JP2016048239A - 物体の３ｄ座標を測定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体の３Ｄ座標を測定するための方法および装置を提供する。
【解決手段】物体（１）の３Ｄ座標を測定するための方法の場合、物体（１）の一部表面が３Ｄ測定器（２）によって撮影され、物体（１）のこの一部表面の３Ｄ座標が測定される。物体（１）の他の一部表面が３Ｄ測定器（２）によって撮影され、この一部表面の３Ｄ座標が測定される。物体（１）の一部表面の３Ｄ座標が処理装置（３）によって合成される。この方法を改良するために、物体（１）の１つまたは複数の一部表面の写真および／または３Ｄ座標が、データメガネ（４）に表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体の３Ｄ座標を測定するための方法と、物体の３Ｄ座標を測定する装置を較正するための方法と、このような方法を実施するための装置に関する。

特許文献１から、物体の表面の３Ｄ座標を測定するための方法が知られている。この方法の場合には、物体の一部表面の３Ｄ座標が３Ｄ測定器によって測定される。この３Ｄ測定器は検出器を備え、この検出器の位置は追跡システムによって測定される。３Ｄ測定器によって、物体の他の一部表面の３Ｄ座標が測定される。物体の一部表面の３Ｄ座標は処理装置によって合成される。

特許文献２から、物体の３Ｄ座標を測定するための方法が知られている。この方法の場合には、物体が基準マークを有する複数の基準リンクによって取り囲まれている。その都度物体の一部と基準リンクの一部が含まれるように、物体の複数の写真が撮影される。

特許文献３は、物体の表面の３Ｄ座標を測定するための方法を開示している。この方法の場合には、物体データを得るために、物体の表面がスキャナによって走査される。位置データを得るために、例えば追跡システムによって、スキャナの位置と向きが測定される。

特許文献４から、物体の３Ｄ座標を測定するための方法が知られている。この方法の場合には、物体は基準マークの領域の前に位置決めされる。物体は装置によって撮影される。この装置はパターンを物体に投影するためのプロジェクタと、このプロジェクタに連結されたカメラとを備えている。基準マークの領域の１個または複数の基準マークが１個または複数の基準カメラによって撮影される。

特許文献５から、物体の３Ｄ座標を測定するための方法が知られている。この方法の場合には、パターンが物体に投影され、物体から反射した光がカメラによって撮影され、そしてカメラによって撮影された写真が評価される。さらに、物体上または物体の隣の基準マークが基準カメラによって撮影される。この場合、基準カメラはカメラよりも大きな視野を有する。

独国特許第１０２００５０４３９１２Ｂ４号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０３２２６２Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００１８９７９Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１０１１３６０Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１１１４６７４Ａ１号明細書

本発明の課題は、冒頭に記載した種類の改良された方法と改良された装置を提供することである。

この課題は本発明に従い、物体の３Ｄ座標を測定するための方法において、請求項１の特徴によって解決される。この方法において、物体の一部表面が３Ｄ測定器によって撮影され、物体のこの一部表面の３Ｄ座標が測定される。続いて、物体の一つまたは複数の他の一部表面が３Ｄ測定器によって撮影され、この一部表面の３Ｄ座標が測定される。写真は立像の形にあるいはビデオ写真として撮影可能である。物体の一部表面の３Ｄ座標は処理装置によって合成される。一部表面の３Ｄ座標の合成は上位の（絶対的な）座標系で行うことができる。

本発明では、物体の１つまたは複数の一部表面の写真および／または３Ｄ座標が、データメガネに表示される。データメガネは操作人によって持ち運び可能である。写真は立像の形にまたはビデオ写真として表示可能である。写真が立像としておよび／またはビデオ写真および／または３Ｄ座標としてデータメガネで再生させられることにより、操作人にとって方法の取り扱いが容易になる。

データメガネは、物体の３Ｄ座標を測定するための方法および装置との、改善された新規な相互作用を可能にする。利点は、３Ｄ測定器の位置決めのため、データ呼出しのためおよび／または方法または装置の制御のために、操作人の手を自由に使えることにある。データメガネは少なくとも１個のディスプレイを備えることができ、このディスプレイを介して操作人のための情報を表示することができる。操作人は勿論、バーチャルリアリティメガネと比べて、環境をさらに感じることができる。なぜなら、データメガネのディスプレイが視野の一部しか覆わずおよび／または半透明であるからである。

