EP3237842A1 - Verfahren zum detektieren eines messbereiches in einem untergrund - Google Patents

Verfahren zum detektieren eines messbereiches in einem untergrund

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Publication number
EP3237842A1
EP3237842A1 EP15822934.4A EP15822934A EP3237842A1 EP 3237842 A1 EP3237842 A1 EP 3237842A1 EP 15822934 A EP15822934 A EP 15822934A EP 3237842 A1 EP3237842 A1 EP 3237842A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detector
detector device
detection field
detected
control device
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Withdrawn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
EP15822934.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Gogolla
Dietmar Schoenbeck
Sascha Korl
Jens Neumann
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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 Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3237842A1 publication Critical patent/EP3237842A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/15—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting a measuring range in a substrate according to the preamble of claim 1.
  • a device for detecting objects in a subsoil comprises a detector device, a localization device and a control device.
  • the operator moves the detector device across the ground, the detector device performing a series of measurements.
  • the localization device regularly determines the current position of the detector device during the measuring operation.
  • the measurement data of the detector device and the position data of the localization device are transmitted to the control device, which assigns and stores the measurement and position data.
  • the measurement and location data can be further processed by the control device and displayed for example on a screen.
  • the object of the present invention is the development of a method for detecting a measuring range in a background.
  • the method for detecting a measuring region in a substrate by means of a device which has a detector device with a detection field, a localization device and a control device is characterized in that: ⁇ in a first step a to be detected measuring range with a starting position and target coordinates is selected, the dimensions of the to be detected measurement range are larger than the detection field of the detector device,
  • ⁇ the start position to be detected measurement range are compared by the control device with the current detection area of the detector device in a fourth step.
  • the method according to the invention is concerned with detecting a measuring range in a background and detecting objects embedded in the ground.
  • object encompasses all elements that are arranged in a subfloor Examples of objects which are determined by means of the detector device are power lines, broadcasting lines, conduits, water pipes, heating pipes and reinforcing iron.
  • an adjustment instruction for the detector device is calculated by the control device from the current position of the detector device and the start position of the measurement range to be detected and displayed on a display device.
  • the adjustment instruction instructs the operator how to move the detector device over the ground.
  • the control device issues a control command to carry out at least one measurement in the background to the detector device.
  • the method has the advantage that the triggering of the measurements is controlled by the control device.
  • an operating instruction to stop the detector device is produced by the control device and displayed on a display device.
  • the control device issues a control command to perform at least one measurement in the ground to the detector device when the start position of the measurement range to be detected is arranged within the current detection field and does not move the detector device.
  • an adjustment instruction for the detector device is calculated from the coordinates of the measuring range to be detected and the current position of the detector device by the control device and displayed on a display device. The adjustment instruction instructs the operator how to move the detector device over the ground.
  • measurements are preferably carried out in the background at a measuring frequency, and the measured values are transmitted from the detector device to the control device at a first transmission frequency.
  • the current position of the detector device is determined by a localization frequency of the localization device and the position data is transmitted at a transmission frequency from the localization device to the control device.
  • control device issues a control command to interrupt the execution of measurements in the underground to the detector device if the coordinates of the measuring range to be detected are arranged outside the current detection field.
  • the measurements with the detector device are carried out only when the detector device is correctly positioned and the coordinates of the measuring range are in the detection field of the detector device.
  • an adjustment instruction for the detector device is particularly preferably calculated and displayed on a display device.
  • the adjustment instruction instructs the operator how to move the detector device over the ground.
  • the control device issues a control command for carrying out at least one measurement in the underground to the detector device if the coordinates of the measuring range to be detected are arranged within the current detection field.
  • the method has the advantage that the triggering of the measurements is controlled by the control device. The measurements are only carried out when the detector device is correctly positioned and the coordinates of the measuring range are in the detection field of the detector device.
  • the detector device is guided at least twice over the measuring range to be detected, whereby first measurements with first detection parameters and second measurements with second detection parameters are carried out by means of the detector device.
  • first measurements with first detection parameters and second measurements with second detection parameters are carried out by means of the detector device.
  • the method according to the invention is additionally characterized in that, in the second step, by means of the localization device in addition to the current position of the detector device, a current orientation of the detector device is determined.
  • a current orientation of the detector device is determined in the third step.
  • the current detection field of the detector device is determined by the control device from the current position and the current orientation of the detector device.
  • the current orientation of the detector device is additionally taken into account in all method steps of the method according to the invention which make use of the current position of the detector device.
  • FIG. 1 the application of a device for detecting a measuring range in a background wall formed as a back wall with a detector device, a localization device and a control device;
  • FIG. 2 the rear wall of FIG. 1 with a measuring range to be detected
  • FIG. 3 shows the interaction of the detector device, the localization device and the control device of FIG. 1 in the form of a block diagram
  • FIG. 4 shows an embodiment variant of the method according to the invention for detecting a measuring range in the form of a flowchart.
  • FIG. 1 shows a device 10 for carrying out the method according to the invention for checking object properties of an object in a substrate.
