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Die vorliegende Erfindung betrifft
das oberbegrifflich Beanspruchte. Damit wird auf die Erfassung von
Körperdaten,
insbesondere auf die Erfassung von Körperoberflächen, wie sie beispielsweise in
der Zahnmedizintechnik zur Anfertigung von Zahnersatz benötigt werden,
eingegangen.
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Um eine Krone herzustellen, ist es üblich, zunächst Hilfskörper anzufertigen.
Dazu fertigt der Zahnarzt vor und nach dem Beschleifen des Zahnes einen
Abguß des
betreffenden Kieferabschnitts an. Mit dem Abguß nach dem Beschleifen als
Gußform wird
im Dentallabor ein positives Modell des Zahnstumpfes angefertigt.
Aus dem Abguß vor
dem Beschleifen als Gußform
wird ein Modell des ursprünglichen
Zahnes angefertigt. Werden bei de vermessen, läßt sich aus der Differenz der
Körperdaten
der Körperdatensatz
für die
anzufertigende Krone berechnen. Dieser Datensatz wird benötigt, um
beispielsweise eine numerisch gesteuerte Fräsmaschine anzusteuern, die
die Krone aus einem Keramikrohling herausfräst. Zur Erstellung der Krone
oder anderem Zahnersatz ist also eine genaue und aus Kostengründen auch
eine rasche Vermessung dieser Hilfskörper wünschenswert.
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Es sind eine Reihe von Techniken
bekannt geworden, um die Oberflächenkontur
von Körpern durch
zeilenweises abtasten („scannen") zu erfassen. Neben
dem verbreiteten Kontaktmessen, bei dem die zu vermessende Oberfläche durch
ein oder mehrere Kontaktmeßelemente
abgefahren wird, ist im Bereich der Zahnmedizintechnik insbesondere das
berührungslose
Messen vorteilhaft, weil es bei ausreichender örtlicher Auflösung besonders
schnell arbeiten kann.
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Unter den berührungslosen Meßmethoden ist
die optischen Konturvermessung mittels Musterprojektion weit verbreitet.
Dabei werden Muster auf den zu vermessenden Körper projiziert und das resultierende
Bild erfaßt.
Da bei dem Bild das Muster je nach Oberfläche verzerrt ist, enthält dieses
Bild Informationen über
die Gestalt der Oberfläche
des Körpers.
Werden Bilder aus unterschiedlichen Richtungen empfangen, kann die
Oberfläche
des Körpers leicht
rekonstruiert werden, sofern die ursprüngliche Geometrie der Muster
und jeweils die räumliche
Anordnung von Projektor, Sensor und Körper bekannt ist. Man erhält einen
Datensatz, der die Knotenpunkte eines Gitternetzes benennt, das
die bei der Messung sichtbar gewesene Oberfläche des Körpers beschreibt.
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In der
DE 196 13 978 A1 ist eine
ganze Reihe von Verfahren genannt, die geeignet sind, die benötigten Angaben
zur Geometrie bereitzustellen, etwa die Messung in Kombination mit
exakt positionierenden oder messenden Systemen, die Verwendung von
Paßmerkmalen,
die am oder um das Objekt positioniert sind und mit aufgenommen
werden, die Messung in Verbindung mit repositionierenden Systemen
nach vorherigem Einmessen des Sensors (z.B. Drehtische), die Bestimmung
der Sensororientierung durch Anmessen bestimmter Punkte des Sensorgehäuses mit
anderen Systemen (z.B. Theodolith), den Platztausch des Meßobjekts
mit einem Orientierobjekt bekannter Geometrie und Messung beider
Objekte nacheinander, oder Kombinationen aus den genannten Verfahren.
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Hier ist also regelmäßig ein
erheblicher Justier- und Einmeßaufwand
von Nöten,
wenn wegen eines neuen Meßobjekts
die Geometrie der Anordnung geändert
werden muß.
Um Zeit und Kosten zu sparen, werden daher Meßanordnung und Verfahren meist
so gewählt,
daß ein
Wechsel des Meßobjekts, wenn
möglich,
keine Änderung
der Geometrie der Meßanordnung
erfordert.
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Wird etwa ein exakt positionierbarer
Drehtisch zur Realisierung der verschiedenen Ansichten in Verbindung
mit einem eingemessenem Sensor senkrecht darüber und einem verkippt dazu
montierten Streifenprojektor verwendet, so liegt zwar rund um die
Drehachse ein Meßbereich,
innerhalb dessen Messungen mit der erforderlichen Auflösung durchgeführt werden
können.