データメガネは画像またはビデオを撮影可能なカメラを備えることができる。この画像またはビデオは評価可能であり、そして好ましくは他のデータと重ねて、データメガネのディスプレイに表示することができる。この方法は「補強されたリアリティ」とも呼ばれる。データメガネの操作は、データメガネのフレームに配置可能なキーまたはタッチセンサを介しておよび／またはデータメガネに設けられたマイクロホンによって行うことができる音声入力を介して行うことができる。他の機器、例えば腕時計（スマートウォッチ）および／または遠隔操作装置と組み合わせることも可能である。データをデータメガネからおよび／またはデータメガネへ伝送することができ、特に無線で、とりわけＷＬＡＮで伝送することができる。処理装置、特にＰＣおよび／またはデータの評価を行うことができるインターネットのサーバとデータ交換を行うことができる。

有利な発展形態が従属請求項に記載されている。

３Ｄ測定器が物体にパターンを投影するためのプロジェクタと、物体の画像を撮影するためのカメラを備えていると有利である。カメラは２個以上設けることができる。パターンは縞パターンだと有利である。パターンは白い光のパターンとして、特に白い光の縞パターンとして、物体に投影可能である。プロジェクタとカメラが互いに固定連結されていると有利である。プロジェクタとカメラによって形成されたユニットは３Ｄセンサとも呼ばれる。

他の有利な発展形態では、基準マークが撮影される。基準マークは、物体の画像も撮影するカメラによって撮影可能である。基準マークの撮影のために、それとは別個のカメラを設けることができる。別個のカメラは好ましくはプロジェクタとカメラにまたは３Ｄセンサに固定連結されている。基準マークは物体上に設けることができる。基準マークは勿論、物体上にまたは物体の隣に取り付けることができる。

他の有利な発展形態では、カメラまたは３Ｄセンサの位置と向きが追跡システムによって測定される。

他の有利な発展形態は、３Ｄ測定器がスキャナを備え、このスキャナの位置と向きが追跡システムによって測定されることを特徴とする。スキャナは点スキャナまたは線スキャナまたは面スキャナまたは接触スキャナ（タッチプローブ）であってもよい。スキャナは追跡システムによって認識可能な検出器、特に赤外線検出器を備えることができる。

他の有利な発展形態では、３Ｄ測定器が探触子を備え、この探触子の位置が追跡システムによって測定される。探触子は好ましくはタッチプローブとも呼ばれる測定プローブに設けられている。探触子としては特に探触球が適しているが、他の形の探触子でもよい。

他の有利な発展形態は、３Ｄ測定器が写真測量カメラを備えていることと、物体におよび／またはその周囲に測定マークが取り付けられていることを特徴とする。物体に測定マークを貼ることもできる。測定マークは勿論、他の方法で取り付けおよび／または投影することができる。その代わりにまたはそれに加えて、測定マークを物体の周囲に、特にフレームおよび／または枠縁に取り付けることができる。

本発明はさらに、物体の３Ｄ座標を測定する装置を較正するためあるいは装置の較正を検査するための方法に関する。物体の３Ｄ座標を測定する装置は、物体にパターンを投影するためのプロジェクタと、物体の画像を撮影するためのカメラとを有する３Ｄ測定器を備えている。３Ｄセンサとも呼ぶことができる３Ｄ測定器は較正プレートを第１の位置から撮影する。３Ｄ測定器は１つまたは複数の他の位置から較正プレートを撮影することができる。本発明に従い、写真および／または１つまたは複数の他の写真がデータメガネに表示される。１つまたは複数の他の写真は１つまたは複数の他の位置から撮影可能である。この他の位置では、較正プレートと相対的な３Ｄ測定器の位置決めが変更されている。これは、３Ｄ測定器および／または較正プレートを動かすことによって行うことができる。

