EP2791701A1 - Handentfernungsmessgerät - Google Patents

Handentfernungsmessgerät

Info

Publication number
EP2791701A1
EP2791701A1 EP12784542.8A EP12784542A EP2791701A1 EP 2791701 A1 EP2791701 A1 EP 2791701A1 EP 12784542 A EP12784542 A EP 12784542A EP 2791701 A1 EP2791701 A1 EP 2791701A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arithmetic unit
image acquisition
distance
measuring
projection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12784542.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Annette Frederiksen
Eladio Lopez
Jan Weingarten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2791701A1 publication Critical patent/EP2791701A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data

Definitions

  • a hand-held distance measuring device with at least one arithmetic unit, an image acquisition device and a projection device, which projects at least one measurement point onto a measurement object in at least one operating state, has already been proposed.
  • Arithmetic unit an image acquisition means and a projection device which projects in at least one operating state at least one measurement point on a measurement object. It is proposed that the arithmetic unit is provided to determine a distance of the measuring point at least from an output characteristic of the image acquisition means.
  • a "computing unit” is to be understood as meaning in particular a unit having an information input, an information processing and an information output
  • the arithmetic unit has at least one processor, a memory, input and output means, an operating program, control routines, control routines and / or calculation routines the components of the arithmetic unit are arranged on a common board and / or advantageously arranged in a common housing
  • an "image acquisition means” should be understood as a means which detects a particular two-dimensional image of at least one part of the measurement object.
  • the image acquisition means preferably captures the image of the measurement object at least in a visible frequency spectrum. rich.
  • the image acquisition means could capture the image of the measurement object in a frequency range which appears appropriate to the person skilled in the art, but advantageously in an infrared frequency range.
  • the image acquisition means has at least one color filter, which is intended to pass a light advantageously with a color emitted by the projection device and / or in particular a spectral composition.
  • the image acquisition means preferably has a CCD sensor and / or a CMOS sensor.
  • the image capture means has a refresh rate greater than 5 Hz.
  • the image acquisition means preferably has an image repetition rate of less than 100 Hz.
  • the image capture means has a resolution greater than 2 megapixels, advantageously greater than 5 megapixels, particularly advantageously greater than 10 megapixels.
  • the arithmetic unit preferably stores at least one image taken by the image acquisition means in addition to a measured distance.
  • the image acquisition means has at least one illumination means which is provided to illuminate an image acquisition region of the image acquisition means.
  • the illumination means illuminates with a color which differs from a color of a light source of the projection apparatus.
  • the illumination means could shine in a near-infrared region.
  • the image capturing means has a plurality of illuminants which emit light in different frequency ranges.
  • a “projection device” is to be understood as meaning, in particular, a device which marks at least one measurement point on a measurement object by means of at least one particularly visible light beam
  • the projection device is provided to emit a light which has a different spectral composition in two operating states
  • the computing unit is provided to determine a spectral composition of a light and to emit it in particular by means of the projection device, in which the measurement object reflects a large portion of the light.
  • the projection device could comprise a visible, in particular, green laser and an infrared laser, in particular an NIR laser
  • the projection device is provided to emit a pulsed light.
  • the projection apparatus pulses the light from a frame rate of the image acquisition means, advantageously at half the frame rate.
  • the projection device pulses the light with a frequency greater than 10 Hz, advantageously greater than 25 Hz and in particular less than 10 kHz, advantageously less than
  • the illumination means and the projection device are provided to emit pulsed light, whereby the measuring point can be detected particularly advantageous by the computing unit.
  • the projection device has at least one light source which emits a light beam focused in particular as a point.
  • the projection device could emit a focused as a line of light beam.
  • the projection device has a laser.
  • a "measuring point" is to be understood as meaning, in particular, a point which is arranged on a surface of the measuring object and which is measured during a measuring process
  • the arithmetic unit determines at least one information about an arrangement of the point relative to at least one
  • a "measurement object” is to be understood as an object that appears appropriate to a person skilled in the art, but preferably an object in a domestic environment and / or on a construction site, for example a wall, a ceiling Punks and / or a particular of an outside spanned plane of the handheld distance measuring device of the projected measuring point on the surface of the measuring object and / or a distance two projected to the measuring object measuring points are understood.
  • the output characteristic of the image acquisition means has at least information on which direction a light of the projection device reflected from the measurement point is incident on the image frame.
  • the image acquisition means is not intended to determine a propagation time of the light from the projection device via the measurement point to the image acquisition means
  • the output parameter has digitally coded information which in particular describes at least one image
  • the output parameter advantageously transports at least one piece of information about, in particular, two dimensions of the measurement object
  • the computing unit advantageously determines the distance by means of triangulation,
  • the arithmetic unit has at least one angular function for determining the distance, preferably an angular function for calculating a sinusoidal set
  • the arithmetic unit determines the distance in a unit of measurement which appears expedient to the person skilled in the art, preferably in an Anglo-American unit of length and / or particularly preferably in a si unit of measure - Fernungsmess réelles can be dispensed with a structurally complex evaluation of a running time of a signal, such as a laser beam, and yet sufficient in many applications, sufficient accuracy can be achieved.
  • the arithmetic unit be provided to determine a distance of the measuring point at least from a distance of the image acquisition means to the projection device, whereby a particularly simple calculation is possible, because a construction-related constant is used.
  • a "distance of the image acquisition means to the projection device" is to be understood in particular to mean a design-related parameter which describes how far the image acquisition means is arranged at a distance from the projection device between 2 cm and 10 cm.
  • the arithmetic unit determines the distance of the measuring point from a distance between a central image-recording direction and a central projection direction.
  • the projection device emits an unmodulated light beam during a measurement, as a result of which the necessary components can be dispensed with.
  • the phrase "emit an unmodulated light beam” is to be understood to mean that the projection device emits a laser beam which is unchanged during the determination of the distance
  • the arithmetic unit evaluates only one measuring angle for determining the distance, in that light reflected at the measuring point impinges on the image capturing means and in particular a projection angle, in that the projecting angles onsvorides emits light to the measuring point.
  • the arithmetic unit evaluates no dependent of a duration of the light of the projection device characteristic.
  • the projection device has a projection direction setting means which changes a projection angle in at least one operating state, whereby a particularly versatile distance measurement and advantageous projection is possible.
  • a “projection direction setting means” is to be understood in particular as a means having at least one actuator which influences a direction in which the projection device emits the light beam relative to the device housing of the handheld distance measuring device
  • the measuring direction setting unit is intended to pivot a projection direction about at least one axis
  • a measuring direction setting unit could be provided for the projection direction about two axes
  • the hand-held distance measuring device has two projection direction adjusting means, and in particular two light sources, which are particularly preferably opposed to one another n sides of the image acquisition means are arranged.
