WO2009135550A1 - Mobiles messsystem und messverfahren - Google Patents

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WO2009135550A1
WO2009135550A1 PCT/EP2008/067122 EP2008067122W WO2009135550A1 WO 2009135550 A1 WO2009135550 A1 WO 2009135550A1 EP 2008067122 W EP2008067122 W EP 2008067122W WO 2009135550 A1 WO2009135550 A1 WO 2009135550A1
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WO
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measuring system
measuring
distance
space
distance measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/067122
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Visel
Matthieu Richard
Joel Bonny
Marc-Henri Duvoisin
Sebastian Jackisch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP08874185A priority Critical patent/EP2277005A1/de
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
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    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4972—Alignment of sensor

Definitions

  • the present invention relates to a mobile measuring system for detecting profile sections of an object and / or space, a method for detecting profile sections of an object and / or space, and a method for detecting the extension of a surface of an object and / or space, in particular with respect to the horizontal.
  • the present invention provides a mobile measuring system for detecting profile sections of an object and / or space, which has at least one non-contact distance measuring device.
  • This distance measuring device is preferably a laser range finder, but a radar range finder, a microwave range finder, an ultra-wideband range finder, or the like may be used.
  • the measuring system further comprises a pivoting device for pivoting the distance measuring device about a first axis, in particular vertical axis, and a height adjustment device for adjusting the height of the distance measuring device, wherein the pivoting device and / or the height adjustment device are advantageously motorized.
  • stepwise or continuous pivoting of the distance measuring device about the first axis distance measurements to an object and / or space along a contour line can accordingly be carried out, which, when combined, result in a profile section of the object and / or space.
  • a distance measurement is assigned to a corresponding pivoting angle of the distance measuring device, resulting in unique SD coordinates that can be supplied, for example, to a CAD system (Computer Aided Design System) and further processed there to produce the profile section.
  • the height of the distance measuring device the height can be selected on which the profile section is to be generated. So also several profile sections of an object and / or space can be created on different contour lines. This plurality of profile sections can then be linked by interpolation or the like to form a three-dimensional image of the object and / or space.
  • the distance measuring device can also be pivoted together with the pivoting device about a second axis which extends transversely, extends in particular perpendicular to the first axis.
  • a second axis which extends transversely, extends in particular perpendicular to the first axis.
  • profile sections transversely, in particular perpendicular to the first axis can be created, which is why the measuring system according to the invention is even more flexible, which will be described in more detail below with reference to an embodiment.
  • the pivoting movement about the second axis can also be motorized.
  • the measuring system preferably comprises at least one deflecting device deflecting a measuring signal emitted by the distance measuring device and / or at least one partial device dividing a measuring signal emitted by the distance measuring device into different directions.
  • deflecting and / or subassemblies make it possible to emit the measuring signal leaving the distance measuring device in any direction, which is why the measuring system according to the invention can be used very flexibly.
  • the deflecting device and / or the dividing device are / is designed to be movable, for example foldable and unfoldable, rotatable or the like.
  • these devices can be designed in such a way that they selectively influence the measuring signal leaving the distance measuring device in the sense of diverting or diverting or allow it to pass uninfluenced.
  • the devices may be designed such that the deflection angle or the type of distribution of the signal is changed by their movement.
  • the measuring system further preferably has at least one leveling device which allows a predetermined orientation of the measuring system, in particular parallel to the horizontal.
  • the leveling device comprises at least one suitable sensor, such as an optical bubble, an inclinometer, a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), a thermodynamic sensor, a mechanical pendulum or the like, with which an actual orientation of the Measuring system can be detected.
  • the setting of the target orientation can be manual or automatic take place with the aid of a corresponding actuator in the form of a motor o- or the like.
  • the leveling device can also detect only the actual orientation of the measuring system with the aid of a suitable sensor, without an alignment of the measuring system to achieve the desired orientation takes place. In this case, the profile section is created taking into account the detected actual orientation of the measuring system.
  • the distance measuring device is designed such that it can emit measuring signals which can be differentiated from one another.
  • the distance measuring device may, for example, have a plurality of modules which emit measuring signals which can be differentiated from one another.