３Ｄ測定器は上述のように形成可能である。データメガネへの表示は上述した特徴を有することができる。

データメガネが処理装置または上記処理装置、特にＰＣからデータを受信するためのデータ受信装置を備えていると有利である。データ受信装置は特にＷＬＡＮモジュールである。

他の有利な発展形態では、データメガネがデータを処理装置または上記処理装置、特にＰＣに伝送するためのデータ伝送装置を備えている。処理装置はそれからデータメガネがデータを受信する処理装置であるかまたは別個の処理装置である。処理装置はマイクロホンおよび／またはタッチパネルおよび／またはＷＬＡＮモジュールを備えることができる。

データメガネには他のデータを表示することができる。このデータは好ましくはデータメガネに伝送される。特に、操作人によって利用されるデータである。データは３Ｄ測定器の位置、追跡システムの測定容積と測定範囲および／またはカメラの露出調節を含むことができる。

データメガネからデータが伝送されると有利である。このデータは特に音声指令、測定パラメータ、カメラの露出時間、カメラの露出値および／または測定を開始するための指令である。

物体の３Ｄ座標を測定するための本発明に係る方法を実施するための装置の場合、本発明の根底をなす課題は、請求項１１の特徴によって解決される。本発明に係る装置は、物体の一部表面を撮影するためおよび物体のこの一部表面の３Ｄ座標を測定するための３Ｄ測定器と、物体の一部表面の３Ｄ座標を合成するための処理装置、特にＰＣと、物体の１つまたは複数の一部表面の写真および／または３Ｄ座標を表示するためのデータメガネとを備えている。

物体の３Ｄ座標を測定する装置を較正するための本発明に係る方法を実施するための装置の場合、本発明の根底をなす課題は、請求項１２の特徴によって解決される。本発明に係る装置は、物体にパターンを投影するためのプロジェクタと物体の画像を撮影するためのカメラとを有する３Ｄ測定器を備えている。装置はさらに、較正プレートと、カメラの１枚または複数枚の写真を表示するためのデータメガネとを備えている。

本発明に係る装置の有利な発展形態は他の従属請求項に記載されている。

次に、添付の図に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

プロジェクタとカメラを含む３Ｄ測定器と、データメガネとを備えた、物体の３Ｄ座標を測定するための装置を示す。 スキャナと追跡システムとデータメガネとを備えた、物体の３Ｄ座標を測定するための装置を示す。 探触子を設けた測定プローブと追跡システムとデータメガネとを備えた、物体の３Ｄ座標を測定するための装置を示す。 写真測量カメラとデータメガネを備えた、物体の３Ｄ座標を測定するための装置を示す。 プロジェクタとカメラを有する３Ｄ測定器とデータメガネとを備えた、物体の３Ｄ座標を測定するための装置を較正するための装置を示す。

図１に示した、物体１の３Ｄ座標を測定するための装置は、３Ｄ測定器２と処理装置３とデータメガネ４を備えている。３Ｄ測定器２は３Ｄセンサとして形成されている。３Ｄ測定器はパターンを物体１に投影するためのプロジェクタ５と、物体１の画像を撮影するためのカメラ６を備えている。プロジェクタ５は縞パターンを白い光で物体１に投影する。

処理装置３はディスプレイ８を有するコンピュータ、すなわちＰＣ（パーソナルコンピュータ）７を備えている。

データメガネ４はディスプレイ９とデータ受信装置１０とデータ伝送装置１１と他のデータ伝送装置１２とマイクロホン１３とを備えている。ディスプレイ９はガラス製または他の材料、特に合成樹脂製の透明な板として形成されている。このディスプレイは操作人の目の前にある。データ受信装置１０とデータ伝送装置１１はデータメガネ４の一方のつるに配置されている。このデータ受信装置とデータ伝送装置はＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）モジュールによって形成されている。他のデータ伝送装置１２はデータメガネ４の他方のつるに設けられている。このデータ伝送装置はタッチパネルとして形成されている。同様にデータ伝送装置としての働きをするマイクロホン１３は、データメガネ４のつるの前端に配置されている。

