KR101740994B1 - 인접면들의 에지들 및 코너들을 추적, 측정 및 마킹하기 위한 구조 측정 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 부분적으로 자동으로 실행되는 에지 추적 기능을 가지는 측정 유닛(10)에 관한 것이다. 구조의 인접면들 사이에서 사용자에 의해 알려지거나 규정된 제1 코너(1a)에서 정렬 디스플레이 기능(2)을 가지는 타겟팅 유닛(13)의 적어도 거친 정렬 및 그것의 주변을 갖는 상기 제1 코너(1a)의 이미지의 기록 후, 에지 라인들(3a, 3b, 3c, 3d, 3e)은 이미지 처리에 의한 에지 정의에 의해 에지 추적 기능의 일부로서 식별되고, 식별된 에지들 라인들(3a, 3b, 3c) 중 어느 것이 제1 코너(1a)로부터 시작해서 추적되어야 하는지에 대해 또는 어느 방향으로 식별된 에지 라인이 제1 에지 지점(9)으로부터 시작해서 추적되어야 하는지에 대해 질의되고, 대응하는 사용자 입력이 수신된 후, 사용자-정의 에지 라인(3a, 3b, 3c)은 추가의 코너(1b)에 대해 적어도 가능한 한 멀리 타겟팅 유닛(13)에 의해 자동으로 추적되고, 필요하다면 사용자-정의 에지 라인(3a, 3b, 3c)을 따라 위치된 공간 지점들이 측정된다.

Description

인접면들의 에지들 및 코너들을 추적, 측정 및 마킹하기 위한 구조 측정 유닛{Structure measuring unit for tracking, measuring and marking edges and corners of adjacent surfaces}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 빌딩 및/또는 확장 빌딩 - 특히 빌딩의 확장 내부 - 의 범위 내에서 구조의 인접면들 사이의 에지들 및/또는 코너들을 따라 공간 지점들을 측정 및 마킹하기 위한 구조 측정 유닛 및 본 발명에 따른 구조 측정 유닛에 의해 구조의 인접면들 사이의 에지들 및/또는 코너들을 따라 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위한 청구항 9의 전제부에 따른 관련 방법, 및 청구항 15의 전제부에 따라, 이와 같은 유닛에 대해 에지-추적 및 투영 기능을 제공, 제어 및 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

구조들을 측정하기 위한 목들에 있어서, 필수 양상은 측정될 중요한 공간 지점들이 종종 에지들에 의해 서로 연결되어 있다는 것이다. 예로서, 천장으로부터 방의 벽을 분리시키는 에지는 방의 2개의 코너들을 연결한다. 예로서, 만약 직사각형 윤곽(rectangular outline)을 갖는 방의 천장의 모두 4개의 코너들이 측정되어야 한다면, 구조 측정 유닛의 조준 방향은 추적된 이들 코너들 사이에서 연장하는 에지에 의해 제1 코너로부터 다음 코너로 변경될 수 있다.

단순한 통상의 구조 측정 유닛들의 경우에, 공간 지점, 예컨대 코너는 수동으로 조준되고 조준 방향은 이때 측정될 다음 공간 지점, 예컨대 추가의 코너로 수동으로 변경된다.

DE 196 48 626는 예를 들어 레이저 전송기 및 레이저 수신기를 갖는 레이저 거리 측정기(laser ranger)를 이용하여 영역(area)을 측정하는 방법 및 장치를 개시한다. 레이저 거리 측정기는 스탠드(stand) 위에 장착된다. 이 장치는 정렬 및 방향 측정 목적들을 위한 경사 및 회전 장치들, 망원경, 및 각도 데이터 및 거리 데이터를 검출하고 데이터를 컴퓨터에 전송하기 위한 전자 평가 유닛을 더 포함한다. 방을 측정하기 위해, 이 유닛은 방의 중앙 위치에 위치되고, 그로부터 검출될 모든 공간 및/또는 영역 코너들이 겨냥되어 레이저 비임에 의해 충돌된다. DE 196 48 626의 개시내용에 따르면, 측정될 공간 지점들은 이러한 경우에 각각 개별적으로 겨냥되고, 선택적으로 상대적으로 큰 거리의 경우에 망원경을 통한 관측에 의해 지지체에 의해 겨냥된다. 예를 들어 스캔과의 비교를 위한 수개의 공간 지점들의 자동 순차 측정(automated sequential measuring)은 DE 196 48 626에 개시되어 있지 않다. 특히, 이 문헌은 측정될 인접 코너들 사이의 에지들의 자동 추적을 위한 선택사항들에 대한 힌트들을 전혀 제공하지 않는다.

유사한 장치 및 관련 측정 방법은 DE 44 43 413, 및 DE 44 43 413의 우선권을 주장하는 상보적인 공개 출원(complementary laid-open application) DE 195 45 589 및 WO 96/18083에 개시되어 있다. 여기서, 떨어져 있는 라인들, 영역들 또는 적어도 부분적으로 폐쇄된 방들에서 측정 및 마킹하기 위한 방법 및 장치가 기재되어 있다. 하나 이상의 관련 공간 지점들은 각각의 경우에 카르단식 마운트(cardan-type mount)에 장착되는, 레이저-거리 측정 유닛을 이용하여 참조 지점과 관련하여 2개의 공간 각도들 및 거리에 대해 측정된다. 레이저-거리 측정 유닛은 고니오미터들이 갖추어져 있는 2개의 상호 직교하는 축선들을 중심으로 피봇 가능하다. 이들 문헌들에 기재된 일 실시예에 따르면, 측정될 공간 지점들은 수동으로 겨냥되고, 마킹 지점들은 측정과 마킹 간의 미리 정해진 상대 관계에 기초하여 측정 데이터로부터 계산되고, 마킹 지점들은 이때 측정 및 마킹 장치에 의해 독립적으로 겨냥된다.