  • a plurality of laser range finders can be provided as modules, which emit measuring signals with different wavelengths or from different wavelength ranges.
  • the signals emitted by the various laser range finders and reflected at the object or space, which are received by the measuring system can be distinguished so that a large number of measurements can be made at the same time. This can shorten the measurement period accordingly.
  • a single laser rangefinder may be provided which emits measurement signals in different wavelengths.
  • the measuring system comprises an evaluation unit for evaluating the measurement data acquired by the distance measuring device.
  • the evaluation unit can be, for example, a commercially available stationary or mobile computer or one which has been specially developed for the measuring system.
  • the evaluation unit comprises a computer program which allows the storage and further processing of the measurement data acquired by the measuring system. A further processing of the measurement data takes place, in particular, in that on the basis of the measurement data two- and / or three-dimensional images of the images Measuring system according to the invention measured object and / or space are generated.
  • the evaluation unit may also be one that has been specially developed for the measuring system.
  • the measuring system advantageously has at least one input unit and / or at least one output unit and at least one interface for wired and / or wireless data transmission.
  • the input unit may be a keyboard, a mouse, a touch screen or the like.
  • the output unit for example, a screen and / or printer can be used.
  • Interfaces for data communication between the individual electronic components of the measuring system can be installed in the form of W-LAN, Bluetooth, infrared interfaces and / or connections for data cables.
  • the input units, output units and interfaces can be integrated into components of the measuring system or provided separately.
  • the measuring device comprises a remote control for data communication with various components of the measuring system, such as with the evaluation unit, the pivoting device for carrying out the pivoting movement of the Abstandsmesseinrich- tion about the first axis, the height adjustment device, the distance measuring device or the like.
  • the remote control is advantageous in that it allows the control of the measuring system from a distance, such as the selection of certain parameters, such as the swivel angle and the height, in which or on the distance measurements are to be performed, the setting of reference points, the input and unfolding diverters, etc., turning on and off the measuring operation, and the like.
  • the measuring system has a signal output device which is designed such that it allows the user to start and / or indicates the end of a measurement made by the distance measuring device. Accordingly, the user need not be in the immediate vicinity of the measurement system to be informed of the beginning and end of measurements.
  • the signal output means may also be arranged to inform the user of other states of the measurement system, such as the proper receipt of commands from the user, the state of charge of accumulators, if used, etc.
  • the signal may be, for example to be an optical, acoustic, haptic or tactile signal. It is also possible to output various signals which each have a different meaning for the user.
  • the present invention provides a method for detecting profile sections of an object and / or space, in particular using a mobile measuring system according to the present invention.
  • the measuring system is initially arranged at a first location, from which the object and / or the space can be measured with the aid of the measuring system, and advantageously aligned, in particular with respect to the horizontal.
  • This alignment can be real or virtual.
  • the real orientation the actual orientation of the measuring system is detected, whereupon the actual orientation, if it does not correspond to a predetermined target orientation, is adjusted by manual or automatic alignment of the measuring system to the corresponding desired orientation.
  • a virtual alignment only the actual orientation of the measuring system is detected, without an actual adaptation of the measuring system takes place to a predetermined target orientation.
  • This detected actual orientation is then taken into account in the subsequent further processing of the measured data determined with the aid of the measuring system.
  • the distances to a plurality of spatial points of the object and / or space arranged in a common plane are detected using the measuring system.
  • On the basis of that achieved distance data is a profile section of the object and / or space created in a final step. This profile section can then be output graphically via the output device (s).
  • the distance and / or the angular position of the profile section to a reference surface of the object to be measured and / or space is / are detected, in particular to the ground or ground.
  • the height at which the distance measurements are carried out can be verified.
  • the inclination of the reference surface can be detected on condition that the reference surface is flat and extends parallel to the horizontal.
  • at least three distances to mutually different points of the reference surface are preferably measured, whereupon the extension of the reference surface or the angular position of the profile section to the reference surface is detected by means of triangulation.
  • the inclination of the reference surface to the horizontal and / or the curvature of the reference surface can be detected when the measuring system has been aligned with respect to the horizontal. It should be understood that the measurement of both pitch and angular position becomes more accurate as the number of measurements increases.