物体１の３Ｄ座標を測定するためには、物体１の異なる複数の写真を撮影する必要がある。そのために、３Ｄ測定器２と物体１を相対的に動かさなければならない。先ず、物体１の第１の一部表面が撮影される。その後、物体１に対する３Ｄ測定器２の相対的位置が変更され、そして物体１が３Ｄ測定器２のカメラ６によって他の視点位置から撮影される。物体１の写真はオーバーラップ可能である。

運転の際、物体１の写真をデータメガネ４に表示することができ、特に最初の写真を表示することができる。操作人は、物体１の写真が正しい位置のものであるかどうかを検査することができ、そして必要時にはこの位置を変更することができる。これは迅速かつ簡単に行うことができる。なぜなら、操作人がデータメガネ４のディスプレイ９で写真を見ることができ、処理装置３のディスプレイ８を必要としないからである。すなわち、操作人は、ディスプレイ８に到達するためにその位置を変える必要がない。操作人は特に、３Ｄ測定器２の位置を調整するためにカメラ６の写真をディスプレイ８でチェックする必要がない。

３Ｄ測定器２を調整する際、例えばカメラ６の露出時間のような他のパラメータを調節することができる。３Ｄ測定器２が正しく位置決めされているときには、測定を開始することができる。物体１の一部表面が撮影され、物体１の一部表面の３Ｄ座標が測定される。

続いて、３Ｄ測定器２が物体１に対して新しい視点位置に位置決めされる。その際、最初のまたは前の物体１の一部表面の写真および／または３Ｄ座標をデータメガネ４に表示することができる。これにより、３Ｄ測定器２の位置決めが操作人にとって容易になる。操作人は特に、新たに撮影される写真が先行する写真と部分的にオーバーラップするように、３Ｄ測定器２を位置決めすることができる。

物体の一部表面の３Ｄ座標は処理装置３によって合成され、グローバル座標系に移行させられる。その際、物体１の次の撮影を行う前に、３Ｄ座標の質をチェックすることができる。

データメガネ４はカメラ６の生の画像をディスプレイ９に表示することができる。さらに、測定パラメータを表示することもできる。例えばマイクロホン１３によって受信および伝送される音声指令を介して、測定を開始することができる。それによって、操作人は、ＰＣ７またはそのディスプレイ８を見ないで、３Ｄ測定器２および／または物体１を最適に配置して測定を開始することができる。

測定後、３Ｄデータと向きの質を処理および／または表示することができる。同様に、この質をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。操作人は、物体１が完全に検知されたときに初めて、ＰＣ７またはそのディスプレイ８を見るに違いない。

図１の実施の形態によって、次の方法を実施することができる。３Ｄ測定器２による物体１の測定中に、操作人は３Ｄセンサ２および／または物体１を動かさなければならない。それによって、物体１を異なる視点から撮影することができ、かつ物体１の全体の３Ｄデータを合成することができる。３Ｄ測定器２のカメラ６の生のカメラ画像はＰＣ７によって検知され、ＷＬＡＮを経てデータメガネ４のディスプレイ９に伝送される。さらに、３Ｄセンサ２の現在位置と測定容積と他の状況情報をディスプレイ９に表示することができる。それによって、操作人は、どの一部表面が検出可能であるかおよび／または例えばカメラ６の露出調節が正しいかどうかを判断することができる。

操作人は、マイクロホン１３から伝送される音声指令を介してあるいはデータメガネ４のタッチパネル１２を介して、測定パラメータ、例えば露出時間を調節し、測定を開始することができる。指令はＷＬＡＮでデータメガネ４からＰＣ７に伝送される。

ＰＣ７は３Ｄ測定を行う。その際、プロジェクタ５によっていろいろなパターンが物体１に投影される。カメラ６がこのパターンを検知する。この検知されたパターンから、ＰＣ７は３Ｄデータを計算する。測定の後で、ＰＣ７は３Ｄデータと３Ｄセンサ２の向きの質を分析し、その結果をデータメガネ４のディスプレイ９に表示する。

操作人は、例えばマイクロホン１３を経て伝送される音声指令を介してまたはタッチパネル１２を介して、測定を確認することができる。それによって、ＰＣ７はこの３Ｄデータを既に検出した３Ｄデータに加える。このステップは自動的に行うことができる。そして、操作人は、物体１の他の一部表面を検出することを続行する。この過程は、物体１が完全に検出されるまで繰り返される。そして初めて、操作人はＰＣ７を再び見るに違いない。

