DE102017110007A1 - Method and apparatus for determining a distance - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist zunächst ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands (14) zwischen einem Startpunkt (18) und einem Endpunkt (21) an einer inneren Wandung (5) eines rohrförmigen Kanals (1), wobei mittels einer Kamera ein Abbild (16) der Wandung (5) erzeugt, und zunächst der Startpunkt (18) und der Endpunkt (21) in dem Abbild, und dann der Abstand (14) bestimmt wird. Offenbart ist weiterhin eine Vorrichtung (2) zum Bestimmen eines Abstands (14) zwischen einem Startpunkt (18) und einem Endpunkt (21) an einer inneren Wandung (5) eines rohrförmigen Kanals (1), mit einer Inspektionseinrichtung (11), die eine Kamera und einen Schwenkantrieb für die Kamera aufweist, und mit einer mit der Inspektionseinrichtung (11) verbundenen Steuereinrichtung mittels derer die Inspektionseinrichtung (11) in dem Kanal (1) von außerhalb des Kanals (1) steuerbar ist.Um die Messung zu verbessern wird vorgeschlagen, dass in einer Startrichtung (19) ein Startabstand (20) einer Abstandsmesseinrichtung von dem Startpunkt (18) sowie in einer zur Startrichtung (19) um einen Schwenkwinkel (22) verschwenkten Endrichtung (23) ein Endabstand (24) der Abstandsmesseinrichtung von dem Endpunkt (21) gemessen, und der Abstand (14) aus mindestens dem Startabstand (20), dem Endabstand (24) und dem Schwenkwinkel (22) trigonometrisch bestimmt wird.Disclosed is first a method for determining a distance (14) between a starting point (18) and an end point (21) on an inner wall (5) of a tubular channel (1), wherein by means of a camera an image (16) of the wall ( 5), and first the starting point (18) and the end point (21) in the image, and then the distance (14) is determined. Also disclosed is a device (2) for determining a distance (14) between a starting point (18) and an end point (21) on an inner wall (5) of a tubular channel (1), having an inspection device (11) which has a Camera and a pivot drive for the camera, and with a control device (11) connected to the control means by which the inspection device (11) in the channel (1) from outside the channel (1) is controllable. To improve the measurement is proposed in that in a starting direction (19) a starting distance (20) of a distance measuring device from the starting point (18) and in an end direction (23) pivoted about a pivoting angle (22) to the starting direction (19) is an end distance (24) of the distance measuring device from the end point (21), and the distance (14) from at least the starting distance (20), the final distance (24) and the swivel angle (22) is determined trigonometrically.
Description
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt an einer inneren Wandung eines rohrförmigen Kanals, wobei mittels einer Kamera ein Abbild der Wandung erzeugt, und zunächst der Startpunkt und der Endpunkt in dem Abbild, und dann der Abstand bestimmt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt an einer inneren Wandung eines rohrförmigen Kanals, mit einer Inspektionseinrichtung, die eine Kamera und einen Schwenkantrieb für die Kamera aufweist, und mit einer mit der Inspektionseinrichtung verbundenen Steuereinrichtung mittels derer die Inspektionseinrichtung in dem Kanal von außerhalb des Kanals steuerbar ist.The invention relates firstly to a method for determining a distance between a starting point and an end point on an inner wall of a tubular channel, wherein an image of the wall is generated by means of a camera, and first the starting point and the end point in the image, and then determines the distance becomes. The invention further relates to a device for determining a distance between a starting point and an end point on an inner wall of a tubular channel, with an inspection device which has a camera and a pivot drive for the camera, and with a controller connected to the inspection device by means of which Inspection device in the channel from outside the channel is controllable.
Verfahren und Vorrichtungen der vorgenannten Art kommen zum Einsatz, um ein Objekt an der Wandung zu vermessen, beispielsweise einen Riss in der Wandung oder den Einlauf eines an den Kanal angeschlossenen Rohres.Methods and devices of the aforementioned type are used to measure an object on the wall, such as a crack in the wall or the inlet of a pipe connected to the channel.
Im Hintergrund der Erfindung schlägt
Im Hintergrund der Erfindung schlägt des weiteren
Weiterhin sind im Hintergrund der Erfindung sog. Tachymeter mit Laserabstandsmessern und Feinjustierung oder automatischer Einstellung von Schwenkwinkeln allgemein bekannt, die zum geodätischen Aufmessen von Punkten Verwendung finden.Furthermore, in the background of the invention so-called. Tachymeter with laser distance meters and fine adjustment or automatic adjustment of pivoting angles are generally known, which are used for geodetic surveying of points.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messung des Abstands zu verbessern.The invention has for its object to improve the measurement of the distance.
