-
Heute ist es möglich, Objekte in einem dreidimensionalen Raum zu vermessen. Hierfür können beispielsweise Koordinatenmessungen an Objekten mittels optischer, flächenhaft messender Messsensoren durchgeführt werden. Hierbei werden in Bezug auf das zu messende Objekt aus verschiedenen räumlichen Positionen durch eine Messvorrichtung, in der Regel durch flächenhaft messende Sensoren, digitale Aufnahmen gemacht. Mit diesen digitalen Aufnahmen können auch auf dem erfassten Messobjekt aufgebrachte codierte und uncodierte Referenzmarken erfasst werden. Auch ist bekannt, dass die einzelnen digitalen Aufnahmen anhand von codierten und uncodierten Referenzmarken räumlich zusammengesetzt werden können. Das Ergebnis aller Aufnahmen ist eine sogenannte Punktewolke des Messobjekts.
-
Zur Erhöhung der Genauigkeit des flächenhaft messenden Messsensors ist es möglich, die einzelnen auf dem Messobjekt aufgebrachten uncodierten oder codierten Referenzmarken zuvor mit einem Photogrammetriesystem sehr genau photogrammetrisch einzumessen.
-
Im Stand der Technik sind somit Messsysteme mit einem optisch, flächenhaft messenden Messsensor und einer weiteren optischen Messvorrichtung, bspw. einem Photogrammetriesystem mit einer Photogrammetriekamera bekannt. Die uncodierten Referenzmarken werden mit der Photogrammetriekamera aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen,, wobei die einzelnen Aufnahmen mittels ebenfalls im Messaufbau befindlicher codierter Referenzmarken orientiert und zu einem Bildverband zusammengesetzt werden.
-
Damit ein solcher Bildverband korrekt skaliert werden kann, muss sich in dem Bildverband mindestens eine Maßverkörperung (=Maßstab) befinden. Ein Prüfstrecken-Ist-Abmaß der von der Maßverkörperung verkörperten Länge (=Prüfstrecke) bzw. des von der Maßverkörperung verkörperten Längenmaßes wird zuvor von einem dafür geeigneten Messgerät in einem Kalibrierlabor hochgenau bestimmt und ist damit bekannt.
-
Flächenhaft messende Sensoren können beispielsweise mittels Kalibrierplatten oder Kalibrierkreuzen kalibriert werden.
-
So sind beispielsweise aus der
DE 10 2016 102 412 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung eines Objekts mit mehreren Messhilfsmitteln bekannt. Das Dokument zeigt somit ein Messsystem unter Verwendung optischer Markierungen.
-
Aus der
KR 10 2017 0 087 996 A sind zudem eine Kalibriervorrichtung und ein Verfahren für einen Roboter bekannt.
-
Aus dem Dokument
DE 10 2013 211 210 A1 ist eine Messtafel bekannt, die wenigstens eine Messmarke für eine Vorrichtung zur optischen Vermessung oder Kalibrierung, insbesondere einer Fahrzeugkomponente, wie eines Fahrwerks oder einer Fahrerassistenz, aufweist, wobei die Messtafel weiter optisch erfassbare Informationsträger von Messtafelinformationen aufweist, welche die Messtafel selbst betreffen.
-
Aus dem Dokument
DE 10 2012 103 495 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die ein Lichtempfangselement zur Umwandlung von empfangenem Licht in Bilddaten aufweist.
-
Die bisher bekannten Messsysteme weisen den Nachteil auf, dass die Prüfstrecken-Ist-Abmaße der Maßverkörperungen, die in einem Kalibrierlabor mit Hilfe eines geeigneten Messgeräts sehr genau gemessen werden, um die Prüfstrecken-Ist-Abmaße dieser Prüfstrecken zu kennen, in eine Messsoftware eines jeweiligen Messsystems übertragen und dort gespeichert werden müssen, welche dann eine Kalibrierung einer jeweiligen optischen Messvorrichtung, beispielsweise eines flächenhaft messenden Sensors und/oder eines Photogrammetriesystems, anhand einer für das jeweilige Messsystem bzw. für die jeweilige optische Messvorrichtung des jeweiligen Messsystems geeigneten Maßverkörperung durchführt.
-
Wird eine Messvorrichtung an einer Maßverkörperung kalibriert, deren in der Messsoftware hinterlegtes Prüfstrecken-Ist-Abmaß nicht zu der real gemessenen durch die Maßverkörperung verkörperten Prüfstrecke passen, wird die Messsoftware der Messvorrichtung bei späteren Messungen Messergebnisse ausgeben, die nicht korrekt sind. Es kann somit zu einer falschen Zuordnung bzw. fehlerhaften Verwendung von Prüfstrecken-Ist-Abmaßen in Bezug zu realen Maßverkörperungen bzw. zu durch die Maßverkörperungen verkörperten Prüfstrecken bzw. Längenmaßen kommen.