図２の実施の形態の場合、一致する部分には同じ参照符号が付けてあり、新たに説明しない。３Ｄ測定器２はスキャナ１４と追跡システム１５を備えている。スキャナ１４はラインスキャナとして形成されている。スキャナはレーザライン１６を物体１に投影する走査装置と、物体１に投影されたレーザライン１６とその周囲を含めて物体１を撮影するカメラ６とを備えている。スキャナ１４はさらに、把手１７を備えた手持ち形スキャナとして形成されている。

追跡システム１５は３個のカメラ１８を備えている。スキャナ１４には、カメラ１８によって検知可能な複数の検出器が配置されている（図には示していない）。これにより、追跡システム１５はスキャナ１４の位置と方向を測定する。

運転中、スキャナ１４によって、物体１の一部表面の撮影が行われる。これは、レーザライン１６が物体１の一部表面上を通過することによって行うことができる。それまで撮影された物体１の一部表面をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。これにより、操作人は、物体１のどの一部表面が既に撮影されたかおよび物体１のどの一部表面をまだ撮影しなければならないかを知らされる。

物体１の撮影を開始および／または終了させることができるスイッチを、スキャナ１４、特にその把手１７に設けることができる（図に示していない）。データメガネ４のディスプレイ９に、追跡システム１５の測定容積を表示することができる。これにより、操作人は、スキャナ１４が追跡システム１５の測定容積内に確実に存在するようにすることができる。物体１を完全に検知するためには、追跡システム１５を物体１と相対的に他の個所に位置決めする必要がある。追跡システム１５のこの位置変更も、データメガネ４のディスプレイ９上での表示によってチェックすることができる。

図２の実施の形態によって、次の方法を実施することができる。３Ｄ測定器２による物体１の測定中、操作人はスキャナ１４および／または物体１を動かさなければならない。それによって、物体１を異なる視点から撮影することができ、かつ物体１の全体の３Ｄデータを合成することができる。通常は、操作人の手によってスキャナ１４が案内され、その際データを共通の座標系に移行させることができるようにするために、スキャナは定置された追跡システム１５によって検出される。

スキャナ１４のカメラ６の画像はＰＣ７によって検知される。さらに、追跡システム１５によって検出されたスキャナ１４の現在位置がＰＣ７によって検知される。スキャナ１４のカメラ６の画像および／またはスキャナ１４の現在位置はＷＬＡＮを経てデータメガネ４のディスプレイ９に伝送および表示可能である。さらに、他の状況情報、特にスキャナ１４が追跡システム１５の有効測定容積内にあるかどうかの情報を表示することができる。

操作人は、マイクロホン１３を経て伝送される音声指令を介してまたはデータメガネ４のタッチパネル１２を介して、測定パラメータ、例えばスキャナ１４の走査速度を調節することができ、かつ測定を開始することができる。指令はＷＬＡＮでデータメガネ４からＰＣ７に伝送される。

ＰＣ７は、スキャナ１４と追跡システム１５のデータから３Ｄデータを計算し、この３Ｄデータを、それまで検出計算された３Ｄデータに付け加える。走査中、検出された３Ｄデータに関する情報をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。それによって、操作人は、物体１のどの一部表面を検出可能であるかおよび／またはスキャナ１４の調節、特にその露出調節が正しいかどうかを判断することができる。測定の後で、ＰＣ７は３Ｄデータとスキャナ１４の調整の質を分析し、その結果をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。

操作人は、例えばマイクロホン１３を経て伝送される音声指令を介してまたはタッチパネル１２を介して、測定を確認することができる。それによって、ＰＣ７はこの３Ｄデータを既に検出した３Ｄデータに加える。このステップは自動的に行うことができる。そして、操作人は、物体１の他の一部表面を検出することを続行する。この過程は、物体１が完全に検出されるまで繰り返される。そして初めて、操作人はＰＣ７を再び見るに違いない。