Lösungsolution
Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass in einer Startrichtung ein Startabstand einer Abstandsmesseinrichtung von dem Startpunkt sowie in einer zur Startrichtung um einen Schwenkwinkel verschwenkten Endrichtung ein Endabstand der Abstandsmesseinrichtung von dem Endpunkt gemessen, und der Abstand aus mindestens dem Startabstand, dem Endabstand und dem Schwenkwinkel trigonometrisch bestimmt wird. Das erfindungsgemäße, aus der Geodäsie bekannte Verfahren ermöglicht die freie Wahl von Start- und Endpunkt an der Wandung und damit die direkte Messung anstelle des Vergleichs mit einem anderen, bekannten Abstand.Starting from the known method is proposed according to the invention that in a starting direction a starting distance of a distance measuring device from the starting point and in a direction of rotation pivoted by a pivot angle end direction measured a final distance of the distance measuring device from the end point, and the distance from at least the starting distance, the End distance and the pivot angle is determined trigonometrically. The method according to the invention known from geodesy allows the free choice of start and end point on the wall and thus the direct measurement instead of the comparison with another, known distance.
Durch Messung der Abstände in weiteren Punkten in der unmittelbaren Umgebung des Objekts kann zudem die lokale Krümmung der Wandung ermittelt und durch sphärische Trigonometrie die Bogenlänge der durch Start- und Endpunkt auf der Wandung verlaufenden Linie bestimmt werden.By measuring the distances in other points in the immediate vicinity of the object, the local curvature of the wall can also be determined and determined by spherical trigonometry, the arc length of the running through the start and end point on the wall line.
Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Abstandsmesseinrichtung einen Abstandsensor auf, der erst den Startabstand misst, dann um den Schwenkwinkel verschwenkt wird und anschließend den Endabstand misst. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt so nur einen einzelnen Abstandssensor.Preferably, in a method according to the invention, the distance measuring device has a distance sensor which first measures the starting distance, then pivots about the pivot angle and then measures the end distance. The method according to the invention thus requires only a single distance sensor.
Vorzugsweise zielt in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren der Abstandssensor immer parallel zu der Kamera auf die Wandung. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet so eine separate Stelleinrichtung für den Abstandssensor.Preferably, in such a method according to the invention, the distance sensor always aims parallel to the camera on the wall. The method according to the invention thus avoids a separate adjusting device for the distance sensor.
Alternativ vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Abstandsmesseinrichtung einen ersten Abstandssensor auf, der den Startabstand misst, und einen um den Schwenkwinkel zu dem ersten Abstandssensor verschwenkten zweiten Abstandssensor, der den Endabstand misst. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht so die gleichzeitige Messung von Start- und Endabstand.Alternatively, in a method according to the invention, the distance measuring device preferably has a first distance sensor, which measures the starting distance, and a second distance sensor, which pivots the final distance by the pivoting angle to the first distance sensor. The inventive method thus enables the simultaneous measurement of start and end distance.
Vorzugsweise misst in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Abstandsmesseinrichtung eine Laufzeit eines von der Abstandsmesseinrichtung ausgesandten Signals, das von einem Punkt der Wandung reflektiert wird, auf den die Abstandsmesseinrichtung zielt. Das Signal kann ein Lichtstrahl, insbesondere ein Infrarotlaserstrahl sein. Hochintegrierte Abstandsmesselemente mit Infrarotlaser und infrarotempfindlicher Photozelle sind in miniaturisierter Form allgemein bekannt. Alternativ kann das Signal insbesondere ein Ultraschall- oder Radarsignal sein.Preferably, in a method according to the invention, the distance measuring device measures a transit time of a signal emitted by the distance measuring device, which is reflected by a point of the wall, to which the Distance measuring device aims. The signal may be a light beam, in particular an infrared laser beam. Highly integrated distance measuring elements with infrared laser and infrared-sensitive photocell are well known in miniaturized form. Alternatively, the signal may in particular be an ultrasonic or radar signal.
Vorzugsweise ist in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren das Signal nicht sichtbar und ein Markierungslaser mit sichtbarem Licht zielt parallel zu der Abstandsmesseinrichtung auf die Wandung. Das erfindungsgemäße Verfahren vereint so die Vorteile der Messung mit nicht-sichtbaren Signalen mit der Sichtbarkeit des Messpunktes in dem mit der Kamera aufgenommenen Abbild der Wandung.Preferably, in such a method according to the invention, the signal is not visible and a visible light marking laser aims at the wall parallel to the distance measuring device. The method according to the invention thus combines the advantages of the measurement with non-visible signals with the visibility of the measuring point in the image of the wall taken with the camera.