-
Für die Übertragung der Prüfstrecken-Ist-Abmaße in die Messsoftware der Messvorrichtung bzw. des die Messvorrichtung umfassenden Messsystems gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann ein Messtechniker das jeweilige Prüfstrecken-Ist-Abmaß angebende Zahlenwerte von einem Prüfprotokoll/Kalibrierschein, das bzw. der durch ein Kalibrierlabor ausgegeben wird, ablesen und manuell in das Messsystem bzw. in die davon umfasste Messsoftware eintragen. Diese Methode weist jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr zeitaufwändig und fehleranfällig ist.
-
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das Kalibrierlabor die ermittelten Maßverkörperung-Prüfstrecken-Ist-Abmaße zusätzlich in elektronischer Form übermittelt, beispielsweise in einer Textdatei, so dass die Zahlenwerte von dort entnommen und in die Messsoftware kopiert werden können, oder aber dass diese Datei von der Messsoftware gänzlich eingelesen (importiert) werden kann.
-
Nachteilig ist, dass die Werteeingabe keine einmalige Tätigkeit darstellt, sondern regelmäßig anfällt. Sie fällt insbesondere immer dann an, wenn die Maßverkörperung zur Überprüfung bzw. zur Neu-Vermessung erneut in das Kalibrierlabor gegeben wird. In der Regel wird der Zeitraum dafür durch ein Qualitätssicherungssystem vorgegeben. Ein realistischer Zeitraum ist dabei eine Überprüfung alle zwei bis drei Jahre.
-
Ist ein Unternehmen oder eine Abteilung im Besitz mehrerer optischer Messsysteme mit jeweils eigenem Rechner und Messsoftware, so muss insbesondere dafür gesorgt werden, dass jede Messsoftware mit genau den Prüfstrecken-Ist-Abmaßen derjenigen Maßverkörperungen versorgt wird, die für eben dieses Messsystem auch zur Kalibrierung verwendet werden. Dies ist nachteilig, da die Zuordnung nach jeder neuen Überprüfung der Maßverkörperung erneut überprüft werden muss.
-
Ferner werden die Messungen von Messobjekten zunehmend an Arbeitsplätzen fernab des eigentlichen Messsystems (als sogenannte „Offline-Programmierung“) vorbereitet und in Form von Messvorlagen-Dateien auf einem zentralen Server gespeichert. Diese Messvorlagen-Dateien enthalten neben anderen Daten auch die Prüfstrecken-Ist-Abmaße derjenigen Maßverkörperungen, die zum Zeitpunkt der Erstellung der Messvorlagen-Datei in der Messsoftware enthalten waren, entweder komplett oder als eine Teilmenge davon. Ändern sich aufgrund einer Neu-Vermessung einer Maßverkörperung deren Prüfstrecken-Ist-Abmaße, so sind sie auch in allen Messvorlagen-Dateien auszutauschen, - die die spezielle, neu vermessene Maßverkörperung bzw. deren Prüfstrecken-Ist-Abmaße enthalten.
-
Die unbedingte Vermeidung einer fehlerhaften.Zuordnung von Prüfstrecken-Ist-Abmaßen zu realen Maßverkörperungen in verschiedenen Messsoftware-Installationen bzw. Messsoftwares sowie die Umstellung bereits vorhandener Messvorlagen-Dateien auf die neuen Prüfstrecken-Ist-Abmaße erfordert zeit- und kostenintensive Tätigkeiten sowie organisatorische Maßnahmen (Schaffung und Pflege von Verteilungsmechanismen, Änderungsmanagement, Dokumentation, Kontrolltätigkeiten).
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei einer räumlichen Zusammensetzung von Aufnahmen zu einem Bildverband einer fehlerhaften Zuordnung bzw. Verteilung von Prüfstrecken-Ist-Abmaßen zu bzw. auf von jeweiligen Maßverkörperungen verkörperten Prüfstrecken auch aus größerer Entfernung vorbeugt bzw. diese vermeidet und bisher notwendige Tätigkeiten zur Hinterlegung von Prüfstecken-Ist-Abmaßen in einer Messsoftware vereinfacht bzw. reduziert.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Maßverkörperung gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Messsystem gemäß dem Anspruch 6 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Maßverkörperung für mindestens eine optische Messvorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem dreidimensionalen Raum, wobei die Maßverkörperung codierte und/oder uncodierte Referenzmarken zur Darstellung mindestens einer Prüfstrecke für eine räumliche Zusammensetzung von Aufnahmen umfasst und mindestens ein der mindestens einen Prüfstrecke zuzuordnendes bzw. zugeordnetes Prüfstrecken-Ist-Abmaß für eine räumliche Zusammensetzung von Aufnahmen zu einem Bildverband bzw. für eine Kalibrierung der mindestens einen optischen Messvorrichtung umfasst, das direkt auf der Maßverkörperung ausgebildet und maschinenlesbar, insbesondere optisch ablesbar ist, wobei das mindestens eine Prüfstrecken-Ist-Abmaß über mindestens eine separat codierte Referenzmarke darstellbar bzw. dargestellt ist, wobei jeweils eine separat codierte Referenzmarke eine Ziffer des Prüfstrecken-Ist-Abmaßes darstellt. Die mindestens eine Prüfstrecke der Maßverkörperung erstreckt sich von einer ersten codierten oder uncodierten Referenzmarke zu einer zweiten codierten oder uncodierten Referenzmarke. Die optische Messvorrichtung ist in der Regel ein flächenhaft messender Sensor und/oder ein Photogrammetriesystem. Die Maßverkörperung ist eingerichtet, in einem die mindestens eine optische Messvorrichtung umfassenden Messsystem einsetzbar und verwendbar zu sein, insbesondere bei einem Kalibriervorgang der mindestens einen optischen Messvorrichtung.