  • object encompasses all elements which are arranged in a subfloor.
  • the device 10 comprises a detector device 11, a localization device 12 and a control device 13.
  • the detector device 1 1, localization device 12 and control device 13 are designed as separate components.
  • the detector device 11 is designed as a hand-held detector device, which is moved over the substrate during the measurement.
  • detector devices In detector devices, a distinction is made between held and guided detector devices; a held detector device is held during the measurement without feed movement over the substrate to be detected, and a guided detector device is guided during the measurement along a linear path or in any path over the substrate to be detected.
  • the method according to the invention will be described with reference to a measuring task in an interior 14.
  • the interior 14 consists of a bottom 15, a left and right side wall 16, 17, a rear wall 18 and a ceiling 19.
  • the boundaries 15-19 of the inner space 14 are summarized under the term "underground”.
  • the interior space 14 is spanned by a three-dimensional coordinate system X, Y, Z whose coordinate natensprsprung (0, 0, 0) in the left lower corner between bottom 15, left side wall 16 and rear wall 18 is arranged.
  • FIG. 2 shows the rear wall 18 of the inner space 14 with a measuring area 21 to be detected.
  • the rear wall 18 lies in the XY plane of the coordinate system and has a width B in the X direction and a height H in the Y direction.
  • the detector device 1 1 Before 1 1 measurements are performed by means of the detector device, the detector device 1 1 must be positioned over the measuring range 21. For this purpose, by means of the localization device 12, the current position P act with the coordinates x.sub.act , y.sub.act , z.sub.actu of the detector device 11 in the interior 14 is determined.
  • the current position P act of the detector device 1 1 is determined by means of two localization marks 22A, 22B.
  • the localization marks 22A, 22B are mounted on top of the detector device 11. From the current position P act of the detector device 11, the control device 13 determines a current detection field 23 of the detector device 11. There is a known relationship between the positions of the localization marks 22A, 22B and the detection field 23 of the detector device 11.
  • a current orientation O akt of the detector device 1 1 can likewise be determined with the aid of the localization marks 22A, 22B.
  • the control device 13 After the control device 13 has determined the current detection field 23 of the detector device 1 1, the starting position of the measuring range 21 is compared by the control device 13 with the current detection field 23 of the detector device 1 1.
  • the measuring area 21 is rectangular and formed by four vertices E u! , EQ i, E or , E ur limited.
  • the starting points of the measuring range 21 are the corner points.
  • FIG. 3 shows the structure and the interaction of the detector device 1 1, the localization device 12 and the control device 13 in the form of a block diagram.
  • the detector device 1 1, localization device 12 and control device 13 are formed in the exemplary embodiment as separate components that can communicate with each other via communication links.
  • the detector device 1 1 and the control device 13 can be connected to one another via a first communication connection 31.
  • the control device 13 can be connected to the localization device 12 via a second communication connection 32.
  • the communication connections can be designed as wireless communication links, for example as radio, infrared, Bluetooth, WLAN or Wi-Fi connections, or as wired communication links. In addition to the listed wireless connection technologies, all known and future wireless connection technologies for data and image transmission are suitable.
  • the control device 13 comprises a housing 33, in which an operating device 34 and a display device 35 are integrated.
  • the operating device 34 and the display device 35 can, as shown in FIG. 2 shown formed as separate parts or shared, for example, integrated into a touch screen.
  • the control device 13 also has an evaluation and control element 36, a memory element 37 and a first transmitting and receiving element 38.
  • the detector device 1 1 comprises a sensor device 41, a control element 42 for controlling the sensor device 41 and a second transmitting and receiving element 43. Starting from the first transmitting and receiving element 38 of the control device 13, the first communication connection to the second transmitting and receiving element 43 of the detector device 1 1 constructed. The control commands for the detector device 1 1 are transmitted from the control device 13 via the first communication link 31 to the control element 42 of the detector device 23.
  • the sensor device has a single sensor element or a plurality of sensor elements; the sensor elements can be designed as inductive sensors, capacitive sensors, radar sensors, magnetic field sensors or other sensors suitable for detecting objects in surfaces.
  • the localization device 12 comprises a measuring device 44, a control and evaluation element 45 for controlling the measuring device 44 and for evaluating the measured values and a third transmitting and receiving element 46.
  • the localization device 12 is for example a total station and the measuring device 44 a distance and Angle measuring device formed. Starting from the first transmitting and receiving element 38 of the control device 13, the second communication link 32 is constructed to the third transmitting and receiving element 46 of the localization device 12.
  • FIG. 4 shows the method according to the invention for detecting a measuring range in a background with reference to a flow chart. The method is based on the measuring range 21 of FIG. 2, which is arranged in the rear wall 18.
  • the operator selects in a step S01 by means of the operating device 34 to be detected measuring range 21 with the start position E u i and the coordinates; the measuring area 21 is loaded into the control device 13 in a step S02.
