutlich vereinfacht.
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Die Wärmebildkamera kann eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, welche zur Weiterverarbeitung der Ausgangssignale des Messsensors eingerichtet ist.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die geodätische Messgröße eine Ausrichtung der Wärmebildkamera und insbesondere eines Objektivs der Wärmebildkamera und/oder einer Aufnahmerichtung einer Wärmebildkamera in Bezug auf eine Himmelsrichtung ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Information über die Ausrichtung bezüglich den vier Himmelsrichtungen für die in dem aufgenommenen Wärmebild abgebildeten Flächen bereitgestellt ist. Diese Information kann beispielsweise benutzt werden, um den Einfluss von reflektierter Sonnenstrahlung und/oder den Einfluss des lokalen Wetters auf eine Wetterseite des abgebildeten Objektes beurteilen und erfassen zu können.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die geodätische Messgröße eine relative oder absolute Positionsangabe der Wärmebildkamera ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Aufnahmeort dokumentierbar ist, aus welchem sich beispielsweise Informationen über das während der Aufnahme vorherrschende Wetter oder Klima oder über sonstige Umgebungsbedingungen ableiten lassen. Beispielsweise kann die Positionsangabe durch vollständige Angabe des Aufenthaltsortes mit drei Koordinatenwerten oder durch teilweise Angabe der Position dargestellt sein. Beispielsweise kann die Position als Höhenangabe und/oder in Form der Angabe der geografischen Länge und/oder der geografischen Breite gegeben sein.
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Zur automatischen Erfassung der Position der Wärmebildkamera kann vorgesehen sein, dass der Messsensor einen, GPS-Sensor umfasst.
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Zur automatischen Erfassung der Ausrichtung der Wärmebildkamera, insbesondere des Sichtfeldes der Wärmebildkamera, kann vorgesehen sein, dass der Messsensor einen elektronisch auslesbaren Kompass umfasst.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Messsensor einen elektronisch auslesbaren Höhenmesser umfasst.
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Zur Erleichterung der Dokumentation von aufgenommenen Wärmebildern kann vorgesehen sein, dass eine Verknüpfungseinheit ausgebildet ist, welche zur Verknüpfung von wenigstens eines mit dem Messsensor gemessenen Messwerts der Messgröße mit einem erfassten zugeordneten Wärmebild eingerichtet ist. Beispielsweise kann diese Verknüpfung dadurch erfolgen, dass die Messwerte jeweils als Metadaten zu dem zugeordneten Wärmebild abgespeichert oder angezeigt werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Anzeigeeinheit ausgebildet ist, welche zur Anzeige des erfassten Wärmebildes mit dem verknüpften wenigstens einen Messwert eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass dem Benutzer eine direkte unmittelbare Kontrolle über die während der Messung vorliegenden Umgebungsbedingungen ermöglicht ist. Somit kann der Benutzer auf einfache Weise direkt eine ungünstige Ausrichtung der Wärmebildkamera oder eine ungünstige Anordnung der Wärmebildkamera während der Aufnahme vermeiden.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Speichereinheit ausgebildet ist, welche zur Ausgabe des erfassten Wärmebildes mit dem verknüpften wenigstens einen Messwert eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit lösbar in der Wärmebildkamera angeordnet sein kann, beispielweise als Flash-Speicherkarte, welche mit den abgespeicherten Daten auf einfache Weise zum Datentransport aus der Wärmebildkamera entfernt werden kann.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Ausgabeeinheit ausgebildet ist, welche zur Anzeige oder Ausgabe des erfassten Wärmebildes mit dem verknüpften wenigstens einen Messwert eingerichtet ist. Beispielsweise kann dies durch eine drahtlose oder drahtgebundene Datenschnittstelle realisiert sein, über welche die erfassten Wärmebilder und gemessenen Messwerte übermittelt werden können.