  • a plurality of different profile sections is advantageously created, which preferably extend parallel to each other. These can then be combined, for example, by means of interpolation with each other to form a three-dimensional overall profile section of the object and / or space.
  • At least one profile section can be created, which is transversely, in particular perpendicular to the other profile sections extends.
  • the measuring system is arranged at least at a further location, whereupon at least one further profile section is created.
  • the profile sections of the various locations can then be linked together to create an overall profile section.
  • a reference point is advantageously used which is common to at least two profile sections.
  • the present invention provides a method for detecting the extent of a surface of an object and / or space, in particular using a mobile measuring system according to one of claims 1 to 12.
  • the measuring system is first arranged at a location from which distance measurements to the surface of the object and / or space can be performed by means of the measuring system. If the area is a garage entrance or the like, the measuring system is advantageously placed directly on the surface to be measured. Subsequently, the measuring system is preferably aligned, in particular with respect to the horizontal. This alignment can be real or virtual.
  • the actual orientation of the measuring system is detected, whereupon the actual orientation, if it does not correspond to a predetermined target orientation, is adjusted by manual or automatic alignment of the measuring system to the corresponding target orientation.
  • a virtual alignment only the actual orientation of the measuring system is detected without an actual alignment Adaptation of the measuring system takes place at a predetermined target orientation. This detected actual orientation is then taken into account in the subsequent further processing of the measured data determined with the aid of the measuring system.
  • the distances to at least three different spatial points of a surface of the object and / or space are then measured.
  • the extent or extension of the plane to the horizontal is calculated by means of triangulation on the basis of the measured data.
  • the measurement data acquired with the aid of the measuring system can also be adapted to a surface shape deviating from a plane. If the surface of the object and / or space is, for example, a curved surface and not a plane, the extent or curvature can be determined on the basis of the acquired measurement data.
  • the accuracy of the measurements carried out with the aid of the measuring system or method according to the invention basically increases with the number of distance measurements and profile sections. Further, it should be understood that distance measurements may be averaged on uneven objects, such as floors covered with gravel, sand, tiles (roughness by joints) or the like, should this be helpful. Also, measurements that deviate significantly from measurements on immediately adjacent spatial coordinates can be disregarded in the evaluation by the evaluation unit. Otherwise, for example, deep furrows in floors due to poorly laid laminate or the like can lead to serious errors in the averaging of measurement results.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a mobile measuring system according to the present invention
  • Fig. 2 is a side view showing a first variant of the construction of a distance measuring device of the measuring system shown in Fig. 1;
  • FIG. 3 is a plan view showing a second variant of a distance measuring device of the measuring system shown in FIG. 1;
  • Fig. 4 is a perspective view showing the mobile measuring system shown in Fig. 1 in a state in which the distance measuring means is pivoted together with a pivot means about a horizontal axis;
  • Fig. 5 is a perspective view showing the mobile measuring system shown in Fig. 1 in measuring a room;
  • Fig. 6 is a view showing an illustration of the profile section produced when measuring the space shown in Fig. 5;
  • Figs. 7a and 7b are schematic views showing the mobile measuring system shown in Fig. 1 in surveying a shaded room;
  • Fig. 8 is a view showing the mobile measuring system shown in Fig. 1 in measuring an inclined surface; and 9a and 9b are schematic views showing alternative methods of measuring a roof slope with the mobile measuring system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a mobile measuring system according to the present invention, generally indicated at 10.
  • the mobile measuring system 10 includes a non-contact distance measuring device 12, a pivoting device 14, with the aid of the distance measuring device 12 can be pivoted about a vertical axis 16 in the direction of arrow 18, a leveling device 20, by means of which the distance measuring device 12 can be aligned parallel to the horizontal , a height adjustment device 22, by means of which the structure consisting of the leveling device 20, the pivoting device 14 and the distance measuring device 12 in the direction of the arrow 24 can be moved up and down, a tripod 26, in which the height adjustment device 22 was added is and which has three length-adjustable legs 28, 30 and 32, an evaluation unit 34 in the form of a conventional laptop and a remote control 36.