  • a “device housing” is to be understood as a unit that mechanically connects a plurality of assemblies arranged in an interior of the device housing a direction in which the projection device emits a light beam changes in at least one operating state.
  • the arithmetic unit is provided to use the output characteristic of the image acquisition means to project the measurement point on the measurement object in a stationary manner relative to the measurement object during at least one device movement, whereby a particularly convenient distance measurement can be achieved.
  • the phrase "during a device movement” should be understood to mean that the arithmetic unit is intended to adapt the direction of projection in the movement of the device relative to the object of measurement contrary to the movement of the device Measuring point remains at the same position of the device during the movement of the device.
  • the arithmetic unit is provided to project the measuring point stationary as long as the measuring point is arranged in a projection region of the projection device.
  • the arithmetic unit is provided to determine at least one device movement relative to the measurement object, at least from the output characteristic of the image acquisition device, whereby a movement of the hand-held distance measuring device relative to the measurement object can be advantageously compensated.
  • the arithmetic unit determines a device movement of the hand-held distance measuring device relative to the measurement object
  • the arithmetic unit determines the device movement based on intensity profiles of an image that are recognized in a subsequent image
  • the arithmetic unit has a feature analysis function which appears expedient to the person skilled in the art, but advantageously a surfing function (speeded-up robust features), a CRT Function (Kanade-Lucas-Tomasi) and / or particularly advantageously a sift function (scale-invariant feature transformation).
  • the arithmetic unit be provided to project at least one line, preferably between two measuring points, in at least one operating state by means of the projection direction setting means, in particular in a stationary manner onto the test object, thereby making the operator comfortable can display a distance on the measurement object.
  • the arithmetic unit is provided to project different geometric figures, such as rectangles, squares, triangles and / or other figures that appear reasonable to the person skilled in the art, onto the measured object by means of the projection apparatus.
  • the hand-held distance measuring device has at least one position and / or motion sensor which can be used in at least one operating position. was detected a device position and / or a device movement, whereby a movement, position and / or position change of the handheld distance measuring device can be advantageously determined.
  • a "position and / or movement sensor” is to be understood in particular as meaning a sensor which detects a position relative to gravity and / or device movement relative to a starting position
  • the position and / or motion sensor preferably has acceleration sensors for three mutually perpendicular directions,
  • the position and / or motion sensor has at least one gyroscope
  • the position and / or motion sensor particularly advantageously has gyroscopes for three mutually perpendicular ones
  • the position and / or motion sensor further, the expert appears useful, especially exteroceptive sensor, such as a GPS and / or a compass, by means of which the arithmetic unit accumulated errors of the determination of the device movement corrected.
  • exteroceptive sensor such as a GPS and / or a compass
  • the arithmetic unit accumulated errors of the determination of the device movement corrected.
  • a "device position” is to be understood as meaning in particular an orientation of the hand-held distance measuring device relative to the force of gravity.
  • “Device movement” is to be understood as meaning a movement of the hand-held distance measuring device relative to a starting position of the hand-held distance measuring device.
  • the arithmetic unit is provided to align at least the line based on an output characteristic of the position and / or motion sensor. For example, the arithmetic unit could align the line on the measurement object vertically or horizontally.
  • the arithmetic unit is provided, at least from the output characteristic of the image acquisition means and in particular from an output characteristic of the one position and / or motion sensor
  • the term "determine a shape characteristic of the measurement object" is intended to mean, in particular, that the arithmetic unit determines at least from the output parameter of the image acquisition device a particular three-dimensional model of at least a portion of the measurement object.
  • the arithmetic unit has functions of a SLAM method (Simultaneous Localization and Mapping)
  • the arithmetic unit is intended to provide a device position relative to the device
  • the phrase "a device teposition relative to the shape of the measurement object" can be understood that the arithmetic unit determines a particular three-dimensional model of at least the measurement object and calculates the device position in the model.
  • FIG. 1 shows an inventive hand-held distance measuring device with an image acquisition means and a projection device
  • FIGS. 2 to 7 show a method with the hand-held distance measuring device from FIG. 1 for determining a distance between two measuring points projected onto a measuring object, in a schematic representation.
  • FIG. 1 shows an inventive hand-held distance measuring device 10 with a computing unit 12, an image acquisition device 14, a projection device 16, a position and movement sensor 36, a display unit 38, an operating unit 40 and a device housing 42.
  • the image acquisition device 14 and the projection device 16 are on one end face 44 of the device housing 42 is arranged.
  • the display unit 38 and the operating unit 40 are arranged on one side, which here is perpendicular to the end face 44.
  • the display unit 38 is formed as a display.
  • the display unit 38 displays an image taken by the image acquisition means 14 in at least one operating state. To target a measurement point 18, 20, the display unit 38 displays a digital magnification of the image captured by the image capture means 14.
  • the operating unit 40 comprises a plurality of keys.
  • the operating unit 40 comprises a touch screen partially integrated with the display unit 38.
  • the arithmetic unit 12 and the position and movement sensor 36 are arranged in an inner space of the device housing 42.
  • the position and / or movement sensor 36 detects in at least one operating state a device position and / or a device movement.
  • the handheld rangefinder is arranged in an inner space of the device housing 42.
  • the projection device 16 includes a projection direction setting means 30 and a light source 46.
  • the light source 46 is formed as a laser.
  • the projection direction setting means 30, not shown here, comprises an actuator and a micromirror.
  • the projection direction setting means 30 changes a projection angle 32, 33 in at least one operating state.
  • the computing unit 12 is provided to pivot the micromirror about two axes by means of the actuator.
  • the projection device 16 emits an unmodulated light beam 27 during a measurement.
  • the image capture means 14 includes, not shown here in detail, an optics and a digital image sensor.
  • the image capture means 14 has a maximum image capture angle 47, which is determined by a maximum projection angle 47 of the projection device 16.
  • the optic is designed as a wide-angle lens.
  • the projection device 16 projects a measuring point 18 onto a measuring object 22.
  • the arithmetic unit 12 sets a first projection angle 32 by means of the projection direction setting means 30.
  • the projection angle 32 is 90 degrees.
  • a projection device could have an unchangeable projection angle of preferably 90 degrees.
  • the image acquisition means 14 records images of the measurement object 22.
  • the image capturing means 14 provides an output characteristic which transmits the images to the arithmetic unit 12.
