JP2014527630A - 測定補助器具の空間的な姿勢を決定するための測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
−読み出しの際に得られた露光値が閾値判定基準を満たしているピクセル、特に閾値を上回っているピクセルをフィルタリングするステップ、
−フィルタリングされた、エリアセンサの一つの行における密着した行領域を形成する各ピクセルをピクセルスライスへと統合するステップ、
−各ピクセルスライスに関して各重心配分(部分重心)を求めるステップ、
−結像された少なくとも一つの補助点マーキングに属する各ピクセルスライスが相互に対応付けられるようにピクセルスライスをグループ分けするステップ、
−少なくとも一つの補助点マーキングの少なくとも一つの画像ポジションを、相互に対応付けられている各ピクセルスライスの対応する各重心配分に基づき導出するステップ。
−ピクセルをフィルタリングするステップ、
−フィルタリングされた、エリアセンサの一つの行における密着した行領域を形成する各ピクセルをピクセルスライスへと統合するステップ、
−各重心配分を求めるステップ、
−グループ分けを行うステップ、
−少なくとも一つの補助点マーキングの少なくとも一つの画像ポジションを、相互に対応付けられている各ピクセルスライスの対応する各重心配分に基づき導出するステップ。
Claims (15)
- 少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a,32b)を有している測定補助器具(20)の空間的な姿勢を継続的に決定するための、特にレーザトラッカ(11)を用いる姿勢決定方法であって、
特に、前記測定補助器具(20)は複数の補助点マーキング(22,32,32a,32b)を相互に相対的な固定の既知の空間的な分布で有しており、
前記姿勢決定方法は、
・複数のピクセル(38a−d,42)を有しているエリアセンサ(30,50)を備えているカメラ(12,61)を用いて、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)のカメラ画像(50a)を継続的に検出するステップと、
・その都度の最新の露光値に関して前記ピクセル(38a−d,42)の内の少なくとも幾つかのピクセルが読み出される読み出しプロセスを継続的に実行するステップと、
・その都度の最新の読み出しプロセスの枠内で得られた露光値に依存して、その都度の最新のカメラ画像(50a)において結像された前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に関する少なくとも一つの画像ポジションを継続的に決定するステップと、
・少なくとも一つの最新の画像ポジションに基づき、また特に複数の補助点マーキング(22,32,32a、32b)の相互に相対的な固定の既知の空間的な分布に基づき、前記測定補助器具(20)のその都度の最新の空間的な姿勢を継続的に導出するステップとを備えている、姿勢決定方法において、
・先行して検出された少なくとも一つのカメラ画像(50a)において決定された少なくとも一つの画像ポジションの集合に依存して、前記エリアセンサ(30,50)における少なくとも一つのその都度の最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)を継続的に設定するステップであって、前記少なくとも一つの関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)はそれぞれ、前記エリアセンサ(30,50)の全てのピクセル(38a−d,42)の中から関連する隣接ピクセル(38a−d,42)の限定的なサブセットを規定するステップと、
・前記エリアセンサ(30,50)に設定された前記少なくとも一つの最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)内に位置するピクセル(38a−d,42)に含まれている最新の露光値のみを最大限に考慮して、前記少なくとも一つの最新の画像ポジションを決定するステップと、
を備えていることを特徴とする、姿勢決定方法。 - 前記少なくとも一つの最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)内に位置するピクセル(38a−d,42)のみがその都度読み出されるように、前記その都度の最新の読み出しプロセスを実行する、請求項1に記載の姿勢決定方法。
- 前記少なくとも一つの関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)を設定するために、先行して連続的に検出された複数のカメラ画像(50a)において決定された前記少なくとも一つの画像ポジションの集合から、特にカルマンフィルタに基づき、前記少なくとも一つの最新の画像ポジションに対してそれぞれ一つの期待値を求める、請求項1又は2に記載の姿勢決定方法。
- 前記少なくとも一つの画像ポジションの決定を以下のステップによって行い、即ち、
・読み出しの際に得られた露光値が閾値判定基準を満たしているピクセル(38a−d,42)、特に閾値を上回っているピクセル(38a−d,42)をフィルタリングするステップ、
・フィルタリングされた、前記エリアセンサ(30,50)の一つの行(37a−d,41)における密着した行領域を形成する各ピクセル(38a−d,42)をピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ、