-
Erfindungsgemäß sind die separat codierten Referenzmarken zumindest bereichsweise kreisförmig ausgestaltet und die separat codierten Referenzmarken weisen Markierpunkte auf, die entsprechend eines Ziffernblattes einer Uhr Ziffern angeben/darstellen. Die Maßverkörperung weist mindestens ein Prüfstrecken-Ist-Abmaß auf, das direkt auf der Maßverkörperung ausgebildet und eingerichtet ist und insbesondere als bspw. codierter Zahlenwert darstellbar bzw. dargestellt ist. Der Zahlenwert des mindestens einen bekannten Prüfstrecken-Ist-Abmaßes ist, bspw. in codierter Form, somit direkt auf der Maßverkörperung ablesbar dargestellt. Das mindestens eine Prüfstrecken-Ist-Abmaß ist einer jeweiligen Prüfstrecke der Maßverkörperung, die auf der Maßverkörperung durch einen Abstand zwischen einer jeweiligen ersten codierten oder uncodierten Referenzmarke und einer jeweiligen zweiten codierten oder uncodierten Referenzmarke gegeben ist, zugeordnet. Im Falle, dass mehrere Prüfstrecken auf der Maßverkörperung vorgesehen sind, sind die jeweiligen zuzuordnenden Prüfstrecken-Ist-Abmaße auf der Maßverkörperung klar durch eine Messsoftware eines jeweiligen Messsystems zuordenbar angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass die Informationen. d. h. das Prüfstrecken-Ist-Abmaß und das Längenmaß bzw. die Prüfstrecke, das bzw. die durch die Maßverkörperung verkörpert wird, beide jeweils direkt bei der Verwendung der Maßverkörperung für die Kalibrierung der mindestens einen optischen Messvorrichtung, bspw. eines Photogrammetriesystems und/oder eines flächenhaft messenden Sensors, zur Verfügung stehen und während der Kalibrierung des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors durch diese bzw. durch mindestens eine der von dem Messsystem umfassten optischen Messvorrichtungen, d. h. von dem Photogrammetriesystem und/oder von dem flächenhaft messenden Sensor ablesbar sind. Anhand der Maßverkörperung mit dem bspw. als Zahlenwert dargestellten Prüfstrecken-Ist-Abmaß erfolgt die Kalibrierung des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors somit immer direkt und korrekt, da das Prüfstrecken-Ist-Abmaß, d. h. der dargestellte Zahlenwert auf der Maßverkörperung von der tatsächlich vorliegenden und gemessenen Maßverkörperung abgelesen und direkt für die Kalibrierung des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors verwendet wird.
-
Die Verwaltung von Maßverkörperungen und deren Prüfstrecken-Ist-Abmaßen in einer Messsoftware eines entsprechenden Messsystems und/oder in Form einer Datensicherung, einer Dokumentation o. ä. kann dadurch vollständig entfallen. Eine Verteilung von Prüfstrecken-Ist-Abmaßen auf verschiedene Rechner bzw. in verschiedene darauf laufende Messsoftwares entfällt, da dort, wie voranstehend erläutert, keine Prüfstrecken-Ist-Abmaße mehr gespeichert bzw. verwaltet werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßverkörperung besteht darin, dass die Maßverkörperung in verschiedenen Messsystemen einsetzbar ist. Ein wahlfreier Austausch und eine Nutzung von Maßverkörperungen zwischen verschiedenen optischen Messvorrichtungen bzw. die optischen Messvorrichtungen umfassenden Messsystemen ist einfach und problemlos möglich, da keinerlei Prüfstrecken-Ist-Abmaße dabei seitens eines jeweiligen Messsystems berücksichtigt und verwaltet werden müssen.