図３の実施の形態の場合、一致する部分には同じ参照符号が付けてあるので、新たに説明する必要がない。３Ｄ測定器２はタッチプローブとも呼ばれる測定プローブ１９と、追跡システム１５とを備えている。測定プローブ１９には、探触球として形成された探触子２０が設けられている。測定プローブ１９にはさらに検出器が配置されている。この検出器は追跡システム１５のカメラ１８によって検出可能であるので、追跡システム１５は測定プローブ１９の位置と向きを測定することができる。測定プローブ１９は把手を備えた手持ち形測定プローブ１９として形成可能である。その代わりにあるいはそれに追加して、測定プローブは他の方法で、例えば取り扱い操作装置によって、特に工業ロボットによって案内することも可能である。

運転中、物体１の表面が探触子２０によって走査される。探触子２０と物体１は相対的に動かされる。探触子２０が物体１の表面に接触するときに、測定を開始することができる。これは自動的に行うことができる。その代わりにまたはそれに加えて、手動で、特に操作人がスイッチまたは押しボタンを操作することによって行うことができる。このスイッチまたは押しボタンは測定プローブ１９におよび／または他の個所、特にデータメガネ４に設けることができる。開始は他の方法で、例えばマイクロホン１３を経て伝送される音声指令を介してあるいはタッチパネル１２を介して行うこともできる。

データメガネ４のディスプレイ９には、物体１の表面の測定された個所を表示することができる。これにより、操作人は、許容される測定個所が検知されているかどうかおよび／または他のどの測定個所を検知しなければならないかを確認することができる。

図３の実施の形態によって、次の方法を実施することができる。３Ｄ測定器２による物体１の測定中、操作人は探触子２０および／または物体１を動かさなければならない。それによって、探触子２０が物体１の表面の異なる個所に接触するので、いろいろな測定個所から、物体１の必要な３Ｄデータを合成することができる。通常は、操作人の手によって探触子２０が案内され、その際データを共通の座標系に移行させることができるようにするために、探触子が定置された追跡システム１５によって検出される。

探触子２０の現在位置はＰＣ７によって計算される。探触子の現在位置はＷＬＡＮを経てデータメガネ４のディスプレイ９に伝送および表示可能である。さらに、他の状況情報、特に探触子２０が追跡システム１５の有効測定容積内にあるかどうかの情報を表示することができる。

操作人は、マイクロホン１３から伝送される音声指令を介してまたはデータメガネ４のタッチパネル１２を介して、測定パラメータ、例えば探触子２０の特性を調節することができる。指令はＷＬＡＮでデータメガネ４からＰＣ７に伝送される。個所の検出は同様にデータメガネ４を介してあるいは測定プローブ１９のスイッチによって開始することができる。データメガネ４を介して個所の検出を開始することが有利である。それによって、探触子２０は個所検出の際に測定プローブ１９のスイッチを押すことによって誤って移動させられることがない。

ＰＣ７は、探触子２０と追跡システム１５のデータから３Ｄデータを計算し、この３Ｄデータを、既に検出計算された３Ｄデータに付け加える。個所検出中、検出された３Ｄデータに関する情報をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。それによって、操作人は、物体のどの一部表面が既に検出されたかおよび／または検出しなければならないかを判断することができる。操作された幾何学要素の特性、例えば穴の直径を、データメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。操作人は他の測定を続行することができる。操作人は物体１の完全検出の後で初めて、ＰＣ７またはそのディスプレイ８を見るに違いない。

図４の実施の形態の場合、一致する部分には同じ参照符号が付けてあり、新たに説明しない。３Ｄ測定器２は写真測量カメラ２１を備えている。物体１には測定マーク２２が取り付けられている。測定マーク２２は符号化可能である。その際、測定マーク２２自体を符号化することができる。その代わりにまたはそれに加えて、測定マークをその配置によって符号化することができる。

運転中、写真測量カメラ２１は物体１の一部表面を、その上にある測定マーク２２と共に撮影する。それまで撮影された物体１の一部表面をデータメガネ４のディスプレイ９に表示することができる。これにより、操作人は、物体１のどの一部表面が既に撮影されたのかおよび物体１のどの一部表面を撮影しなければならないのかを知らされる。