・各ピクセルスライス(39a−d,51a)に関して各重心配分を求めるステップ、
・結像された前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に属する各ピクセルスライス(39a−d,51a)が相互に対応付けられるようにピクセルスライス(39a−d,51a)をグループ分けするステップ、
・相互に対応付けられている各ピクセルスライス(39a−d,51a)の対応する各重心配分に基づき、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)の前記少なくとも一つの画像ポジションを導出するステップ、
によって行い、
特に、前記のフィルタリングするステップ、ピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ(53)及び重心配分を求めるステップを、特にピクセル読み出しクロックレートに相当する比較的高い第1のレートでクロックレートで行い、且つ、前記のグループ分けするステップ及び少なくとも一つの画像ポジションを決定するステップを比較的低い第2のレートで行う、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の姿勢決定方法。 - 少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)を有している測定補助器具(20)の空間的な姿勢を継続的に決定するための測定装置、特にレーザトラッカ(11)であって、
特に、前記測定補助器具(20)は複数の補助点マーキング(22,32,32a,32b)を相互に相対的な固定の既知の空間的な分布で有しており、
前記測定装置は、
・複数のピクセル(38a−d,42)を有しているエリアセンサ(30,50)を備え、且つ、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)のカメラ画像(50a)を継続的に検出するカメラ(12,61)と、
・評価及び制御ユニットとを有しており、
前記評価及び制御ユニットは、
○その都度の最新の露光値に関して前記複数のピクセル(38a−d,42)の内の少なくとも幾つかのピクセルが読み出される、継続的に実行可能な読み出しプロセスを制御するために、且つ、
○その都度の最新の読み出しプロセスの枠内で得られた露光値に依存して、その都度の最新のカメラ画像(50a)において結像された少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に関する少なくとも一つの画像ポジションを継続的に決定するために、且つ、
○少なくとも一つの最新の画像ポジションに基づき、特に複数の補助点マーキング(22,32,32a、32b)の相互に相対的な固定の既知の空間的な分布に基づき、前記測定補助器具(20)のその都度の最新の空間的な姿勢を継続的に導出するために、
構成されている、測定装置において、
前記評価及び制御ユニットは、更に、
・先行して検出された少なくとも一つのカメラ画像(50a)において決定された前記少なくとも一つの画像ポジションの集合に依存して、前記エリアセンサ(30,50)において少なくとも一つのその都度の最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)を継続的に設定するために構成されており、但し、前記少なくとも一つの関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)はそれぞれ、前記エリアセンサ(30,50)の全てのピクセル(38a−d,42)の中から関連する隣接ピクセル(38a−d,42)の限定的なサブセットを規定し、
前記評価及び制御ユニットは、更に、
・少なくとも一つのその都度の最新の画像ポジションの決定に関して、設定された前記少なくとも一つの最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)内に位置する、前記エリアセンサのピクセル(38a−d,42)に含まれている最新の露光値のみを最大限に考慮するために構成されている、
ことを特徴とする、測定装置。 - 前記評価及び制御ユニットは、前記少なくとも一つの最新の関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)内に位置するピクセル(38a−d,42)のみがその都度読み出されるように前記読み出しプロセスを制御するために構成されている、請求項5に記載の測定装置。
- 前記少なくとも一つの関心領域(35a,35b,36a,36b,36c)を設定するために、前記評価及び制御ユニットによって、先行して連続的に検出された複数のカメラ画像(50a)において決定された前記少なくとも一つの画像ポジションの集合から、特にカルマンフィルタに基づき、前記少なくとも一つの最新の画像ポジションに対してそれぞれ一つの期待値を求める、請求項5又は6に記載の測定装置。
- 少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a,32b)を有している測定補助器具(20)の空間的な姿勢を継続的に決定するための、特にレーザトラッカ(11)を用いる姿勢決定方法であって、
