WO2007131724A1 - Vorrichtung zur dreidimensionalen vermessung eines festkörpers - Google Patents

Vorrichtung zur dreidimensionalen vermessung eines festkörpers Download PDF

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WO2007131724A1
WO2007131724A1 PCT/EP2007/004202 EP2007004202W WO2007131724A1 WO 2007131724 A1 WO2007131724 A1 WO 2007131724A1 EP 2007004202 W EP2007004202 W EP 2007004202W WO 2007131724 A1 WO2007131724 A1 WO 2007131724A1
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WO
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measuring device
solid
measuring
data
surveying
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/004202
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English (en)
French (fr)
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Dirk Neumayer
Michael Maisl
Martin Stotz
Ira Effenberger
Markus HÜTTEL
Stefan Kasperl
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/419—Imaging computed tomograph

Definitions

  • the invention is in the field of surveying devices and methods by means of which the shape of solids can be detected in a multi-dimensional manner.
  • One field of application of such a method is the industrial quality control of test pieces, for example in the manufacture of cast parts, in which the shape and dimensional accuracy of castings must be checked by three-dimensional measurement and compared with specifications. In this step, in addition to the external shape accuracy and the presence of voids or material distortions is checked. Overall, the actual geometry data can be compared with target data, for example from a CAD system. In particular, in the event that internal structures of the bodies to be tested, such as cavities or a layered structure, are to be included, it is necessary to use a radiographic process, for example a X-ray computed tomography method.
  • a solid to be measured is successively irradiated from several different directions, wherein usually the x-ray source is fixed and the solid body is rotated about a fixed axis.
  • a detector for example as a two-dimensionally resolving detector in the form of a CCD matrix, which detects the X-rays after passing through the solid.
  • different gray values result, which can be further processed in a known manner by calculation taking into account the angle of rotation traveled between the individual measurements.
  • DE 10 2004 026 357 A1 discloses the combination of an optical sensor system with an X-ray sensor system. By combining the measurements, a measurement object is to be geometrically measured. The measurement object is located on a rotatable drivable mount and is detected with both available sensors. Thereafter, a 3D reconstruction is determined, wherein the measurement results of the tomography method are determined taking into account the measurement results of the other measurement method.
  • X-ray sensors are used in a common coordinate evaluated.
  • two measuring methods are combined with corresponding measuring devices such that a measuring path is determined by means of one of the measuring devices along which the second measuring device subsequently performs a measurement.
  • Computed tomography with a tactile or optical coordinate measuring machine known in which first examined by means of the tactile or optical measuring device, the position of the object to be measured and this is then brought by means of a manipulation device in the optimal detection range of Computed Tomography.
  • the invention relates to a device for three-dimensional measurement of a solid body with a first measuring device in the form of a CT computer and with a second measuring device for detecting the outer contour of the solid, the second measuring device at least in places allows more accurate measurement results than the first surveying and wherein the first and the second surveying device provide first and second data that can be displayed in a common coordinate system.
  • this device is further developed such that the first measuring device comprises a radiation computer tomograph and the second measuring device is a surface-measuring or surface-resolution measuring device.
  • the first measuring device comprises a radiation computer tomograph
  • the second measuring device is a surface-measuring or surface-resolution measuring device.
  • a strip projection device with which, for example, by evaluation using a triangulation method, the outer surface of an object can be resolved three-dimensionally over an entire surface.
  • This device can in particular be used to carry out a method as described in the patent application filed on the same day as this application by the same Applicant entitled "Method for measuring a solid" applicable thresholds to determine locally applicable thresholds for segmentation the first data obtained by the first surveying device by comparison of the first data with the second data obtained by the second surveying device.
  • segmentation means the determination of consistency limits of the solid from the data determined in computed tomography.
  • Such a computing device is not known from the prior art.
  • the two-dimensional data obtained by means of the scanning using the tomograph are first converted into a three-dimensional voxel matrix by taking into account the angular position of the solid in the respective recordings, in which a three-dimensional volume unit is assigned a gray value or intensity value.
  • the corresponding intensity values correlate with absorption values of the solid to be measured at the respective site.
  • a global threshold value which, when exceeded by the corresponding intensity values in the matrix, is based on the presence of a consistency limit of the solid, i. for example, from a surface of the solid or a material interface.
  • a consistency limit of the solid i. for example, from a surface of the solid or a material interface.
  • the shape of the solid can be determined both with respect to the outer contours and with respect to inner cavities.
  • the already extracted point cloud with by the The second measuring device obtained reconciled data, but at an earlier stage of the evaluation of the tomography data, the measured data of the second measuring device are already used by obtaining local threshold values for the evaluation of the tomographic values. It is known at the points where the more accurate measured values of the second measuring device are present at which point within the matrix of the computed tomography data a corresponding consistency limit lies. From this, the locally valid threshold value can be determined and the local threshold values determined thereby can be extended by interpolation, extrapolation or simply transmission to the immediate geometric environment to such an extent that corresponding local threshold values are obtained for the entire matrix of the solid. Thereafter, the corresponding intensity matrix can be evaluated with the local threshold values.
  • the device according to the invention can be configured particularly advantageously in that the first measuring device is an X-ray tomography device, preferably with a microfocus X-ray tube.
  • the second measuring device uses a fringe projection device.
  • a known pattern for example straight strips or grid lines, is projected onto the solid to be measured and measured from a viewing direction different from the direction of irradiation. Irregularities in the surface shape of the solid show up
  • Distortions of the stripes and distortions can be deduced by triangulation method on the shape of the solid on its surface.
  • Corresponding calculation algorithms allow the calculation of the three-dimensional shape of the surface.
  • the two measuring devices are advantageously fixedly positioned relative to one another or at least movable in a precisely defined manner relative to one another.
  • the solid to be measured can be positioned in a common detection range of the first and the second measuring device and can be rotated stepwise there, but it can also be brought one after the other into the detection range of the first measuring device and then into the detection range of the second measuring device.
  • the corresponding positioning device has a rotary drive for the stepwise rotation of the solid about a fixed axis or about several fixed axes to each fixed angular increments.
  • the solid body can be movable on the axis between the first beam source of the first measuring device and the sensor screen.
  • the second measuring device ie the fringe projection device, or even only the second beam source of the second surveying device device, either be firmly positioned relative to the first measuring device or be movable with the solid in fixed relation to this.
  • this scale is precisely controlled and taken into account in the calculation of the common data obtained in order to convert the data obtained by the second surveying device accordingly.
  • the device or its computing device can thus be designed so that by means of the measured values obtained by the second measuring device, points of the surface of the solid are each assigned a local segmentation threshold value for the evaluation of the data obtained by the first measuring device.
  • these threshold values are each used as a basis for the determination of further local segmentation threshold values of the surroundings of the points.
  • the result of a computed tomography is normally in the form that intensity units or gray values are assigned to specific volume units (voxels) and that edges, surfaces or material boundaries of a solid are represented by jumps in the gray value between the voxels.
  • Such jumps are not ideal and there are often blurred or gray scale transitions in real measurement results.
  • such a computed tomography image is evaluated by setting a threshold value of the gray values that the Represents interfaces of the solid.
  • the concept of a global threshold is generally abandoned in favor of local thresholds. These are determined by local comparison of the data determined by the second measuring device with the data determined by the first measuring device. That By means of the second measuring device, for example, an interface of the solid is detected at one point and it is determined where the local threshold would have to lie so that the evaluation of the measured values determined by the first measuring device would provide the correct result.
  • This threshold is called local
  • Threshold defines and also serves in the immediate vicinity of the said point as a threshold or at least the applicable in the immediate vicinity threshold is determined from the threshold value as described. This can also be done, for example, by interpolation of the threshold values at different locations. For this purpose, measurements are carried out by means of the second measuring device at two spaced-apart locations, from which corresponding threshold values are determined by comparison with the data of the first measuring device and determined as local threshold values. Then, at the positions lying between the two measuring points, further local threshold values are defined by interpolation, which serve for the further evaluation of the data obtained by the first measuring device.
  • threshold values can, for example, also be determined in the interior region of the solid to be measured, where no measured data are given by the second surveying device can be detected, as far as this is a surface measuring device, such as a Streifprojection device.
  • a first memory device is advantageously used in the device according to the invention, for storing the local threshold values a second memory device according to the invention.
  • the device according to the invention is particularly advantageous when the first measuring device is an X-ray computer tomography scanner.
  • direction is assigned by means of which individual volume units each have an intensity value.
  • the device may also be advantageously applied to other types of computed tomography, such as neutron beam computer tomography.
  • a consistency limit in the evaluation of the intensity values is determined by determining the
  • the local threshold is partly known by matching the measurements from the second measuring device.
  • the same threshold value can also be used in areas in the immediate vicinity by means of the measuring point measured in the second measuring device.
  • the measuring points, which are measured by means of the second measuring device, can thus be spatially less densely distributed than the measuring points of the first measuring device.
  • local threshold values are determined by interpolation between known local threshold values.
  • Determination of consistency limits of the solid can be done with an accuracy that exceeds the resolution given by volume units (voxels).
  • volume units voxels
  • the intensity values a plurality of adjacent volume units (voxels), of which at least one is an intensity lying above the local threshold value and at least one has an intensity lower than the local threshold value, the point at which the threshold value is exceeded is set approximately to a range which is smaller than one volume unit (subvoxel-exact).
