DE202014009214U1

DE202014009214U1 - Mittel und Computerprogrammprodukt zum ein- und mehrachsigen 360°/dreidimensionalen Scannen von Objekten, insbesondere in Verbindung mit Augmented Reality technologischen Methoden und Anwendungen

Info

Publication number: DE202014009214U1
Application number: DE202014009214.1U
Authority: DE
Original assignee: ZIMMERMANN HOLDING AG; ZIMMERMANN HOLDING-AG
Current assignee: Zimmermann Holding Aktiengesellschaft De
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-08-11
Anticipated expiration: 2024-11-20
Also published as: DE102014012677A1

Abstract

Mittel und Computerprogrammprodukt (1) zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten, sowie der dreidimensionalen Darstellung von Objekten umfassend: – Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) bzw. eines drehbaren Erfassungssystems zur ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Erfassung von Objekten – Anordnen eines dreidimensionalen Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch – Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) oder (3) mittels einer Vorrichtung die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm verknüpft wird, wodurch ein 3D-Modell entsteht. – mit Hilfe der verfahrungsgemäßen Anwendung werden diese entstandenen Objekte mit bestimmten Augmented Reality Erkennungsparametern versehen, welche – mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen gefunden werden können. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den ablaufbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der erfindungsgemäß gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft Mittel und Computerprogrammprodukt zum ein- und mehrachsigen Scannen von Artikeln und Gegenständen als 360° Darstellung/Objekt oder 3D Darstellung/Objekt, sowie die Verbindung mit welcher diese Objekte mit einer, (auch) automatisiert eingerichteten, Augmented Reality Anwendung abgespeichert und aufgerufen werden können.
Aufgrund der technischen Entwicklungen in Bezug auf die möglichst realitätsgetreue Darstellung von Objekten im Bereich der Unterhaltung, der Schulung, der Präsentation und Werbung, der Forschung und Untersuchung und der industriellen Produktion, das heißt im Bereich der Virtual Reality und der Augmented Reality, besteht die Notwendigkeit reale Objekte für die weitere Bearbeitung und Präsentation derart zu digitalisieren, dass diese Objekte dreidimensional dargestellt werden und aus mehreren Achsen betrachtet werden können, um diese Objekte an dafür vorgesehenen Orten/Bereichen als 360°-Objekt oder 3D-Objekt, erscheinen zu lassen, an welchen dieses gewünscht ist – bzw. ein User an einer solchen Stelle eine Verbindung zu einem solchen echten 3D-Objekt wünscht – sofern das 3D/360°-Objekt mit einer solchen Fähigkeit ausgerüstet ist (methodensgemäß).
Es ist die Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel und Computerprogrammprodukt bereit zu stellen, mit dem es möglich ist, reale Objekte über eine oder mehrere Achsen so zu scannen, sodass daraus die Erzeugung eines dreidimensionalen virtuellen Modells durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß kann der dafür notwendige Arbeitsschritt der Freistellung mit Hilfe der Erfindung automatisch oder manuell durchgeführt werden. Die damit einhergehende (hilfsweise) Verbindung mit gängigen Augmented Reality Technologien, ist eine Methode welche neue Dimensionen im Scan-Bereich eröffnet.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Möglichkeit bereitgestellt wird mit einer Vorrichtung ein einachsiges Scannen, also ein Scan in einer Achse um ein Objekt herum (1 und 2), mit einer wandernden Vorrichtung durch zu führen und die Verbindung eines zweiten Scans, in einer zweiten Achse um das Objekt, besteht.
Beispielhafte Erfassung
Ein Beispiel betrifft Mittel und Computerprogrammprodukt zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten, sowie der dreidimensionalen Darstellung von Objekten mit den Schritten:

– Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) bzw. eines drehbaren Erfassungssystems zur ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Erfassung von Objekten
– Anordnen eines dreidimensionalen Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch
– Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) oder (3) mittels Mittel die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm verknüpft wird, wodurch ein 3D-Modell entsteht.
– mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anwendung werden diese entstandenen Objekte mit bestimmten Augmented Reality ablaufbedingten Erkennungsparametern versehen, welche
– mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen gefunden werden können. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den ablaufbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der erfindungsgemäß gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Mittel zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten eine wandernde Vorrichtung zur Objekterfassung verwendet. Weiter vorteilhafterweise kann die Verbindung eines zweiten Scans, in einer zweiten Achse durch Aufrichten um 90° der Vorrichtung oder des Objekts, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm oder manuell, verknüpft werden um dadurch zeitsparender arbeiten zu können.
Das auf dem Scantisch platzierte dreidimensionale Objekt wird mittels der einen wandernden Vorrichtung erst in einer Achse optisch erfasst und digital abgespeichert. Das Objekt kann beispielsweise durch eine digitale Fotokamera bzw. durch eine Videokamera erfasst werden.
Im optionalen zweiten Schritt erfolgen das Aufrichten der Vorrichtung oder des Objekts um 90° (2 und 3), was z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm oder manuell durchgeführt werden kann, und die anschließende Erfassung in der zweiten Achse.
Die erzeugten und digital abgespeicherten Daten werden mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms bzw. einer Vorrichtung eingelesen und anschließend, erfindungsgemäß gefunden. Die Erreichung der Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, kann mit den ablaufbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der erfindungsgemäß gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.
Somit ist es auch mit dieser Erfahrung möglich, auf einem Marker bzw. Erkennungsparameter, welcher beispielsweise auf einer Litfaßsäule gedruckt ist, mittels einer Anwendung sich direkt das Augmented Reality-3D bzw. 360° Modell auf einem Mobiltelefon oder anderem (mobilen) Endgerät anzuschauen.
Mittel gemäß einem Aspekt
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Mittel und Computerprogrammprodukt zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten umfassend:

– Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) mit Erfassungssystem zur ein- und mehrachsigen 360°/dreidimensionalen Erfassung von Objekten
– Anordnen eines Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch
– Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem (optionalen) zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) mittels einer Vorrichtung die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm oder manuell um 90° aufgerichtet (3) wird bzw. durch Aufrichten des Objekts, verknüpft wird.

Vorteilhafterweise ermöglicht die Vorrichtung ein 360°/dreidimensionales Scannen von Objekten in einer und auch mehreren Achsen.
Das zu scannende dreidimensionale Objekt muss auf dem Scantisch platziert werden.
Mit Hilfe der einen Erfassungseinrichtung, welche wandernd, zunächst in einer Scanachse, um das Objekt bewegt werden kann bzw. durch Drehen des Objekts, werden Daten für eine digitale dreidimensionale Darstellung erzeugt, welche anschließend auf einem Computer abgespeichert werden und durch einen computerimplementierten Ablauf verarbeitbar sind. Dazu umfasst die optische Erfassungseinrichtung zumindest einen digitalen Bildsensor, wie zum Beispiel einen CCD Sensor oder einen CMOS Sensor, welcher bevorzugt Teil einer digitalen Fotokamera bzw. einer digitalen Videokamera sein kann. Besonders bevorzugt sind die erfassten Bilder von der optischen Erfassungseinrichtung mittels des „picture transfer protocol” (PTP) auslesbar.
Der mehrachsige Scan des Objekts erfolgt nach dem Aufrichten der Erfassungseinrichtung bzw. des Objekts. Ermöglicht wird ein automatisches Aufrichten z. B. durch einen Computer, ein Rechnersystem und/oder gesteuert durch ein Computerprogramm. Weiterhin kann eine Aufrichtung auch manuell durchgeführt werden. Anschließend wird das Objekt in seiner zweiten (dritten etc.) Achse erfasst und die erzeugten Bilder ebenfalls automatisiert abgespeichert und mit der Augmented Reality Technologie ablaufbedingt verknüpft (4).
Figurenbeschreibung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert. Einzelne Merkmale der gezeigten bevorzugten Ausführungsformen können zu weiteren bevorzugten Ausführungsformen kombiniert werden. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus der Mittel und einer bevorzugten Ausführungsform einer dreidimensionalen, einachsigen Objekterfassung
2 eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus der Mittel und einer bevorzugten Ausführungsform einer dreidimensionalen, mehrachsigen Objekterfassung, in der die Vorrichtung um das Objekt gefahren wird
3 eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus der Mittel und einer bevorzugten Ausführungsform einer dreidimensionalen, mehrachsigen Objekterfassung, in der das Objekt um 90° gedreht wird
4 soll die Anwendung der erzeugten 360° Darstellung/Objekt oder 3D Darstellung/Objekt als Beispiel einer Augmented Reality Anwendung verdeutlichen.
Die 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Mittel (1) zu einer dreidimensionalen, einachsigen Objekterfassung.
Die Mittel umfassen insbesondere einen Scantisch (1), welcher um die z-Achse mittels eines Motors (6) drehbar ist.
Das darauf platzierte Objekt (3) wird mit nur einer wandernden Vorrichtung (7) in einer Scanachse (4) erfasst und digital über die Datenleitung (8) auf z. B. einem Computer (9), oder anderen Speichervolumen, digital abgespeichert.
Die 2 zeigt einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Mittel (1) zu einer dreidimensionalen, mehrachsigen Objekterfassung.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere einen Scantisch (1), welcher um die z-Achse mittels eines Motors (6) drehbar ist.
Das darauf platzierte Objekt (3) wird mit nur einer wandernden Vorrichtung (7) zuerst in einer Scanachse (4) erfasst und nach anschließender Aufrichtung der Vorrichtung (7) um 90° z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm oder manuell von Hand, in einer zweiten Scanachse (5) erfasst. Die erzeugten Daten werden digital über die Datenleitung (8) auf z. B. einem Computer (9), oder anderem Speichervolumen, digital abgespeichert.
Die 3 zeigt einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Mittel (1) zu einer dreidimensionalen, mehrachsigen Objekterfassung.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere einen Scantisch (1), welcher um die z-Achse mittels eines Motors (6) drehbar ist.
Das darauf platzierte Objekt (3) wird mit nur einer wandernden Vorrichtung (7) zuerst in einer Scanachse (4) erfasst und nach anschließender Drehung des Objekts in einer zweiten Scanachse (5) erfasst. Die erzeugten Daten werden digital über die Datenleitung (8) auf z. B. einem Computer (9), oder anderem Speichervolumen, digital abgespeichert.
Die 4 soll die Anwendung der erzeugten 360° Darstellung/Objekt oder 3D Darstellung/Objekt als Beispiel einer Augmented Reality Anwendung verdeutlichen.
Hierfür ist ein erfindungsgemäß gescannter und verarbeiteter Fernseher gezeigt, welcher mit Hilfe der Augmented Reality Technologie auf einem mobilen Endgerät mit dem realen TV-Schrank verknüpft wird. Der Würfelmarker dient als Erkennungsparameter für die Software welche die damit verknüpfte 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell anzeigt.
Bezugszeichenliste