Dabei kann auch die Anordnungsgeometrie so gewählt werden, daß das Meßobjekt
leicht zugänglich
bleibt und ohne störende
Halterungen, von der eigenen Haftreibung auf dem Drehteller fixiert,
vermessen werden kann.
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Allerdings lassen sich Körper, die
größer als der
Meßbereich
sind, mit dieser Meßanordnung
gar nicht oder nicht ausreichend genau vermessen. Eine Vergrößerung des
Meßbereichs
durch eine vergrößerte Bildweite
bei fester Brennweite und/oder einen größeren Abstand zwischen Projektor
und Körper
ist zwar möglich,
jedoch müßte die
Anordnung neu eingemessen werden, da ihre Geometrie verändert wurde
und überdies
würde dadurch
die Gitterpunktdichte sinken, möglicherweise
unter den Wert, den die CNC-Fräsmaschine
benötigt,
um mit der Präzision
zu arbeiten, die technisch möglich
und fachlich geboten ist.
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Insbesondere bei Körpern, die
nur in einer Dimension den Meßbereich
sprengen, also etwa deutlich länger
als breit sind, wie z.B. eine Zahn-Brücke, ist eine einfache Lösung ohne
weiteren Umbau- und Kalibrieraufwand wünschenswert. Da erfahrungsgemäß Meßvorrichtungen,
die auch größere Objekte
mit der gleichen Genauigkeit vermessen können, mit der Größe der Meßobjekte überproportional
teurer werden, wäre
es wünschenswert,
mit übergroßen Meßobjekten
genauso verfahren zu können,
wie mit den Normalgrößen, um
so teure Neuanschaffungen und/oder zeitaufwendige Umbauten zu vermeiden.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht darin, Neues für
die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung
wird gelöst
durch das in unabhängiger
Form Beanspruchte. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in
den Unteransprüchen.
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Ein Grundgedanke der vorliegenden
Erfindung besteht somit in der Erkenntnis, daß bei einer Vorrichtung zur
Körperdaten satzbestimmung
mit einem Bewegungsmittel zur Bewegung des Körpers in bestimmter Weise,
einem Musterprojektionsmittel zur Projektion eines Musters auf den
Körper,
einem Bilderfassungsmittel zur Bilderfassung und einem Bilddatenverrechnungsmittel
zur Berechnung eines Körperdatensatzes
aus den Bilddaten, auch übergroße Meßobjekte
ohne weiteren Aufwand erfaßt
werden können,
indem das Bilddatenverrechnungsmittel ein Körperdatensatzverknüpfungsmittel
umfaßt,
um einen ersten, mit einem ersten bestimmtem Bewegungsablauf erhaltenen
Teilkörperdatensatz
und einen weiteren, nach einer nicht vermessenen Bewegung erhaltenen
Teilkörperdatensatz,
unter Berücksichtigung
der darin implizit enthaltenen Information über die nicht vermessene Bewegung,
zu einem exakten Gesamtkörperdatensatz
zu verknüpfen.
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Damit lassen sich also erfindungsgemäß Teilkörperdatensätze von
Körpern,
die den eigentlichen Meßbereich überragen,
insbesondere von länglichen
Körpern
wie Brücken
zu exakten Gesamtkörperdatensätzen verknüpfen in
dem ein geeignetes Verknüpfungsmittel
bereitgestellt wird. Umbauten, die für Hin- und Rückbau ja immer zweimal anfallen, können so
vermieden werden, ebenso wie die gleichfalls doppelt anfallenden
Einmess- und Kalibriervorgänge.
Da letztere Arbeiten von besonders geschultem Personal vorgenommen
werden müssten,
die Standard-Messungen aber nicht, liegt ein erheblicher Kostenvorteil
darin, mit einfachen Standard-Messungen, die von üblichem
Personal durchgeführt
werden könnten,
die gewünschten
Ergebnisse erzielen zu können.