그러나, 단지 하나의 규정된 제1 공간 지점으로부터 진행하는, 추적 에지들에 대한 자동 실행 기능은 개시되어 있지 않을 뿐만 아니라, 예를 들어 스캔과의 비교를 위한 수개의 공간 지점들의 자동 순차 측정도 아니다.

EP 1 733 185는 특히 다각형 그렇지 않으면 평면 위의 에지들이 정확하게 측정되어야 하는 장치 및 방법을 개시한다. 그러나, 단지 하나의 규정된 제1 공간 지점으로부터 진행하는, 추적 에지들에 대해 자동으로 실행되는 기능은 개시되어 있지 않을 뿐만 아니라, 수개의 공간 지점들의 자동 순차 측정도 아니다.

EP 2 053 353는 전기-광학 거리 측정 유닛을 갖는 참조 라인-투영 유닛을 개시한다. 이러한 출원 문헌의 사상에 따르면, 광학 참조 비임, 특히 레이저 비임은 규정된 참조 경로를 따라 라우팅된다. 참조 경로를 따라 통과하는 상황에서, 참조 비임에 평행하거나 동축인 측정 비임을 방출하거나 또는 측정 비임으로서 참조 비임을 이용하여 참조 경로의 적어도 하나의 지점에 대해 거리를 측정한다. 귀환(returned) 측정 비임의 성분들을 수신한 후, 신호는 이들 성분들로부터 유도되고 적어도 하나의 지점까지의 거리가 이 신호로부터 결정되고, 여기서 참조 경로에 따른 라우팅은 적어도 한번 반복되고 거리 또는 거리-관련 변수는 각각의 경우에 적어도 하나의 지점에 대한 참조 경로를 각각 통과할 때 확립된다. 그러므로, 각도-동기 거리 측정들(angle-synchronous distance measurements)의 경우에, 동일한 지점들은 다수회 스캔된다.

거리 측정 유닛을 통합함으로써, EP 2 053 353에 개시된 시스템은 또한 확립된 표면 지형에 기초하여 투영의 제어를 가능하게 한다. 특히, 개시된 것은, 표면 프로파일을 결정한 후, 곡면으로의 투영이 곡면으로 인한 왜곡들이 보상되고 투영이 측정되거나 마킹될 물체의 왜곡되지 않은 컨투어(undistorted contour)에 대응하는 방식으로 적응될 수 있다는 것이다.

그러나, EP 2 053 353은 특히 단지 하나의 규정된, 제1 공간 지점으로부터 진행하는 에지들의 자동 추적을 위한 기능을 개시하거나 제시하고 있지 않다.

본 발명의 목적은, 개선된 동작 편의성을 가지며 그에 상응하여 증가된 가능한 측정 또는 마킹 속도를 가지는, 중요한 공간 지점들을 측정 및 마킹하고, 특히 에지들을 추적하고 그것의 코너들을 측정을 하기 위한 구조 측정 유닛의 제공에 있다.

이들 목적들은 독립 청구항들의 특징적인 특징들의 구현에 의해 달성된다. 대안 또는 유리한 방식으로 본 발명을 발전시키는 특징들은 종속 특허 청구항들 및 도면들의 설명을 포함하는 설명으로부터 수집될 수 있다.

본 발명의 요지는 빌딩 및/또는 확장 빌딩 - 특히 확장 빌딩의 실내 - 범위 내에서 구조의 인접면들 사이의 에지들 및/또는 코너들을 따라 공간 지점들을 추적 및 측정 및 마킹하기 위한 구조 측정 유닛에 관한 것이다. 유닛은 베이스, 및 방위 또는 수평각의 각도 범위 내에서 회전 축선을 중심으로 회전 가능하도록 베이스 위에 장착되는 정상부를 포함한다. 정상부 위에는 앙각 또는 수직각의 각도 범위 내에서 피봇 축선을 중심으로 피봇 가능하도록 장착되는 조준 유닛이 배열되고 레이저 비임을 방출하도록 설계되는 레이저 소스, 및 거리-측정 기능을 제공하기 위한 거리-결정 검출기가 갖추어지는 조준 유닛이 배열된다. 게다가, 조준 유닛은 이미징 검출기, 특히 카메라, 및 조준 지점으로서의 공간 지점 위에서 조준 유닛의 정렬을 특정하기 위해 정렬-디스플레이 기능을 포함한다.

본 발명에 따른 구조 측정 유닛은 또한 조준 유닛이 현재 조준되는 공간 지점의 이미지 위로 중첩될 수 있는 정렬-디스플레이 기능에 의해 디스플레이되는 디스플레이를 갖는 평가 및 제어 유닛을 포함한다.