  • the arithmetic unit 12 searches the measuring point 18 in the image.
  • the arithmetic unit 12 searches the image for a maximum with a color of the light source 46.
  • the arithmetic unit 12 determines with which measuring angle 48 the light reflected at the measuring point 18
  • a distance 28 between the image acquisition means 14 and the projection device 16 is stored in the arithmetic unit 12. Namely, the distance 28 between a pivot axis of the projection device 16 is stored from a center of the optics. From the first projection angle 32, the measuring angle 48 and the distance 28, the arithmetic unit 12 determines a distance 24 of the measuring point 18 from the projection device 16. Thus, the arithmetic unit 12 is provided with a distance 24 of the measuring point 18 from at least one output characteristic of the image acquisition means 14 to determine.
  • the arithmetic unit 12 has an arithmetic routine which determines the distance 24 by means of a sinusoidal set and an angle sum of a triangle.
  • the arithmetic unit 12 is provided to determine the output characteristic of the image acquisition means 14 and from an output parameter of the position and / or movement sensor 36 a device movement relative to the object to be measured 22. For this purpose, the arithmetic unit 12 determines the device movement from acceleration information and position change information of the position and / or motion sensor 36 by integrating. Furthermore, the arithmetic unit 12 has a sifting function. For example, the sift function could detect wall cracks, color changes, edges, corners, spots, and / or other structures 50 of the measurement object 22 and others in the image acquisition area of the image acquisition means 14 Capture objects. The sift function determines the structures 50 of the measuring object 22 in a plurality of successively recorded images.
  • the arithmetic unit 12 From arithmetic angles to the structures 50 in several images and information about the optics, the arithmetic unit 12 also calculates a device movement relative to the measurement object 22.
  • the arithmetic unit 12 projects by means of the projection device 16, based on the output characteristic of the image acquisition device 14, the measurement point 18 on the measurement object 22 stationary, even during the device movement relative to the measurement object 22.
  • the arithmetic unit 12 is provided to project a line 34 onto the measurement object 22 in a second operating state by means of the projection direction setting means 30. For this purpose, the arithmetic unit 12 oscillates a projection direction of the projection device 16 in an oscillating manner along the line 34. At the ends of the line 34, a first measuring point 18 and a second measuring point 20 are arranged.
  • the arithmetic unit 12 is provided to determine a first, a second and a third distance 24, 25, 26 from the output characteristic of the image acquisition means 14. For this purpose, the arithmetic unit 12 determines a first measuring angle 48 and a second measuring angle 49, in which light reflected by the measuring points 18, 20 falls on the image capturing means 14.
  • the first distance 24 describes how far the first measuring point 18 is arranged at a distance from the projection device 16.
  • the second distance 25 writes how far the second measuring point 20 is spaced from the projection device 16.
  • the third distance 26 describes how far the first measuring point 18 is arranged at a distance from the second measuring point 20.
  • the arithmetic unit 12 is provided to determine a shape characteristic of the measurement object 22 from the output characteristic of the image acquisition means 14 and from an output characteristic of the position and / or movement sensor 36.
  • the arithmetic unit 12 has functions of a SLAM method.
  • the functions of a SLAM method determine and store a shape of the measurement object 22. To this end, the functions of the SLAM method create a model of the measurement object 22
  • FIGS. 2 to 7 describe a method with the hand-held distance measuring device 10 according to the invention.
  • the operator aligns the end face 44 of the hand-held distance measuring device 10 with the measuring object 22.
  • the light beam 27 emitted by the projection device 16 strikes the measurement object 22 and marks the first measurement point 18 there.
  • the display unit 38 displays a first distance 24 between the handheld distance measurement device 10 and the first measurement point 18 (FIG. 1). When a desired first measuring point 18 is marked, the operator actuates a key of the
  • the arithmetic unit 12 analyzes the image of the image acquisition means 14 and searches for distinctive structures 50 (FIG. 2), which are represented in FIGS. 2 to 7 by crosses. On the basis of the structures 50, the arithmetic unit 12 projects the first measuring point 18 stationary during a device movement of the hand-held distance measuring device 10 onto the measuring object 22 as long as the first measuring point 18 is arranged in a maximum projection and image-recording area 47 (FIG. 3).
  • the operator By further pressing a button of the operating unit 40, the operator indicates that he wants to measure the second measuring point 20. Subsequently, the operator moves the hand-held distance measuring device 10, wherein the projection device 16 one of the
  • Device movement dependent line 34 between the first measuring point 18 and the second measuring point 20 projected.
  • the projection angle 33 to the second measuring point 20 remains unchanged ( Figure 4). If, during device movement, the prominent structures 50 migrate out of the maximum projection and image capture area 47, the arithmetic unit 12 determines new distinctive structures 52 (FIG. 5).
  • the computing unit 12 calculates a distance 26 between the measurement points 18, 20 based on the model of the measurement object 22. In this case, the computing unit 12 only projects a part of the line 34 lying in the projection and image acquisition area 47.
  • the operator again actuates a key of the operating unit 40.
  • the arithmetic unit 12 analyzes the image of the image detecting means 14 and searches for prominent structures 54 arranged in the vicinity of the measuring point 20 (FIG 6).
  • the arithmetic unit 12 then calculates a distance 26 between the first and the second measuring point 18, 20.
  • a value of the distance 26 is projected by the arithmetic unit 12 next to the line 34, here for example 50 cm (FIG. 7).
  • the operator sets a target value of the distance 26 of the measuring points 18, 20 to each other.
  • the arithmetic unit 12 regulates the projection angles 32, 33 of the measuring points 18, 20 such that the length of a line 34 shown corresponds to the set desired value.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Handentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit (12), einem Bilderfassungsmittel (14) und einer Projektionsvorrichtung (16), die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens einen Messpunkt (18, 20) auf ein Messobjekt (22) projiziert. Es wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine Entfernung (24, 25, 26) des Messpunkts (18, 20) zumindest aus einer Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) zu bestimmen.