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Für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist es bevorzugt, einen exakt positionierbaren Drehtisch als Bewegungsmittel
für den
Körper
zu verwenden, um den Körper
darauf mit dem Drehtisch den Körper
darauf zu drehen; durch diese Anordnung ist der Körper leicht
zugänglich
und kann besonders einfach manipuliert werden. Besonders bevorzugt
ist es, wenn auf zusätzliche
Fixierungshilfsmittel, die die Messung stören würden, verzichtet wird, dies
ist durch die horizontale Anordnung des Drehtisches auch möglich. Um
sich an die Gegebenheiten des Meßobjekts, also etwa die Komplexität der Oberfläche, anpassen
zu können
sind die Größe und Anzahl
der Drehbewegungen während
einer Messung vorzugsweise wählbar.
Besonders bevorzugt ist es dabei, den Drehtisch mit einem ansteuerbaren
Schrittmotor anzutreiben.
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Weiter ist es bevorzugt, als Musterprojektor einen
Streifenprojektor, insbesondere einen Laserscanner zu wählen, der
ein, vorzugsweise mehrere, unterschiedliche Streifenmuster von schräg oben auf den
Drehtisch projizieren kann. Die Verwendung eines Lasers erlaubt
es, Unschärfen
durch Strahlaufweitung und Beugungseffekte weitgehend zu vermeiden.
Es ist bevorzugt, mehrere unterschiedliche Muster projizieren zu
können,
um sich besser an die Gegebenheiten des Meßobjekts anpassen zu könnenund
es sind der Abstand zum Drehtisch, der Winkel zwischen Projektionsrichtung
und der Drehachse des Drehtischs sowie alle weiteren Bestimmungsgrößen der
Muster, insbesondere Anzahl und Breite der Streifen respektive der
Zwischenräume
für jedes wählbare Muster
bekannt und stehen dem Bilddatenverrechnungsmittel zur Verfügung.
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Das Bilderfassungsmittel ist vorzugsweise ein
Sensorarray, besonders bevorzugt als Teil einer CMOS-Kamera, das über dem
Drehtisch angebracht werden kann, wobei auf die mehrachsige Verstellbarkeit
und die dadurch bedingte massive Anbindung an das Stativ verzichtet
werden kann, was sich für
die ver gleichsweise leichte Kamera besonders anbietet. Eine senkrechte
Anordnung der Kamera mit der Blickrichtung auf den Drehtisch und
koaxial zur Achse desselben ist bevorzugt, weil dies nicht nur den Aufbau
vereinfacht, sondern zugleich die Auswertung der erfaßten Bilder
erleichtert. Der Abstand, gegebenenfalls der Winkel zwischen Drehtischachse und
Blickrichtung sowie die Abbildungseigenschaften der Kamera können eingemessen
und bei der Auswertung als bekannt verwendet werden.
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Um sicherzustellen, daß die eingemessene Geometrie
der Vorrichtung nicht bei der Manipulation des Körpers zwischen den Messungen
unabsichtlich verändert
wird, ist es bevorzugt, alle Teile, insbesondere das Bewegungsmittel,
an einem massiven Stativ zu befestigen und die Abstände so zu
wählen,
daß der
Zugriff auf den Körper
leicht möglich
ist.
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Um auch Körper zu vermessen, die aus
dem Meßbereich
herausragen, weil sie beispielsweise zu lang sind, wird der Körper zwischen
den Messungen auf dem Drehtisch bevorzugt so verschoben, daß die bei
den verschiedenen Messungen jeweils im Meßbereich liegenden Teile seiner
Körperoberfläche gemeinsam
die gesamte Körperoberfläche abdecken und
zwar so, daß sich
die Randbereiche überdecken. Im
einfachsten Fall würden
nacheinander zwei Teile des Körpers
vermessen, wobei die Meßbereiche
beispielsweise je 60% des Körpers
erfassen.
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Das Körperdatensatzverknüpfungsmittel, das
Bestandteil des Bilddatenverrechnungsmittels ist, kann so ausgebildet
sein, daß es
sich entsprechende Oberflächenabschnitte
in den Teilkörperdatensätzen erkennt
und diese bei der Erstellung des Gesamtkörperdatensatzes zu Deckung
bringt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist die Gitterpunktdichte des Gesamtkörperdatensatzes mindestens
so hoch wie die der Teilkörperdatensätze und
in deren Überdeckungsbereich
ergibt sich eine besonders hohe Präzision, was bei der zahntechnischen
Anwendung dann von besonderem Vorteil ist, wenn diese, etwa bei
großen
Brücken,
auf die Zahnzwischenräume
gelegt werden, wo wegen der starken Konturänderungen die Zahl der Gitterpunkte
besonders hoch sein muß.