  • the leveling device 20 is detachably held on thenounverstellein- direction 22, so that the leveling device 20 together with the pivoting device 14 and de r distance measuring device 12, which are held on the leveling device
  • the distance measuring device 12 is designed so that it can emit measuring signals in different directions, as shown schematically by the dashed arrows 38, 39, 40, 42 and 44 is.
  • the pivoting device 14 may comprise a conventional electrically, hydraulically or pneumatically driven motor or stepper motor connected to the distance measuring device 12 so as to be able to rotate it incrementally or continuously in the direction of the arrow 18 about the vertical axis 16.
  • the pivoting device 14 preferably comprises a rotary angle meter (not shown), with which the current angular position of the distance measuring device 12 can be detected.
  • the rotational angle position of the distance measuring device 12 and the distance value detected by the distance measuring device 12 in the corresponding rotational angle position are assigned to one another and transmitted to the evaluation unit 34 via a wireless interface 46, which will be explained in more detail below.
  • the leveling device 20 is preferably designed such that it automatically aligns the distance measuring device 12 with respect to the horizontal.
  • the leveling device 20 includes corresponding sensors, such as tilt sensors in the form of an optical level, an inclinometer, a mechanical pendulum or the like, as well as actuators in the form of electrically, hydraulically or pneumatically operated motors.
  • the alignment of the distance measuring device 12 using the leveling device 20 can of course also be done manually. In this case can be dispensed with the actuators.
  • the height adjustment device 20 may be formed manually operable, but preferably a motor is provided, by means of which the height adjustment device 22 up and down in the direction of the arrow 24 is movable.
  • the power supply of the distance measuring device 12, the pivoting device 14, the leveling device 20 and the height adjustment device 22 can via appropriate batteries or centrally via sliding contacts or the like, wherein the mobile measuring system 10 is connected in the latter case via a power cable 48 to a power source (not shown).
  • the evaluation unit 34 comprises an input unit 50 in the form of a keyboard and an output unit 52 in the form of a display.
  • the evaluation unit 34 additionally comprises a computer program which performs the operations necessary for processing the distance and angle information.
  • two-dimensional and / or three-dimensional profile sections of objects and / or spaces to be measured are generated on the basis of the measurement data and angle information provided by the distance measuring device 12 and the pivoting device 14, which are graphically displayed via the output unit 52 and printed out using a printer (not shown) can.
  • the evaluation unit 34 has a memory in which the measured data can be stored.
  • the evaluation unit 34 can take over further, the acquired measurement data further processing functions.
  • the remote control 36 enables communication with various components of the measuring system 10, in particular with the distance measuring device 12, the pivoting device 14, the height adjustment device 22 and the evaluation unit 34.
  • the height position can be entered, to which the distance measuring device 12 using the height adjustment device 22nd in the direction of arrow 24 to be moved up or down.
  • the pivoting angle or the pivoting direction can be adjusted by which the distance measuring device 12 is to be pivoted by means of the pivoting device 14 about the vertical axis 16 in the direction of the arrow 18.
  • the number of measurements to be performed by the distance measuring device 12 during its pivotal movement about the vertical axis 16 can be adjusted.
  • measurements can be started and stopped using the remote control 36. Further commands that are sent to the remote control using the remote control 36. Stand measuring device 12, the pivoting device 14 and the height adjustment device 22 can be output, will be explained in more detail below.
  • wireless interfaces may be provided, such as Bluetooth, infrared and / or W-LAN interfaces, or the like, or corresponding data and power lines, slip rings, etc.
  • FIG. 2 is a schematic side view of a first variant of the construction of the distance measuring device 12.
  • the distance measuring device 12 comprises a base 54 in the form of a base plate which serves to receive the components of the distance measuring device 12, namely a laser rangefinder 56 and two deflection devices 58 and 60 in the form of mirrors, prisms or the like, which serve to deflect the output from the laser rangefinder 56 measurement signal 66 in corresponding directions.
  • the deflecting devices 58 and 60 are designed to be pivotable so that they are movable in the direction of the arrows 62 and 64.