写真測量カメラ２１にはレリーズボタンが設けられている。このレリーズボタンによって、物体１の撮影を開始することができる。

図４の実施の形態によって次の方法を実施することができる。写真測量カメラ２１による物体１の測定中に、操作人は写真測量カメラ２１および／または物体１を動かさなければならない。それによって、物体１がいろいろな視点から撮影可能であり、物体１の全体の３Ｄデータを合成することができる。通常は、物体１または適当なフレームに測定マーク２２が貼られている。この測定マークの位置が３Ｄ点リストとして計算される。

写真測量カメラ２１の画像は無線でＰＣ７に送ることが可能である。ＰＣはこの画像から３Ｄ点リストを計算する。この３Ｄ点はＷＬＡＮを経てデータメガネ４のディスプレイ９に伝送されて表示される。加えて、他の状況情報、特に３Ｄ点の質および／または物体１のどの範囲を撮影しなければならないかおよび／または写真測量カメラ２１の露出調節が正しいかどうかの情報を表示することができる。

データメガネ４には他のカメラ２３が設けられている。カメラ２３はデータメガネ４のつるの前端に配置されている。操作人はカメラ２３によって１枚または複数枚の他の画像を撮影することができる。画像の撮影はマイクロホン１３から伝送される音声指令を介してあるいはデータメガネ４のタッチパネル１２を介して開始することができる。この画像は例えばＷＬＡＮで同様にＰＣ７に伝送可能である。これは続けて行うこともできる。これにより、ライブビデオを発生および表示することができる。

ＰＣ７はカメラ２３の画像から、３Ｄ点リストに対するデータメガネ４の現在位置を計算する。この位置はデータメガネ４のディスプレイ９に伝送して、そこで表示することが可能である。それによって、操作人は特に、物体１のどの範囲において写真測量カメラ２１の付加的な画像が必要であるかを判断することができる。この過程は、物体１が完全に検出されるまで繰り返される。完全に検出されたときに初めて、操作人はＰＣ７またはそのディスプレイ８を見るに違いない。

図５の実施の形態の場合、一致する部分には同じ参照符号が付けてあるので、新たに説明する必要はない。図５は物体の３Ｄ座標を測定する装置を較正するための方法を実施するための装置を示している。この装置は３Ｄ測定器２と較正プレート２４とデータメガネ４を備えている。３Ｄ測定器は図１の実施の形態の場合のように、３Ｄセンサとして形成されている。較正プレート２４には測定マーク２５が取り付けられている。

運転中、操作人は３Ｄセンサ２および／または較正プレート２４を動かす。それによって、較正プレート２４への所定の異なる視点から、システムの較正を計算することができる。これは、後続の測定の際に絶対に正確な３Ｄデータを発生し得るようにするために有利であるかまたは必要である。

３Ｄセンサ２のライブカメラ画像はＰＣ７によって検出され、ＷＬＡＮを経てデータメガネ４のディスプレイ９に伝送される。ディスプレイ９には次の測定位置も表示することができる。付加的に、他の状況情報を表示することができる。それによって、使用者は例えば、３Ｄセンサ２のカメラ６の露出調節が正しいかどうかを判断することができる。

操作人は測定パラメータ、特に露出時間を調節する。これはマイクロホン１３によって録音される音声指令を介しておよび／またはデータメガネ４のタッチパネル１２を介して行うことができる。続いて、上述のように、測定を開示することができる。指令はＷＬＡＮでデータメガネ４からＰＣ７に伝送される。

制御ＰＣ７は較正測定を実施する。その際、３Ｄセンサのプロジェクタ５によって、いろいろなパターンが較正プレート２４に投影される。このパターンを３Ｄセンサ２のカメラ６が検出する。それに基づいて、ＰＣ７は較正データを計算する。測定の後で、ＰＣ７はデータの質を分析し、その結果をデータメガネ４のディスプレイ９に表示する。

操作人は測定を確認することができる。これはマイクロホン１３で音声指令を介してまたはタッチパネル１２を介して行うことができる。この確認によって、ＰＣ７は較正データを受け取る。このステップは勿論自動的に行うことができる。