  • the operator can specify one of the corner points as the start position, or the control device 13 decides during the execution of the method which of the corner points is closer, and defines this as the start position.
  • the lower left end point E u i of the measuring range 21 is defined as the starting position.
  • the operator starts the execution of the process in a step S03.
  • the localization device 12 determines in a step S04 the current position P ak and current orientation O ak t of the detector device 1 1 on the rear wall 18, which is transmitted from the localization device 12 to the control device 13 in a step S05 .
  • the control device 13 determines from the current position and orientation P akt , O ak t the current detection field 23 of the detector device 1 1 and compares the start position in a step S07 with the current detection field 23. In this case, the control device 13 checks in step S07 Whether the starting position E u i of the measuring range 21 to be detected is arranged within the current detection field 23.
  • step S04 If the start position E u i of the measuring range 21 is arranged outside the current detection field 23 (N in S07), the control device 13 creates the current position and orientation P act , O ak t of the detector device 1 1 and the start position E u in a step S08 i is an adjustment instruction for the detector device 1 1, which is displayed on the display device 35.
  • the method according to the invention is continued with step S04.
  • the control device 13 issues a control command to the detector device 1 1 in a step S09 to take measurements at a measurement frequency in the ground 18, and determines in a step S10 from the current position and orientation P act , O ak t and the coordinates of the measuring range 21 an adjustment instruction how the detector device 1 1 is to be moved over the measuring range to be detected 21.
  • the localization device 12 determines the current position and orientation P akt , O akt with a localization frequency and transmits the position data to the control device 13.
  • the control device 13 determines from the current position and orientation P akt , O akt the current detection field 23 and compares the coordinates of the measuring range 21 to be detected with the current detection field 23 in a step S12.
  • step S1 If the coordinates of the measuring range 21 are arranged within the current detection field 23 (J in S12), the method according to the invention is continued with step S1 1. If the coordinates of the measuring area 21 are arranged outside the current detection field 23 (N in S12), the control device 13 issues a control command to the detector device 11 in a step S13 to interrupt the measurements in the underground 18. The control device 13 determines in a step S14 from the current position and orientation P act , O act of the detector device 1 1 and the coordinates of the measuring range 21, an adjustment, which is displayed on the display device 35.
  • the current position and orientation P act , O act of the detector device 1 1 are determined in a step S15 by the localization device 12 and transmitted to the control device 13.
  • the control device 13 determines from the current position in a step S16.
  • step S14 If the coordinates of the measuring area 21 are arranged outside the current detection field 23 (N in S17), the method according to the invention is continued with step S14. If the coordinates of the measuring area 21 are arranged within the current detection field 23 (J in S17), the control device 13 generates in a step S18 a control command to the detector device 11 to continue the measurements in the underground 18. The method according to the invention is continued with step S.

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Abstract

Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund (18) mittels einer Vorrichtung (10), die eine Detektoreinrichtung (11) mit einem Detektionsfeld, eine Lokalisierungseinrichtung (12) und eine Kontrolleinrichtung (13) aufweist, wobei: - in einem ersten Schritt ein zu detektierender Messbereich (21) mit einer Startposition und Koordinaten ausgewählt wird,wobei die Abmessungen des zu detektierenden Messbereiches grösser sind als das Detektionsfeld der Detektoreinrichtung (11), - in einem zweiten Schritt mittels der Lokalisierungseinrichtung (12) eine aktuelle Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (11) bestimmt wird, - in einem dritten Schritt von der Kontrolleinrichtung (13) aus der aktuellen Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (11) ein aktuelles Detektionsfeld bestimmt wird, und - in einem vierten Schritt die Startposition des zu detektierenden Messbereiches von der Kontrolleinrichtung (13) mit dem aktuellen Detektionsfeld verglichen wird.

Description

Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus DE 20 2010 016 564 U1 ist eine Vorrichtung zum Detektieren von Objekten in einem Untergrund bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Detektoreinrichtung, eine Lokalisierungseinrichtung und eine Kontrolleinrichtung. Der Bediener bewegt die Detektoreinrichtung über den Untergrund, wobei die Detektoreinrichtung eine Reihe von Messungen ausführt. Die Lokalisierungseinrichtung ermittelt während des Messbetriebs regelmäßig die aktuelle Position der Detektoreinrichtung. Die Messdaten der Detektoreinrichtung und die Positionsdaten der Lokalisierungseinrichtung werden an die Kontrolleinrichtung übermittelt, die die Mess- und Positionsdaten zuordnet und speichert. Die Mess- und Ortsdaten können von der Kontrolleinrichtung weiter verarbeitet und beispielsweise auf einem Bildschirm dargestellt werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in einem Untergrund mittels einer Vorrichtung, die eine Detektoreinrichtung mit einem Detektionsfeld, eine Lokalisierungseinrichtung und eine Kontrolleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass: ■ in einem ersten Schritt ein zu detektierender Messbereich mit einer Startposition und Soll-Koordinaten ausgewählt wird, wobei die Abmessungen des zu detektierenden Messbereiches grösser sind als das Detektionsfeld der Detektoreinrichtung,
■ in einem zweiten Schritt mittels der Lokalisierungseinrichtung eine aktuelle Position der Detektoreinrichtung bestimmt wird,
■ in einem dritten Schritt von der Kontrolleinrichtung aus der aktuellen Position der Detektoreinrichtung ein aktuelles Detektionsfeld bestimmt wird und
■ in einem vierten Schritt die Startposition des zu detektierenden Messbereiches von der Kontrolleinrichtung mit dem aktuellen Detektionsfeld der Detektoreinrichtung ver- glichen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren befasst sich damit, einen Messbereich in einem Untergrund zu detektieren und Objekte, die im Untergrund eingebettet sind, zu erfassen. Unter dem Begriff Objekt" werden sämtliche Elemente, die in einem Untergrund angeordnet sind, zusammengefasst. Beispiele für Objekte, die mittels der Detektoreinrichtung bestimmt wer- den, sind Stromleitungen, Rundfunkleitungen, Leerrohre, Wasserleitungen, Heizungsrohre und Armierungseisen.