-
Das mindestens eine Prüfstrecken-Ist-Abmaß ist somit über mindestens eine separat codierte Referenzmarke darstellbar bzw. dargestellt, wobei es sich bei der mindestens einen separat codierten Referenzmarke um entsprechend mindestens eine codierte Referenzmarke handelt, die in der Regel explizit und ausschließlich zur Darstellung des Prüfstrecken-Ist-Abmaßes dient. Diese Art codierter Referenzmarken wird im Folgenden als „separat codierte Referenzmarke“ bezeichnet. In der Regel ist die separat codierte Referenzmarke für das Prüfstrecken-Ist-Abmaß zu einer für eine Erfassung eines Messobjektes/Messvolumens auf dem Messobjekt/Messvolumen aufgetragenen codierten oder uncodierten Referenzmarke verschieden. Die mindestens eine verschiedene/separat codierte Referenzmarke ist in der Regel gut sichtbar auf der Maßverkörperung angebracht. Besonders bevorzugt weist die Maßverkörperung zwischen 2 und 10, insbesondere zwischen 4 und 8, codierte Referenzmarken auf. Die separat codierten Referenzmarken können eine ähnliche Form aufweisen wie die codierten oder uncodierten Referenzmarken. Beispielsweise können die separat codierten Referenzmarken zumindest bereichsweise kreisförmig ausgestaltet sein, wobei die separat codierten Referenzmarken Markierpunkte aufweisen können, die entsprechend eines Ziffernblattes einer Uhr Ziffern angeben/darstellen. Die separat codierten Referenzmarken können alternativ als andere grafisch darstellbare bzw. dargestellte Markierpunkte/Markierungen ausgebildet sein. Dabei sind weitere maschinenlesbare bzw. -ablesbare Ausgestaltungen denkbar, bspw. in Form von QR-Codes, Strichcodes oder als von Menschen lesbare Zahlen in genormter, auch für das maschinelle Lesen geeigneter OCR-Schriftart.
-
Die separat codierten Referenzmarken bieten den Vorteil, dass diese aufgrund ihres Aufbaus weitgehend unempfindlich sind gegen Schmutz und kleine Beschädigungen. Zudem weisen die codierten Referenzmarken und somit auch die separat codierten Referenzmarken vorteilhafterweise eine Größe auf, die derart ausgebildet ist, dass sie von einer optischen Messvorrichtung bzw. von einem Bilderkennungsalgorithmus in einer Messsoftware eines die optische Messvorrichtung umfassenden Messsystems auch aus größerer Entfernung sicher erkannt und gelesen werden können.
-
Zudem weisen die separat codierten Referenzmarken den Vorteil auf, dass bei einer Verwendung der Maßverkörperung in einem Messsystem mit einer Messsoftware, durch die bereits eine Erkennung und Verarbeitung bisher verwendeter codierter und uncodierter Referenzmarken durchgeführt wird, um die codierten und uncodierten Referenzmarken für das Zusammensetzen von Aufnahmen zu einem Bildverband zu verwenden, ein Erkennen und Verarbeiten der separat codierten Referenzmarken bereits bekannt ist. Dadurch entfällt eine Implementierung dieser grundlegenden Funktionen zur Verarbeitung und Erkennung der codierten Referenzmarken und damit der separat codierten Referenzmarken in die Messsoftware.
-
Die Maßverkörperung ist eingerichtet, in einem Messsystem mit einem flächenhaft messenden Sensor und/oder einem Photogrammetriesystem verwendet zu werden, wobei separat codierte und codierte und uncodierte Referenzmarken durch das Messsystem, in der Regel durch das Photogrammetriesystem, erfassbar sind bzw. erfasst werden. Dabei ist in der Regel in einer Messsoftware, die in dem Messsystem, bspw. in einer der optischen Messvorrichtungen selbst, hinterlegt sein kann, hinterlegt, dass die auf der Maßverkörperung dargestellte Anzahl an separaten codierten Referenzmarken eine bestimmte Anzahl von Dezimalstellen darstellt. So kann beispielsweise eine Ziffer mit drei Dezimalstellen dargestellt werden. Zudem kann eine zu dem Prüfstrecken-Ist-Abmaß gehörende Einheit auf der Maßverkörperung oder in der jeweiligen optischen Messvorrichtung bzw. in dem die optische Messvorrichtung umfassenden Messsystem, d. h. insbesondere in der Messsoftware hinterlegt sein.
-
Damit die auf der Maßverkörperung aufgebrachten separat codierten Referenzmarken nicht für ein Zusammensetzen von Aufnahmen verwendet werden, ist ein Algorithmus in der Messsoftware vorgesehen, der eine entsprechende Verarbeitung bzw. ein Herausfiltern der separat codierten Referenzmarken umsetzt bzw. durchführt.