続いて、操作人は新たに３Ｄセンサ２および／または較正プレート２４を動かし、上記方法を新たに実施する。操作人は、すべての較正測定が実施されたときに初めて、ＰＣ７またはそのディスプレイ８を見るに違いない。ＰＣ７はそれからセンサ較正を自動的に計算する。

１ 物体
２ ３Ｄ測定器
３ 処理装置
４ データメガネ

Claims (19)

1. 物体（１）の３Ｄ座標を測定するための方法であって、
   前記物体（１）の一部表面が３Ｄ測定器（２）によって撮影され、この一部表面の３Ｄ座標が測定され、
   前記物体（１）の他の一部表面が前記３Ｄ測定器（２）によって撮影され、この一部表面の３Ｄ座標が測定され、
   前記物体（１）の前記一部表面の前記３Ｄ座標が処理装置（３）によって合成される、
   上記方法において、
   前記物体（１）の１つまたは複数の一部表面の写真および／または３Ｄ座標が、データメガネ（４）に表示されることを特徴とする方法。
2. 前記３Ｄ測定器（２）が、前記物体（１）にパターンを投影するためのプロジェクタ（５）と、前記物体（１）の画像を撮影するためのカメラ（６）と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. １個または複数の前記カメラ（６）が基準マークを撮影することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記カメラ（６）の位置と向きが追跡システム（１５）によって測定されることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 前記３Ｄ測定器がスキャナ（１４）を備え、このスキャナの位置と向きが追跡システム（１５）によって測定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記３Ｄ測定器（２）が探触子（２０）を備え、この探触子の位置が追跡システム（１５）によって測定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記３Ｄ測定器（２）が写真測量カメラ（２１）を備えていることと、前記物体（１）におよび／またはその周囲に測定マーク（２２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 物体（１）にパターンを投影するためのプロジェクタ（５）と、前記物体（１）の画像を撮影するためのカメラ（６）とを有する３Ｄ測定器（２）を備え、
   前記３Ｄ測定器（２）が較正プレート（２４）を１つまたは複数の位置から撮影する、前記物体（１）の３Ｄ座標を測定する装置を較正するためあるいは装置の較正を検査するための方法において、
   写真および／または１つまたは複数の他の写真がデータメガネ（４）に表示されることを特徴とする方法。
9. 前記データメガネ（４）が処理装置または前記処理装置（３）からデータを受信するためのデータ受信装置（１０）を備えていることおよび／または前記データメガネ（４）がデータを処理装置または前記処理装置（３）に伝送するためのデータ伝送装置（１１、１２、１３）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記データメガネ（４）に他のデータが表示されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 物体（１）の一部表面を撮影するためおよび前記物体（１）のこの一部表面の３Ｄ座標を測定するための３Ｄ測定器（２）と、
    前記物体（１）の前記一部表面の前記３Ｄ座標を合成するための処理装置（３）と、
    前記物体（１）の１つまたは複数の一部表面の写真および／または３Ｄ座標を表示するためのデータメガネ（４）と、を備えている、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。
12. 物体（１）にパターンを投影するためのプロジェクタ（５）と前記物体（１）の画像を撮影するためのカメラ（６）とを備えた３Ｄ測定器（２）と、
    較正プレート（２４）と、
    データメガネ（４）と、を備えている、
    請求項８に記載の方法を実施するための装置。
13. 前記３Ｄ測定器（２）が前記物体（１）にパターンを投影するためのプロジェクタ（５）と、前記物体（１）の画像を撮影するためのカメラ（６）とを備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。
14. １個または複数の前記カメラ（６）が基準マークを撮影することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記カメラ（６）の位置と向きを測定するための追跡システム（１５）を備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
16. スキャナ（１４）と、このスキャナ（１４）の位置と向きを測定するための追跡システム（１５）を備えていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 探触子（２０）と追跡システム（１５）を備えていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 写真測量カメラ（２１）を備えていることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記データメガネ（４）が処理装置または前記処理装置（３）からデータを受信するためのデータ受信装置（１０）を備えていることおよび／または前記データメガネ（４）がデータを処理装置または前記処理装置（３）に伝送するためのデータ伝送装置（１１、１２、１３）を備えていることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の装置。

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