Wenn die Startposition außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes angeordnet ist, wird aus der aktuellen Position der Detektoreinrichtung und der Startposition des zu detektierenden Messbereiches von der Kontrolleinrichtung eine Verstellanweisung für die Detektoreinrich- tung berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Durch die Verstellanweisung wird der Bediener angeleitet, wie die Detektoreinrichtung über den Untergrund zu bewegen ist.
Wenn die Startposition des zu detektierenden Messbereiches innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes angeordnet ist, wird von der Kontrolleinrichtung ein Steuerbefehl, mindestens ei- ne Messung im Untergrund auszuführen, an die Detektoreinrichtung erteilt. Das Verfahren hat den Vorteil, dass das Auslösen der Messungen von der Kontrolleinrichtung gesteuert wird.
Wenn die Startposition des zu detektierenden Messbereiches innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes angeordnet ist, wird von der Kontrolleinrichtung eine Bedienungsanweisung, die Detektoreinrichtung anzuhalten, erstellt und auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Besonders bevorzugt wird von der Kontrolleinrichtung ein Steuerbefehl, mindestens eine Messung im Untergrund auszuführen, an die Detektoreinrichtung erteilt, wenn die Startposition des zu detektierenden Messbereiches innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes angeordnet ist und die Detektoreinrichtung nicht bewegt. Besonders bevorzugt wird während der Messung mit der Detektoreinrichtung aus den Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches und der aktuellen Position der Detektoreinrichtung von der Kontrolleinrichtung eine Verstellanweisung für die Detektoreinrichtung berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Durch die Verstellanweisung wird der Bediener angeleitet, wie die Detektoreinrichtung über den Untergrund zu bewegen ist.
Bevorzugt werden mittels der Detektoreinrichtung mit einer Messfrequenz Messungen im Untergrund ausgeführt und die Messwerte mit einer ersten Übertragungsfrequenz von der Detektoreinrichtung an die Kontrolleinrichtung übermittelt.
Besonders bevorzugt wird die aktuelle Position der Detektoreinrichtung mit einer Lokalisie- rungsfrequenz von der Lokalisierungseinrichtung bestimmt und die Positionsdaten mit einer Übertragungsfrequenz von der Lokalisierungseinrichtung an die Kontrolleinrichtung übermittelt werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird von der Kontrolleinrichtung ein Steuerbefehl, die Ausführung von Messungen im Untergrund zu unterbrechen, an die Detektoreinrichtung erteilt, wenn die Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches außerhalb des aktuellen Detek- tionsfeldes angeordnet sind. Die Messungen mit der Detektoreinrichtung werden nur ausgeführt, wenn die Detektoreinrichtung richtig positioniert ist und sich die Koordinaten des Messbereiches im Detektionsfeld der Detektoreinrichtung befinden.
Besonders bevorzugt wird aus der aktuellen Position der Detektoreinrichtung und den Koor- dinaten des zu detektierenden Messbereiches von der Kontrolleinrichtung eine Verstellanweisung für die Detektoreinrichtung berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Durch die Verstellanweisung wird der Bediener angeleitet, wie die Detektoreinrichtung über den Untergrund zu bewegen ist.
Besonders bevorzugt wird von der Kontrolleinrichtung ein Steuerbefehl, mindestens eine Messung im Untergrund auszuführen, an die Detektoreinrichtung erteilt, wenn die Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes angeordnet sind. Das Verfahren hat den Vorteil, dass das Auslösen der Messungen von der Kontrolleinrichtung gesteuert wird. Die Messungen werden nur ausgeführt, wenn die Detektoreinrichtung richtig positioniert ist und sich die Koordinaten des Messbereiches im Detektionsfeld der Detektoreinrichtung befinden.