-
In Weiterbildung ist die mindestens eine separat codierte Referenzmarke eingerichtet, während eines Kalibriervorgangs der mindestens einen optischen Messvorrichtung des Messsystems maschinenablesbar zu sein. In einer weiteren Weiterbildung ist die mindestens eine separat codierte Referenzmarke durch eine von dem Messsystem umfasste optische Messvorrichtung, insbesondere durch die zu kalibrierende mindestens eine optische Messvorrichtung ablesbar. In der Regel ist mindestens eine separat codierte Referenzmarke durch das Photogrammetriesystem ablesbar. In der Regel ist die separat codierte Referenzmarke während eines Kalibiervorgang des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors automatisch maschinenablesbar. Dadurch kann der Vorgang der Kalibrierung des flächenhaft messenden Sensors und/oder des Photogrammetriesystems bzw. der davon umfassten Messvorrichtung automatisiert werden.
-
Vorteilhafterweise wird die mindestens eine separat codierte Referenzmarke durch eine photogrammetrische Kamera des Photogrammetriesystems erfasst. Unter Photogrammetrie wird eine Gruppe von Messmethoden und Auswerteverfahren der Fernerkundung verstanden, um aus Fotografien und genauen Messbildern eines Objektes seine räumliche Lage oder dreidimensionale Form zu bestimmen. Im Regelfall werden die Bilder mit hierfür eingerichteten photogrammetrischen Kameras aufgenommen. Alternativ kann die mindestens eine separat codierte Referenzmarke durch eine andere optische Messvorrichtung erfasst werden.
-
In Ausgestaltung ist das mindestens eine Prüfstrecken-Ist-Abmaß bei einer erstmaligen Vermessung der Maßverkörperung auf der Maßverkörperung anbringbar bzw. angebracht und/oder bei jeder Neuvermessung der Maßverkörperung auf der Maßverkörperung, in der Regel im Austausch mit dem davor aufgebrachten Prüfstrecken-Ist-Abmaß anbringbar bzw. angebracht. Das Prüfstrecken-Ist-Abmaß wird jeweils für einen aktuellen Kalibriervorgang durch die optische Messvorrichtung erfasst und in der Messsoftware des die optische Messvorrichtung umfassenden Messsystems, mit deren Hilfe die Kalibrierung durchgeführt wird, in der Regel lediglich temporär gespeichert. Eine dauerhafte Speicherung des Prüfstrecken-Ist-Abmaßes in der Messsoftware ist nicht vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass bei jeder Kalibrierung des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors automatisch das auf der Maßverkörperung aktuell hinterlegte Prüfstrecken-Ist-Abmaß für die aktuelle Kalibrierung verwendet wird. Zudem entfällt dadurch die Verteilung von Prüfstrecken-Ist-Abmaßen auf verschiedene Rechner bzw. in verschiedene Messsoftwares eines Messsystems mit einer Mehrzahl von Messvorrichtungen vollständig, da dort keinerlei Prüfstrecken-Ist-Abmaße mehr gespeichert bzw. verwaltet werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung ist die separat codierte Referenzmarke als QR-Code ausgebildet. Alternativ können die separat codierten Referenzmarken als Strichcodes oder auch als von Menschen lesbare Zahlen in genormter oder für das maschinelle Lesen geeigneter OCR-Schriftart (OCR: Optical Character Recognition) ausgebildet sein.
-
Umfasst eine Maßverkörperung mehr als ein Prüfstrecken-Ist-Abmaß, also wie beispielsweise bei einer Kalibrierplatte, so ist zu definieren, an welcher Stelle auf der Kalibrierplatte sich welches Prüfstrecken-Ist-Abmaß befindet, so dass die Messsoftware eine richtige rechnerinterne Zuordnung und Verwendung von jeweiliger Prüfstrecke zu jeweiligem Prüfstrecken-Ist-Abmaß sicherstellen kann.
-
In Ausgestaltung ist eine Mehrzahl von separat codierten Referenzmarken zur Darstellung eines Prüfstrecken-Ist-Abmaßes vorgesehen, wobei diese mehreren separat codierten Referenzmarken auf der Maßverkörperung in einer vorbestimmten Reihenfolge zu positionieren bzw. positioniert sind und von der Messsoftware des Messsystems so, d. h. in der vorbestimmten Reihenfolge, ablesbar und zusammensetzbar sind. Dabei stellt in der Regel jede separat codierte Referenzmarke eine Ziffer dar. Wie, d. h. ausgehend von welcher Stelle/Position auf der Maßverkörperung die mehreren separat codierten Referenzmarken nacheinander abzulesen sind, ist dabei in der Regel in der Messsoftware des Messsystems bzw. der davon umfassten mindestens einen Messvorrichtung hinterlegt. Anhand der mittels der separat codierten Referenzmarken auf der Maßverkörperung dargestellten Ziffern, ist die Kalibrierung des flächenhaft messenden Sensors und/oder des Photogrammetriesystems möglich.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Messsystem zur Erfassung eines Objektes in einem dreidimensionalen Raum mit einem flächenhaft messenden Sensor zur flächenhaften Erfassung des Objektes, wobei der flächenhaft messende Sensor in der Regel mittels einer Kalibrierplatte oder eines Kalibrierkreuzes kalibriert wird.