  • the local threshold is initially often set only voxel exactly, a higher accuracy can be achieved by using an iterative approach of trained in the computing device steps. For this purpose, for example, after the subvoxel-specific definition of the point at which a body boundary is located, the threshold value can be redefined locally again by interpolation at exactly this point. After the renewed determination of the threshold value, the point at which the newly presented threshold value Ü is exceeded can then be redetermined in a further iteration step.
  • the local threshold values for the volume units are determined individually and stored in a matrix.
  • this matrix corresponds in size to the matrix with the voxel data, in which an intensity value is assigned to each individual voxel.
  • a further advantageous embodiment provides that the local threshold values respectively determined for the same volume units are subtracted from the intensity values determined for the individual volume units (normals) and that thereafter the segmentation is effected by means of a global threshold value is made.
  • the last process step in the computing device to perform the determination of the body boundaries by means of a global threshold corresponds to the previously common method.
  • the advantage of the invention is shown in the intermediate step, in which local, different threshold values are used. This improves the resolution and accuracy and reduces the susceptibility to errors.
  • the device according to the invention advantageously has a subtraction device which, after determining the local threshold values, reduces the individual elements of the matrix of intensity values from the first memory device by the local threshold values stored in the second memory device.
  • the results are stored in a third memory device.
  • the data stored in the third memory device can now be given a global, i. for the whole solid constant, threshold for evaluation are applied.
  • the nonuniformities and nonlinearities which are unavoidable when using the first measuring device are optimally calculated out in the data thus cleaned up in the third memory device. The evaluation of these data thus results in an adjusted three-dimensional image of the solid to be measured.
  • a further field of application of the present invention is the correction of nonlinearities of an imaging system by a priori knowledge in transmission recordings.
  • Such a method for the correction of non-linearities is in the 09.
  • This process comprises the following process steps:
  • Registration Based on the coarse positioning, a registration based on features and / or intensities is performed. This is a more accurate registry.
  • initialization is meant a rough screened registration of the device under test.
  • a rough rasterization is therefore a registration whose accuracy
  • singular pairs of points are searched for, with a singular point being one which is measurably distinguished from its surroundings.
  • These singular points may be ones that have a maximum or a minimum, both two-dimensional and one-dimensional. Measurable is the singular point emphasizing its environment.
  • Other possibilities of singular points to be understood are those that are edge points of the object shadow or intersections of edges.
  • a point of a digital model of a test object (usually a CAD model) is projected on the detector.
  • the singular point of the model and the singular point of the image form Pair of points called "feature point”.
  • feature points can also be extracted. This extraction of the singular points mentioned (in terms of the most unique feature points possible) is carried out with search algorithms from the measurements.
  • the search algorithms are adapted to the simulated projection of the digital model.
  • the position can be registered at the beginning of the CT scan. This registration is made from a projection. Possible algorithms that can be used to perform this registration are the process Soft POSIT, cf. DeMenthon et al. , SoftPOSIT, Simultaneous Pose and Correspondence Determination, International Journal of Computer Vision, 59 (3), 2004, pages 259 to 284. This possibility of registering the start position is relatively insensitive to mismatched feature points (pairs) when using the well-known SoftPOSIT process ), if they do not get too rough.
  • the procedure for intensity-based registrations is to determine the similarity between reference and template image. Similarities are obtained with statistical methods, all pixel information serves as the basis, cf. Penney et al. "A Comparison of Similarity Measurements for Use in 2-D-3 -D Medical Image Registration", IEEE Transactions on Medical Imaging, 17 (4), 1998, pages 586 to 595.
  • the CT model as target data of the test specimen and the a priori knowledge used thereby can be used on several projections in different positions of the test specimen. Each layer is characterized by a different angle of rotation which the specimen assumes relative to a rotation axis. Registration as a 2D registration or 3D registration takes place as an alternative and is prompted by the application. From a 2D fan-beam CT can be generalized easily on a 3D cone-beam CT. The manner of the detector, which is designed either as a line detector in a 2D-CT or as an area detector in a 3D-CT, is tracked in each case.
  • Attenuated intensities are imaged on the detector by the object and by the radiation with the measuring radiation from the punctiform source, in each case as a projection in each case at a rotation angle of the test object.
  • the ideal case is a perfectly adjusted CT imaging system. Here, only the position of the axis of rotation needs to be known, around which the test object is rotated in angular increments.
  • the registration on some projections makes it possible to use the CT on remaining projections in such a way that the position of the test object can be calculated for further projections.
  • a simulation in the form of a virtual CT can be done on the basis of the above knowledge. It provides the required input data for correction procedures during the reconstruction.
  • a correction takes place during the data acquisition.
  • radiographed lengths are associated with arbitrary detector locations (pixels) for each incremental rotational position of the specimen assumed. Each irradiated length and an associated measured intensity at the detector are combined into pairs of values.
  • data from all projections is not necessary. Some projections are sufficient, for example a representative selection that covers an angle range of less than 360 °, in particular clearly below it. Since the correction data are already determined during the data acquisition and not all projections are required as an input variable to determine the correction parameters, the determination of the correction data can already be started when this representative selection of projections has been recorded.
  • the calculation of the correction parameters can be completed or completed essentially with the end of the acquisition process, that is also those projections that are not required for the representative selection.
  • the reconstruction can take place in the temporal range after / at the conclusion of the recording, thus allowing a lesser delay until the result is available.
  • the device according to the invention operates particularly effectively in this method when the first measuring device and the second measuring device are operated simultaneously or at least overlapping in time, since in the evaluation of the first data already partially second data obtained by the second measuring device can be used , In this way, it is not necessary to wait for the completion of a measurement until the second measurement can begin and the duration of the entire measurement is shortened overall.
  • FIG. 1 shows a flowchart by means of which the evaluation of the data is clarified
  • FIG. 2 schematically shows the structure of the device according to the invention
  • FIG. 3 on a two-dimensional example of pixels, the function of the invention, Figure 4 in a detailed representation of the design of the evaluation device.
  • FIG. 1 shows by way of example and schematically simplified three two-dimensional fluoroscopy images 1, 2, 3, which with respect to different fluoroscopy angles by means of an X-ray tomography method.
  • the transilluminated object are recorded and stored as fluoroscopic images on an X-ray screen.
  • these transillumination images which represent the solid to be measured from different angles, can be converted into a three-dimensional image of the object. It is of course possible to use far more than three images for the calculation.
  • the three-dimensional image is in the form of gray values or intensity values in a three-dimensional voxel matrix 4. Each subvolume cube of this matrix 4 is assigned a separate intensity value.
  • FIG. 1 On the right-hand side of FIG. 1, an illustration of a pyramid 5, which has been produced by a surface-measuring method, is shown by way of example.
  • This measurement may, for example, contain fewer measurement points than the measurement obtained by the first measurement method, but the individual measurement points are more accurate than the computed tomography method.
  • the measurement results 5 of the image obtained by the second measurement method are included in the matrix by using the results obtained by the second method.
  • threshold values for the evaluation of the computed tomography data are determined as the local or possibly locally different threshold values.
  • the local threshold values are determined by interpolation of the other present threshold values.
  • the body boundaries of the solid to be measured can be calculated precisely.
  • the corresponding calculation result is shown symbolically in the matrix 7 and more clearly in the pyramid 8.
  • the advantage of the final measurement result 8 lies in the fact that on the one hand partial measured values are available with the high measuring accuracy of the second measuring method, but on the other hand also where these Measured values can not be obtained, reliable values can be obtained by means of the first measuring method, the accuracy of which has been increased by using the second measuring method.
  • FIG. 2 shows by way of example a device according to the invention for carrying out the method, wherein the individual elements are shown only schematically.
  • a moving device 10 for the solid to be measured 11 is arranged, with a drivable shaft 12, a motor 13 and a gear 14 and a turntable
  • the solid is firmly positioned on the turntable 15 and can be rotated by the drive about the vertical axis 16 in small steps, for example of 0.9 °, and stopped therebetween.
  • an X-ray source 17 for example in the form of a microfocus X-ray tube, which radiates the solid 16 to an X-ray screen 18 and a fringe projection device 19 which radiates a geometric pattern onto the solid 11 and the distortions , which result from the shaping of the solid 11, detected.
  • fringe projection device 19 it is also possible to provide another surface imaging device, for example a touch device or a distance measuring device, using running time measurements and an interferometric measuring device.
  • another surface imaging device for example a touch device or a distance measuring device, using running time measurements and an interferometric measuring device.
  • the two devices 17, 19 are fixedly positioned relative to each other or, if they are moved against each other, this movement is precisely defined in the common coordinate system.
  • the data taken by the X-ray screen 18 are sent to a computing device 20, which also receives data from the drive means 12, 13, 14 about the angular position of the solid 11.
  • the computing device 20 additionally receives the
  • the computing device can perform the calculations shown in FIG. 1 and store and process the mentioned three-dimensional arrays.
  • the computing device 20 determines a representation of the solid 11 in three dimensions, which can be displayed in various views on the screen 21, for example.