Besonders bevorzugt wird die Detektoreinrichtung mindestens zweifach über den zu detektierenden Messbereich geführt, wobei mittels der Detektoreinrichtung erste Messungen mit ersten Detektionsparametern und zweite Messungen mit zweiten Detektionsparametern ausgeführt werden. Durch die Messung mit verschiedenen Detektionsparametern können die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messdaten erhöht werden. Unterschiedliche Objekte und Objekteigenschaften im Untergrund erfordern unterschiedliche Detektionsparameter.
In einer Weiterentwicklung ist das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt mittels der Lokalisierungseinrichtung neben der aktuellen Position der Detektoreinrichtung eine aktuelle Orientierung der Detektoreinrichtung bestimmt wird. Besonders bevorzugt wird im dritten Schritt das aktuelle Detektionsfeld der Detektoreinrichtung von der Kontrolleinrichtung aus der aktuellen Position und der aktuellen Orientierung der Detektoreinrichtung bestimmt. Durch die Bestimmung der aktuellen Orientierung wird die Genauigkeit, mit der die Ausrichtung der Detektoreinrichtung bestimmt werden kann, erhöht. Die aktuelle Orientierung der Detektoreinrichtung kann beispielsweise mit Hilfe einer Kamera oder durch Differenzbildung zwischen mehreren bekannten Markierungen, die auf der Detektoreinrichtung angebracht sind, bestimmt werden. Hier eignen sich alle bekannten Methoden, um die Orientierung eines Gegenstandes im Raum zu bestimmen.
Bevorzugt wird die aktuelle Orientierung der Detektoreinrichtung in allen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich berücksichtigt, die die aktuelle Position der Detektoreinrichtung heranziehen.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfin- dung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Es zeigen:
FIG. 1 die Anwendung einer Vorrichtung zum Detektieren eines Messbereiches in ei- nem als Rückwand ausgebildeten Untergrund mit einer Detektoreinrichtung, einer Lokalisierungseinrichtung und einer Kontrolleinrichtung;
FIG. 2 die Rückwand der FIG. 1 mit einem zu detektierenden Messbereich;
FIG. 3 das Zusammenwirken der Detektoreinrichtung, der Lokalisierungseinrichtung und der Kontrolleinrichtung der in FIG. 1 gezeigten Vorrichtung in Form eines Blockdiagramms; und
FIG. 4 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Detektieren eines Messbereiches in Form eines Ablaufdiagramms.
FIG. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen von Objekteigenschaften eines Objektes in einem Untergrund. Unter dem Begriff Objekt" werden sämtliche Elemente, die in einem Untergrund angeordnet sind, zusammengefasst. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Detektoreinrichtung 11 , eine Lokalisierungseinrichtung 12 und eine Kontrolleinrichtung 13. Die Detektoreinrichtung 1 1 , Lokalisierungseinrichtung 12 und Kontrolleinrichtung 13 sind als separate Komponenten ausgebildet, die über Kommunikationsleitungen verbindbar sind und miteinander kommunizieren können. Die De- tektoreinrichtung 1 1 ist als handgeführte Detektoreinrichtung ausgebildet, die während der Messung über den Untergrund bewegt wird.
Bei Detektoreinrichtungen wird zwischen gehaltenen und geführten Detektoreinrichtungen unterschieden; eine gehaltene Detektoreinrichtung wird während der Messung ohne Vorschubbewegung über den zu detektierenden Untergrund gehalten und eine geführte Detek- toreinrichtung wird während der Messung entlang einer linearen Bahn oder in einer beliebigen Bahn über den zu detektierenden Untergrund geführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Messaufgabe in einem Innenraum 14 beschrieben. Der Innenraum 14 besteht aus einem Boden 15, einer linken und rechten Seitenwand 16, 17, einer Rückwand 18 und einer Decke 19. Die Begrenzungen 15-19 des In- nenraumes 14 werden unter dem Begriff "Untergrund" zusammengefasst. Der Innenraum 14 wird von einem dreidimensionalen Koordinatensystem X, Y, Z aufgespannt, dessen Koordi- natenursprung (0, 0, 0) in der linken, unteren Ecke zwischen Boden 15, linker Seitenwand 16 und Rückwand 18 angeordnet ist.
FIG. 2 zeigt die Rückwand 18 des Innenraums 14 mit einem zu detektierenden Messbereich 21. Die Rückwand 18 liegt in der XY-Ebene des Koordinatensystems und weist in X- Richtung eine Breite B und in Y-Richtung eine Höhe H auf.