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Die Gitterpunktdichte und/oder die
Genauigkeit läßt sich
noch weiter erhöhen,
indem derselbe Körper
in kleineren Schritten verschoben und vermessen wird. So erhöht sich
die Anzahl der für
jeden Körperbereich
kombinierbaren Datensätze
und die Interpolation der Körperoberfläche zwischen
den Gitterpunkten wird glatter, was bei Zahnersatz, der nicht nur
möglichst
natürlich
aussehen, sondern sich auch angenehm anfühlen soll, besonders wichtig
ist.
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Die Vorrichtung und das Verfahren
wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben,
wobei dargestellt ist in
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1a eine
Vorrichtung mit dem Meßobjekt auf
dem Drehtisch in der Startposition für eine erste Messung in perspektivischer
Ansicht;
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1b die
Vorrichtung von 1a in
der Startposition für
eine weitere Messung nachdem das Meßobjekt auf dem Drehtisch bewegt
wurde;
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2 ein
Prinzipschaltbild des Bilddatenverrechnungsmittels.
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Nach 1a, b umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete
Vorrichtung zur Körperdatensatzbestimmung
ein Bewegungsmittel 2 zur Bewegung eines Körpers in
bestimmter Weise, ein Musterprojektionsmittel 3 zur Projektion
eines Musters auf den Körper, ein
Bilderfassungsmittel 4 zur Bilderfassung und einem Bilddatenverrechnungsmittel 5 (s. 2) zur Berechnung eines
Körperdatensatzes
aus den Bilddaten, wobei das Bilddatenverrechnungsmittel 5 ein Körperdatensatzverknüpfungsmittel 6 umfaßt, um einen
ersten, mit einem ersten bestimmtem Bewegungsablauf erhaltenen Teilkörperdatensatz
und einen weiteren, nach einer nicht vermessenen Bewegung erhaltenen
Teilkörperdatensatz
unter Berücksichtigung
der darin implizit enthaltenen Information über die nicht vermessene Bewegung
zu einem exakten Gesamtkörperdatensatz
zu verknüpfen.
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Die Vorrichtung zur Körperdatenbestimmung 1 ist
so aufgebaut, daß ein
Freiraum zwischen der Oberseite des Bewegungsmittels 2 und
den Unterseiten von Musterprojektionsmittel 3 und Bilderfassungsmittel 4 besteht,
der so groß ist,
daß ein
Zugriff auf das Meßobjekt
möglich
ist, ohne daß die
Gefahr besteht, die geometrische Ausrichtung der Komponenten zueinander
dabei unbeabsichtigt zu verändern.
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Das Bewegungsmittel 2 ist
als Drehtisch ausgebildet, dessen Drehachse 2d senkrecht
steht. In der Verlängerung
der Drehachse 2d ist das Bildatenerfassungsmittel 4 über dem
Drehtisch so montiert, daß seine
Blickrichtung nach unten mit der Drehachse zusammenfällt. Durch
diese Anordnung wird die Bilddatenauswertung vereinfacht.
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Die Oberfläche des Drehtisches liegt waagerecht,
sodaß Meßobjekte,
die alleine standfest sind, im Bereich der zentralen Vertiefung 2v des
Drehtisches einfach abgestellt werden können und ohne zusätzliche
Haltemittel mit diesem bewegt werden. Der Antrieb des Drehtisches
erfolgt durch einen Schrittmotor 2m, der sich unmittelbar
unter dem Drehtisch befindet und winkelgenau ohne Nachlauf oder
Schlupf positionierbar ist. Der Lauf des Motors ist erschütterungsarm
und seine Ansteuerung ist so ausgebildet, daß abrupte Beschleunigungen
verhindert werden, um zu vermeiden, daß Trägheitskräfte die Lage der Meßobjekte
verändern.
Der Drehtisch ist über
Steuer- und Versorgungsleitungen
(nicht gezeigt) mit dem Bilddatenverrechnungsmittel 5 (nicht gezeigt)
verbunden. Für
Meßobjekte,
die alleine nicht standfest sind, weist der Drehtisch eine Mehrzahl
von Bohrungen 2b in seinem Randbereich 2f auf,
die zur Aufnahme von Haltemitteln ausgebildet sind.