  • a global threshold value for determining the shapes of the solid body between the intensity 1 and the intensity 2 could, for example, be used be determined. Accordingly, it would be computationally checked at which points in the two-dimensional matrix (in reality in a three-dimensional matrix) this threshold value is exceeded. This would result in a solid boundary, which is shown by dashed lines in the right part in the matrix 25 in FIG. 3 and which runs between the pixels representing the intensity 1 and the respective neighboring pixels representing the intensity 2.
  • FIG. 4 shows an overview of the computing device 20 in detail.
  • a first evaluation device 27 is provided, for example in the form of a micro-controller or microprocessor, to which via a data line 28, the two-dimensional
  • Image data from the sensor screen 18 of the computed tomography are fed.
  • the first evaluation device 27 communicates with the drive 13 of the device via the data lines 29 and can actuate the drive device for stepping back rotational angle steps.
  • the evaluation device 27 receives information about the rotational angle position of the object 11 to be measured from the drive device.
  • a three-dimensional voxel matrix can be obtained as computed tomography image of the object to be measured by means of known evaluation methods. This is stored in the first memory device 30 as a three-dimensional matrix. This is the first evaluation of the X-ray computed tomography image with the inherent inaccuracies and errors.
  • a system developed by a strip projection measuring system for example the system developed by the Fraunhofer-Gesellschaft under the name Kolibri (see http://www.iof.fraunhofer.de/departments/optic-systems/ 3d-shape-measurement / index-dt html) detects the outer contour of the DUT.
  • the strip projection device is designated by 19 in FIG. 2 and shown schematically.
  • a projector is provided, which is a pattern parallel alternating light and dark stripes and possibly a second pattern of perpendicularly arranged stripes on the solid projected the object to be measured.
  • at least one image sensor for example in the form of a digital camera, is provided which is angularly offset from the projector and uses a triangulation method to record the projection of the stripes on the solid surface.
  • the fringe projection system is shown schematically in FIG.
  • the data obtained by the fringe projection system are fed to the second evaluation device 31 via the line 32 and evaluated there as described.
  • the second evaluation device 31 communicates via the lines 33 with the drive 12, 13, 14 of the device.
  • the three-dimensional data on the surface contour of the measurement object obtained by means of the second evaluation device 31 are fed to the first evaluation device 27 by means of the data line 34 and offset with the data present in the first memory device 30 in such a way that local threshold values are determined for the different volume regions of the measurement object , These local threshold values are stored in the second memory device 35, wherein in principle just as many local threshold values are determined as volume units (voxels) are present in the first memory device. However, there may be fewer thresholds are calculated if they are used schematically for larger areas of the measurement object.
  • the respectively valid local threshold values from the second memory device 35 are then subtracted from the intensity values stored in the memory device 30 in a voxel-like manner, and the result is stored in the third memory device 37.
  • a global threshold value can now be applied to the somewhat corrected intensity values stored in this third memory device 37 in order to calculate the contours or consistency boundaries of the measurement object / solid to be measured.
  • the corresponding measurement results can then be displayed in a display system, for example with a monitor 21.
  • the various memory devices 30, 35, 37 may be physically combined in a single memory, for example by a multi-dimensional organization of the memory.
  • FIG. 5 schematically shows the fringe projection system with a projector 38 which projects a fringe pattern 39 onto the measurement object 11.
  • the fringe pattern is deflected by a camera 40 from a direction other than the projection direction

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines Festkörpers (11) mit einer ersten Vermessungseinrichtung (17, 18) in Form eines Durchstrahlungscomputertomographen, speziell eines Röntgentomographie - Apparats und mit einer zweiten Vermessungseinrichtung (19) zur Erfassung der äußeren Kontur des Festkörpers, wobei die zweite Vermessungseinrichtung wenigstens stellenweise genauere Messegebnisse ermöglicht als die erste Vermessungseinrichtung und wobei die erste und die zweite Vermessungseinrichtung Daten liefern, die in einem gemeinsamen Koordinatensystem darstellbar sind, wird die Aufgabe, genauere und verlässlichere Messdaten mit höherer Auswertgeschwindigkeit zu erhalten, gelöst, indem in der zweiten Vermessungseinrichtung (19) ein oberflächenvermessendes Verfahren, beispielsweise ein Streifenprojektionsverfahren, eingesetzt wird.

Description

Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines
Festkörpers
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vermessungs- Vorrichtungen und -verfahren, mittels deren die Gestalt von Festkörpern mehrdimensional erfasst werden kann.
Ein Anwendungsgebiet eines solchen Verfahrens ist die industrielle Qualitätskontrolle an Prüflingen, beispielsweise bei der Gussteilefertigung, bei der die Form und Maßhaltigkeit von Gussteilen durch dreidimensionale Vermessung überprüft und mit Vorgaben verglichen werden muss . Bei diesem Schritt wird außer der äußeren Formgenauigkeit auch das Vorhandensein von Lunkern bzw. Materialverwerfungen überprüft. Insgesamt sind die tatsächlichen Geometriedaten mit Soll-Daten, beispielsweise aus einem CAD-System, zu vergleichen. Insbesondere in dem Fall, dass auch interne Strukturen der zu prüfenden Körper, wie z.B. Hohlräume oder ein geschichteter Aufbau, mit erfasst werden sollen, ist es notwendig, auch ein durchstrahlendes Verfah- ren, beispielsweise ein röntgencomputertomographisches Verfahren, zu verwenden. Bei einem derartigen Verfahren wird ein zu vermessender Festkörper nacheinander aus mehreren verschiedenen Richtungen durchstrahlt, wobei meistens die Röntgenquelle feststehend angeordnet ist und der Festkörper um eine feststehende Achse gedreht wird. Von der Röntgenquelle aus gesehen hinter dem Festkörper liegt ein Detektor, beispielsweise als zweidimensional auflösender Detektor in Form einer CCD-Matrix, der die Röntgenstrahlung nach Passieren des Festkörpers nachweist. Je nach Lage des Festkörpers ergeben sich verschiedene Grauwerte, die in bekannter Weise durch Berechnung unter Berücksichtigung der zwischen den einzelnen Messungen zurückgelegten Drehwinkel weiterverarbeitet werden können.
Dadurch sind einzelnen Volumenelementen, in die der Festkörper zur Berechnung aufgeteilt wird, sog. Vo- xeln, Intensitätswerte zuordenbar, die dem Absorpti- onsgrad der Röntgenstrahlung in dem jeweiligen Voxel entsprechen.
Aus dem Intensitätsgrad kann auf die Konsistenz des Festkörpers in der jeweiligen Volumeneinheit ge- schlössen werden. Hierdurch können Konsistenzgrenzen des Festkörpers, also beispielsweise Material- oder Dichtegrenzen oder Außenkonturen sowie Grenzen von Hohlräumen bestimmt werden. Die Erfahrung zeigt, dass derartige Messungen unter Verwendung der Röntgencomputertomographie noch nicht die gewünschte Genauigkeit erreichen. Dies liegt einerseits daran, dass die verwendeten Röntgenröhren polychromatische Strahlung emittieren, und daran, dass die Wechselwirkung der Röntgenstrahlung beim Durchgang durch die Materie nicht nur von den Absorptionseigenschaften der jeweiligen Materie, sondern auch von der Wellenlänge der Röntgenstrahlung ab- hängt. Zudem ergeben sich Streustrahlungseffekte,
Störungen durch Strahlaufhärtung und Nichtlinearitä- ten des Detektors, wodurch sich Artefakte, Verzeichnungen und sog. Cupping-Effekte einstellen, die die Bildqualität verschlechtern.
Es ist wünschenswert, eine neue, verbesserte Vermessungsvorrichtung zu schaffen und dabei die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Vermessung von Festkörpern zu erhöhen.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich Vermessungsverfahren und entsprechende Vorrichtungen bekannt, bei denen verschiedene Messverfahren und entsprechende Vorrichtungen kombiniert werden. So ist beispielsweise aus der DE 10 2004 026 357 Al die Kombination einer optischen Sensorik mit einer Röntgen- sensorik bekannt. Durch die Kombination der Messungen soll ein Messobjekt geometrisch vermessen werden. Das Messobjekt befindet sich auf einer drehbar antreibbar Halterung und wird mit beiden zur Verfügung stehenden Sensoriken erfasst. Danach wird eine 3D-Rekonstruk- tion ermittelt, wobei die Messergebnisse des Tomographieverfahrens unter Berücksichtigung der Messergebnisse des anderen Messverfahrens ermittelt werden. Die Messergebnisse der optischen Sensorik und der
Röntgensensorik werden in einem gemeinsamen Koordina- tensystem ausgewertet.
Gemäß dem Patent Abstract of Japan 2002071345 A werden zwei Messverfahren mit entsprechenden Messein- richtungen derart kombiniert, dass mittels einer der Messeinrichtungen ein Messpfad ermittelt wird, entlang dem die zweite Messeinrichtung darauf folgend eine Messung durchführt.
Aus der DE 103 31 419 Al, ist die Kombination eines
Computertomographen mit einem taktilen oder optischen Koordinatenmessgerät bekannt, bei dem zunächst mittels des taktilen oder optischen Messgeräts die Lage des zu vermessenden Objekts untersucht und dieses mittels einer Manipulationseinrichtung danach in den optimalen Erfassungsbereich der Computertomographie- messeinrichtung gebracht wird.