유닛은 정상부 또는 조준 유닛을 구동 가능하게 하고 상기 구성요소(들)를 방위각 및 앙각으로 정렬 가능하게 하는 제1 및 제2 회전 드라이브를 포함한다. 베이스에 관한 조준 유닛의 공간 정렬은 수평 및 수직 정렬, 즉 방위각 및 앙각을 결정하기 위한 2개의 고니오미터들에 의해 검출될 수 있다. 평가 및 제어 유닛은 검출된 거리를 대응하는 정렬(즉 상기 공정에서 캡쳐된 방위각 및 앙각)과 관련지어 공간 지점들에 대한 좌표들을 결정하기 위해 레이저 소스, 거리-결정 검출기 및 고니오미터들에 연결된다. 더욱이, 평가 및 제어 유닛은 이미징 검출기에 연결된다.

유닛에는 2개의 경사 센서들, 바람직하게는 2개의 버블 센서들이 추가적으로 갖추어질 수 있고, 그것의 측정 데이터는 이때 마찬가지로 평가 및 제어 유닛에 전송될 수 있다. 그러므로, 그것은 추가적으로 지구 중력장 벡터와 관련하여 조준 유닛의 정렬을 결정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 구조 측정 유닛은 에지들 및/또는 코너들, 및 선택적으로, 임의의 형태의 구조에서 인접면들 사이에서, 에지를 따라 위치된 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위해, 트리거링 후 적어도 부분적으로 자동으로 실행되는 에지-추적 및 투영 기능을 가진다.

이러한 기능의 범위 내에서, 구조의 인접면들 사이의 알려지거나 또는 사용자-정의된 제1 코너에 대해 정렬-디스플레이 기능을 갖는 조준 장치를 정렬시키고, 그것의 주변들을 갖는 이러한 제1 코너의 이미지를 기록한 후, 에지 라인들은 이미지 처리에 의해 에지들을 결정하여 결정되고, 사용자-정의 에지 라인은 선택적으로 사용자-정의 에지 라인을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되는, 적어도 추가의 코너까지 조준 유닛에 의해 자동으로 추적된다.

에지-추적 및 투영 기능은 바람직하게는 평가 및 제어 유닛 제안들의 디스플레이를 통해 사용자에게, 심볼들에 의해 추적 에지 라인들에 대해, 사용자에게 디스플레이하고, 심볼에 의해 표현되는 제안을 선택 및 확인한 후, 선택적으로 사용자-정의 에지 라인을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되는 적어도 추가의 코너까지, 조준 유닛에 의해 선택된 에지 라인을 자동으로 추적하도록 설계된다.

본 발명에 따르면, 수평 및/또는 고도 방향에서 조준 유닛의 정렬의 적절한 변경에 의해 선택된 에지 라인의 추적 범위 내에서, 이미지들의 연속 및/또는 주기적인 기록 및 디지털 이미지 처리를 이용하는 에지 추출에 의해 에지에 속하는 에지 라인의 결정이 있을 수 있고, 여기서 선택된 에지에 속하는 에지 라인으로부터의 정렬-디스플레이 기능의 편차가 이미지에서 결정되고, 그로부터 조준 유닛의 정렬의 대응하는 보정이 결정되고, 이것에 기초하여, 조준 유닛은 선택된 에지 라인에 정렬된다.

본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따르면, 제1 코너로부터 제1의 추가의 코너까지 에지 라인을 추적한 후, 에지-추적 및 투영 기능을 정지시키고, 제1의 추가의 코너를 사용자-정의 방식으로 측정하고, 및/또는 추가의 코너에 대한 에지-추적 및 투영 기능을 계속하는 것이 가능하다.

추적 에지 라인들에 대한 제안들은 심볼들에 의해 평가 및 제어 유닛의 디스플레이를 통해 사용자에게 디스플레이될 수 있고 추적될 에지 라인은 선택될 수 있거나 또는 제안은 터치스크린 상의 관련 심볼을 클릭 또는 터치하여 확인될 수 있다.

추적 에지 라인들에 대한 제안들은 또한 영문숫자 문자들에 의해 평가 및 제어 유닛의 디스플레이를 통해 사용자에게 디스플레이될 수 있고, 추적될 에지 라인은 선택될 수 있거나 또는 제안은 평가 및 제어 유닛의 키보드 위의 대응하는 영문숫자 문자를 입력하여 확인될 수 있다.

추적될 에지는 또한 평가 및 제어 유닛의 디스플레이 상의 라인을 마킹하여, 예를 들어 터치스크린 상의 펜에 의해 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 구조 측정 유닛의 특별한 실시예는 자동 추적을 위한 선택사항을 제공하고 복수의 인접 코너들 사이에서 연속 경로를 따르는 에지 라인들을 측정하기 위해 에지-추적 및 투영 기능이 갖추어지고, 에지 라인들이 구조의 공통 표면을 둘러싸는 것을 특징으로 한다.

에지-추적 및 투영 기능은 서로 직각으로 배열되는 추적 에지 라인들에 대해 설계될 수 있다.

에지-추적 및 투영 기능은 또한 서로에 대해 90°도 어긋나게 배열되는 추적 에지 라인들을 위해 설계될 수 있다.

게다가, 에지-추적 및 투영 기능은 만곡된 에지 라인들을 추적하기 위해 설계될 수 있다.

본 발명의 다른 요지는 위에서 언급한 실시예들 중 하나에 따른 본 발명에 따른 구조 측정 유닛의 에지-추적 및 투영 기능을 제공, 제어, 및 실행하기 위한, 기계-판독 가능 매체 상에 저장되어 있는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 프로그램은 바람직하게는 본 발명에 따른 구조 측정 유닛의 평가 및 제어 유닛으로서 구현되는 전자 데이터 처리 유닛 상에서 실행된다.