-
Erfindungsgemäß umfasst das Messsystem zudem eine Maßverkörperung mit einem oder mehreren der voranstehenden Merkmale: Das Messsystem ist eingerichtet, das mindestens eine der mindestens einen durch die Maßverkörperung verkörperten Prüfstrecke zugeordnete Prüfstrecken-Ist-Abmaß zu erfassen und abzulesen.
-
In Ausgestaltung umfasst das Messsystem ferner ein Photogrammetriesystem, das eingerichtet ist, separat codierte, codierte und uncodierte Referenzmarken, die bspw. auf der Maßverkörperung ausgebildet sind, zu erfassen, wobei das Messsystem eingerichtet ist, die erfassten separat codierten, codierten und uncodierten Referenzmarken zu unterscheiden, und aus den erfassten separat codierten Referenzmarken der Maßverkörperung das mindestens eine Prüfstrecken-Ist-Abmaß der Maßverkörperung bzw. deren Prüfstrecke abzulesen. Das Messsystem ist eingerichtet, basierend auf den erfassten separat codierten Referenzmarken das Photogrammetriesystem und/oder den flächenhaft messenden Sensor zu kalibrieren.
-
In einer Messsoftware des Messsystems ist typischerweise ein Algorithmus hinterlegt, der eingerichtet ist, separat codierte Referenzmarken von anderen codierten Referenzmarken und von uncodierten Referenzmarken zu unterscheiden und aus der Gesamtheit der erfassten codierten und uncodierten Referenzmarken herauszufiltern.
-
Typischerweise ist das Messsystem eingerichtet, die separat codierten Referenzmarken zu verarbeiten und den separat codierten Referenzmarken entsprechende Ziffern zuzuordnen. Ferner ist die Messsoftware dazu eingerichtet, im Falle, dass mehrere separat codierte Referenzmarken für ein Prüfstrecken-Ist-Abmaß vorgesehen sind und diese in einer vorbestimmten Reihenfolge ausgehend von einer vorbestimmten Position auf der Maßverkörperung positioniert sind, diese separat codierten Referenzmarken in der vorbestimmten Reihenfolge ausgehend von der vorbestimmten Position auszulesen und zu verarbeiten und so insbesondere zu einem korrekten Zahlenwert für die Länge der von der Maßverkörperung verkörperten Prüfstrecke zusammenzusetzen. Das derart von der Maßverkörperung abgelesene Prüfstrecken-Ist-Abmaß wird zusammen mit der Maßverkörperung bzw. mit der von der Maßverkörperung verkörperten Prüfstrecke in der Regel zur Kalibrierung des Photogrammetriesystems und/oder des flächenhaft messenden Sensors verwendet.
-
In Ausgestaltung sind in der Regel mindestens zwei separat codierte Referenzmarken vorgesehen, wobei die separat codierten Referenzmarken auf der Maßverkörperung in einer vorbestimmten Reihenfolge positioniert sind und in der vorbestimmten Reihenfolge abzulesen sind. Demnach ist der Messsoftware vorzugeben, ausgehend von welcher Stelle auf der Maßverkörperung das jeweilige Prüfstrecken-Ist-Abmaß abzulesen ist. Der von der Messsoftware umfasste Algorithmus setzt dann die Ziffern in der vorbestimmten Reihenfolge und somit zu einer die reale Länge der Prüfstrecke wiedergebenden Zahl zusammen.
-
In Weiterbildung umfasst das Messsystem einen Roboter mit einem Roboterarm, wobei der Roboter eingerichtet ist, den flächenhaft messenden Sensor und das Photogrammetriesystem während einer Erfassung eines Messobjektes zu führen. Dies bietet den Vorteil, dass der Messvorgang automatisierbar ist. Während einer flächenhaften Erfassung eines Objektes durch den flächenhaft messenden Sensor kann das Photogrammetriesystem die separat codierten Referenzmarken und somit das Prüfstrecken-Ist-Abmaß auf einer Maßverkörperung automatisch erfassen und die erfassten Aufnahmen automatisch korrekt kalibriert zu einem Bildverband zusammensetzen. Somit steht das Prüfstrecken-Ist-Abmaß für die Kalibrierung des Photogrammetriesystems automatisch mit der Wahl der Maßverkörperung zur Verfügung. Somit ist der flächenhaft messende Sensor und/oder das Photogrammetriesystem während einer Erfassung eines Objektes automatisch kalibrierbar.