Aus dem Sonderdruck „Quality Engineering 6, Juni 2005 (www.qe-online.de)" ist ebenfalls die Kombination aus einer Multisensorik und der Computertomographie bekannt, wobei nach Erfassung eines Werkstücks mit mehreren Sensoren die gelieferten Messergebnisse aufeinander abgeglichen werden. Insbesondere die ungenauere Messung mittels der Computertomographie kann durch
Aufnahme von Kontrollpunkten mit einem anderen hochgenauen Sensor korrigiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun gegenüber dem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines Festkörpers zu schaffen, die eine schnelle Auswertung mit hoher Messgenauigkeit und der Möglichkeit verbindet, auch die im Inneren des Festkörpers vorhandene Struk- tur zu vermessen. Dabei bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines Festkörpers mit einer ersten Vermessungseinrichtung in Form eines Durchstrahlungscomputertomographen und mit einer zweiten Vermessungseinrichtung zur Erfassung der äußeren Kontur des Festkörpers, wobei die zweite Vermessungseinrichtung wenigstens stellenweise genauere Messergebnisse ermöglicht als die erste Vermessungs- einrichtung und wobei die erste und die zweite Ver- messungseinrichtung erste und zweite Daten liefern, die in einem gemeinsamen Koordinatensystem darstellbar sind .
Erfindungsgemäß wird ausgehend von einer Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines Festkörpers, die eine erste und eine zweite Vermessungseinrichtung aufweist, diese Vorrichtung so weitergebildet, dass die erste Vermessungseinrichtung einen Durchstrah- lungscomputertomographen aufweist und die zweite Vermessungseinrichtung eine oberflächenvermessende bzw. flächig auflösende Vermessungseinrichtung ist. Als zweite Vermessungseinrichtung kann besonders vorteilhaft eine Streifenprojektionseinrichtung verwendet werden, mit der, bei Auswertung beispielsweise mittels eine Triangulationsverfahrens, die äußere Ober- fläche eines Gegenstandes dreidimensional auf einer ganzen Fläche aufgelöst werden kann.
Diese Vorrichtung kann insbesondere eingesetzt werden, um ein Verfahren durchzuführen, wie es in der taggleich mit dieser Anmeldung von derselben Anmelderin eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Vermessung eines Festkörpers" beschrieben ist. Hierzu kann dann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Recheneinrichtung zur Ermittlung von lokal geltenden Schwellwerten aufweisen zur Ermittlung von lokal geltenden Schwellwerten für die Segmentierung der durch die erste Vermessungseinrichtung gewonnenen ersten Daten durch Vergleich von den ersten Daten mit durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnenen zweiten Daten. Dabei bedeutet Segmentierung die Er- mittlung von Konsistenzgrenzen des Festkörpers aus den in der Computertomographie ermittelten Daten.
Eine derartige Recheneinrichtung ist aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt. Üblicherweise wer- den zunächst die mittels der Durchstrahlung mit Hilfe des Tomographen gewonnen zweidimensionalen Daten durch Berücksichtigung der Winkelposition des Festkörpers bei den jeweiligen Aufnahmen in eine dreidimensionale Voxelmatrix umgerechnet, in der jeder dreidimensionalen Volumeneinheit ein Grauwert bzw. Intensitätswert zugeordnet wird. Die entsprechenden Intensitätswerte korrelieren mit Absorptionswerten des zu vermessenden Festkörpers an der jeweiligen Stelle.
Danach wird gemäß dem Stand der Technik ein globaler Schwellwert festgelegt, bei dessen Überschreiten durch die entsprechenden Intensitätswerte in der Matrix vom Vorliegen einer Konsistenzgrenze des Festkör- pers ausgegangen wird, d.h. beispielsweise von einer Oberfläche des Festkörpers oder einer Materialgrenzfläche. Auf diese Weise kann in der Matrix die Gestalt des Festkörpers sowohl bezüglich der äußeren Konturen als auch bezüglich innerer Hohlräume ermit- telt werden. Diese Auswertung ist jedoch mit den oben genannten vielfältigen Unsicherheiten behaftet und wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert .
Hierzu wird jedoch nicht, wie beim Stand der Technik, die schon extrahierte Punktewolke mit den durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnen Daten abgeglichen, sondern es wird in einem früheren Stadium der Auswertung der Tomographiedaten bereits auf die Mess- daten der zweiten Vermessungsvorrichtung zurückge- griffen, indem aus diesen lokale Schwellwerte für die Auswertung der Tomographiewerte gewonnen werden. An den Stellen, an denen die genaueren Messwerte der zweiten Vermessungseinrichtung vorliegen, ist nämlich bekannt, an welchem Punkt innerhalb der Matrix der Computertomographiedaten eine entsprechende Konsistenzgrenze liegt. Daraus kann der lokal geltende Schwellwert bestimmt werden und die hierdurch ermittelten lokalen Schwellwerte können durch Interpolation, Extrapolation oder einfach Übertragung auf die unmittelbare geometrische Umgebung soweit erweitert werden, dass für die gesamte Matrix des Festkörpers entsprechende lokale Schwellwerte gewonnen werden. Danach kann die entsprechende Intensitätsmatrix mit den lokalen Schwellwerten ausgewertet werden.
Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch ausgestaltet sein, dass die erste Vermessungseinrichtung eine Röntgentomographieein- richtung ist, vorzugsweise mit einer Mikrofokusrönt- genröhre.
Vorteilhaft kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die zweite Vermessungseinrichtung eine Streifenprojektionseinrichtung verwendet. Bei einer solchen Projekti- onseinrichtung wird ein bekanntes Muster, beispielsweise gerade Streifen oder Gitterlinien, auf den zu vermessenden Festkörper projiziert und diese aus einer von der Aufstrahlrichtung unterschiedlichen Blickrichtung aus vermessen. Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenform des Festkörpers zeigen sich durch
Verzerrungen der Streifen und durch die Verzerrungen kann durch Triangulationsverfahren auf die Form des Festkörpers an seiner Oberfläche rückgeschlossen werden. Entsprechende Berechnungsalgorithmen erlauben die Berechnung der dreidimensionalen Form der Ober- fläche.
Um eine optimale Kombination bei der Auswertung der Messdaten der ersten und der zweiten Vermessungseinrichtung zu erlauben, müssen diese Daten in einem ge- meinsamen Koordinatensystem vorliegen oder zumindest in einem gemeinsamen System darstellbar sein. Hierzu sind vorteilhaft die beiden Vermessungseinrichtungen fest zueinander positioniert oder zumindest in genau definierter Weise gegeneinander bewegbar.
Dabei kann der zu vermessende Festkörper in einem gemeinsamen Erfassungsbereich der ersten und der zweiten Vermessungseinrichtung positioniert und dort schrittweise drehbar sein, er kann jedoch auch nach- neinander in den Erfassungsbereich der ersten Vermessungseinrichtung und danach in den Erfassungsbereich der zweiten Vermessungseinrichtung bringbar sein.
Die entsprechende Positionierungseinrichtung weist einen Drehantrieb zur schrittweisen Drehung des Festkörpers um eine fest stehende Achse oder um mehrere fest stehende Achsen um jeweils feste Winkelschritte auf .
Zur Veränderung des Abbildungsmaßstabes bei der Computertomographieeinrichtung kann der Festkörper auf der Achse zwischen der ersten Strahlquelle der ersten Vermessungseinrichtung und dem Sensorschirm bewegbar sein. Dabei kann die zweite Vermessungseinrichtung, d.h. die Streifenprojektionseinrichtung, oder auch nur die zweite Strahlquelle der zweiten Vermessungs- einrichtung, entweder fest gegenüber der ersten Vermessungseinrichtung positioniert sein oder auch mit dem Festkörper in fester Relation zu diesem bewegbar sein.
Wichtig ist, dass auch bei einer Vergrößerung des Abbildungsmaßstabes der Computertomographieeinrichtung dieser Maßstab genau kontrolliert und bei der Verrechnung der gemeinsamen gewonnen Daten berücksich- tigt wird, um die durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnen Daten entsprechend umrechnen zu können.
Erfindungsgemäß kann somit die Vorrichtung bzw. deren Recheneinrichtung so ausgebildet werden, dass mittels der durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnenen Messwerte Punkten der Oberfläche des Festkörpers jeweils ein lokaler Segmentierungsschwellwert für die Auswertung der durch die erste Vermessungseinrichtung gewonnen Daten zugeordnet wird. Vorteilhaft kann zusätzlich vorgesehen sein, dass diese Schwellwerte jeweils als Grundlage für die Ermittlung von weiteren lokalen Segmentierungsschwellwerten der Umgebung der Punkte herangezogen werden.