Bevor mittels der Detektoreinrichtung 1 1 Messungen ausgeführt werden, muss die Detektoreinrichtung 1 1 über den Messbereich 21 positioniert werden. Dazu wird mittels der Lokalisierungseinrichtung 12 die aktuelle Position Pakt mit den Koordinaten xakt, yakt, zakt der Detektoreinrichtung 1 1 im Innenraum 14 bestimmt. Die aktuelle Position Pakt der Detektoreinrich- tung 1 1 wird mit Hilfe von zwei Lokalisierungsmarken 22A, 22B bestimmt. Im Ausführungsbeispiel sind die Lokalisierungsmarken 22A, 22B auf der Oberseite der Detektoreinrichtung 1 1 angebracht. Aus der aktuellen Position Pakt der Detektoreinrichtung 1 1 bestimmt die Kontrolleinrichtung 13 ein aktuelles Detektionsfeld 23 der Detektoreinrichtung 1 1 . Zwischen den Positionen der Lokalisierungsmarken 22A, 22B und dem Detektionsfeld 23 der Detektorein- richtung 1 1 besteht ein bekannter Zusammenhang. Eine aktuelle Orientierung Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 kann ebenfalls mit Hilfe der Lokalisierungsmarken 22A, 22B bestimmt werden. Nachdem die Kontrolleinrichtung 13 das aktuelle Detektionsfeld 23 der Detektoreinrichtung 1 1 bestimmt hat, wird die Startposition des Messbereiches 21 von der Kontrolleinrichtung 13 mit dem aktuellen Detektionsfeld 23 der Detektoreinrichtung 1 1 verglichen. Der Messbereich 21 ist rechteckig ausgebildet und durch vier Eckpunkte Eu!, EQi, Eor, Eur begrenzt. Als Startposition des Messbereiches 21 eignen sich die Eckpunkte.
FIG. 3 zeigt den Aufbau und das Zusammenwirken der Detektoreinrichtung 1 1 , der Lokalisierungseinrichtung 12 und der Kontrolleinrichtung 13 in Form eines Blockdiagramms. Die Detektoreinrichtung 1 1 , Lokalisierungseinrichtung 12 und Kontrolleinrichtung 13 sind im Ausfüh- rungsbeispiel als separate Komponenten ausgebildet, die über Kommunikationsverbindungen miteinander kommunizieren können.
Die Detektoreinrichtung 1 1 und die Kontrolleinrichtung 13 sind über eine erste Kommunikationsverbindung 31 miteinander verbindbar. Die Kontrolleinrichtung 13 ist über eine zweite Kommunikationsverbindung 32 mit der Lokalisierungseinrichtung 12 verbindbar. Die Kom- munikationsverbindungen können als kabellose Kommunikationsverbindungen, beispielsweise als Funk-, Infrarot-, Bluetooth-, WLAN- oder Wi-Fi-Verbindungen, oder als kabelgebundene Kommunikationsverbindungen ausgebildet sein. Neben den aufgeführten kabellosen Verbindungstechnologien eignen sich sämtliche bereits bekannten und zukünftigen kabellosen Verbindungstechnologien zur Daten- und Bildübertragung. Die Kontrolleinrichtung 13 umfasst ein Gehäuse 33, in das eine Bedieneinrichtung 34 und ein Anzeigeeinrichtung 35 integriert sind. Die Bedieneinrichtung 34 und die Anzeigeeinrichtung 35 können wie in FIG. 2 gezeigt als separate Teile ausgebildet oder gemeinsam beispielsweise in einen Touchscreen integriert sein. Die Kontrolleinrichtung 13 weist außerdem ein Auswerte- und Steuerelement 36, ein Speicherelement 37 und ein erstes Sende- und Empfangselement 38 auf.
Die Detektoreinrichtung 1 1 umfasst eine Sensoreinrichtung 41 , ein Steuerelement 42 zur Steuerung der Sensoreinrichtung 41 und ein zweites Sende- und Empfangselement 43. Ausgehend vom ersten Sende- und Empfangselement 38 der Kontrolleinrichtung 13 wird die erste Kommunikationsverbindung zum zweiten Sende- und Empfangselement 43 der Detektoreinrichtung 1 1 aufgebaut. Die Steuerbefehle für die Detektoreinrichtung 1 1 werden von der Kontrolleinrichtung 13 über die erste Kommunikationsverbindung 31 an das Steuerelement 42 der Detektoreinrichtung 23 übermittelt. Die Sensoreinrichtung weist ein einzelnes Sensorelement oder mehrere Sensorelemente auf; die Sensorelemente können als induktive Sensoren, kapazitive Sensoren, Radarsensoren, Magnetfeldsensoren oder als sonstige, zum Detektieren von Objekten in Untergründen geeignete Sensoren ausgebildet sein.
Die Lokalisierungseinrichtung 12 umfasst eine Messeinrichtung 44, ein Steuer- und Auswerteelement 45 zur Steuerung der Messeinrichtung 44 und zur Auswertung der Messwerte sowie ein drittes Sende- und Empfangselement 46. Die Lokalisierungseinrichtung 12 ist bei- spielsweise als Totalstation und die Messeinrichtung 44 als Abstands- und Winkelmesseinrichtung ausgebildet. Ausgehend vom ersten Sende- und Empfangselement 38 der Kontrolleinrichtung 13 wird die zweite Kommunikationsverbindung 32 zum dritten Sende- und Empfangselement 46 der Lokalisierungseinrichtung 12 aufgebaut.