特に、前記測定補助器具(20)は複数の補助点マーキング(22,32,32a,32b)を相互に相対的な固定の既知の空間的な分布で有しており、
前記姿勢決定方法は、
・複数のピクセル(38a−d,42)を有しているエリアセンサ(30,50)を備えているカメラ(12,61)を用いて、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)のカメラ画像(50a)を継続的に検出するステップと、
・その都度の最新の露光値に関して前記ピクセル(38a−d,42)の内の少なくとも幾つかのピクセルが読み出される読み出しプロセスを継続的に実行するステップと、
・その都度の最新の読み出しプロセスの枠内で得られた露光値に依存して、その都度の最新のカメラ画像(50a)において結像された前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に関する少なくとも一つの画像ポジションを継続的に決定するステップと、
・少なくとも一つの最新の画像ポジションに基づき、また特に複数の補助点マーキング(22,32,32a、32b)の相互に相対的な固定の既知の空間的な分布に基づき、前記測定補助器具(20)のその都度の最新の空間的な姿勢を継続的に導出するステップとを備えている、姿勢決定方法において、
前記少なくとも一つの画像ポジションの決定を以下のステップによって行い、即ち、
・読み出しの際に得られた露光値が閾値判定基準を満たしているピクセル(38a−d,42)、特に閾値を上回っているピクセル(38a−d,42)をフィルタリングするステップ、
・フィルタリングされた、前記エリアセンサ(30,50)の一つの行(37a−d,41)における密着した行領域を形成する各ピクセル(38a−d,42)をピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ(53)、
・各ピクセルスライス(39a−d,51a)に関して各重心配分を求めるステップ、
・結像された少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に属する各ピクセルスライス(39a−d,51a)が相互に対応付けられるようにピクセルスライス(39a−d,51a)をグループ分けするステップ、
・相互に対応付けられている各ピクセルスライス(39a−d,51a)の対応する各重心配分に基づき、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)の前記少なくとも一つの画像ポジションを導出するステップ、
によって行うことを特徴とする、姿勢決定方法。 - ・前記読み出しプロセスの枠内で、前記エリアセンサ(30,50)をピクセル(38a−d,42)毎且つ行(37a−d,41)毎に所定のピクセル読み出しレートで読み出し、
・遅くとも各行(37a−d,41)の読み出しが完了した直後に、既に当該各行(37a−d,41)に関して、前記少なくとも一つの画像ポジションの決定の枠内で行われる、前記のフィルタリングするステップ、統合するステップ(53)、及び、各重心配分を求めるステップを開始及び実行し、
特に、前記のフィルタリングするステップ、ピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ(53)及び重心配分を求めるステップを、特にピクセル読み出しレートに相当する比較的高い第1のレートでクロック制御し、且つ、前記のグループ分けするステップ及び画像ポジションを決定するステップを比較的低い第2のレートでクロック制御する、請求項8に記載の姿勢決定方法。 - 少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)を有している測定補助器具(20)の空間的な姿勢を継続的に決定するための測定装置、特にレーザトラッカ(11)であって、
特に、前記測定補助器具(20)は複数の補助点マーキング(22,32,32a,32b)を相互に相対的な固定の既知の空間的な分布で有しており、
前記測定装置は、
・複数のピクセル(38a−d,42)を有しているエリアセンサ(30,50)において、前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)のカメラ画像(50a)を継続的に形成するカメラ(12,61)と、
・評価及び制御ユニットとを有しており、
前記評価及び制御ユニットは、
○その都度の最新の露光値に関して、前記エリアセンサ(30,50)の前記複数のピクセル(38a−d,42)の内の少なくとも幾つかのピクセルが読み出される、継続的に実行可能な読み出しプロセスを制御するために、且つ、
○その都度の最新の読み出しプロセスの枠内で得られた露光値に依存して、その都度の最新のカメラ画像(50a)において結像された少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)の少なくとも一つの画像ポジションを継続的に決定するために、且つ、
○少なくとも一つの最新の画像ポジションに基づき、特に複数の補助点マーキング(22,32,32a、32b)の相互に相対的な固定の既知の空間的な分布に基づき、前記測定補助器具(20)のその都度の最新の空間的な姿勢を継続的に導出するために、
構成されている、測定装置において、
前記評価及び制御ユニットは以下のステップ、即ち、