1: Bevorzugte Ausführungsform der Mittel für eine dreidimensionale, ein- und mehrachsige Objekterfassung
2: Ein mittels Motor, um die z-Achse, drehbarer Scantisch
3: Dreidimensionales Objekt
4: Erste Scanachse der optischen Erfassungseinrichtung
5: Zweite Scanachse der optischen Erfassungseinrichtung
6: Motor zur Drehung des Scantisches um die z-Achse
7: Mittel zur dreidimensionalen, digitalen Objekterfassung
8: Datenleitung zwischen Erfassungsvorrichtung und z. B. Computer, oder anderem Speichervolumen
9: Computer oder anderes Speichervolumen
10: Würfelmarker
Z: Längsachse

Claims

Mittel und Computerprogrammprodukt (1) zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten, sowie der dreidimensionalen Darstellung von Objekten umfassend: – Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) bzw. eines drehbaren Erfassungssystems zur ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Erfassung von Objekten – Anordnen eines dreidimensionalen Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch – Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) oder (3) mittels einer Vorrichtung die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm verknüpft wird, wodurch ein 3D-Modell entsteht. – mit Hilfe der verfahrungsgemäßen Anwendung werden diese entstandenen Objekte mit bestimmten Augmented Reality Erkennungsparametern versehen, welche – mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen gefunden werden können. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den ablaufbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der erfindungsgemäß gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.
Mittel nach Anspruch 1, mit einer wandernden optischen Erfassungseinrichtung (7) mit der es möglich ist reale Objekte (3) in einer (4) und auch mehrachsig (5) dreidimensional zu digitalisieren.
Mittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Objektaufnahme einen Scantisch (2) aufweist, welcher um die Längsachse (z) drehbar ist.
Mittel nach einem der vorigen Ansprüche, dessen jeweilige Signale der optischen Erfassungseinrichtung über die Datenleitung (8) an einen Computer (9) o. ä. übertragen werden und in einer Form abgespeichert werden, die für ein computerimplementiertes Verfahren verarbeitbar ist.
Mittel, welches mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen finden kann. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den ablaufbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der erfindungsgemäß gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.