-
Eine dauerhafte Speicherung des erfassten Prüfstrecken-Ist-Abmaßes erfolgt nicht. Vielmehr erfolgt bei jeder Kalibrierung eine erneute Erfassung des auf der Maßverkörperung angebrachten Prüfstrecken-Ist-Abmaßes. Dies beugt einer falschen Zuordnung eines Prüfstrecken-Ist-Abmaßes zu einer Prüfstrecke vor.
-
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
- 1a eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maßverkörperung mit codierten und uncodierten Referenzmarken,
- 1b eine Detailansicht der in 1a dargestellten erfindungsgemäßen Maßverkörperung mit codierten und uncodierten Referenzmarken,
- 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems umfassend einen Roboter mit einem Roboterarm mit einem flächenhaft messenden Sensor und einer weiteren optischen Messvorrichtung,
- 3a eine Kalibrierplatte in einem Transportkoffer für eine Kalibrierung eines flächenhaft messenden Sensors,
- 3b Prüfstrecken der - in 3a gezeigten - Kalibrierplatte für die Kalibrierung des flächenhaft messenden Sensors,
- 4 ein Kalibrierkreuz mit den Abständen D1 und D2 für eine Kalibrierung des flächenhaft messenden Sensors,
-
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente dieselben Bezugszeichen auf.
-
In der 1a ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maßverkörperung 10 mit separat codierten Referenzmarken 12 und uncodierten Referenzmarken 11 dargestellt. Die separat codierten Referenzmarken 12 auf der Maßverkörperung 10 sind eingerichtet, durch eine - nicht gezeigte - optische, beispielsweise photogrammetrische, Messvorrichtung automatisch erfassbar und durch eine von der Messvorrichtung umfasste oder mit dieser in kommunikativer Verbindung stehenden Messsoftware verarbeitbar und auswertbar zu sein.
-
Die separat codierten Referenzmarken 12 repräsentieren das Prüfstrecken-Ist-Abmaß der Prüfstrecke 19. Die Prüfstrecke 19 entspricht der Strecke zwischen den zwei uncodierten Referenzmarken 11. Das Prüfstrecken-Ist-Abmaß, dargestellt durch die separat codierten Referenzmarken 12, ist gegeben durch den Abstand zwischen den zwei uncodierten Referenzmarken 11, d. h. die Länge der Prüfstrecke 19. Der Abstand zwischen diesen beiden uncodierten Referenzmarken 11 wird in der Regel in einem für Längenmessungen zugelassenen Kalibrierlabor/Prüflabor mit einem hochgenauen Messgerät gemessen und in einem Prüfprotokoll bzw. Kalibrierschein dokumentiert.
-
Das Prüfstrecken-Ist-Abmaß wird auf der Maßverkörperung 10 durch die separat codierten Referenzmarken 12 dargestellt. Dabei stellt jede separat codierte Referenzmarke 12 eine Ziffer des Prüfstrecken-Ist-Abmaßes dar. Damit die einzelnen Ziffern in der richtigen Reihenfolge gelesen werden, ist die gesamte Codierung in Richtung einer ersten Prüfkörperseite 20a bzw. in Richtung einer ersten uncodierten Referenzmarke 11 verschoben. Der Messsoftware wird dann vorgegeben, das Prüfstrecken-Ist-Abmaß, dargestellt durch die separat codierten Referenzmarken 12, von der der gesamten Codierung nächstgelegenen uncodierten Referenzmarke 11 auf der Maßverkörperung 10 aus zu lesen. Ein von der Messsoftware umfasster Algorithmus setzt dann die Ziffern zur richtigen Zahl, d. h. zum vom Prüflabor gemessenen Abstand, zusammen.
-
Die in der 1a dargestellte Maßverkörperung 10 ist eingerichtet in einem - in 2 gezeigten - Messsystem verwendbar zu sein. Beispielsweise kann das Messsystem eingerichtet sein, das Prüfstrecken-Ist-Abmaß, dargestellt durch die separat codierten Referenzmarken 12, von der nächstgelegenen uncodierten Referenzmarke 11 auf der Maßverkörperung 10 aus zu lesen. Ein in dem - nicht gezeigten - Messsystem hinterlegter Algorithmus ist eingerichtet, die separat codierten Referenzmarken zu Ziffern und somit zu einer richtigen Zahl, d. h. der Länge der durch den Abstand zwischen den uncodierten Referenzmarken 11 gegebenen Prüfstrecke 19, zusammenzusetzen.
-
In der 1b ist eine Detailansicht der in 1a dargestellten erfindungsgemäßen Maßverkörperung 10 mit separat codierten und uncodierten Referenzmarken 11, 12 dargestellt.