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Der Drehtisch ist bezüglich der übrigen Komponenten
durch einen massiver Bewegungsmittelhalter 2h fixiert,
der den Drehtisch mit einer ebenfalls stabilen, vertikalen Stativstange 7 verbindet.
Der Bewegungsmittelhalter 2h ist um die Stativstange 7 drehbar,
an ihr entlang vertikal verschieblich und in einer gewünschten
Position fixierbar. Der Fuß des Stativs
ist in 1a, b aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet.
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Das Musterprojektionsmittel 3 ist
als Streifenprojektor, nämlich
als Streifenscanner ausgebildet, der einen Laser als Lichtquelle
aufweist. Nur als Hinweis auf die Größe des Meßbereichs ist die Umrandung
des projizierten Musters 3r in 1a, b angedeutet.
Weitere optische Elemente, wie Linsen oder Filter, lassen sich in
den Strahlengang vermittels der Halterung 3f einbringen,
um beispielsweise die Strahlintensi tät des Lasers der Reflektivität des Meßobjektes
und/oder der Empfindlichkeit des Bilderfassungsmittels 4 anzupassen.
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Das Musterprojektionsmittel 3 ist
wie der Drehtisch durch einen massiven Musterprojektionsmittelhalter 3h mit
der Stativstange 7 verbunden und in Position und Ausrichtung
in Bezug auf die übrigen Komponenten
fixierbar. Der Musterprojektionshalter ist so gebildet, daß er längs der
Stativstange 7 vertikal verschoben und horizontal um diese
geschwenkt werden kann.
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In der in 1a, b gezeigten
Ausführungsform
ist der Winkel von 45 Grad zwischen Bewegungsmittelhalter 2h und
Musterprojektionsmittelhalter 3h fest gewählt. Der
Abstand des Projektionsmittels von der Stativstange 7 und
seine Neigung gegen diese sind so eingestellt, daß das Muster
mittig auf den Drehtisch projiziert wird, was die Auswertung der Bilddaten
erleichtert. Das Gehäuse
des Streifenscanners ist auf einer Trägerplatte 3p befestigt.
Diese ist neigbar an dem Teil des Halters befestigt, der an der Stativstange
vertikal verschieblich ist.
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Die Eigenschaften der vom Musterprojektionsmittel 3 projizierten
Muster sind über
die Steuerung beeinflußbar
und werden nach Maßgabe
der Eigenschaften des Meßobjektes
sowie unter Berücksichtigung
der Eigenschaften des Bildatenerfassungsmittels 4 ausgewählt. Dazu
ist das Musterprojektionsmittel 3 über Strom- und Steuerleitungen
mit dem Bilddatenverrechnungsmittel 5 verbunden (nicht gezeigt).
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Das Bilddatenerfassungsmittel 4 ist
als Sensorarray in einer CMOS-Kamera ausgebildet. Die Kamera blickt
senkrecht nach un ten, und zwar entlang der Drehachse 2d des
Drehtischs. Dies stellt eine besonders einfache Positionierung der
beiden Komponenten dar, wodurch wiederum die Auswertung der Bilddaten
vereinfacht wird. Die Kamera ist am einen Ende eines horizontal
verlaufenden Bilddatenerfassungsmittelhalters 4h montiert.
Dieser geht am anderen Ende rechtwinklig abknickend in das obere
Ende der Stativstange 7 über. Der Abstand zwischen Kamera
und Stativstange 7 ist durch die Länge des Bilddatenerfassungsmittelhalters 4h vorgegeben.
Die Leitungen zur Datenübertragung
zwischen Kamera und Bilddatenverrechnungsmittel 5 sind
in 1a, b nicht gezeigt.
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Das Bilddatenverrechnungsmittel 5 ist
eine digitalelektronische Datenverarbeitungsanlage, die Bilddaten
erfaßt,
die Erfassung der Bilddaten steuert und die erfaßten Bilddaten speichert und
verarbeitet. Dazu weist sie intern Module zur Steuerung der Körperdatenerfassung 8,
zur Körperdatensatzspeicherung 9 und
zur Verknüpfung
von Körperdatensätzen 6 auf.
Weiterhin umfaßt
das Bilddatenverrechnungsmittel 5 Schnittstellen zum Bewegungsmittel 2,
zum Musterprojektionsmittel 3 und zum Bilderfassungsmittel 4 sowie
Schnittstellen nach außen.