FIG. 4 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches in ei- nem Untergrund anhand eines Ablaufdiagramms. Das Verfahren wird anhand des Messbereiches 21 der FIG. 2 beschrieben, der in der Rückwand 18 angeordnet ist.
Der Bediener wählt in einem Schritt S01 mittels der Bedieneinrichtung 34 den zu detektie- renden Messbereich 21 mit der Startposition Eui und den Koordinaten aus; der Messbereich 21 in einem Schritt S02 in die Kontrolleinrichtung 13 geladen wird. Vor dem Start des Verfah- rens kann der Bediener einen der Eckpunkte als Startposition festlegen oder die Kontrolleinrichtung 13 entscheidet während der Durchführung des Verfahrens, welcher der Eckpunkte näher liegt, und definiert diesen als Startposition. Im Ausführungsbeispiel der FIG. 4 ist der linke untere Endpunkt Eui des Messbereiches 21 als Startposition definiert. Der Bediener startet in einem Schritt S03 die Ausführung des Verfahrens. Nach dem Start in Schritt S03 bestimmt die Lokalisierungseinrichtung 12 in einem Schritt S04 die aktuelle Position Pakt und aktuelle Orientierung Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 auf der Rückwand 18, die in einem Schritt S05 von der Lokalisierungseinrichtung 12 an die Kontrolleinrichtung 13 übermittelt wird. In einem Schritt S06 bestimmt die Kontrolleinrichtung 13 aus der aktuellen Position und Orientierung Pakt, Oakt das aktuelle Detektionsfeld 23 der Detektoreinrichtung 1 1 und vergleicht die Startposition in einem Schritt S07 mit dem aktuellen Detektionsfeld 23. Dabei prüft die Kontrolleinrichtung 13 in Schritt S07, ob die Startposition Eui des zu detektie- renden Messbereiches 21 innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet ist. Ist die Startposition Eui des Messbereiches 21 außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet (N in S07), erstellt die Kontrolleinrichtung 13 in einem Schritt S08 aus der aktuellen Position und Orientierung Pakt, Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 und der Startposition Eui eine Verstellanweisung für die Detektoreinrichtung 1 1 , die auf der Anzeigeeinrichtung 35 dargestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Schritt S04 fortgesetzt. Wenn die Startposition Eui innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet ist (J in S07), erteilt die Kontrolleinrichtung 13 in einem Schritt S09 einen Steuerbefehl an die Detektoreinrichtung 1 1 , mit einer Messfrequenz im Untergrund 18 Messungen auszuführen, und bestimmt in einem Schritt S10 aus der aktuellen Position und Orientierung Pakt, Oakt und den Koordinaten des Messbereiches 21 eine Verstellanweisung, wie die Detektoreinrichtung 1 1 über den zu detektierenden Messbereich 21 zu verfahren ist. Die Lokalisierungseinrichtung 12 bestimmt in einem Schritt S11 die aktuelle Position und Orientierung Pakt, Oakt mit einer Lokalisierungsfrequenz und übermittelt die Positionsdaten an die Kontrolleinrichtung 13. Die Kontrolleinrichtung 13 bestimmt aus der aktuellen Position und Orientierung Pakt, Oakt das aktuelle Detektionsfeld 23 und vergleicht die Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches 21 in einem Schritt S12 mit dem aktuellen Detektionsfeld 23.
Sind die Koordinaten des Messbereiches 21 innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet (J in S12), wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Schritt S1 1 fortgesetzt. Wenn die Koordinaten des Messbereiches 21 außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet sind (N in S12), erteilt die Kontrolleinrichtung 13 in einem Schritt S13 einen Steuerbe- fehl an die Detektoreinrichtung 1 1 , die Messungen im Untergrund 18 zu unterbrechen. Die Kontrolleinrichtung 13 bestimmt in einem Schritt S14 aus der aktuellen Position und Orientierung Pakt, Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 und den Koordinaten des Messbereiches 21 eine Verstellanweisung, die auf der Anzeigeeinrichtung 35 dargestellt wird.
Die aktuelle Position und Orientierung Pakt, Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 werden in einem Schritt S15 von der Lokalisierungseinrichtung 12 bestimmt und an die Kontrolleinrichtung 13 übermittelt. Die Kontrolleinrichtung 13 bestimmt in einem Schritt S16 aus der aktuellen Posi- tion und Orientierung Pakt, Oakt der Detektoreinrichtung 1 1 das aktuelle Detektionsfeld 23 und vergleicht die Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches 21 in einem Schritt S17 mit dem aktuellen Detektionsfeld 23. Dabei prüft die Kontrolleinrichtung 13 in Schritt S17, ob die Koordinaten des zu detektierenden Messbereiches 21 innerhalb des aktuellen Detektionsfel- des 23 angeordnet sind.