Description

Beschreibung
Handentfernungsmessgerät
Stand der Technik
Es ist bereits ein Handentfernungsmessgerät mit zumindest einer Recheneinheit, einem Bilderfassungsmittel und einer Projektionsvorrichtung, die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens einen Messpunkt auf ein Messobjekt projiziert, vorge- schlagen worden.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung geht aus von einem Handentfernungsmessgerät mit zumindest einer
Recheneinheit, einem Bilderfassungsmittel und einer Projektionsvorrichtung, die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens einen Messpunkt auf ein Messobjekt projiziert. Es wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, eine Entfernung des Messpunkts zumindest aus einer Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels zu bestimmen. Unter einer„Recheneinheit" soll insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Recheneinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Insbesondere soll unter einem„Bilderfassungsmittel" ein Mittel verstanden werden, das ein insbesondere zweidimensionales Abbild von wenigstens einem Teil des Messobjekts erfasst. Bevorzugt erfasst das Bilderfassungsmittel das Abbild des Messobjekts zumindest in einem sichtbaren Frequenzbe- reich. Alternativ oder zusätzlich könnte das Bilderfassungsmittel das Abbild des Messobjekts in einem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Frequenzbereich, vorteilhaft jedoch in einem Infrarotfrequenzbereich, erfassen. Vorzugsweise weist das Bilderfassungsmittel zumindest einen Farbfilter auf, der dazu vorgesehen ist, ein Licht vor- teilhaft mit einer von der Projektionsvorrichtung ausgesendeten Farbe und/oder insbesondere spektralen Zusammensetzung durchzulassen. Vorzugsweise weist das Bilderfassungsmittel einen CCD-Sensor und/oder einen CMOS-Sensor auf. Vorzugsweise weist das Bilderfassungsmittel eine Bildwiederholungsrate größer als 5 Hz auf. Bevorzugt weist das Bilderfassungsmittel eine Bildwiederholungsrate kleiner als 100 Hz auf. Insbesondere weist das Bilderfassungsmittel eine Auflösung größer als 2 Megapixel, vorteilhaft größer als 5 Megapixel, besonders vorteilhaft größer als 10 Megapixel, auf. Vorzugsweise speichert die Recheneinheit bei jedem Messvorgang neben einer gemessenen Entfernung zumindest ein von dem Bilderfassungsmittel aufgenommenes Bild. Vorzugsweise weist das Bilderfassungsmittel zumindest ein Beleuchtungsmittel auf, das dazu vorgesehen ist, einen Bilderfassungsbereich des Bilderfassungsmittels auszuleuchten. Vorzugsweise leuchtet das Beleuchtungsmittel mit einer Farbe, die sich von einer Farbe einer Lichtquelle der Projektionsvorrichtung unterscheidet. Beispielsweise könnte das Beleuchtungsmittel in einem Nahinfrarotbereich leuchten. Besonders bevorzugt weist das Bilderfassungsmittel mehrere Leuchtmittel auf, die Licht in unter- schiedlichen Frequenzbereichen aussenden. Unter einer„Projektionsvorrichtung" soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die zumindest einen Messpunkt auf ein Messobjekt mittels zumindest eines insbesondere sichtbaren Lichtstrahls markiert. Vorteilhaft ist die Projektionsvorrichtung dazu vorgesehen, ein Licht auszusenden, das in zwei Betriebszuständen eine unterschiedliche spektrale Zusammensetzung aufweist. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, eine spektrale Zusammensetzung eines Lichts zu bestimmen und insbesondere mittels der Projektionsvorrichtung auszusenden, bei der das Messobjekt einen großen Anteil des Lichts reflektiert. Bevorzugt weist die Projektionsvorrichtung zumindest zwei, vorteilhaft drei Lichtquellen auf, die Licht mit unterschiedlichen spektralen Zusammensetzungen aussenden. Beispiels- weise könnte die Projektionsvorrichtung einen sichtbaren insbesondere grünen Laser und einen Infrarotlaser, insbesondere einen NIR-Laser, aufweisen. Zudem könnte die Projektionsvorrichtung beispielsweise drei Laser mit unterschiedlichen Farben aufweisen, die dazu vorgesehen sind, rotes, gelbes und grünes Licht auszusenden, wodurch beliebige Farben projiziert werden können. Vorteilhaft ist die Projektionsvorrichtung dazu vorgesehen, ein Licht gepulst auszusenden. Insbesondere soll unter„gepulst" verstanden werden, dass die Projektionsvorrichtung eine Leuchtstärke des ausgesen- deten Lichts verändert, und zwar vorteilhaft an- und ausschaltet. Vorteilhaft pulst die Projektionsvorrichtung das Licht von einer Bildwiederholungsrate des Bilderfassungsmittels abhängig, und zwar vorteilhaft mit einer halben Bildwiederholungsrate. Bevorzugt pulst die Projektionsvorrichtung das Licht mit einer Frequenz größer als 10 Hz, vorteilhaft größer als 25 Hz und insbesondere kleiner als 10 kHz, vorteilhaft kleiner als
1 kHz. Vorzugsweise sind das Beleuchtungsmittel und die Projektionsvorrichtung dazu vorgesehen, gepulst Licht auszusenden, wodurch der Messpunkt besonders vorteilhaft von der Recheneinheit erfasst werden kann. Vorzugsweise weist die Projektionsvorrichtung zumindest eine Lichtquelle auf, die einen insbesondere als Punkt fokussierten Lichtstrahl aussendet. Alternativ oder zusätzlich könnte die Projektionsvorrichtung einen als Linie fokussierten Lichtstrahl aussenden. Besonders bevorzugt weist die Projektionsvorrichtung einen Laser auf. Unter einem„Messpunkt" soll insbesondere ein auf einer Oberfläche des Messobjekts angeordneter Punkt verstanden werden, der bei einem Messvorgang vermessen wird. Vorzugsweise bestimmt die Recheneinheit zu- mindest eine Information über eine Anordnung des Punkts relativ zu wenigstens einem
Teil des Handentfernungsmessgeräts, insbesondere einer Außenseite und/oder einem Punkt auf einer Außenseite eines Gerätegehäuses des Handentfernungsmessgeräts. Insbesondere soll unter einem„Messobjekt" ein dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Objekt, vorzugsweise jedoch ein Objekt im häuslichen Bereich und/oder auf einer Baustelle, beispielsweise eine Wand, eine Decke verstanden werden. Insbesondere soll unter einer„Entfernung des Messpunkts" eine Entfernung eines Punks und/oder einer insbesondere von einer Außenseite aufgespannten Ebene des Handentfernungsmessgeräts von dem projizierten Messpunkt auf der Oberfläche des Messobjekts und/oder eine Entfernung zwei auf das Messobjekt projizierter Messpunkte verstanden werden. Insbesondere soll unter einer„Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels" ein Signal verstanden werden, dass das Bilderfassungsmittel zur Übermittelung zumindest eines Bilds ausgibt. Vorzugsweise weist die Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels zumindest eine Information auf, aus welcher Richtung ein von dem Messpunkt reflektiertes Licht der Projektionsvorrichtung auf das Bilderfas- sungsmittel auftrifft. Besonders vorteilhaft ist das Bilderfassungsmittel nicht dazu vorgesehen, eine Laufzeit des Lichts von der Projektionsvorrichtung über den Messpunkt zu dem Bilderfassungsmittel zu ermitteln. Vorzugsweise weist die Ausgangskenngröße digital codierte Informationen, die insbesondere zumindest ein Bild beschreiben, auf. Bevorzugt gibt das Bilderfassungsmittel die Ausgangskenngröße über einen drahtge- bundenen Datenbus aus. Vorteilhaft transportiert die Ausgangskenngröße wenigstens eine Information über insbesondere zwei Dimensionen des Messobjekts. Insbesondere soll unter dem Begriff„bestimmen" verstanden werden, dass die Recheneinheit die Entfernung berechnet. Vorteilhaft bestimmt die Recheneinheit die Entfernung mittels einer Triangulation. Insbesondere weist die Recheneinheit zur Bestimmung der Entfernung zumindest eine Winkelfunktion, vorzugsweise eine Winkelfunktion zur Berech- nung eines Sinussatzes, eines Kosinussatzes und insbesondere weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Funktionen auf. Vorzugsweise bestimmt die Recheneinheit die Entfernung in einer dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Maßeinheit, vorzugsweise in einer angloamerikanischen Längeneinheit und/oder besonders bevorzugt in einer si-Maßeinheit. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Handent- fernungsmessgeräts kann auf eine konstruktiv aufwendige Auswertung einer Laufzeit eines Signals, beispielsweise eines Laserstrahls, verzichtet werden und trotzdem eine in vielen Anwendungsfällen ausreichende Genauigkeit erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vor- gesehen ist, eine Entfernung des Messpunkts zumindest aus einem Abstand des Bilderfassungsmittels zu der Projektionsvorrichtung zu bestimmen, wodurch eine besonders einfache Berechnung möglich ist, weil auf eine konstruktionsbedingte Konstante zurückgegriffen wird. Unter einem„Abstand des Bilderfassungsmittels zu der Projektionsvorrichtung" soll insbesondere eine konstruktionsbedingte Kenngröße verstanden werden, die beschreibt, wie weit das Bilderfassungsmittel von der Projektionsvorrichtung beabstandet geordnet ist. Vorzugsweise beträgt ein Abstand des Bilderfassungsmittels zu der Projektionsvorrichtung zwischen 1 cm und 20 cm, besonders bevorzugt zwischen 2 cm und 10 cm. Vorzugsweise bestimmt die Recheneinheit die Entfernung des Messpunkts aus einem Abstand zwischen einer mittleren Bilderfassungsrichtung und einer mittleren Projektionsrichtung.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Projektionsvorrichtung bei einer Messung einen unmodellierten Lichtstrahl aussendet, wodurch auf die hierfür notwenigen Bauteile verzichtet werden kann. Insbesondere soll unter der Wendung„einen unmodellierten Lichtstrahl aussenden" verstanden werden, dass die Projektionsvorrichtung einen während der Bestimmung der Entfernung unveränderten Laserstrahl aussendet. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, nur spektrale Anteile eines empfangenen Lichts auszuwerten, die eine Frequenz kleiner als 10 kHz und größer als 1 THz aufweisen. Vorzugsweise wertet die Recheneinheit zur Bestimmung der Entfernung lediglich einen Messwinkel aus, indem auf dem Messpunkt reflektiertes Licht auf das Bilderfassungsmittel auftrifft und insbesondere einen Projektionswinkel aus, indem die Projekti- onsvorrichtung Licht zu dem Messpunkt aussendet. Insbesondere wertet die Recheneinheit keine von einer Laufzeit des Lichts der Projektionsvorrichtung abhängige Kenngröße aus. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Projektionsvorrichtung ein Projektionsrichtungs- einstellmittel aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand einen Projektionswinkel verändert, wodurch eine besonders vielseitige Entfernungsmessung und vorteilhaft Projektion möglich ist. Unter einem„Projektionsrichtungseinstellmittel" soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das zumindest einen Aktuator aufweist, der eine Rich- tung beeinflusst, in den die Projektionsvorrichtung den Lichtstrahl relativ zu dem Gerätegehäuse des Handentfernungsmessgeräts aussendet. Vorzugsweise weist das Pro- jektionsrichtungseinstellmittel wenigstens einen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Aktor auf, bevorzugt jedoch einen elektromechanischen Aktor und/oder einen mikromechanischen Aktor. Bevorzugt ist die Messrichtungseinstelleinheit dazu vorge- sehen, eine Projektionsrichtung um zumindest eine Achse zu schwenken. Alternativ könnte eine Messrichtungseinstelleinheit dazu vorgesehen sein, die Projektionsrichtung um zwei Achsen zu schwenken, die vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise weist das Handentfernungsmessgerät zwei Projektionsrich- tungseinstellmittel und insbesondere zwei Lichtquellen auf, die besonders bevorzugt auf entgegengesetzten Seiten des Bilderfassungsmittels angeordnet sind. Insbesondere soll unter einem„Gerätegehäuse" eine Einheit verstanden werden, die mehrere in einem Innenraum des Gerätegehäuses angeordnete Baugruppen mechanisch verbindet. Vorzugsweise greift ein Bediener bei einem Messvorgang das Gerätegehäuse. Unter der Wendung„einen Projektionswinkel ändern" soll insbesondere verstanden werden, dass das Projektionsrichtungseinstellmittel eine Richtung, in der die Projektionsvorrichtung einen Lichtstrahl aussendet, in zumindest einem Betriebszustand verändert.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, anhand der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels den Messpunkt an dem Messobjekt während zumindest einer Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt ortsfest zu projizieren, wodurch eine besonders komfortable Entfernungsmessung erreicht werden kann. Insbesondere soll unter der Wendung„während einer Gerätebewegung" verstanden werden, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, die Projektionsrichtung bei der Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt konträr zu der Gerätebewegung anzupassen. Unter„ortsfest projizieren" soll insbesondre verstanden werden, dass der Messpunkt bei der Gerätebewegung an einer gleichen Stelle des Messobjekts bleibt. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, den Messpunkt ortsfest zu projizieren solange der Messpunkt ein einem Projektionsbereich der Projektionsvorrichtung angeordnet ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, zumindest aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels wenigstens eine Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt zu ermitteln, wodurch eine Bewegung des Handent- fernungsmessgeräts relativ zu dem Messobjekt vorteilhaft kompensiert werden kann. Unter„relativ zu dem Messobjekt" soll insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit eine Gerätebewegung des Handentfernungsmessgeräts bezogen auf das Messobjekt bestimmt. Vorzugsweise vergleicht die Recheneinheit zumindest zwei nacheinander von dem Bilderfassungsmittel aufgenommene Bilder und bestimmt durch einen Vergleich der Bilder die Gerätebewegung des Handentfernungsmessgeräts. Ins- besondere bestimmt die Recheneinheit die Gerätebewegung anhand von Intensitätsverläufen eines Bildes, die in einem darauffolgenden Bild wiedererkannt werden. Vorzugsweise weist die Recheneinheit eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Merkmalsanalysefunktion auf, vorteilhaft jedoch eine Surf-Funktion (Speeded Up Robust Features), eine KLT-Funktion (Kanade-Lucas-Tomasi) und/oder besonders vor- teilhaft eine Sift-Funktion (skaleninvariante Merkmalstransformation).