Das Ergebnis einer Computertomographie liegt normalerweise in der Form vor, dass bestimmten Volumeneinheiten (Voxeln) Intensitäts- bzw. Grauwerte zugeordnet sind und dass Kanten, Flächen bzw. Materialgren- zen eines Festkörpers durch Sprünge im Grauwert zwischen den Voxeln repräsentiert sind. Derartige Sprünge sind jedoch nicht ideal und es gibt bei realen Messergebnissen oft Unscharfen oder Grauwerteübergänge. Gemäß dem Stand der Technik wird ein derartiges Computertomographiebild dadurch ausgewertet, dass ein Schwellwert der Grauwerte festgelegt wird, der die Grenzflächen des Festkörpers repräsentiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Konzept eines globalen Schwellwertes grundsätzlich zugunsten von lokalen Schwellwerten aufgegeben. Diese werden durch lokalen Vergleich der durch die zweite Vermessungseinrichtung ermittelten Daten mit den durch die erste Vermessungseinrichtung ermittelten Daten festgelegt. D.h. mittels der zweiten Vermessungseinrich- tung wird beispielsweise eine Grenzfläche des Festkörpers an einer Stelle erfasst und es wird ermittelt, wo der lokale Schwellwert liegen müsste, damit die Auswertung der durch die erste Vermessungseinrichtung ermittelten Messwerte das richtige Ergebnis liefern würde. Dieser Schwellwert wird als lokaler
Schwellwert definiert und dient auch in der unmittelbaren Umgebung der genannten Stelle als Schwellwert oder zumindest wird der in der unmittelbaren Umgebung geltende Schwellwert aus dem wie beschrieben festge- legten Schwellwert ermittelt. Dies kann beispielsweise auch durch Interpolation der Schwellwerte an unterschiedlichen Stellen geschehen. Es werden dazu mittels der zweiten Vermessungseinrichtung an zwei voneinander beabstandeten Stellen Messungen durchge- führt, aus denen durch Vergleich mit den Daten der ersten Vermessungseinrichtung entsprechende Schwell- werte bestimmt und als lokale Schwellwerte festgelegt werden. Darauf werden an den zwischen den beiden Messstellen liegenden Positionen durch Interpolation weitere lokale Schwellwerte definiert, die der weiteren Auswertung der durch die erste Vermessungseinrichtung gewonnen Daten dienen.
Durch dieses Vorgehen können beispielsweise auch im Innenbereich des zu vermessenden Festkörpers Schwell- werte festgelegt werden, wo keine Messdaten durch die zweite Vermessungseinrichtung erfasst werden können, soweit dies eine Oberflächenvermessungsvorrichtung, beispielsweise ein Steifenprojektionsvorrichtung, ist.
Zur Speicherung der Intensitätsmatrix wird vorteilhafterweise in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine erste Speichereinrichtung verwendet, zur Speicherung der lokalen Schwellwerte eine zweite Speichereinrich- tung gemäß der Erfindung.
Um die aus der zweiten Vermessungseinrichtung gewonnen Daten zur Verarbeitung der aus der ersten Vermessungseinrichtung gewonnen Daten verwenden zu können, ist ein genauer Abgleich, d.h. eine Umrechnung auf ein gemeinsames Koordinatensystem, notwendig. Dies wird vorteilhaft dadurch realisiert, dass zur Kalibrierung der Vermessungsvorrichtung zunächst ein bekannter Körper mittels der ersten und der zweiten Vermessungseinrichtung vermessen wird und dass darauf eine Koordinationstransformation zur Umrechnung der durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnen Daten in das bei der ersten Vermessungseinrichtung benutzte Koordinatensystem oder umgekehrt bestimmt wird.
Danach ist bei bekannter Koordinationstransformation die erfindungsgemäß kombinierte Auswertung der Daten ohne Probleme möglich, solange die beiden Vermes- sungseinrichtungen in definierter Position zueinander bleiben oder in definierter Art gegeneinander bewegt werden .
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vor- richtung dann zu verwenden, wenn die erste Vermessungseinrichtung eine Röntgencomputertomographievor- richtung ist, mittels dessen einzelnen Volumeneinheiten jeweils ein Intensitätswert zugeordnet wird.
Es kann die Vorrichtung jedoch vorteilhaft auch bei anderen Arten von Computertomographie, wie beispielsweise bei einer Neutronenstrahlcomputertomographie, angewendet werden.
Dabei wird jeweils eine Konsistenzgrenze bei der Aus- wertung der Intensitätswerte durch Bestimmung der
Stelle ermittelt, an der der mittels der ersten Vermessungseinrichtung zugeordnete Intensitätswert die vorher bestimmte lokale Schwelle überschreitet.
Dabei ist die lokale Schwelle wie oben beschrieben teilweise durch Abgleich der Messungen aus der zweiten Vermessungseinrichtung bekannt. Derselbe Schwell- wert kann jedoch auch in Bereichen in unmittelbarer Umgebung mittels des in der zweiten Vermessungsein- richtung vermessenen Messpunktes eingesetzt werden. Die Messpunkte, die mittels der zweiten Vermessungs- einrichtung vermessen werden, können somit räumlich weniger dicht verteilt sein als die Messpunkte der ersten Vermessungseinrichtung.
Es kann auch vorgesehen sein, dass lokale Schwellwerte durch Interpolation zwischen bekannten lokalen Schwellwerten bestimmt werden.
Die Bestimmung von Konsistenzgrenzen des Festkörpers kann mit einer Genauigkeit erfolgen, die die durch Einteilung in Volumeneinheiten (Voxel) gegebene Auflösung übersteigt. Hierzu ist vorgesehen, dass unter Heranziehung der Intensitätswerte mehrere benachbarte Volumeneinheiten (Voxel) , von denen wenigstens einer eine über dem lokalen Schwellwert liegende Intensität und wenigstens einer eine unter dem lokalen Schwell- wert liegende Intensität aufweist, die Stelle, an der der Schwellwert überschritten wird, näherungsweise auf einen Bereich festgelegt wird, der kleiner ist als eine Volumeneinheit (subvoxelgenau) .
Da der lokale Schwellwert zunächst oft nur voxelgenau festgelegt ist, kann eine höhere Genauigkeit durch Anwendung einer iterativen Vorgehensweise der in der Recheneinrichtung ausgebildeten Schritte erreicht werden. Hierzu kann beispielsweise nach der subvoxel- genauen Festlegung der Stelle, an der eine Körpergrenze liegt, nochmals durch Interpolation an genau dieser Stelle der Schwellwert lokal neu festgelegt werden. Nach der nochmaligen Festlegung des Schwellwertes kann dann in einem weiteren Iterationsschritt die Stelle, an der der neu vorgelegte Schwellwert ü- berschritten wird, neu bestimmt werden.
Mit jedem Iterationsschritt ergibt sich bei diesem Verfahren eine größere Genauigkeit.
Für die automatisierte Durchführung der Auswertung ist es vorteilhaft, wenn die lokalen Schwellwerte für die Volumeneinheiten jeweils einzeln bestimmt und in einer Matrix gespeichert werden. Diese Matrix entspricht im diesem Falle in der Größe der Matrix mit den Voxeldaten, in der jeweils jedem einzelnen Voxel ein Intensitätswert zugeordnet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass von den für die einzelnen Volumeneinheiten (Vo- xeln) ermittelten Intensitätswerten die jeweils für dieselben Volumeneinheiten ermittelten lokalen Schwellwerte subtrahiert werden und dass danach die Segmentierung mittels eines globalen Schwellwertes vorgenommen wird.
Damit entspricht der letzte Prozessschritt in der Recheneinrichtung, die Bestimmung der Körpergrenzen mittels eines globalen Schwellwertes durchzuführen, dem früher üblichen Verfahren. Der Vorteil der Erfindung zeigt sich in dem Zwischenschritt, bei dem lokale, unterschiedliche Schwellwerte verwendet werden. Hierdurch werden die Auflösung und die Genauigkeit verbessert und die Fehleranfälligkeit verringert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu vorteilhafterweise eine Subtraktionseinrichtung auf, die nach der Bestimmung der lokalen Schwellwerte die ein- zelnen Elemente der Matrix der Intensitätswerte aus der ersten Speichereinrichtung jeweils um die lokalen Schwellwerte, die in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert sind, verringert. Die Ergebnisse werden in einer dritten Speichereinrichtung gespeichert. Auf die Daten, die in der dritten Speichereinrichtung gespeichert sind, kann nun ein globaler, d.h. für den ganzen Festkörper gleichbleibender, Schwellwert zur Auswertung angewendet werden. Die Ungleichmäßigkeiten und Nichtlinearitäten, die bei Verwendung der ersten Vermessungseinrichtung unvermeidlich sind, sind bei den so bereinigten Daten in der dritten Speichereinrichtung optimal herausgerechnet. Die Auswertung dieser Daten ergibt somit eine bereinigte dreidimensionale Abbildung des zu vermessenden Festkörpers .
Ein weiteres Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung liegt in der Korrektur von Nichtlinearitäten eines Abbildungssystems durch ein a-priori-Wissen bei Durchstrahlungsaufnahmen. Ein solches Verfahren zur Korrektur von Nichtlinearitäten ist in der am 09.
März 2005 beim Deutschen Patent- und Markenamt eben- falls von der vorliegenden Antnelderin hinterlegten Patentanmeldung (DE 10 2005 011 161) beschrieben. Hieraus wird in folgendem zitiert.
(Zitatanfang)
Dieses Verfahren weist die folgenden Verfahrensstufen auf :
• Initialisierung: Die Orientierung des Prüflings wird mit einer ersten schnellen Registrierung grob bestimmt .
• Registrierung: Ausgehend von der groben Positionierung wird eine auf Merkmale und/oder auf Inten- sitäten gestützte Registrierung durchgeführt. Dies ist eine genauere Registrierung.