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Das Dateneingabemittel 10 ist
dazu ausgebildet, Meßparameter
wie den Neigungswinkel des Musterprojektionsmittels, Dateinamen
für Teilkörperdatensätze, Start-Kommandos
u.ä. an
das Bilddatenverrechnungsmittel 5 und seine Module aufzunehmen.
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Das Datenausgabemittel 11 ist
dazu ausgebildet, Rückmeldungen über den
Betriebszustand des Bilddatenverrechnungsmittel 5, Körperdatensätze zur
Archivierung oder Datensätze
zur Steuerung von Bearbeitungsmaschinen auszugeben.
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Das Modul zur Steuerung der Körperdatenerfassung 8 ist
dazu ausgebildet, das Bewegungsmittel 2, das Musterprojektionsmittel 3 und
das Bilderfassungsmittel 4 definiert zu steuern und/oder
zu regeln sowie den zeitlichen Ablauf der Körperdatenerfassung zu synchronisieren.
Es empfängt
aktuelle Positionsrückmeldungen
vom Drehtisch, Daten über das
momentan projizierte Muster vom Streifenscanner und Bilddaten von
der Kamera und nimmt im Ansprechen auf diese eine Verarbeitung vor.
Die verarbeiteten Daten sind Körperdatensätze respektive Teilkörperdatensätze und
es ist ein Modul als Körperdatensatzspeichermittel 9 ausgebildet,
das diese speichert.
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Darüber hinaus ist das Modul zur
Verknüpfung
von Körperdatensätzen 6 als
Körperdatensatzverknüpfungsmittel 6 vorgesehen,
das eine Mehrzahl von Teilkörperdatensätzen zu
einem Gesamtkörperdatensatz
verknüpft.
Es ist so ausgestattet, daß es sich
entsprechende Bereiche von Teilkörperdatensätzen erkennt
und sie bei der Erstellung eines Gesamtkörperdatensatzes zur Deckung
bringt.
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Im folgenden wird nun die Körperdatenbestimmung
für einen
Körper
erläutert,
der zu groß ist, um
auf einmal vermessen zu werden, weil er über den Meßbereich hinausragt, aber klein
genug ist, um mit nur zwei Messungen erfaßt werden zu können. Die
Startpositionen dieser beiden Messungen sind jeweils in den 1a und 1b dargestellt.
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Für
die erste Messung wird der Körper
so auf dem Drehtisch plaziert, daß er mit einem ersten Teilbereich,
der etwas mehr als die Hälfte
des Körpers umfaßt, im Meßbereich
liegt (s. 1a). Dann
wird an der Steuerung die erste Messung ausge löst, worauf die weiteren Vorgänge der
Steuerung durch das Bilddatenverrechnungsmittel 5 unterliegen.
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Es werden nun vom Musterprojektionsmittel 3 eine
Mehrzahl von Mustern, beispielsweise Streifenmuster zunehmender
Feinheit, auf den Teil des Körpers
im Meßbereich
projiziert und vom Bilddatenerfassungsmittel 4 die Bilder
der durch die Kontur der Körperoberfläche verzerrten
Muster erfaßt.
Anschließend
wird die Körperposition
in wohldefinierter Weise durch das Bewegungsmittel 2 in
Bezug auf das Musterprojektionsmittel 3 und das Bilderfassungsmittel 4 verändert. Dazu
wird der Körper
durch den Drehtisch um einen bestimmten Winkel gedreht. In dieser
neuen, durch Rotation erhaltenen Position werden wiederum Muster
projiziert und Bilddaten erfaßt.
Die Bilddaten der beiden Ansichten, also mit dem Drehtisch in Ausgangslage
und in der gedrehten Position, werden vom Bilddatenverrechnungsmittel 5 zu
einem ersten Teilkörperdatensatz
verrechnet. Dieser wird im Körperdatensatzspeichermittel 9 abgelegt.
Damit ist die erste Teilmessung abgeschlossen.
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Dann wird der Körper auf dem Drehtisch von Hand
so verschoben, daß jetzt
ein anderer Teilbereich, der etwas mehr als den noch nicht vermessenen
Rest des Körpers
umfaßt,
im Meßbereich
liegt (s: 1b). Diese
Verschiebung wird um eine willkürliche,
nicht genau vermessene Strecke erfolgen; das zu vermessende Objekt
kann dabei auch verdreht werden, ohne daß dies die nachfolgende Messung beeinträchtigt,
sofern die relevanten Oberflächenbereiche
weiterhin für
die Kamera sichtbar bleiben.