-
Die separat codierten Referenzmarken 12 sind dergestalt aufgebaut, dass jede der separat codierten Referenzmarken jeweils für eine Ziffer steht. In der Regel ist in dem - nicht gezeigten - Messsystem bzw. in der davon umfassten Messsoftware hinterlegt, dass die auf der Maßverkörperung 10 aufgebrachten separat codierten Referenzmarken 12 mit einer bestimmten Anzahl von Dezimalstellen dargestellt sind. So kann beispielsweise eine Ziffer mit drei Dezimalstellen dargestellt werden. Zudem ist in der Regel eine Einheit in dem - nicht gezeigten - Messsystem bzw. in der davon umfassten Messsoftware oder auf der Maßverkörperung 10 hinterlegt.
-
In der 1b ist beispielhaft die Ziffernfolge 952,095 mm als Prüfstrecken-Ist-Abmaß für die von der Maßverkörperung 10 repräsentierte Prüfstrecke 19 abgebildet.
-
In der 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems umfassend einen Roboter 13 mit einem Roboterarm 14 und zwei optischen Messvorrichtungen, einem flächenhaft messenden Sensor 22 und einem Photogrammetriesystem 23, gezeigt. Das Photogrammetriesystem 23 ist zusammen mit dem flächenhaft messenden Sensor 22 auf dem Roboterarm 14 angeordnet.
-
Erfindungsgemäß wird die - in den 1a und 1b gezeigte - Maßverkörperung für die Kalibrierung des Photogrammetriesystems 23 und/oder des flächenhaft messenden Sensors 22 verwendet. Mit dem Einsatz des Roboters 13, der das Photogrammetriesystem 23 und den flächenhaft messenden Sensor 22 an seinem Roboterarm 14 trägt/führt, kann das Photogrammetriesystem 23 zusammen mit dem flächenhaft messenden Sensor 22 mit einer Messsoftware von einer Messposition zu einer nächsten Messposition bewegt werden. Durch das erfindungsgemäße Messsystem kann die Kalibrierung des Photogrammetriesystems 23 und/oder des flächenhaft messenden Sensors 22 sowie die räumliche Zusammensetzung von durch den flächenhaft messenden Sensor 22 erfassten Aufnahmen zu einem Bildverband automatisiert werden.
-
Dargestellt ist zudem das Messvolumen 24, das den für den flächenhaft messenden Sensors 22 erfassbaren Bereich darstellt.
-
Uncodierte Referenzmarken können somit mittels des flächenhaft messenden Sensors 22 erfasst werden, wobei der flächenhaft messende Sensor 22 ebenfalls codierte Referenzmarken zur Zusammensetzung von Aufnahmen erfassen kann. Separat codierte Referenzmarken werden in der Regel durch das Photogrammetriesystem 23 erfasst.
-
Die separat codierten Referenzmarken 12 werden, bspw. durch das Photogrammetriesystem 23, mittels eines in dem Messsystem 21 hinterlegten Algorithmus aus der Gesamtheit der codierten und uncodierten Referenzmarken gefiltert und entschlüsselt und zur Kalibrierung des Photogrammetriesystems 23 und/oder des flächenhaft messenden Sensors 22 verwendet. Dies ermöglicht eine korrekt skalierte Zusammensetzung der mittels durch den flächenhaft messenden Sensor 22 erfassten, zusammengesetzten Aufnahmen, da das Photogrammetriesystem 23 und/oder der flächenhaft messende Sensor 22 mittels der separat codierten Referenzmarken 12 korrekt kalibriert ist/sind.
-
Die in den 3a, 3b und 4 gezeigten Maßverkörperungen 10 können zur Kalibrierung des - nicht gezeigten - flächenhaft messenden Sensors 22 und/oder des Photogrammetriesystems 23 verwendet werden.
-
So zeigt 3a eine Kalibrierplatte 15, die in einem Transportkoffer 16 angeordnet ist. In der 3b sind Prüfstrecken 17 der - in 3a gezeigten - Kalibrierplatte 15 dargestellt.
-
In der 4 ist ein Kalibrierkreuz 18 mit den Abständen bzw. Prüfstrecken D1 und D2 für den flächenhaft messenden Sensor und/oder das Photogrammetriesystem dargestellt. Das Kalibrierkreuz 18 verkörpert dabei somit ebenso wie die Kalibrierplatte 15 zwei verschiedene Längenmaße bzw. Prüfstrecken.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Maßverkörperung
- 11
- uncodierte Referenzmarken
- 12
- codierte Referenzmarken
- 13
- Roboter
- 14
- Roboterarm
- 15
- Kalibrierplatte
- 16
- Koffer
- 17
- Prüfstrecken der Kalibierplatte
- 18
- Kalibrierkreuz
- 19
- Prüfstrecke
- 20a
- erste Prüfkörperseite
- 20b
- zweite Prüfkörperseite
- 21
- Messsystem
- 22
- flächenhaft messender Sensor
- 23
- Photogrammetriesystem
- 24
- Messvolumen