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Zur nochmals vereinfachten Handhabung der Wärmebildkamera kann vorgesehen sein, dass ein Betätigungsmittel ausgebildet ist, welches zur Betätigung des Messsensors und/oder zur Erfassung des Wärmebildes eingerichtet ist. Vorzugsweise ist das Betätigungsmittel so eingerichtet, dass bei dessen Betätigung gleichzeitig oder in einem vorgegeben zeitlichen Abstand sowohl der Messsensor einen Messwert produziert als auch von der Wärmebildkamera ein Wärmebild erfasst wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Zuordnung der Messwerte des Messsensors zu den erfassten Wärmebildern auf einfache Weise automatisiert ausgeführt werden kann.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Zeitmesseinrichtung ausgebildet ist, welche zur Bestimmung des Aufnahmezeitpunkts des Wärmebildes eingerichtet ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache Weise dem erfassten Wärmebild zusätzliche Informationen zugeordnet werden können, welche Aufschluss über die Umgebungsbedingungen erlauben und/oder welche eine Zuordnung der Messwerte des Messsensors zu den Wärmebildern vereinfachen. Beispielsweise kann aus dem bestimmten Aufnahmezeitpunkt abgeleitet werden, ob eine Aufnahme an einem Morgen, mittags, an einem Abend oder nachts durchgeführt wurde, was für die Berücksichtigung von störenden Umgebungseinflüssen nützlich ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zeitmesseinrichtung automatisch den gemessenen Messwerten des Messsensors jeweils deren Messzeitpunkt zuordnet, wodurch eine Verknüpfung von Messwerten und zugehörigem Wärmebild erleichtert ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Messverfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, dass mit einem Messsensor vor, während oder nach der Erfassung des Wärmebildes wenigstens ein Messwert wenigstens einer geodätischen Messgröße der Wärmebildkamera und/oder des Objektes gemessen wird/werden. Geodätische Daten umfassen als Beispiel zu der eingangs genannten allgemeinen Definition die Himmelsrichtung, Positions- und Lokalisierungsdaten und/oder auch Werte wie die Höhe über Normalnull (NN). Hierbei können die Himmelsrichtung mit einem Kompass, die Positions- oder Lokalisierungsdaten mit einem GPS-Sensor und die Höhe über Normalnull mit einem Höhenmesser gemessen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Himmelsausrichtung des thermografierten Gebäudes automatisiert zu dokumentieren, um Störeinflüsse wie Sonneneinstrahlung zu kompensieren oder zumindest bewerten zu können. Zusätzlich oder alternativ können Lokalisierungsdaten im sogenannten Geotagging für Dokumentationszwecke nützlich sein, um eine genaue Zuordnung des aufgenommenen Wärmebilds (Thermogramms) zum Beispiel zu einem bestimmten Gebäude zu ermöglichen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also eine Dokumentation der Messbedingungen leichter erreichbar, was die Handhabung der Wärmebildkamera und des eingangs genannten Verfahrens erheblich vereinfacht.
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Die gemessene geodätische Messgröße kann auf die Wärmebildkamera und/oder auf das Objekt bezogen sein.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Messwert dem erfassten Wärmebild in einer Verknüpfungseinheit der Wärmebildkamera elektronisch zugeordnet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine automatisierte Dokumentation mit geringem Aufwand durchführbar ist, die eine nachträgliche Analyse der Messbedingungen erleichtert.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Messwert von dem Messsensor an die Verknüpfungseinheit elektronisch übermittelt wird. Diese Übermittlung kann drahtlos oder drahtgebunden ausgeführt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Messsensor in die Wärmebildkamera integriert ist, da dann eine robuste Verbindung zur Datenübermittlung verwendbar ist.
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Zur Erfassung der Aufnahmerichtung kann vorgesehen sein, dass ein Messwert der geodätischen Messgröße an der Position des Objektes und ein Messwert der geodätischen Messgröße der Wärmebildkamera an der Position der Wärmebildkamera bei Erfassung des Wärmebildes des Objektes gemessen werden. Besonders günstig ist es, wenn beide Messwerte mit demselben Messsensor der Wärmebildkamera gemessen werden. Dies kann einfach dadurch erreicht werden, dass die Wärmebildkamera zunächst bei dem Objekt positioniert wird, um einen Messwert zu erfassen, und anschließend in einer gewünschten Entfernung zu dem Objekt positioniert wird, um sowohl das Wärmebild als auch einen weiteren Messwert der geodätischen Messgröße zu erfassen.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn aus den zwei gemessenen Messwerten eine Ausrichtung der Wärmebildkamera während der Erfassung des Wärmebildes abgeleitet wird. Dies kann beispielsweise durch Differenzbildung der Positionen oder der Messwerte erfolgen.
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Zur direkten Kontrolle der Messbedingung kann vorgesehen sein, dass der Messwert und das erfasste Wärmebild gemeinsam angezeigt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Messwert und das erfasste Wärmebild gemeinsam abgespeichert werden, um eine nachträgliche Überprüfung der Messbedingungen zu erleichtern.
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Zur Erfassung der Tageszeit und somit der typischen Belichtungsbedingungen kann vorgesehen sein, dass ein Aufnahmezeitpunkt bestimmt und dem erfassten Wärmebild zugeordnet wird.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Messzeitpunkt bestimmt und dem gemessenen Messwert zugeordnet wird. Von Vorteil ist dabei, dass aufgrund der zugeordneten Zeitpunkte eine Verknüpfung von Messwerten mit Wärmebildern einfach und automatisiert ausführbar ist.