본 발명의 다른 요지는 위에서 언급한 실시예들 중 하나에 따른 본 발명에 따른 구조 측정 유닛에 의해 빌딩 및/또는 확장 빌딩들 - 특히 빌딩들의 확장 실내 - 의 인접면들 사이의 에지들 및/또는 코너들을 따르는 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 따라, 조준 유닛은 초기에 구조 또는 방의 인접면들 사이의 알려지거나 또는 사용자-정의된 제1 코너에 정렬되고, 그것의 공간 좌표들이 저장되고 그것의 주변들을 갖는 이러한 제1 코너의 이미지는 기록된다. 에지-추적 및 투영 기능의 범위 내에서, 에지들은 이미지 처리에 의해 결정되고 이러한 제1 코너로부터 기원하는 에지 라인들이 결정된다. 사용자-정의 에지 라인은 이후 선택적으로 이러한 에지 라인을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되는 추가의 코너까지 자동으로 추적된다.

본 발명에 따른 방법의 다른 실시예들은 종속 청구항들로부터 수집될 수 있다.

본 발명에 따른 구조 측정 유닛 및 본 발명에 따른 방법은 본 발명의 다른 이점들이 또한 상세히 설명되는 도면들에 개략적으로 묘사된 특정의 전형적인 실시예들에 기초하여 단지 예시적인 방식으로 이하에 더 상세히 기재된다.

도 1a 및 도 1b는 구조, 특히 빌딩들의 내부 방들의 표면들의 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위한 본 발명에 따른 구조 측정 유닛을 나타내고;
도 2a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 구조 측정 유닛 및 본 발명에 따른 관련 측정 방법의 에지-추적 및 투영 기능의 기본 기능을 나타내고;
도 4a 내지 도 4c는 에지 라인의 추적을 트리거링하기 위해 사용자를 위한 상이한 입력 선택사항들을 갖는 에지-추적 및 투영 기능의 여러 변형예들을 나타내고;
도 5a 및 도 5b는 사용자가　제1 코너로부터 발생하는, 추적될 에지 라인을 선택한 후의, 순차 코너 결정을 위한 절차를 설명하기 위해 에지 추적 기능에 대한 추가의 상세들을 나타낸다.

도 1a 및 도 1b는 구조, 특히 빌딩들의 내부 방들의 표면들의 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위한 본 발명에 따른 구조 측정 유닛(10)을 나타낸다. 구조 측정 유닛(10)은 베이스 위에서 회전 가능하게 장착되는 정상부(12)를 갖는, 이 예에서 삼각대(three-legged stand)로서 구현되는 베이스(11)를 포함한다. 피봇 가능한 방식으로 정상부(12) 위에 장착되는 조준 유닛(13)에는 레이저 비임(14)을 방출하도록 설계되는 레이저 소스 및 거리-결정 검출기로서의 레이저-광 검출기가 갖추어져서, 거리-측정 기능을 제공한다. 조준 유닛(13)은 또한 이미징 검출기, 특히 카메라를 포함한다.

구조 측정 유닛(10)은 또한 도 1b에 도시된 것과 같은 평가 및 제어 유닛(15)을 포함하고, 여기서 제1 및 제2 회전 드라이브(도시되지 않음)는 정상부(12) 또는 조준 유닛(13)을 구동하거나 또는 방위각 및 앙각으로 상기 구성요소(들)을 정렬시키는 것을 가능하게 한다. 베이스(11)에 관한 조준 유닛(13)의 공간 정렬은 2개의 고니오미터들에 의해 검출될 수 있다. 게다가, 경사 센서들은 지구 중력장 벡터와 관련하여 정렬을 결정하기 위해 제공될 수 있다.

평가 및 제어 유닛(15)은 정렬-디스플레이 기능(2)을 갖는 디스플레이(16)를 포함한다.

평가 및 제어 유닛(15)은 레이저 소스, 레이저-광 검출기 및 고니오미터들에 연결되고, 선택적으로, 검출된 거리 및 검출된 방위각 및 앙각을 조준 유닛(13)의 대응하는 정렬과 관련지어 공간 지점들에 대한 좌표들을 결정하기 위해 경사 센서들에 연결된다. 더욱이, 평가 및 제어 유닛(15)은 이미징 검출기에 연결된다.

본 발명에 따르면, 구조 측정 유닛(10)은 에지들 및/또는 코너들 및 선택적으로 임의의 형상의 구조의 인접면들 사이의 에지를 따라 위치된 공간 지점들을 추적 및 측정 또는 마킹하기 위해 트리거링 후 적어도 부분적으로 자동으로 실행되는 에지-추적 및 투영 기능을 가진다. 이러한 기능은 후속 도면에 기초하여 설명된다.

도 2a는 사용자가 예를 들어 방의 천장 위의 제1 코너(1a)를 조준 유닛(13)으로 겨냥하는 상황에서의 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16) 상의 이미지를 개략적으로 나타낸다. 코너(1a)에 대한 조준 유닛(13)의 정렬은 정렬-디스플레이 기능(2)으로서 십자선들을 갖는 디스플레이(16)에 표시되고, 십자선들의 중심은 조준된 코너(1a)에 대응한다.

도 2b에 도시된 것과 같이, 코너(1a)의 이미지 및 그것의 주변들은 에지-추적 및 투영 기능을 트리거링한 후 기록된다. 코너(1a)로부터 비롯되는 모든 에지 라인들(3a, 3b 및 3c)은 이미지 처리에 기초하여 결정된다. 예를 들어 식별된 에지 라인들(3a, 3b, 3c)의 방향은 심볼들로서 방향 화살표들(4a, 4b, 4c)에 의해 사용자에게 디스플레이될 수 있다.