Ausgehend von der bekannten Vorrichtung wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Inspektionseinrichtung eine Abstandsmesseinrichtung aufweist und die Steuereinrichtung eingerichtet ist zum Speichern eines in einer Startrichtung gemessenen Startabstands von der Abstandsmesseinrichtung zu dem Startpunkt, eines Schwenkwinkels und eines von der Abstandsmesseinrichtung in einer zur Startrichtung um den Schwenkwinkel verschwenkten Endrichtung gemessenen Endabstands von der Abstandsmesseinrichtung zu dem Endpunkt, sowie den Abstand aus mindestens dem Startabstand, dem Endabstand und dem Schwenkwinkel trigonometrisch zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahrens und zeichnet sich gleichermaßen durch die vorstehend aufgeführten Vorteile aus.Starting from the known device is proposed according to the invention that the inspection device comprises a distance measuring device and the control device is adapted to store a measured in a starting direction starting distance from the distance measuring device to the starting point, a pivot angle and one of the distance measuring device in a direction to the starting direction around the Pivoting angles pivoted end direction of the measured end distance from the distance measuring device to the end point, as well as to determine the distance from at least the starting distance, the end distance and the pivot angle trigonometrically. The inventive device enables the execution of the method according to the invention and is characterized equally by the advantages listed above.
Vorzugsweise ist in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Steuereinrichtung eingerichtet, ein von der Kamera aufgenommenes Abbild der Wandung auf einem Wiedergabeelement wiederzugeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinfacht so die optische Kontrolle.Preferably, in a device according to the invention, the control device is set up to reproduce an image of the wall recorded by the camera on a display element. The device according to the invention thus simplifies the optical control.
Vorzugsweise ist in einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung die Steuereinrichtung eingerichtet, auf dem Wiedergabeelement einen Maßstab wiederzugeben, der dem Abstand entspricht. Der auf dem Wiedergabeelement eingeblendete Maßstab vereinfacht weiter die optische Kontrolle.Preferably, in such a device according to the invention, the control device is set up to reproduce on the display element a scale which corresponds to the distance. The scale displayed on the rendering element further simplifies visual control.
Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen Manipulator zum inwendigen Prüfen und/oder spanenden Bearbeiten des Kanals, Räder zum Fahren auf der inneren Wandung, und mindestens einen Motor für die Räder, und durch eine Leitung zu der Steuereinrichtung, durch die die Räder mit Antriebsenergie versorgbar sind. Ein solcher Kanalroboter vereinfacht die die spanende Bearbeitung vorbereitende, begleitende oder prüfende optische Inspektion des Kanals.Preferably, a device according to the invention comprises a manipulator for internal testing and / or machining of the channel, wheels for driving on the inner wall, and at least one motor for the wheels, and by a line to the control device, by means of which the wheels can be supplied with drive energy , Such a channel robot simplifies the machining preparatory, accompanying or inspecting optical inspection of the channel.
Alternativ ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Brunnenkamera zum inwendigen Prüfen eines Schachtbauwerks mit im Wesentlichen senkrecht verlaufender Längsachse. Eine solche Brunnenkamera vereinfacht die optische Inspektion des Schachtbauwerks, insbesondere die Messung der Breite von senkrecht verlaufenden Einlaufschlitzen.Alternatively, a device according to the invention is a well camera for internal testing of a shaft structure with a substantially perpendicular longitudinal axis. Such a fountain camera simplifies the optical inspection of the shaft structure, in particular the measurement of the width of vertical inlet slots.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
-
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Kanal und -
2 ein Wiedergabeelement mit einem Abbild der Wandung.
-
1 a device according to the invention in a channel and -
2 a display element with an image of the wall.
Die in
Der Manipulator
Die Inspektionseinrichtung
An den Kanal
Zu Beginn der Messung wertet die Steuersoftware die Hell-Dunkel-Verläufe in dem Abbild
Sodann bestimmt die Steuersoftware in gleicher Weise einen Vorschlag für einen gegenüberliegenden Endpunkt
In dem Abbild
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kanalchannel
- 22
- Vorrichtungcontraption
- 33
- Manipulatormanipulator
- 44
- Radwheel
- 55
- Wandungwall
- 66
- Leitungmanagement
- 77
- Längsachselongitudinal axis
- 88th
- Fußfoot
- 99
- Armpoor
- 1010
- EndeThe End
- 1111
- Inspektionseinrichtunginspection device
- 1212
- Einlaufenema
- 1313
- Rohrpipe
- 1414
- Abstanddistance
- 1515
- Kanteedge
- 1616
- Abbildimage
- 1717
- WiedergabeelementDisplay element
- 1818
- Startpunktstarting point
- 1919
- Startrichtungstart direction
- 2020
- Startabstandstart distance
- 2121
- Endpunktendpoint
- 2222
- Schwenkwinkelswivel angle
- 2323
- Endrichtungend direction
- 2424
- Endabstandend distance
- 2525
- Markierungmark
- 2626
- Maßstabscale
- 2727
- Längelength
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4313104 A1 [0003]DE 4313104 A1 [0003]
- DE 202013100437 U1 [0004]DE 202013100437 U1 [0004]
- DE 202016000435 U1 [0005]DE 202016000435 U1 [0005]
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DE102017110007B4 (en) | 2023-06-29 |
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