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Besonders günstig ist es, wenn die Erfassung des Wärmebildes und die Messung des Messwertes gleichzeitig ausgelöst werden, beispielsweise mit einem gemeinsamen Betätigungsmittel.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt:
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1 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verwendung einer Wärmebildkamera,
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2 eine erfindungsgemäße Wärmebildkamera in einer Ansicht von vorn,
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3 die erfindungsgemäße Wärmebildkamera gemäß 2 in einer Ansicht von hinten und
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4 eine weitere Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Wärmebildkamera 1.
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Die Wärmebildkamera 1 weist in an sich bekannter Weise ein Objektiv 2 auf, mit welchem IR-Strahlung von einem Objekt 3 erfassbar ist.
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Im Inneren der Wärmebildkamera 1 ist in ebenfalls an sich bekannter Weise ein IR-Detektor in Scanner- oder FPA-Ausgestaltung angeordnet, mit welchem die über das Objektiv 2 erfasste IR-Strahlung in elektrische oder elektronische Signale umgewandelt wird.
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Eine nicht weiter dargestellte, ebenfalls an sich bekannte Auswerteelektronik wandelt die Ausgangssignale des IR-Detektors in ein zugehöriges Wärmebild um, welches Aufschlüsse erlaubt über die Temperaturverteilung des Objektes 3.
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Die Wärmebildkamera 1 ist somit in an sich bekannter Weise zur Erfassung eines Wärmebildes eingerichtet.
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In die Wärmebildkamera 1 ist ein Messsensor 4 integriert, welcher elektronisch auslesbar ist.
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Im linken Teil von 1 ist dargestellt, dass der Messsensor 4 zur Messung mindestens einer geodätischen Messgröße 5, 6 ausgebildet ist. Diese geodätischen Messgrößen können beispielsweise teilweise oder vollständige Angaben über die Position des Messsensors 4 und damit der Wärmebildkamera 1 in einem dreidimensionalen Koordinatensystems 7 oder Angaben über geografische Länge und geografische Breite in einem Koordinatensystem der Erdoberfläche 8 oder Angaben über die Himmelsrichtung, in welche das Objektiv 2 ausgerichtet ist, oder Angaben über die geografische Höhe oder andere nützliche geodätische Messgrößen sein.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 umfasst der Messsensor 4 einen GPS-Sensor zur Bestimmung der Position der Wärmebildkamera 1 und einen elektronisch auslesbaren Kompass zur Bestimmung der Ausrichtung der Wärmebildkamera 1 und insbesondere ihres Objektivs 2 und einen elektronisch auslesbaren Höhenmesser.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist nur ein einziger Messsensor 4 oder eine Unterkombination der genannten Messsensoren ausgebildet. Im Inneren der Wärmebildkamera 1 ist in einer Datenverarbeitungseinheit eine Verknüpfungseinheit 9 ausgebildet.
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Die Ausgangssignale des Messsensors 4 werden über eine Datenverbindung an die Verknüpfungseinheit 9 übermittelt.
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In der Verknüpfungseinheit 9 werden die übermittelten Messwerte 10 des Messsensors 4 einem Wärmebild zugeordnet und mit diesem verknüpft. Dieses Wärmebild wurde hierbei vor, gleichzeitig zu oder nach der Messung des Messwertes 10 der Messgröße 5, 6 mit der Wärmebildkamera 1 erfasst.
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2 und 3 zeigen eine detailliertere Ansicht einer Wärmebildkamera 1, wie sie beispielsweise in der Situation gemäß 1 verwendet werden kann.
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Die Wärmebildkamera 1 hat an ihrer von dem Objektiv 2 abgewandten Seite eine Anzeigeeinheit 11 an welcher das Wärmebild und darin eingeblendet ein mit diesem Wärmebild verknüpfter Messwert 10 anzeigbar ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinheit 11 als Display ausgebildet.
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Hinter einer aufklappbaren Abdeckung 12 ist herausnehmbar eine Speichereinheit 13 in Form einer Flash-Speicherkarte angeordnet, auf welcher die erfassten Wärmebilder und die zugeordneten Messwerte gemeinsam oder in logischer Verknüpfung abgespeichert werden können.
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Hinter der Abdeckung 12 ist ferner eine Ausgabeeinheit 14 angeordnet, mit welcher die erfassten Wärmebilder und die gemessenen Messwerte drahtgebunden oder drahtlos zur Weiterverarbeitung übermittelbar sind. Beispielsweise kann die Ausgabeeinheit 14 einen USB-Anschluss oder einen Firewire-Anschluss umfassen.