• Bewegung: Nach erfolgreich durchgeführter Registrierung an einigen Projektionen kann die Lage des Prüflings, z.B. relativ zur Drehachse für weitere Projektionen berechnet werden.
• Simulation: Mit Hilfe dieses Wissens kann eine virtuelle CT simuliert werden, welche die benötigten Eingangsdaten für die Korrekturverfahren der CT—Rekonstruktion liefert. • Korrektur: Die Korrekturparameter werden während der Datenaufnahme bestimmt. Eine Korrektur erfolgt; entweder hier oder später.
• Rekonstruktion: Am Ende des Aufnahmeprozesses liegen korrigierte Projektionsdaten für eine verbes- serte CT-Rekonstruktion des Prüflings vor.
Mit der Initialisierung ist eine grob gerasterte Registrierung des Prüflings gemeint. Eine grobe Raste- rung ist also eine Registrierung, deren Genauigkeit
• bezüglich der Rotation wenige Grad, insbesondere oberhalb eines Winkelfehlers von etwa einem Grad; und/oder • bezüglich der Translation von etwa 1 mm bis 2 mm oder in einem Bereich von 1% einer typischen Prüf- lingsabmessung
beträgt. Damit bildet sich ein Startwert, der für eine im folgenden ablaufende genauere Registrierung benutzt wird. Dazu werden bspw. Merkmalspunkte verwen- det. Diese sind bestimmte Paare.
Die genaue Registrierung erfolgt in Abhängigkeit vom Prüfling merkmals— und/oder intensitäts"basiert" im Sinne einer Auswertung dieser Messwerte.
Merkmalsbasierte Registrierung:
Nach erfolgter grober Registrierung, beispielsweise ein Festlegen eines grob gerasterten Winkelwerts ei- nes drehbar gelagerten Prüflings, ggf. auch mit einer zugehörigen Translation, werden singuläre Punktepaare gesucht, wobei ein singulärer Punkt ein solcher ist, der sich messbar von seiner Umgebung hervorhebt. Diese singulären Punkte können einmal solche sein, die ein Maximum oder ein Minimum besitzen, sowohl zweidimensional wie auch eindimensional. Messbar ist der sich von seiner Umgebung hervorhebende singuläre Punkt. Andere Möglichkeiten von zu verstehenden singulären Punkten sind solche, die Randpunkte des Ob- jektschattens sind oder Schnittpunkte von Kanten darstellen.
Ein Punkt eines digitalen Modell eines Prüflings (meist eines CAD—Modells) wird bei Projektion auf dem Detektor abgebildet. Der singuläre Punkt des Modells und der singuläre Punkt der Abbildung bilden ein Punktepaar, das als "Merkmalspunkt" bezeichnet wird.
Ist das Modell grob registriert, können Projektionen simuliert werden. Durch diese Simulation ergeben sich - entsprechend der groben Registrierung - ungefähre Positionen von Projektionen von Modell-Merkmals- punkten. Diese sind der Berechnung bekannt. Eine solche Kenntnis kann aber erst durch die grobe Registrierung des CAD-Modells erfolgen, welche in Folge die Simulation zur ungefähren Position der Projektion bringt .
Aus den Messungen lassen sich ebenfalls Merkmalspunkte extrahieren. Diese Extraktion von den genannten singulären Punkten (im Sinne möglichst eindeutiger Merkmalspunkte) erfolgt mit Suchalgorithmen aus den Messungen. Die Suchalgorithmen sind an die simulierte Projektion des digitalen Modells angepasst.
Bestehen nunmehr Merkmalspunkte (als Punktepaare) , kann die Position zu Beginn der CT—Aufnahme registriert werden. Diese Registrierung erfolgt aus einer Projektion. Mögliche verwendbare Algorithmen, um diese Registrierung vorzunehmen, sind der Prozess Soft- POSIT, vgl. DeMenthon et al . , SoftPOSIT, Simultaneous Pose and Correspondence Determination, International Journal of Computer Vision, 59 (3), 2004, Seiten 259 bis 284. Diese Möglichkeit der Registrierung der Startposition ist bei Anwendung des bekannten Prozes- ses SoftPOSIT relativ unempfindlich gegen falsch zugeordnete Merkmalspunkte (paare) , wenn diese nicht zu sehr überhand nehmen.
Intensitätsbasierte Registrierung :
Das Vorgehen bei intensitätsbasierter Registrierungen ist es, die Ähnlichkeit zwischen Referenz- und Schablonenbild zu bestimmen. Hierbei werden Ähnlichkeiten mit statistischen Methoden gewonnen, als Grundlage dienen alle Pixelinformationen, vgl. Penney et al . , "A Comparison of Similarity Measures for Use in 2—D— 3 -D Medical Image Registration", IEEE Transactions on Medical Imaging, 17(4), 1998, Seiten 586 bis 595.
Intensitätsbasierte 2D oder 3D-Registrierungsalgo- rithmen optimieren, ausgehend von einem hinreichend guten Startwert, die Ähnlichkeit von Referenz und transformierter Schablone, vgl. Pluim, IEEE Transactions on Medical Imaging, 22(8), 2003, Seiten 986 bis 1004.
So kann ein A—priori Wissen ausgenutzt werden, eine Registrierung erfolgreich durchzuführen. Das CT- Modell als Soll-Daten des Prüflings und das dadurch eingesetzte A-priori Wissen können an mehreren Pro- jektionen in unterschiedlichen Lagen des Prüflings eingesetzt werden. Jede Lage ist durch einen anderen Drehwinkel charakterisiert, den der Prüfling relativ zu einer Drehachse einnimmt. Die Registrierung als 2D—Registrierung oder 3D—Registrierung erfolgt alter- nativ und veranlasst vom Anwendungsfall . Aus einer 2D-Fächerstrahl-CT kann problemlos auf eine 3D- Konusstrahl-CT generalisiert werden. Jeweils nachgeführt wird die Art und Weise des Detektors, der entweder als Zeilendetektor, bei einer 2D—CT ausgebildet ist, oder als Flächendetektor bei einer 3D—CT. In beiden Annahmefällen werden durch das Objekt und durch die Durchstrahlung mit der Messstrahlung von der punktförmigen Quelle aus abgeschwächte Intensitäten auf dem Detektor abgebildet, jeweils als eine Projektion bei jeweils einem Drehwinkel des Prüflings . Der Idealfall ist ein perfekt justiertes CT- Abbildungssystem. Hier braucht lediglich noch die Lage der Drehachse bekannt zu sein, um den der Prüfling in Winkelinkrementen verdreht wird.
Diese Winkelinkremente zwischen den Aufnahmepositionen des Prüflings sind hinreichend genau bekannt. Die Registrierung ebenfalls. Mit einem registrierten di- gitalen Modell des Prüflings ist es jetzt möglich, eine CT-Simulation vorzunehmen. Diese kann für beliebige Detektorpixel auf dem Detektor bei einer beliebigen Drehlage des Prüflings die zugehörig eine von einem von der punktförmigen Quelle jeweils gedacht ausgehenden Messstrahl durchstrahlte Länge liefert.
Die Registrierung an einigen Projektionen erlaubt es, an verbliebenen Projektionen die CT so einzusetzen, dass die Lage des Prüflings für weitere Projektionen berechenbar wird.
Eine Simulation in Form einer virtuellen CT kann auf Grund des vorstehenden Wissens erfolgen. Sie liefert die benötigten Eingangsdaten für Korrekturverfahren bei der Rekonstruktion.
Eine Korrektur, zumindest eine Bereitstellung von Korrekturparametern, erfolgt während der Datenaufnahme. Bei der virtuellen CT entstehen für beliebige De- tektorstellen (Pixel) bei jeder angenommenen inkre- mentellen Drehlage des Prüflings zugehörig durchstrahlte Längen. Eine jeweils durchstrahlte Länge und eine zugehörig gemessene Intensität am Detektor werden zu Wertepaaren kombiniert . Um die Korrekturdaten bei der Datenaufnahme zu bestimmen, sind nicht Daten von allen Projektionen notwendig. Einige Projektionen reichen, beispielsweise eine repräsentative Auswahl, die einen Winkelbereich von unter 360° abdeckt, insbesondere deutlich darunter. Nachdem die Korrekturdaten schon während der Datenaufnähme bestimmt werden und nicht alle Projektionen als Eingangsgröße notwendig sind, die Korrekturpara- meter zu bestimmen, kann mit der Bestimmung der Korrekturdaten bereits begonnen werden, wenn diese re- präsentative Auswahl von Projektionen aufgenommen wurde. So läuft zumindest ein Teil der Berechnung der Korrekturparameter und der weitere Aufnahmeprozess parallel. Bevorzugt kann die Berechnung der Korrekturparameter abgeschlossen sein, oder abgeschlossen werden im Wesentlichen mit dem Ende des Aufnahmeprozesses, also auch derjenigen Projektionen, die für die repräsentative Auswahl nicht benötigt werden. Die Rekonstruktion kann im zeitlichen Bereich nach/bei Abschluss der Aufnahme erfolgen, erlaubt also eine geringere Verzögerung bis zum Vorliegen des Ergebnisses .