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand mittels des Projekti- onsrichtungseinstellmittels wenigstens eine Linie, vorzugsweise zwischen zwei Mess- punkten, insbesondere ortsfest auf das Messobjekt zu projizieren, wodurch der Bedie- ner komfortabel ein Strecke auf dem Messobjekt anzeigen kann. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, mittels der Projektionsvorrichtung unterschiedliche geometrische Figuren, wie beispielsweise Rechtecke, Quadrate, Dreiecke und/oder andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Figuren, auf das Messobjekt zu pro- jizieren. Vorzugsweise weist das Projektionsrichtungseinstellmittel zur Darstellung der
Linie ein, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Mittel, vorzugsweise jedoch ein LCoS-Mittel (Liquid Crystal on Silicon) und/oder vorteilhaft zumindest einen in Resonanz schwingenden Mikrospiegel auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Handentfernungsmessgerät zumindest einen Lage- und/oder Bewegungssensor aufweist, der in zumindest einem Betriebszu- stand eine Gerätelage und/oder eine Gerätebewegung erfasst, wodurch eine Bewegung, Lage und/oder Positionsänderung des Handentfernungsmessgeräts vorteilhaft bestimmt werden kann. Unter einem„Lage- und/oder Bewegungssensor" soll insbesondere ein Sensor verstanden werden, der eine Lage relativ zu der Schwerkraft und/oder eine Gerätebewegung relativ zu einer Ausgangsposition erfasst. Vorzugsweise weist der Lage- und/oder Bewegungssensor zumindest einen Beschleunigungssensor auf. Besonders bevorzugt weist der Lage- und/oder Bewegungssensor Beschleunigungssensoren für drei zueinander senkrechte Richtungen auf. Vorteilhaft weist der Lage- und/oder Bewegungssensor zumindest ein Gyroskop auf. Besonders vorteilhaft weist der Lage- und/oder Bewegungssensor Gyroskope für drei zueinander senkrechte
Achsen auf. Vorzugsweise weist der Lage- und/oder Bewegungssensor weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere exterozeptive Messaufnehmer, wie beispielsweise ein GPS und/oder ein Kompass auf, mittels denen die Recheneinheit akkumulierte Fehler der Bestimmung der Gerätebewegung korrigiert. Unter einer„Ge- rätelage" soll insbesondere eine Ausrichtung des Handentfernungsmessgeräts relativ zu der Schwerkraft verstanden werden. Insbesondere soll unter einer„Gerätebewegung" eine Bewegung des Handentfernungsmessgeräts relativ zu einer Ausgangsposition des Handentfernungsmessgeräts verstanden werden. Des Weiteren ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, zumindest die Linie anhand einer Ausgangskenngröße des Lage- und/oder Bewegungssensor auszurichten. Beispielsweise könnte die Recheneinheit die Linie auf dem Messobjekt senkrecht oder waagrecht ausrichten.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels und insbesondere aus einer Ausgangskenngröße des einen Lage- und/oder Bewegungssensors zumindest eine
Formkenngröße des Messobjekts zu bestimmen, wodurch eine Entfernungsmessung zwischen zwei Punkten auf dem Messobjekt, die nicht gleichzeitig von dem Bilderfassungsmittels erfassbar angeordnet sind, möglich ist. Unter der Wendung„ eine Formkenngröße des Messobjekts bestimmen" soll insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit zumindest aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels ein insbesondere dreidimensionales Modell zumindest eines Teils des Messobjekts bestimmt. Vorzugsweise speichert die Recheneinheit in zumindest einem Betriebszustand die Form des Teils des Messobjekts. Vorzugsweis weist die Recheneinheit Funktionen eines SLAM-Verfahrens auf (Simultaneous Localization and Mapping). Vor- zugsweise ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, eine Geräteposition relativ zu der
Formkenngröße des Messobjekts zu bestimmen. Insbesondere soll unter„eine Gerä- teposition relativ zu der Form des Messobjekts bestimmen" verstanden werden, dass die Recheneinheit ein insbesondere dreidimensionales Modell zumindest des Messobjekts bestimmt und die Geräteposition in dem Modell berechnet.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Handentfernungsmessgerät mit einem Bilderfassungsmittel und einer Projektionsvorrichtung,
Fig. 2 bis 7 Verfahren mit dem Handentfernungsmessgerät aus Figur 1 zur Bestimmung einer Entfernung zwischen zwei auf ein Messobjekt projizierten Messpunkten, in einer schematischen Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Handentfernungsmessgerät 10 mit einer Recheneinheit 12, einem Bilderfassungsmittel 14, einer Projektionsvorrichtung 16, einem Lage- und Bewegungssensor 36, einer Anzeigeeinheit 38, einer Bedieneinheit 40 und einem Gerätegehäuse 42. Das Bilderfassungsmittel 14 und die Projektionsvorrichtung 16 sind an einer Stirnseite 44 des Gerätegehäuses 42 angeordnet. Die Anzeigeeinheit 38 und die Bedieneinheit 40 sind an einer Seite angeordnet, die hier rechtwinkelig an die Stirnseite 44 angrenzt. Die Anzeigeeinheit 38 ist als ein Display ausgebildet. Die Anzeigeeinheit 38 zeigt in zumindest einem Betriebszustand ein von dem Bilderfassungsmittel 14 aufgenommenes Bild an. Zum Anvisieren eines Messpunkts 18, 20 zeigt die Anzeigeeinheit 38 eine digitale Vergrößerung des von dem Bilderfassungsmittel 14 aufgenommenen Bilds an. Die Bedieneinheit 40 umfasst mehrere Tasten. Zudem umfasst die Bedieneinheit 40 ein teilweise einstückig mit der Anzeigeeinheit 38 ausgebildeten Touchscreen. Die Recheneinheit 12 und der Lage- und Bewegungssensor 36 sind in einem Innenraum des Gerätegehäuses 42 angeordnet. Der Lage- und/oder Bewegungssensor 36 erfasst in zumindest einem Betriebszustand eine Gerätelage und/oder eine Gerätebewegung. Des Weiteren weist das Handentfernungsmessgerät
10 einen nicht näher dargestellten Akku auf, der eine Betriebsenergie für einen Messvorgang bereitstellt.