에지(3a)를 추적하기 위해 심볼, 예를 들어 4a를 선택하고, 대응하는 명령을 평가 및 제어 유닛(15)에 입력함으로써, 예를 들어 마우스를 이용하여 심볼(4a)을 클릭하고, 터치스크린 위의 이러한 심볼을 터치하거나 또는 키보드를 이용하여 그것을 입력함으로써, 상기 조준 유닛을 갖는 모터 드라이브들을 작동시켜, 평가 및 제어 유닛(15)은 에지 라인(3a)을 추종하도록 조준 유닛(13)의 정렬을 변경하기 우해 프롬프트된다. 이것은 도 3a에 도시되어 있다. 그 공정에서, 이미지들은 연속해서 기록되고, 여기서 추적된 에지 라인(3a)은 이미지 처리에 의해 결정되고, 정렬-디스플레이 기능(2)으로서 십자선들의 중심에 의해 디스플레이되는, 조준 유닛(13)의 현재의 조준 방향의 편차가 결정된다. 이와 같은 편차들은 조준 유닛(13)을 정렬시키기 위한 각도 보정들로 변환되고 그것의 정렬은 적절히 자동으로 보정된다.

도 3b에 도시된 것과 같이, 에지 라인(3a)은, 제2 코너(1b)에 대응하는, 2개 이상의 에지 라인들(3a, 3d, 3e)의 교차점이 확립될 때까지 자동으로 계속해서 추적된다. 본 발명의 하나의 가능한 실시예에 따라, 자동 에지-추적 및 투영 기능은 이후 정지되고 사용자는 이러한 제2 코너(1b)의 측정 또는 추가의 코너까지의 추가의 코너 라인에 따른 에지-추적 및 투영 기능을 계속 프롬프트할 것을 요청받는다. 후자의 경우에, 에지-추적 및 투영 기능의 방법 단계들은 도 2b, 도 3a 및 도 3b의 도해들 및 관련된 이전의 설명에 따라 반복된다.

일반 원리(generality)의 손실 없이, 도 4a 내지 도 4c는 에지 라인의 추적을 프롬프트하기 위해 사용자에 대한 상이한 입력 선택사항들을 갖는 에지-추적 및 투영 기능의 상이한 변형예들을 도시하고, 여기서 제1 코너(1a)에 관한 조준 유닛(13)의 정렬은 각각의 경우에 정렬-디스플레이 기능(2)에 의해 디스플레이(16) 상의 검출기 이미지에 특정된다.

도 4a는 터치스크린으로서 구현되는 디스플레이(16) 위에 도시된 화살표들(5a, 5b, 5c) 및 디스플레이(16) 상에서, 예를 들어 펜에 의해 표시된 방향을 따라 조준 유닛(13)의 변위를 트리거하는 터치를 도시한다.

도 4b는 디스플레이(16) 상의 여러 에지 라인들을 따라 상이한 제안된 변위 방향들에 대한 영문숫자 문자들(X, Y, Z)의 디스플레이를 도시하고, 그것의 입력은 키보드에 의해 조준 유닛의 대응하는 변위를 프롬프트한다.

도 4c는 코너(1a) 가까이에서 시작해서, 예를 들어 터치스크린 위의 펜에 의해, 남은 에지들 중 하나를 대략 그리는 것에 의해 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16) 위에 라인(6)을 마킹하는 사용자에 의해 에지 라인의 추적을 프롬프트하기 위한 추가의 선택사항을 도시한다.

도 2b 및 도 3b를 다시 참조하여, 본 발명에 따른 구조 측정 유닛의 특정 실시예가 설명되고, 그 실시예에 따르면 에지-추적 및 투영 기능은 복수의 인접 코너들 사이의 연속 경로를 따라 에지 라인들의 자동 추적 및 측정을 위한 선택사항을 제공하기 위해 갖추어지고, 여기서 에지 라인들은 구조의 공통 표면을 둘러싼다.

이러한 선택사항을 위한 시작점은 적절한 코너들을 에지 라인들에 의해 둘러싸인 표면에 할당하는 것이 가능하고 이러한 표면으로부터 멀리 지향되는 에지 라인들은 제외시키는 것이 가능하다는 것이 잘 알려져 있다는 것이다. 예로서, 현재의 문제는 직사각형 방의 천장의 4개의 코너들을 결정하는 데 있을 수 있다.

도 2b에 대해, 사용자는 제1 코너(1a)의 선택 및 측정 및 거기로부터 비롯되는 에지 라인들(3a, 3b, 3c)의 자동 결정 후, 대안들로서 남아 있는 모든 것이 잠재적으로 추적될 수 있는 에지 라인들(3a, 3c)이도록 천장으로부터 멀리 안내되는 에지 라인(3b)을 제외시킬 수 있다. 예로서, 에지 라인(3a)이 선택되는 데 그 이유는 그것이 2차원 이미지 묘사에서 이미지 수평선에 대해 가장 작은 경사를 가져 높은 가능성으로 방 천장과 같은 수평면의 경계 라인을 구성하기 때문이다. 본 발명의 특정 실시예의 이러한 선택사항에 따라, 조준 유닛(13)의 정렬은 에지 라인(3a)을 따라, 도 3b에 도시된 다음 코너(1b)에 도달할 때까지 변경된다. 이러한 기능 선택사항에 따르면, 에지 라인(3a)은 더 추적될 에지 라인으로서 제외되는 데 그 이유는 그것이 이미 추적되었기 때문이고, 천장으로 멀리 안내되는 에지 라인(3d)은 마찬가지로 추적으로부터 제외되고 에지 라인 추적 및 공간 지점들 및 코어들의 측정은 에지 라인(3e)을 따라 자동으로 계속된다.