Als Korrekturverfahren können solche Verfahren angewendet werden, die in "Quality Improvements for Cone— beam CT using Beam Hardening and Scattering Correcti- on", Third World Congress on Industrial Process To- mography, Banff, Canada, 2002, Seiten 90 s bis 95 herangezogen werden. Für die Rekonstruktion liegen bereits korrigierte Projektionsdaten vor, so dass die erste Rekonstruktion bereits mit Korrekturdaten arbeiten kann. Eine Rekonstruktion kann bereits auf korrigierte Messdaten zurückgreifen. Bereits die erste Rekonstruktion liefert ein vollständig korrigiertes Volumen des rekonstruierten Prüflings. Es ergibt sich eine verbesserte CT-Rekonstruktion. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, das zeitaufwendige iterative Nachverarbeitungsschritte entfallen können, wenn die Solldaten des Prüflings als a- priori-Wissen verwendet werden können. Dies schlägt sich in einer besseren Rekonstruktion des Prüflings in den Computertomographiedaten nieder.
(Zitatende)
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet bei diesem Verfahren dann besonders effektiv, wenn die erste Vermessungseinrichtung und die zweite Vermessungseinrichtung gleichzeitig betrieben werden oder zumindest zeitlich überlappend, da bei der Auswertung der ers- ten Daten bereits teilweise zweite, durch die zweite Vermessungseinrichtung gewonnene Daten, herangezogen werden können. Auf diese Weise muss nicht der Ab- schluss einer Vermessung abgewartet werden, bis die zweite Vermessung beginnen kann und die Dauer der ge- samten Vermessung wird insgesamt verkürzt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 5 gezeigt und nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt
Figur 1 ein Flussdiagramm, mittels dessen die Auswertung der Daten verdeutlicht wird,
Figur 2 schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 3 an einem zweidimensionalen Beispiel von Pi- xeln die Funktion der Erfindung, Figur 4 in einer detaillierten Darstellung die Gestaltung der Auswerteinrichtung.
Figur 1 zeigt exemplarisch und schematisch verein- facht drei zweidimensionale Durchleuchtungsbilder 1, 2, 3, die mittels eines Röntgentomographieverfahrens unter unterschiedlichen Durchleuchtungswinkeln bzgl . Des durchleuchteten Gegenstands als Durchleuchtungs- bilder auf einem Röntgenschirm aufgenommen und ge- speichert sind. Mittels des bekannten Computertomographie-Rechenverfahrens können diese Durchleuchtungsbilder, die den zu vermessenden Festkörper aus unterschiedlichen Winkeln durchleuchtet darstellen, in eine dreidimensionale Abbildung des Gegenstandes umgerechnet werden. Dabei ist es selbstverständlich möglich, auch weitaus mehr als drei Aufnahmen zur Berechnung heranzuziehen.
Die dreidimensionale Abbildung liegt in Form von Grauwerten bzw. Intensitätswerten in einer dreidimensionalen Voxelmatrix 4 vor. Jedem Teilvolumenwürfel dieser Matrix 4 ist ein gesonderter Intensitätswert zugeordnet .
Auf der rechten Seite der Figur 1 ist beispielhaft eine Abbildung einer Pyramide 5 dargestellt, die mit einem Oberflächen-Vermessungsverfahren erzeugt worden ist. Diese Messung kann beispielsweise weniger Messpunkte enthalten als die Messung, die durch das erste Vermessungsverfahren gewonnen ist, jedoch sind die einzelnen Messpunkte gegenüber dem Computertomographieverfahren genauer.
Die Messergebnisse 5 des durch das zweite Vermes- sungsverfahren gewonnen Abbildes werden in die Matrix eingerechnet, indem anhand der durch das zweite Ver- messungsverfahren festliegenden Körpergrenzen an den Punkten, an denen diese festgelegt sind, Schwellwerte für die Auswertung der Computertomographiedaten festgelegt werden, und zwar als lokale, gegebenenfalls lokal unterschiedliche Schwellwerte.
Dort wo nicht mittels des zweiten Vermessungsverfahrens entsprechende Informationen vorliegen, werden die lokalen Schwellwerte durch Interpolation der üb- rigen, vorliegenden Schwellwerte ermittelt.
Damit liegen für die gesamte Matrix 4 mit gleicher Dichte wie die Intensitätswerte auch entsprechende lokale Schwellwerte vor, die in Form der Matrix 6 dargestellt sind.
Durch Anwendung der in der Matrix 6 gespeicherten Schwellwerte auf die in der Matrix 4 gespeicherten Intensitätswerte der Computertomographie können die Körpergrenzen des zu vermessenden Festkörpers genau berechnet werden. Das entsprechende Berechnungsergebnis ist symbolisch in der Matrix 7 dargestellt und anschaulicher in der Pyramide 8. Der Vorteil des endgültigen Messergebnisses 8 liegt nun darin, dass ei- nerseits teilweise Messwerte mit der hohen Messgenauigkeit des zweiten Messverfahrens vorliegen, dass andererseits aber auch dort, wo diese Messwerte nicht vorliegen, mittels des ersten Vermessungsverfahrens verlässliche Werte gewonnen werden können, deren Ge- nauigkeit durch Heranziehung des zweiten Vermessungs- verfahrens erhöht worden ist. Dadurch können beispielsweise auch Hohlräume in dem Festkörper, die mittels des zweiten Vermessungsverfahrens, soweit dieses eine Oberflächenmessung erfasst, nicht nachge- wiesen werden, mittels eines Durchstrahlungsverfahrens genau erfasst werden. Dies ist insbesondere beim Einsatz im Qualitätssicherungsverfahren bei der Überprüfung von Gussteilen oder ähnlichem wichtig.
Die Figur 2 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die einzelnen Elemente nur schematisch dargestellt sind. Auf einer Grundplatte 9 ist eine Bewegungsvorrichtung 10 für den zu vermessenden Festkörper 11 angeordnet, mit einer antreibbaren Welle 12, einem Mo- tor 13 und einem Getriebe 14 sowie einem Drehteller
15. Der Festkörper ist auf dem Drehteller 15 fest positioniert und kann durch den Antrieb um die senkrechte Achse 16 in kleinen Schritten, beispielsweise von 0,9°, gedreht und dazwischen angehalten werden.
Auf der Grundplatte 9 sind außerdem zwei Strahlquellen fest montiert, eine Röntgenquelle 17, beispielsweise in Form einer Mikrofokusröntgenröhre, die den Festkörper 16 zu einem Röntgenschirm 18 hin durch- strahlt sowie eine Streifenprojektionsvorrichtung 19, die ein geometrisches Muster auf den Festkörper 11 strahlt und die Verzerrungen, die sich durch die Formgebung des Festkörpers 11 ergeben, detektiert.
Anstelle der Streifenprojektionsvorrichtung 19 kann auch eine andere Oberflächenabbildungsvorrichtung, beispielsweise eine Tastvorrichtung oder eine Ab- standsmessvorrichtung, unter Verwendung von LaufZeitmessungen sowie eine interferometrische Vermessungs- einrichtung vorgesehen sein.
Wichtig ist, dass die beiden Einrichtungen 17, 19 fest zueinander positioniert sind bzw. , wenn sie gegeneinander bewegt werden, diese Bewegung in dem ge- meinsamen Koordinatensystem genau definiert ist. Die Daten, die durch den Röntgenschirm 18 aufgenommen werden, werden an eine Recheneinrichtung 20 geleitet, die auch Daten von der Antriebseinrichtung 12, 13, 14 über die Winkelstellung des Festkörpers 11 erhält. Die Recheneinrichtung 20 erhält zusätzlich auch die
Messergebnisse der Streifenprojektionseinrichtung 19. Somit kann die Recheneinrichtung die anhand der Figur 1 dargestellten Rechnungen durchführen und die erwähnten dreidimensionalen Matrizen speichern und ver- arbeiten.
Im Ergebnis ermittelt die Recheneinrichtung 20 eine Repräsentation des Festkörpers 11 in drei Dimensionen, die beispielsweise in verschiedenen Ansichten auf dem Bildschirm 21 darstellbar ist.
Anhand der Figur 3 soll in einem vereinfachten schematischen zweidimensionalen Beispiel dargestellt werden, wie die Ergebnisse der beiden Vermessungsverfah- ren rechnerisch kombiniert werden.
Zunächst ist in der Matrix 22 eine Menge von Pixeln dargestellt, denen Intensitätswerte in Form von Zahlen zugeordnet sind. Diese stellen ein Messergebnis der Computertomographie dar.
Außerdem sind an zwei Stellen Messungen der Körpergrenze des zu vermessenden Festkörpers eingezeichnet, in Form von Strichen 23, 24. Diese Daten wurden mit Hilfe der Streifenprojektionseinrichtung gewonnen.