Die Projektionsvorrichtung 16 umfasst ein Projektionsrichtungseinstellmittel 30 und eine Lichtquelle 46. Die Lichtquelle 46 ist als ein Laser ausgebildet. Das Projektions- richtungseinstellmittel 30 umfasst, hier nicht näher dargestellt, einen Aktor und einen Mikrospiegel. Das Projektionsrichtungseinstellmittel 30 verändert in zumindest einem Betriebszustand einen Projektionswinkel 32, 33. Die Recheneinheit 12 ist dazu vorgesehen, mittels des Aktors den Mikrospiegel um zwei Achsen zu schwenken. Die Pro- jektionsvorrichtung 16 sendet bei einer Messung einen unmodellierten Lichtstrahl 27 aus. Das Bilderfassungsmittel 14 umfasst, hier nicht näher dargestellt, eine Optik und einen digitalen Bildsensor. Das Bilderfassungsmittel 14 weist einen maximalen Bilderfassungswinkel 47 auf, der durch einen maximalen Projektionswinkel 47 der Projektionsvorrichtung 16 bestimmt ist. Die Optik ist als eine Weitwinkeloptik ausgebildet.
Die Projektionsvorrichtung 16 projiziert in einem ersten Betriebszustand einen Messpunkt 18 auf ein Messobjekt 22. Dazu stellt die Recheneinheit 12 mittels des Projekti- onsrichtungseinstellmittels 30 einen ersten Projektionswinkel 32 ein. Hier beträgt der Projektionswinkel 32 90 Grad. Alternativ könnte eine Projektionsvorrichtung einen un- veränderbaren Projektionswinkel vorzugsweise von 90 Grad aufweisen. Das Bilderfassungsmittel 14 nimmt Bilder des Messobjekts 22 auf. Das Bilderfassungsmittel 14 stellt eine Ausgangskenngröße bereit, die die Bilder an die Recheneinheit 12 überträgt. Die Recheneinheit 12 sucht in dem Bild den Messpunkt 18. Dazu durchsucht Recheneinheit 12 das Bild nach einem Maximum mit einer Farbe der Lichtquelle 46. Die Rechen- einheit 12 ermittelt, mit welchem Messwinkel 48 das an dem Messpunkt 18 reflektierte
Licht der Lichtquelle 46 an das Bilderfassungsmittel 14 auftrifft. Zudem ist in der Recheneinheit 12 ein Abstand 28 zwischen dem Bilderfassungsmittel 14 und der Projektionsvorrichtung 16 gespeichert. Und zwar ist der Abstand 28 zwischen einer Schwenkachse der Projektionsvorrichtung 16 von einem Mittelpunkt der Optik gespeichert. Die Recheneinheit 12 bestimmt aus dem ersten Projektionswinkel 32, dem Messwinkel 48 und dem Abstand 28 eine Entfernung 24 des Messpunkts 18 von der Projektionsvorrichtung 16. Somit ist die Recheneinheit 12 dazu vorgesehen, eine Entfernung 24 des Messpunkts 18 zumindest aus einer Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmit- tels 14 zu bestimmen. Die Recheneinheit 12 weist eine Rechenroutine auf, die die Entfernung 24 mittels eines Sinussatzes und eine Winkelsumme eines Dreiecks bestimmt.
Die Recheneinheit 12 ist dazu vorgesehen, der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels 14 und aus einer Ausgangskenngröße des Lage- und/oder Bewegungs- sensors 36 eine Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt 22 zu ermitteln. Dazu bestimmt die Recheneinheit 12 aus Beschleunigungsinformationen und Lageänderungsinformationen des Lage- und/oder Bewegungssensors 36 durch Integrieren die Gerätebewegung. Des Weiteren weist die Recheneinheit 12 eine Sift-Funktion auf. Die Sift-Funktion ermittelt in dem Bild des Bilderfassungsmittels 14 markante Strukturen 50 des Messobjekts 22. Beispielsweise könnte die Sift-Funktion Mauerritzen, Farbwechsel, Kanten, Ecken, Flecken und/oder andere Strukturen 50 des Messobjekts 22 und anderer im Bilderfassungsbereich des Bilderfassungsmittels 14 angeordneter Objekte erfassen. Die Sift-Funktion bestimmt die Strukturen 50 des Messobjekts 22 in mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern. Aus Messwinkeln zu den Strukturen 50 in mehreren Bildern und Informationen über die Optik berechnet die Recheneinheit 12 ebenfalls eine Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt 22. Die Recheneinheit 12 projiziert mittels der Projektionsvorrichtung 16 anhand der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels 14 den Messpunkt 18 an dem Messobjekt 22 ortsfest, und zwar auch während der Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt 22.
Die Recheneinheit 12 ist dazu vorgesehen, in einem zweiten Betriebszustand mittels des Projektionsrichtungseinstellmittels 30 eine Linie 34 auf das Messobjekt 22 zu projizieren. Dazu schwenkt die Recheneinheit 12 eine Projektionsrichtung der Projektionsvorrichtung 16 oszillierend entlang der Linie 34. An Enden der Linie 34 sind ein erster Messpunkt 18 und ein zweiter Messpunkt 20 angeordnet. Die Recheneinheit 12 ist dazu vorgesehen eine erste, eine zweite und eine dritte Entfernung 24, 25, 26 aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels 14 zu bestimmen. Dazu bestimmt die Recheneinheit 12 einen ersten Messwinkel 48 und einen zweiten Messwinkel 49, in denen von den Messpunkten 18, 20 reflektiertes Licht auf das Bilderfassungsmittel 14 fällt. Die erste Entfernung 24 beschreibt, wie weit der erste Messpunkt 18 von der Projektionsvorrichtung 16 beabstandet angeordnet ist. Die zweite Entfernung 25 be- schreibt, wie weit der zweite Messpunkt 20 von der Projektionsvorrichtung 16 beabstandet angeordnet ist. Die dritte Entfernung 26 beschreibt, wie weit der erste Messpunkt 18 von dem zweiten Messpunkt 20 beabstandet angeordnet ist. Die Recheneinheit 12 ist dazu vorgesehen, aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels 14 und aus einer Ausgangskenngröße des Lage- und/oder Bewegungssensors 36 eine Formkenngröße des Messobjekts 22 zu bestimmen. Dazu weist die Recheneinheit 12 Funktionen eines SLAM-Verfahrens auf. Die Funktionen eines SLAM-Verfahrens bestimmen und speichern eine Form des Messobjekts 22. Dazu erstellen die Funktionen des SLAM-Verfahrens ein Modell des Messobjekts 22. Die
Funktionen eines SLAM-Verfahrens bestimmen, wo das Handentfernungsmessgerät 10 relativ zu dem Modell des Messobjekts 22 angeordnet ist.