・読み出しの際に得られた露光値が閾値判定基準を満たしているピクセル(38a−d,42)、特に閾値を上回っているピクセル(38a−d,42)をフィルタリングするステップ、
・フィルタリングされた、前記エリアセンサ(30,50)の一つの行(37a−d,41)における密着した行領域を形成する各ピクセル(38a−d,42)をピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ(53)、
・各ピクセルスライス(39a−d,51a)に関して各重心配分を求めるステップ、
・結像された少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)に属する各ピクセルスライス(39a−d,51a)が相互に対応付けられるようにピクセルスライス(39a−d,51a)をグループ分けするステップ、
・前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)の前記少なくとも一つの画像ポジションを、相互に対応付けられている各ピクセルスライス(39a−d,51a)の対応する各重心配分に基づき導出するステップ、
を前記少なくとも一つの画像ポジションの決定の枠内で自動的に実行するために構成されており、
特に、前記の複数のステップは相応に事前にプログラミングされたFPGA又はASICによって自動的に実行されることを特徴とする測定装置。 - 前記カメラ(12,61)は可変の焦点距離を備えた光学系を有しており、前記焦点距離(従って前記カメラ(12,61)の結像比率)は、前記測定補助器具(20)が距離に依存せずに実質的に一定の範囲で前記エリアセンサ(30,50)に結像されるように、前記評価及び制御ユニットによって自動的に制御されて継続的に変更され、特に、前記カメラ(12,61)は、可変の焦点幅及び焦点調節部を有しているズームレンズ又は単焦点レンズを有している、請求項5乃至7のいずれか一項又は請求項10に記載の測定装置。
- 前記測定装置は更に、
・柱脚と、
・前記柱脚に対する前記カメラ(12,61)の配向を機械的に変化させるための調整手段と、
・前記カメラ(12,61)のその都度の最新の配向を継続的に検出するための角度測定手段と、
を有しており、
前記評価及び制御ユニットは、前記カメラ(12,61)の配向の変化を継続的に制御するために、前記カメラ(12,61)が継続的に前記測定補助器具(20)へと配向されるように構成されている、請求項5乃至7のいずれか一項、若しくは請求項10又は11に記載の測定装置。 - 前記測定装置はレーザトラッカ(11)として構成されており、更に、
・前記測定補助器具(20)に設けられているレトロリフレクタ(21)までの距離を測定するための、照準線の方向において測定される、少なくとも一つの光学的な距離測定装置と、
・前記柱脚に対する前記照準線の配向を機械的に変化させるための調整手段と、
・前記照準線のその都度の最新の配向を継続的に検出するための角度測定手段と、
・前記測定補助器具(20)の前記レトロリフレクタ(21)を前記照準線を用いて追跡し、該照準線を継続的に前記レトロリフレクタ(21)へと配向させる測定及び制御回路と、
を有している、請求項12に記載の測定装置。 - 測定システムにおいて、
該測定システムは、
・請求項5乃至7又は請求項10乃至13のいずれか一項に記載の測定装置と、
・少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a,32b)、特に光点を有している測定補助器具(20)と、
から構成されており、
特に、前記測定補助器具(20)は複数の補助点マーキング(22,32,32a,32b)を相互に相対的な固定の既知の空間的な分布で有しており、
特に、前記測定補助器具(20)は前記少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a,32b)の他にレトロリフレクタ(21)を有している、
ことを特徴とする、測定システム。 - 機械読み出し可能な担体に記憶されているプログラムコードを備えているコンピュータプログラム製品において、
前記プログラムコードは、
・請求項1乃至4のいずれか一項に記載の姿勢決定方法を制御又は実行するためのプログラムコードであるか、
又は、
・特にプログラムがFPGA又はASICにおいて実行される場合には、請求項8又は9に記載の姿勢決定方法の、少なくとも一つの画像ポジションの決定の枠内で行われる、
○ピクセル(38a−d,42)をフィルタリングするステップ、
○フィルタリングされた、前記エリアセンサ(30,50)の一つの行(37a−d,41)における密着した行領域を形成する各ピクセル(38a−d,42)をピクセルスライス(39a−d,51a)へと統合するステップ(53)、
○各重心配分を求めるステップ、
○グループ分けするステップ、
○少なくとも一つの補助点マーキング(22,32,32a、32b)の少なくとも一つの画像ポジションを、相互に対応付けられている各ピクセルスライス(39a−d,51a)の対応する各重心配分に基づき導出するステップ、
を実行するためのプログラムコードである、
ことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
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