Wenn die Koordinaten des Messbereiches 21 außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet sind (N in S17), wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Schritt S14 fortgesetzt. Wenn die Koordinaten des Messbereiches 21 innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes 23 angeordnet sind (J in S17), erstellt die Kontrolleinrichtung 13 in einem Schritt S18 einen Steuerbefehl an die Detektoreinrichtung 1 1 , die Messungen im Untergrund 18 fortzusetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Schritt S fortgesetzt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Detektieren eines Messbereiches (21 ) in einem Untergrund (18) mittels einer Vorrichtung (10), die eine Detektoreinrichtung (1 1 ) mit einem Detektionsfeld (23), eine Lokalisierungseinrichtung (12) und eine Kontrolleinrichtung (13) aufweist, wobei: - in einem ersten Schritt ein zu detektierender Messbereich (21 ) mit einer Startposition (Eui) und Koordinaten (Eui, E0i, Eor, Eur) ausgewählt wird, wobei die Abmessungen des zu detektierenden Messbereiches (21 ) grösser sind als das Detektionsfeld (23) der Detektoreinrichtung (1 1 ),
■ in einem zweiten Schritt mittels der Lokalisierungseinrichtung (12) eine aktuelle Posi- tion (Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) bestimmt wird,
■ in einem dritten Schritt von der Kontrolleinrichtung (13) aus der aktuellen Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) ein aktuelles Detektionsfeld (23) bestimmt wird und
■ in einem vierten Schritt die Startposition des zu detektierenden Messbereiches von der Kontrolleinrichtung (13) mit dem aktuellen Detektionsfeld (23) verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus der aktuellen Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) und der Startposition des zu detektierenden Messbereiches (23) von der Kontrolleinrichtung (13) eine Verstellanweisung für die Detektoreinrichtung (1 1 ) berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung (35) dargestellt wird, wenn die Startposition (Eui) außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinrichtung (13) ein Steuerbefehl, mindestens eine Messung im Untergrund (18) auszuführen, an die Detektoreinrichtung (1 1 ) erteilt wird, wenn die Startposition (Eui) des zu detektierenden Messbereiches innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinrichtung (13) eine Bedienungsanweisung, die Detektoreinrichtung (1 1 ) anzuhalten, erstellt und auf einer Anzeigeeinrichtung (35) dargestellt wird, wenn die Startposition (Eui) des zu detektierenden Messbereiches (21 ) innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinrichtung (13) ein Steuerbefehl, mindestens eine Messung im Untergrund (18) auszuführen, an die
Detektoreinrichtung (1 1 ) erteilt wird, wenn die Startposition des zu detektierenden Messbereiches (21 ) innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet ist und die Detektoreinrichtung (1 1 ) nicht bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Messung mit der Detektoreinrichtung (1 1 ) aus den Koordinaten (Eui, E0i, Eor, Eur) des zu detektierenden Messbereiches (21 ) und der aktuellen Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) von der Kontrolleinrichtung (13) eine Verstellanweisung für die Detektorein- richtung (1 1 ) berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung (35) dargestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Detektoreinrichtung (1 1 ) mit einer Messfrequenz Messungen im Untergrund (18) ausgeführt werden und die Messwerte mit einer ersten Übertragungsfrequenz von der Detektoreinrichtung (1 1 ) an die Kontrolleinrichtung (13) übermittelt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Position (Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) mit einer Lokalisierungsfrequenz von der Lokalisierungseinrichtung (12) bestimmt wird und die Positionsdaten mit einer zweiten Übertragungsfrequenz von der Lokalisierungseinrichtung (12) an die Kontrolleinrichtung (13) übermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinrichtung (13) ein Steuerbefehl, die Ausführung von Messungen im Untergrund (18) zu unterbrechen, an die Detektoreinrichtung (1 1 ) erteilt wird, wenn die Koordinaten (Eui, E0i, Eor, Eur) des zu detektierenden Messbereiches (21 ) außerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus der aktuellen Position
(Pakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) und den Koordinaten (Eui, E0i, Eor, Eur) des zu detektierenden Messbereiches (21 ) von der Kontrolleinrichtung (13) eine Verstellanweisung für die Detektoreinrichtung (1 1 ) berechnet und auf einer Anzeigeeinrichtung (35) dargestellt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinrichtung (13) ein Steuerbefehl, mindestens eine Messung im Untergrund (18) auszuführen, an die Detektoreinrichtung (1 1 ) erteilt wird, wenn die Koordinaten (Eui, E0i, Eor, Eur) des zu detektierenden Messbereiches (21 ) innerhalb des aktuellen Detektionsfeldes (23) angeordnet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (1 1 ) mindestens zweifach über den zu detektierenden Messbereich (23) geführt wird, wobei mittels der Detektoreinrichtung (1 1 ) erste Messungen mit ersten Detektionsparametern und zweite Messungen mit zweiten Detektionsparametern ausgeführt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt mittels der Lokalisierungseinrichtung (12) zusätzlich eine aktuelle Orientierung (Oakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt das aktuel- le Detektionsfeld (27) der Detektoreinrichtung (1 1 ) aus der aktuellen Position (Pakt) und der aktuellen Orientierung (Oakt) der Detektoreinrichtung (1 1 ) bestimmt wird.
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