Würde nun bei der Auswertung der Tomographiedaten das Ergebnis des zweiten Vermessungsverfahrens nicht berücksichtigt, so könnte beispielsweise ein globaler Schwellwert zur Ermittelung der Formen des Festkörpers zwischen der Intensität 1 und der Intensität 2 festgelegt werden. Entsprechend würde rechnerisch überprüft, an welchen Stellen in der zweidimensionalen Matrix (in Wirklichkeit in einer dreidimensionalen Matrix) dieser Schwellwert überschritten wird. Es ergäbe sich eine Festkörpergrenze, die in der Figur 3 im rechten Teil in der Matrix 25 strichliniert dargestellt ist und die zwischen den Pixeln, die die Intensität 1 darstellen und den jeweiligen benachbarten Pixeln, die die Intensität 2 darstellen, verläuft.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung genutzt, so werden lokale Schwellwerte anstelle eines einzigen globalen Schwellwertes ermittelt, dadurch dass alle vorliegenden Messergebnisse des zweiten Vermessungs- Verfahrens, dargestellt durch die beiden Striche 23, 24 in der Matrix 22, berücksichtigt werden. Dies führt zu dem Ergebnis, dass im linken Teil der Matrix der lokale Schwellwert zwischen 1 und 2 liegt, während dieser im rechten Teil der Matrix, d.h. in einem anderen Bereich des Festkörpers, zwischen 2 und 3 liegt. Es wird nun näherungsweise dieser lokale Schwellwert auf Nachbarbereiche ausgeweitet und erst danach mittels der nun für die gesamte Matrix bekannten Schwellwerte die entsprechende Festkörpergrenze ermittelt. Diese stellt sich im Ergebnis in der Matrix 26 dar. Es ergibt sich deutlich ein Unterschied zu dem Ergebnis aus der Matrix 25, das unter Anwendung eines einzigen globalen Schwellwertes entstanden ist.
Somit können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Ergebnisse beider Vermessungsverfahren derart optimiert miteinander kombiniert werden, dass Messfehler bei der Computertomographiemessung ausge- glichen werden können. In Figur 4 ist in einer Übersicht die Recheneinrichtung 20 detailliert dargestellt. Dabei ist eine erste Auswerteinrichtung 27 beispielsweise in Form eines Mikro-Controllers oder Mikroprozessors vorgesehen, dem über eine Datenleitung 28 die zweidimensionalen
Bilddaten vom Sensorschirm 18 des Computertomographen zugeleitet werden. Gleichzeitig kommuniziert die erste Auswerteinrichtung 27 über die Datenleitungen 29 mit dem Antrieb 13 der Vorrichtung und kann die An- triebsvorrichtung zum schrittweisen Zurücklegen von Drehwinkelschritten ansteuern. Auf umgekehrtem Weg erhält die Auswerteinrichtung 27 von der Antriebseinrichtung Informationen über die Drehwinkelstellung des zu vermessenden Objekts 11.
Aus mehreren auf diese Weise gewonnen zweidimensionalen Röntgenaufnahmen, die jeweils eine zweidimensionale Bildmatrix bilden, kann mittels bekannter Auswertverfahren eine dreidimensionale Voxelmatrix als Computertomographieabbild des zu vermessenden Objekts gewonnen werden. Dieses wird in der ersten Speichereinrichtung 30 als dreidimensionale Matrix gespeichert. Es ist dies die erste Auswertung der Rönt- gencomputertomographieaufnahme mit den ihr naturgemäß anhaftenden Ungenauigkeiten und Fehlern.
Gleichzeitig wird über ein Streifenprojektionsmess- system, beispielsweise das von der Fraunhofer- Gesellschaft unter dem Namen Kolibri, entwickelte System (vgl. http://www.iof.fraunhofer.de/depart- ments/optical-Systems/3d-shape-measurement/index- d. html) die äußere Kontur des Messobjekts erfasst.
Die Streifenprojektionseinrichtung ist in Figur 2 mit 19 bezeichnet und schematisch dargestellt. Grundsätzlich ist ein Projektor vorgesehen, der ein Muster aus parallelen abwechselnd hellen und dunklen Streifen und gegebenenfalls ein zweites Muster aus senkrecht dazu angeordneten Streifen auf den Festkörper das Messobjekt projiziert. Es ist außerdem mindestens ein Bildsensor, beispielsweise in Form einer digitalen Kamera, vorgesehen, der winkelmäßig gegenüber dem Projektor versetzt ist und über ein Triangulations- verfahren die Projektion der Streifen auf der Fest- körperoberflache aufnimmt. Durch die Registrierung verschiedener Bilder in unterschiedlichen Drehwinkeln des Körpers kann in grundsätzlich bekannter Weise die Oberfläche des Körpers berechnet werden.
Das Streifenprojektionssystem ist schematisch in der Figur 5 dargestellt.
Die durch das Streifenprojektionssystem gewonnen Daten werden der zweiten Auswerteinrichtung 31 über die Leitung 32 zugeführt und dort wie beschrieben ausge- wertet. Zusätzlich kommuniziert die zweite Auswerteinrichtung 31 über die Leitungen 33 mit dem Antrieb 12, 13, 14 der Vorrichtung.
Die mittels der zweiten Auswerteinrichtung 31 gewon- nenen dreidimensionalen Daten über die Oberflächenkontur des Messobjektes werden mittels der Datenleitung 34 der ersten Auswerteinrichtung 27 zugeleitet und mit den in der ersten Speichereinrichtung 30 vorhandenen Daten derart verrechnet, dass lokale Schwellwerte für die verschiedenen Volumenbereiche des Messobjektes bestimmt werden. Diese lokalen Schwellwerte werden in der zweiten Speichereinrichtung 35 gespeichert, wobei grundsätzlich ebenso viele lokale Schwellwert bestimmt werden, wie Volumenein- heiten (Voxel) in der ersten Speichereinrichtung vorliegen. Es können jedoch auch weniger Schwellwerte berechnet werden, wenn diese schematisch für größere Bereiche des Messobjektes verwendet werden.
In der Subtraktionseinrichtung 36 werden nun die je- weils geltenden lokalen Schwellwerte aus der zweiten Speichereinrichtung 35 von den in der Speichereinrichtung 30 gespeicherten Intensitätswerten voxelwei- se subtrahiert und das Ergebnis wird in der dritten Speichereinrichtung 37 gespeichert.
Auf die in dieser dritten Speichereinrichtung 37 gespeicherten, gewissermaßen korrigierten Intensitätswerte kann nun ein globaler Schwellwert angewendet werden, um die Konturen bzw. Konsistenzgrenzen des Messobjektes/zu vermessenden Festkörpers zu berechnen. Die entsprechenden Messergebnisse können dann in einem Anzeigesystem, beispielsweise mit einem Monitor 21, dargestellt werden.
Grundsätzlich ist zu festzustellen, dass die verschiedenen Speichereinrichtungen 30, 35, 37 physikalisch in einem einzigen Speicher zusammengefasst sein können, beispielsweise durch eine mehrdimensionale Organisation des Speichers .
In der Figur 5 ist schematisch das Streifenprojektionssystem dargestellt, mit einem Projektor 38, der ein Streifenmuster 39 auf das Messobjekt 11 projiziert. Das Streifenmuster wird durch eine Kamera 40 aus einem von der Projektionsrichtung abweichenden
Winkel aufgenommen. Über ein Triangulationsverfahren kann, wenn der Abstand 41 zwischen dem Projektor und der Kamera sowie die Winkel und die übrigen Abstände bekannt sind, die Oberflächenkontur des Festkörpers bestimmt werden. Dieses Streifenprojektionssystem ist, obwohl es komplexer als hier dargestellt aufge- baut ist, in der Figur 2 lediglich sehr schematisch in Form einer einzigen Box dargestellt, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung eines Festkörpers mit einer ersten Vermessungseinrichtung (17) in Form eines Durchstrahlungscom- putertomographen und mit einer zweiten Vermes- sungseinrichtung (19) zur Erfassung der äußeren
Kontur des Festkörpers, wobei die zweite Vermessungseinrichtung (19) wenigstens stellenweise genauere Messergebnisse ermöglicht als die erste Vermessungseinrichtung und wobei die erste und die zweite Vermessungseinrichtung Daten liefern, die in einem gemeinsamen Koordinatensystem darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vermessungseinrichtung (17) eine Röntgen- tomographieeinrichtung und die zweite Vermes- sungseinrichtung eine oberflächenvermessende bzw. flächig auflösende Vermessungseinrichtung sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vermessungseinrichtung (19) eine Streifenprojektionseinrichtung ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vermessungseinrichtung (17) und die zweite Vermessungseinrichtung (19) Vermessungselemente aufweisen, die fest zueinander in bekannter Weise positioniert sind oder derart kontrolliert gegeneinander bewegt werden können, dass die gewonnenen ersten und zweiten Daten in einem gemeinsamen Koordinatensystem darstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gemeinsamen Erfassungsbereich der ersten Vermessungseinrichtung (17) und der zweiten Vermes- sungseinrichtung (19) eine Positioniereinrichtung angeordnet ist zur Aufnahme des zu vermessenden Festkörpers und dass die Positioniereinrichtung einen Drehantrieb (12, 13, 14) zur schrittweisen Drehung des Festkörpers (11) um eine feststehende Achse (16) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein translatorischer Antrieb vorgesehen ist, mittels dessen der Festkörper auf der Verbindungsachse zwi- sehen einer ersten Strahlquelle der ersten Vermessungseinrichtung (17) und einem Sensorschirm (18) bewegbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Strahlquelle der zweiten Vermessungseinrichtung (19) gegenüber der ersten Strahlquelle der ersten Vermessungseinrichtung (17) feststehend angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strahlquelle der zwei- ten Vermessungseinrichtung (19) gemeinsam mit dem Festkörper translatorisch bewegbar ist.
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