도 5a 및 도 5b는 에지 추적 및 에지 결정 및 코너들의 확립하는 기능들을 더 상세히 도시한다.

여기서, 도 5a는 사용자가 코너(1a)로부터 비롯되는 에지 라인(3a)을 선택하고 추적한 후 순차로 코너들을 결정하는 절차를 위한 에지 추적 기능을 설명하는 역할을 한다. 에지 라인(3a) 위에 위치된 관측된 공간 지점(7)은 에지-결정 기능을 위한 알고리즘에 의해 상기 라인을 따라 자동으로 선택된다. 이러한 지점(7)은 추적될 에지 라인(3a)을 따라, 사용자에 의해 선택된 방향으로, 즉 코너(1a)의 좌측, 및 상징화된(symbolized) 디스플레이 묘사의 이러한 예에서 정렬-디스플레이 기능(2)으로서의 십자선까지 배열되어야 한다. 본 발명에 따른 기능은 지점(7)이 검출기 이미지에서 검출되는 코너(1b) 근방에 배열되는지를 체크하기 위해 사용된다(이 점에 있어서는, 또한 도 5b에 관한 후속 설명을 참조하라). 이러한 경우에, 조준 유닛(13)은 코너(1b) 위에 자동으로 정렬되고 자동 에지-추적 기능은 정지된다. 그렇지 않으면, 특히 정렬-디스플레이 기능(2)의 디스플레이에 따라 추적될 에지 라인(3a)의 프로파일로부터 조준 유닛(13)의 정렬에 편차가 있는 경우에, 보정 데이터는 조준 유닛(13)의 현재의 정렬을 위한 측정 데이터 및 본 발명에 따른 구조 측정 유닛(10)의 교정 데이터에 기초하여, 특히 이미징 검출기의 측정 데이터에 대해 계산되고, 조준 유닛(13)의 정렬은 그에 맞춰 추적된다.

도 5b는 에지 라인들(3a, 3d, 3e)이 교차하는 코너(1b)의 결정을 도시한다. 에지-추적 및 투영 기능의 제어 루프의 범위 내에서, 중간 지점으로서의 지점(7)이 검출기 이미지에서 검출되는 코너(1b) 가까이에 놓이는지가 체크된다. 이미지 처리에 의한 에지 결정은 지점(7) 주위의 화소 영역(8) 내에서 행해지고, 여기서 에지를 결정하기 위한 화소 영역(8)의 크기는 바람직하게는 사용자에 의해 규정될 수 있다. 화소 영역(8)의 더욱 작은 치수 기입(dimensioning)은 계산 시간을 그러므로 측정 공정에 대한 시간 소비를 크게 감소시킬 수 있다. 여기서, 특히, 추적될 에지(3a)의 경사에 대해 분석될 화소 영역(8)의 크기의 최적화된 적응은 대응하는 이미지 디스플레이에서 편리할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 조준 유닛(13)은 처음에 기능을 행하기 위해 코너(1a) 위에 반드시 앞서 정밀하게 정렬될 필요는 없다(도 3a 참조). 조준 유닛(13)은 단지 코너에 단지 거칠게 정렬될 조준 유닛(13)을 위한 코너에 대해, 그렇지만 이미징 검출기의 시야에 위치될 코너에 대해 단지 거칠게 정렬되는 것이 또한 가능하다. 이미지 처리는 예를 들어 수개의 교차하는 에지들의 교차 지점으로서 기록된 이미지로부터 코너의 위치를 추출하기 위해 이용되고, 각도 오프셋은 이러한 위치로부터 계산되고 그것에 기초하여 조준 유닛(13)은 코너(1a)에 정렬된다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이, 또한 바람직한 실시예에 있어서는 상기 절차를 시작하기 위해 코너 대신에 카메라의 이미지 필드에 위치될 에지(3f)만으로도 충분하다. 이러한 경우에, 측정 유닛(13)은 현재의 정렬에 가장 가까운 이러한 에지(3f) 위에 있는 지점(9)에 대해 정렬된다. 도 6b에 도시된 다른 단계에 있어서, 사용자에게는 나중에 방향 화살표들(4e 및 4f) 중 하나를 선택하여, 예를 들어 터치스크린 위의 방향 화살표들(4e 및 4f) 중 하나를 터치하여 다음 코너까지 원하는 방향에서 추적 에지(3f)의 선택사항이 제공된다. 대안으로, 또한 2개의 방향들 중 하나에서 에지(3f)의 자동 추적이 있을 수 있다.

이들 도시된 도면은 단지 가능한 예시적인 실시예들을 개략 방식으로 표현한 것임이 이해된다. 여러 가지 접근방식들이 단지 서로 및 종래 기술부터의 방법들 및 유닛들과 용이하게 조합될 수 있다.

위에 기재한 본 발명은, 사용자에 대한 증가된 동작 편리성과 결합하여, 구조물에서의 중요한 공간 지점들, 특히 방 내의 에지들 및 코너들을 측정하는 공정을 상당히 가속화하는 데 적합하다.