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Dann wird eine zweite Messung wie
zuvor durchgeführt
und ein zweiter Teilkörperdatensatz
erhoben und abgespeichert. Es liegen jetzt zwei Teilkörperdatensätze vor.
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Jetzt wird durch das Bilddatenverrechnungsmittel 5 das
Körperdatensatzverknüpfungsmittel 6 (s. 2) aktiviert, das die beiden
bestimmten Teilkörperdatensätze aus
dem Körperdatensatzspeichermittel 9 abruft
und zu einem Gesamtkörperdatensatz verknüpft. Darin
werden die Knotenpunkte eines Gitternetzes benannt, das die sichtbar
gewesene Oberfläche
des Körpers
beschreibt. Der Gesamtkörperdatensatz
wird im Körperdatensatzspeichermittel 9 abgespeichert.
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In dem Bereich, der bei beiden Messungen erfaßt wurde,
weist der Gesamtkörperdatensatz
eine höhere
Gitterpunktdichte auf, als sie die beiden Teilkörperdatensätze hatten. Damit weist er
auch insgesamt eine höhere
Genauigkeit auf. Durch Erhöhung der
Anzahl der Messungen, also bei Erfassung des Körpers mit mehr als zwei Teilkörperdatensätzen, kann
die Genauigkeit auch in anderen Bereichen weiter verbessert werden.
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Anders als vorstehend beschrieben,
kann die Erhebung eines Körperdatensatzes
respektive eines Teilkörperdatensatzes
so gesteuert werden, daß der
Drehtisch mehr als eine Drehbewegung ausführt und mehr als zwei Ansichten
verrechnet werden.
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Außerdem kann, anders als vorstehend
beschrieben, statt eines Streifenscanners mit einem Laser als Lichtquelle
auch ein Streifenprojektor mit einer anderen Lichtquelle verwendet
werden. Die Erzeugung der Streifenmuster kann auch durch ein steuerbares
LCD oder durch Einschieben von Diapositiven in den Strahlengang
erfolgen.
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Weiter ist es möglich, anders als im beschriebenen
Aufbau, die Kamera nicht in der Verlängerung der Drehachse des Drehtisches
zu belassen, sondern sie beispielsweise auf die dem Projektionsmittel gegenüberliegende
Seite zu drehen. Dann ist es vorteilhaft, einige zusätzliche
Freiheitsgrade zu implementieren. Die Kamera kann dann neigbar sein
und es ist möglich,
daß der
Abstand der Kamera und/oder des Drehtisches zur Stativstange 7 variabel
ist, um den Mittelpunkt des Drehtisches mit der Blickrichtung der
Kamera zu treffen. Alternativ und/oder zusätzlich wäre es auch möglich, eine
Befestigung der Kamera nach Art eines Kugelkopfes vorzusehen. Falls
der Winkel zwischen Bewegungsmittelhalter 2h und Musterprojektionsmittelhalter 3h anders
als im beschriebenen Ausführungsbeispiel
nicht auf 45 Grad fixiert wird, folgt aus denselben Gründen wie
vorstehend, daß es
vorteilhaft ist, wenn der radiale Abstand des Musterprojektionsmittels 3 zur
Stativstange 7 nach Maßgabe
des von Bewegungsmittelhalter 2h und Projektionsmittelhalter 3h eingeschlossenen Winkels
verstellbar ist, um zu ermöglichen,
daß die Projektionsrichtung
den Mittelpunkt des Drehtisches trifft.
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Anders als in 1a, b gezeigt,
können
Haltemittel für
die Meßobjekte
zum Einsatz kommen; dazu wird das Meßobjekt bevorzugt an Stellen
fixiert, die außerhalb
des Meßbereiches
liegen, damit die Haltemittel nicht mit vermessen werden, um so
die Auswertung der Bilddaten nicht zu erschweren.
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Es sei erwähnt, daß weitere Variationsmöglichkeiten
der beschriebenen Anordnung und damit des Verfahrensablaufs ohne
weiteres gegeben sind. So kann beispielsweise auch die Kombination
aus Projektionsmittel und Bilderfassungsmittel gegen den dann insbesondere
feststehenden Körper
gedreht und/oder verschoben werden.