Die Figuren 2 bis 7 beschreiben ein Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Handent- fernungsmessgerät 10. Der Bediener richtet die Stirnseite 44 des Handentfernungs- messgeräts 10 auf das Messobjekt 22 aus. Der von der Projektionsvorrichtung 16 ausgesendete Lichtstrahl 27 fällt auf das Messobjekt 22 und markiert dort den ersten Messpunkt 18. Dabei zeigt die Anzeigeeinheit 38 eine erste Entfernung 24 zwischen dem Handentfernungsmessgerät 10 und dem ersten Messpunkt 18 an (Figur 1 ). Wenn ein gewünschter erster Messpunkt 18 markiert ist, betätigt der Bediener eine Taste der
Bedieneinheit 40. Die Recheneinheit 12 analysiert das Bild des Bilderfassungsmittels 14 und sucht markante Strukturen 50 (Figur 2), die in Figur 2 bis 7 durch Kreuze dargestellt sind. Anhand der Strukturen 50 projiziert die Recheneinheit 12 den ersten Messpunkt 18 bei einer Gerätebewegung des Handentfernungsmessgeräts 10 ortsfest auf das Messobjekt 22, solange der erste Messpunkt 18 in einem maximalen Projektions- und Bilderfassungsbereich 47 angeordnet ist (Figur 3).
Durch eine weitere Betätigung einer Taste der Bedieneinheit 40 gibt der Bediener an, dass er den zweiten Messpunkt 20 vermessen will. Anschließend bewegt der Bediener das Handentfernungsmessgerät 10, wobei die Projektionsvorrichtung 16 eine von der
Gerätebewegung abhängende Linie 34 zwischen dem ersten Messpunkt 18 und dem zweiten Messpunkt 20 projiziert. Der Projektionswinkel 33 zu dem zweiten Messpunkt 20 bleibt dabei unverändert (Figur 4). Wenn bei der Gerätebewegung die markanten Strukturen 50 aus dem einem maximalen Projektions- und Bilderfassungsbereich 47 heraus wandern, legt die Recheneinheit 12 neue markante Strukturen 52 fest (Figur 5).
Wenn der erste Messpunkt 18 aus dem einem maximalen Projektions- und Bilderfas- sungsbereich 47 heraus wandert, berechnet die Recheneinheit 12 eine Entfernung 26 zwischen den Messpunkten 18, 20 anhand des Modells des Messobjekts 22. Dabei projiziert die Recheneinheit 12 lediglich einen in dem Projektions- und Bilderfassungsbereich 47 liegenden Teil der Linie 34.
Wenn der zweite Messpunkt 20 an einem gewünschten Punkt des Messobjekts 22 liegt, betätigt der Bediener erneut eine Taste der Bedieneinheit 40. Die Recheneinheit 12 analysiert das Bild des Bilderfassungsmittels 14 und sucht markante Strukturen 54, die in der Nähe des Messpunkts 20 angeordnet sind (Figur 6). Anschließend berechnet die Recheneinheit 12 eine Entfernung 26 zwischen dem ersten und den zweiten Messpunkt 18, 20. Einen Wert der Entfernung 26 projiziert die Recheneinheit 12 neben die Linie 34, hier beispielsweise 50 cm (Figur 7).
In einem Weiteren, nicht näher dargestellten Betriebszustand, stellt der Bediener einen Sollwert der Entfernung 26 der Messpunkte 18, 20 zueinander ein. Die Recheneinheit 12 regelt die Projektionswinkel 32, 33 der Messpunkte 18, 20 so, dass die Länge einer dargestellte Linie 34 dem eingestellten Sollwert entspricht.

Claims

Ansprüche
1 . Handentfernungsmessgerat mit zumindest einer Recheneinheit (12), einem Bilderfassungsmittel (14) und einer Projektionsvorrichtung (16), die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens einen Messpunkt (18, 20) auf ein Messobjekt (22) projiziert, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine Entfernung (24, 25, 26) des Messpunkts (18, 20) zumindest aus einer Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) zu bestimmen.
2. Handentfernungsmessgerat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine Entfernung (24, 25, 26) des Messpunkts (18, 20) zumindest aus einem Abstand (28) des Bilderfassungsmittels (14) zu der Projektionsvorrichtung (16) zu bestimmen.
3. Handentfernungsmessgerat nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (16) bei einer Messung einen unmodellierten Lichtstrahl (27) aussendet.
4. Handentfernungsmessgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (16) ein Projektionsrichtungs- einstellmittel (30) aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand einen Projektionswinkel (32, 33) verändert.
5. Handentfernungsmessgerat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, anhand der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) den Messpunkt (18, 20) an dem Messobjekt (22) während zumindest einer Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt (22) ortsfest zu projizieren.
6. Handentfernungsmessgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, zumindest aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) wenigstens eine Gerätebewegung relativ zu dem Messobjekt (22) zu ermitteln.
7. Handentfernungsmessgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand mittels des Projektionsrichtungseinstellmittels (30) wenigstens eine Linie (34) auf das Messobjekt (22) zu projizieren.
8. Handentfernungsmessgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Lage- und/oder Bewegungssensor (36), der in zumindest einem Betriebszustand eine Gerätelage und/oder eine Gerätebewegung erfasst.
9. Handentfernungsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) dazu vorgesehen ist, wenigstens aus der Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) zumindest eine Formkenngröße des Messobjekts (22) zu bestimmen.
10. Verfahren mit einem Handentfernungsmessgerät (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest eine Recheneinheit (12), ein Bilderfassungsmittel (14) und eine Projektionsvorrichtung (16) umfasst, die in zumindest einem Betriebszustand wenigstens einen Messpunkt (18, 20) an ein Messobjekt (22) projiziert, wobei die Recheneinheit (12) eine Entfernung (24, 25, 26) des Messpunkts (18, 20) zumindest aus einer Ausgangskenngröße des Bilderfassungsmittels (14) bestimmt.
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