Claims (17)

1. 빌딩 또는 확장 빌딩들(extending buildings)의 범위 내에서 구조의 인접면들 사이의 에지들 및 코너들을 따라 공간 지점들 중 어느 하나를 측정하기 위한 측정 유닛(10)으로서,
   · 회전 축선을 중심으로 회전 가능하도록 베이스(11) 위에 장착되는 정상부(top part; 12),
   · 피봇 축선을 중심으로 피봇 가능하도록 상기 정상부(12) 위에 장착되고, 레이저 비임(14)을 방출하도록 설계되는 레이저 소스, 이미징 검출기(imaging detector), 및 조준 지점으로서의 공간 지점 상에 정렬을 특정하기 위한 정렬-디스플레이 기능(2)이 갖추어지는 조준 유닛(sighting unit; 13), 및
   · 평가 및 제어 유닛(15)을 포함하고,
   · 제1 및 제2 회전 드라이브는 상기 정상부(12) 또는 상기 조준 유닛(13)의 구동 및 정렬을 가능하게 하고,
   · 상기 베이스(11)에 관한 상기 조준 유닛의 공간 정렬은 2개의 고니오미터들(goniometers)에 의해 검출될 수 있고,
   · 상기 평가 및 제어 유닛(15)은 검출된 거리를 대응하는 정렬과 관련지어 공간 지점들에 대한 좌표들을 결정하기 위해 상기 레이저 소스, 거리-결정 검출기 및 상기 고니오미터들에 연결되고, 또한 상기 이미징 검출기에 연결되는, 측정 유닛(10)에 있어서,
   임의의 형상의 상기 구조의 인접면들 사이의 에지들 및 코너들 중 적어도 하나를 측정하기 위한 상기 측정 유닛(10)은 트리거링 후 적어도 부분적으로 자동으로 실행되고, 빌딩 또는 확장 빌딩들의 범위 내에서 알려지거나 또는 사용자-정의된 제1 코너(1a)에 대한 또는 상기 구조의 인접면들 사이의 제1 에지 지점(9)에 대한 상기 정렬-디스플레이 기능(2)을 갖는 상기 조준 유닛(13)의 적어도 거친 정렬 및 상기 제1 코너(1a) 또는 그것의 주변들을 갖는 상기 제1 에지 지점(9)의 이미지의 기록 후, 에지-추적 기능을 가지며,
   · 에지 라인들(3a, 3b, 3c)은 이미지 처리에 의해 에지들을 결정하여 식별되고,
   · 상기 식별된 에지 라인들(3a, 3b, 3c) 중 추적을 위해 선택된 하나의 에지 라인(3a, 3b 또는 3c) 을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되는, 적어도 추가의 코너(1b)까지 상기 조준 유닛(13)에 의해 자동으로 추적되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
2. 제1항에 있어서,
   · 상기 에지-추적 기능은 상기 식별된 에지 라인들(3a, 3b, 3c) 및 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, X, Y, Z) 중 적어도 하나에 대응되는 상기 에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 추적하기 위한 제안들(suggestions)을 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16)를 통해 디스플레이하도록 설계되고,
   · 상기 식별된 에지 라인들(3a, 3b, 3c) 및 상기 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, X, Y, Z) 중 적어도 하나가 선택되면, 선택된 에지 라인 또는 심볼에 대응되는 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되는, 적어도 추가의 코너(1b)까지 상기 조준 유닛(13)에 의해 자동으로 추적되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
3. 제1항에 있어서,
   상기 에지-추적 기능은 수평 또는 고도 방향(elevation direction) 중 적어도 하나의 방향에서 상기 조준 유닛(13)의 상기 정렬의 변경에 의해 선택된 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적하는 범위 내에서, 이미지들의 연속 또는 주기적인 기록 및 디지털 이미지 처리를 이용하는 에지 추출에 의해 에지에 속하는 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)의 결정이 있도록 설계되고, 상기 선택된 에지에 속하는 상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)으로부터의 상기 정렬-디스플레이 기능(2)의 편차는 상기 이미지에서 결정되고, 그로부터 상기 조준 유닛(13)의 상기 정렬의 대응하는 보정이 결정되고, 이것에 기초하여, 상기 조준 유닛(13)은 상기 선택된 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)에 정렬되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 코너(1a)로부터 제1의 추가의 코너(1b)까지 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적한 후,
   · 상기 에지-추적 기능이 정지되고(halted),
   · 상기 제1의 추가의 코너(1b)는 사용자-정의 방식(user-defined manner)으로 측정되고, 또는,
   · 상기 에지-추적 기능은 추가의 코너까지 계속되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 추적하기 위한 제안들은,
   · 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)에 의해 - 여기서 추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)이 선택되거나 또는 제안이 터치스크린 상의 상기 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)을 클릭 또는 터치하여 확인되고 -,
   · 영문숫자 문자들(X, Y, Z)에 의해 - 여기서 추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)이 선택되고 또는 제안이 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 키보드 위의 대응하는 영문숫자 문자를 입력하여 확인되고 -,
   상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16)를 통해 사용자에게 디스플레이되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)은 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16) 위에 라인(6)을 마킹하여 선택되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에지-추적 기능은 자동 추적을 위한 선택사항(option)을 제공하고 복수의 이웃 코너들 사이의 연속 경로에 따른 에지 라인들의 측정을 위해 갖추어지고, 상기 에지 라인들은 상기 구조의 공통 표면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에지-추적 기능은
   · 서로 직각으로 배열되고;
   · 서로에 대해 90°어긋난 각도로 배열되고, 또는,
   · 곡선인
   에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 추적하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 측정 유닛(10).