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Mit einem Auswahlelement 15 kann ausgewählt werden, welche geodätische Messgröße 5, 6 mit dem Messsensor 4 gemessen und dem erfassten Wärmebild zugeordnet werden soll.
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Am Handgriff 16 der Wärmebildkamera 1 ist ein Betätigungsmittel 17 vorgesehen, mit welchem der Messsensor 4 zur Erfassung eines Messwertes 10 betätigt werden kann.
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Mit dem Betätigungsmittel 17 kann gleichzeitig zu der Betätigung des Messsensors 4 die Erfassung eines Wärmebildes ausgelöst werden.
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Die Verknüpfungseinheit 9 empfängt die entsprechenden Betätigungssignale und führt die Zuordnung des Messwertes 10 zu dem gleichzeitig oder in enger zeitlicher Nähe erfassten Wärmebild automatisiert durch.
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Die Wärmebildkamera 1 weist weiter eine Zeitmesseinrichtung 18 auf, mit welcher der Aufnahmezeitpunkt der Aufnahme des Wärmebildes und der Messzeitpunkt der Messung des Messwertes 10 bestimmt beziehungsweise gemessen werden können. Die Zeitpunkte können beispielsweise durch Messung der Uhrzeit und/oder durch Ablesen des aktuellen Kalenderdatums und/oder auf andere Weise ermittelt werden.
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4 zeigt in einer weiteren stark vereinfachten Prinzipdarstellung ein weiteres Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Wärmebildkamera 1.
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Es ist dargestellt, dass vor, während oder nach der Erfassung 19 des Wärmebildes mit dem Messsensor 4 ein Messwert 10 gemessen wird.
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Da der Messsensor 4 an der Wärmebildkamera 1 ausgebildet ist, ist der gemessene Messwert 10 zumindest der Wärmebildkamera 1 zugeordnet. Wird die Wärmebildkamera 1 in der Nähe des Objektes 3 positioniert, während der Messwert 10 gemessen wird, so ist dieser Messwert 10 sogar dem Objekt 3 zugeordnet.
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Auch bei der Wärmebildkamera 1 gemäß 4 werden der erfasste Messwert 10 und das aufgenommene Wärmebild in einer Verknüpfungseinheit 9 durch Verknüpfung einander zugeordnet.
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Hierzu wird der Messwert 10 von dem Messsensor 4 an die Verknüpfungseinheit 9 elektronisch übermittelt.
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Um die Ausrichtung der Wärmebildkamera 1 während der Aufnahme eines Wärmebildes, also die Ausrichtung des Objektivs 2, auf einfache Weise ermitteln zu können, wird in einem ersten Schritt an der Position 20 des Objektes 3 eine erste Messung der geodätischen Messgröße 5, 6 durchgeführt. Hierzu wird die Wärmebildkamera 1 in der Nähe des Objektes 3 positioniert, die Position 20 entspricht also in brauchbarer Nährung der Position des Objektes 3.
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In einem zweiten Schritt wird die geodätische Messgröße erneut an der Position 21 der Wärmebildkamera 1 bei Erfassung des Wärmebildes des Objektes 3, also an der eigentlichen Aufnahmeposition für die Thermografie, gemessen.
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Durch Differenzbildung der gemessenen Messwerte 10 ergibt sich ein Vektor, welcher die Ausrichtung des Objektivs 2 beschreibt, sofern die Wärmebildkamera 1 in der Aufnahmeposition 21 auf das Objekt 3 gerichtet war. Selbstverständlich können die Positionen 20, 21 auch in umgekehrter Reihenfolge ausgemessen werden.
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Mit den in 3 näher ersichtlichen Bedienelementen 22 kann eingestellt werden, ob der gemessene Messwert 10 und/oder ein daraus abgeleiteter Wert, beispielsweise die Ausrichtung der Wärmebildkamera 1, gemeinsam mit dem erfassten Wärmebild an der Anzeigeeinheit 11 angezeigt oder über die Speichereinheit 13 beziehungsweise die Ausgabeeinheit 14 ausgegeben werden.
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In der Wärmebildkamera wird für jede Erfassung eines Wärmebilds und sogar für jede Messung mit dem Messsensor 4 der zugehörige Zeitpunkt mit einer integrierten Zeitmesseinrichtung bestimmt und als Metadatum zum Wärmebild beziehungsweise zum Messwert 10 abgelegt.
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Bei der Wärmebildkamera 1 wird vorgeschlagen, mit einem vorzugsweise integrierten Messsensor 4 einen Messwert 10 einer geodätischen Messgröße 5, 6 zu messen und diesen einem gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig erfassten Wärmebild automatisiert zuzuordnen.