9. 측정 유닛(10)을 이용하여, 빌딩 또는 확장 빌딩들의 범위 내에서 구조의 인접면들 사이의 에지들 및 코너들을 따라 공간 지점들 중 어느 하나를 측정하기 위한 방법으로서,
   상기 측정 유닛(10)은,
   · 회전 축선을 중심으로 회전 가능하도록 베이스(11) 위에 장착되는 정상부(12),
   · 피봇 축선을 중심으로 피봇 가능하도록 상기 정상부(12) 위에 장착되고, 거리-결정 검출기의 형태로 거리-측정 기능을 제공하고, 레이저 비임(14)을 방출하도록 설계되는 레이저 소스, 이미징 검출기, 및 조준 지점으로서의 공간 지점 위의 정렬을 특정하기 위한 정렬-디스플레이 기능(2)이 갖추어지는 조준 유닛(13), 및
   · 평가 및 제어 유닛(15)을 포함하고,
   · 제1 및 제2 회전 드라이브는 상기 정상부(12) 또는 상기 조준 유닛(13)의 구동 및 정렬을 가능하게 하고,
   · 상기 베이스(11)에 관한 상기 조준 유닛(13)의 공간 정렬이 2개의 고니오미터들에 의해 검출될 수 있고,
   · 상기 평가 및 제어 유닛(15)은 검출된 거리를 대응하는 정렬과 관련지어 공간 지점들에 대한 좌표들을 결정하기 위해 상기 레이저 소스, 상기 거리-결정 검출기 및 상기 고니오미터들에 연결되고, 또한 상기 이미징 검출기에 연결되며, 상기 측정 유닛(10)을 통해 공간 지점들을 측정하기 위한 방법에 있어서,
   · 알려지거나 사용자-정의된 제1 코너(1a) 또는 상기 구조의 인접면들 사이의 제1 에지 지점(9)에 대해 상기 정렬-디스플레이 기능(2)을 갖는 상기 조준 유닛(13)을 정렬하는 단계;
   · 상기 제1 코너(1a) 또는 상기 제1 코너(1a)의 주변에 위치하는 상기 제1 에지 지점(9)의 이미지를 기록하는 단계;
   · 이미지 처리에 의해 에지들을 결정하여 에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 식별하는 단계;
   · 식별된 에지 라인들(3a, 3b, 3c) 중 추적을 위한 하나의 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)이 입력되면, 입력된 상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 따라 위치된 공간 지점들이 측정되고, 적어도 추가의 코너(1b)까지 상기 조준 유닛(13)에 의해 상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 식별하는 단계 후,
    · 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, X, Y, Z)을 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16)위에 디스플레이하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적하는 단계는,
    상기 디스플레이 된 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, X, Y, Z) 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 심볼에 대응되는 상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 따라 위치된 공간 지점들을 측정하고, 적어도 추가의 코너(1b)까지 상기 조준 유닛(13)에 의해 자동으로 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
11. 제9항에 있어서,
    수평 및 고도 방향 중 적어도 하나의 방향에서 상기 조준 유닛(13)의 상기 정렬의 변경에 의해 선택된 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적하는 범위 내에서, 이미지들의 연속 또는 주기적인 기록 및 디지털 이미지 처리를 이용하는 에지 추출에 의해 에지에 속하는 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)의 결정이 있고, 상기 선택된 에지에 속하는 상기 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)으로부터의 상기 정렬-디스플레이 기능(2)의 편차가 상기 이미지에서 결정되고, 상기 이미지로부터 상기 조준 유닛(13)의 상기 정렬의 대응하는 보정이 결정되고 이것에 기초하여, 상기 조준 유닛(13)은 상기 선택된 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)에 정렬되는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 코너(1a)로부터 제1의 추가의 코너(1b)까지 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)을 추적한 후, 에지-추적 기능이 정지되고, 상기 제1의 추가의 코너(1b)는 사용자-정의 방식으로 측정되고, 또는 상기 에지-추적 기능은 추가의 코너까지 계속되는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    에지 라인들(3a, 3b, 3c)을 추적하기 위한 제안들은,
    · 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)에 의해 - 추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)이 선택되거나 또는 제안이 터치스크린 위의 상기 심볼들(4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c)을 클릭 또는 터치하여 확인되고 - ; 또는
    · 영문숫자 문자들(X, Y, Z)에 의해 - 추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)이 선택되거나 또는 제안이 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 키보드 위의 대응하는 영문숫자 문자를 입력하여 확인되고 -,
    상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16)를 통해 사용자에게 디스플레이되는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    · 추적될 에지 라인(3a, 3b 또는 3c)은 상기 평가 및 제어 유닛(15)의 디스플레이(16) 위에 라인(6)을 마킹하여 선택되고; 또는
    · 에지-추적 기능은 복수의 인접 코너들 사이에서 연속 경로를 따라 에지 라인들의 자동 추적 및 측정을 위한 선택사항을 제공하기 위해 갖추어지고, 상기 에지 라인들은 상기 구조의 공통 표면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 공간 지점들을 측정하기 위한 방법.
15. 전자 데이터 처리 유닛 상에서 실행되면, 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 청구된 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드가 저장된, 기계-판독 가능 매체.
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17. 삭제

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