  • both deflection devices 58 and 60 are in their first position, in which they extend substantially parallel to the base 54 and abut against it, the measurement signal 66 emerging from the laser rangefinder 56 is not deflected and exits in the direction of the dashed arrow 40 the distance measuring device 12 from. If now the deflecting device 58 is transferred in the direction of the arrow 62 into its second position, the measuring signal 66 is correspondingly deflected and exits in dependence on the angular position of the deflecting device 58 in the direction of the dashed arrow 38 or 39 from the distance measuring device 12.
  • the deflection device 58 is in its first position and the deflection device is Device 60 transferred in the direction of arrow 64 in its second position, the emerging from the laser rangefinder 56 measuring signal 66 is deflected downward accordingly and exits depending on the angular position of the deflector 60 in the direction of dashed arrows 42 or 44 from the distance measuring device 12 from ,
  • the distance measuring device 12 is, as shown in Figure 1, surrounded by a housing, not shown in Figure 2, which serves to protect the individual components of the distance measuring device 12. This housing has corresponding outlet openings to allow the exit of the measurement signals in the direction of the arrows 38, 39, 40, 42 and 44.
  • FIG. 3 is a schematic view showing another variant of the structure of the distance measuring device 12.
  • the distance measuring device 12 comprises a base 54, a laser range finder 56, subassemblies 70 for splitting the measuring signal 66 emerging from the laser rangefinder 56 into two mutually different directions, deflection devices 74 and 76, which are designed to be movable between different positions, and pivotally arranged Shutter 78, 80 and 82, which let pass or lock the measuring signals.
  • the measuring signal 66 emerging from the laser rangefinder 56 is split into the sub-signals 84 and 86 by means of the sub-device 70.
  • the sub-signal 84 is in turn divided by the sub-device 72 into the sub-signals 88 and 89.
  • the sub-signal 86 reaches the deflection device 74, with the aid of which it is deflected as a function of its angular position optionally in the direction of the arrow 38 or 39.
  • the sub-signal 88 reaches the deflection device 76, with the aid of which it is deflected in dependence on the angular position of the deflection device 74 selectively in the direction of the arrow 42 or 44.
  • the measurement signal 66 mimicked by the laser rangefinder 56 selectively exits in the direction of the arrows 38, 39, 40, 42 or 44. If the measurement signal 66 is to exit in the direction of the arrow 38 or 39, then the shutters 82 and 80 are pivoted in the direction of the arrows 90 and 92 so as to block the passage of the respective sub-signals 88 and 89. Similarly, when the measurement signal 66 is to exit in the direction of the arrow 40, the shutters 78 and 82 are reversely pivoted in the direction of the arrows 90 and 94. The shutter 80 remains open in this case. If the measurement signal 66 finally emerges in the direction of the arrow 42 or 44, the shutter 82 remains open while the shutters 78 and 80 are pivoted into their blocking position.
  • the laser rangefinder 56 may alternatively also be designed such that it emits measurement signals having three different wavelengths or three different wavelength ranges. This can be realized for example via different laser rangefinder modules.
  • the shutters 78, 80 and 82 are respectively replaced by frequency- or wavelength-selective elements, each passing only one of the three wavelengths or wavelength ranges.
  • the measurement signals leaving the measurement system 10 in the directions of arrows 38 and 39, 40 and 42 and 44, respectively have a predetermined wavelength.
  • the measurement system 10 can also associate the response signals it receives with the respective directions, and therefore multiple measurements can be made simultaneously. In this way, the total measurement time can be shortened.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the mobile measuring system 10 shown in Figure 1, wherein the pivoting device 14 and the distance measuring device 12 have been pivoted about a pivot axis 96 by 90 °.
  • the pivotal position achieved in this way is stabilized by means of a retaining element 98.
  • the outlet directions 38, 39, 40, 42 and 44 are rotated accordingly by 90 °.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view in which the mobile measuring system 10 shown in FIGS.
  • the mobile measuring system 10 is first set up at a location in the middle of the room 100, whereupon the distance measuring device 12 of the mobile measuring system 10 is aligned by means of the leveling device 20 with respect to the horizontal. In this way, it is ensured that the measurement signal emerging in the direction of the arrow 40 from the laser rangefinder 56 of the distance measuring device 12 extends parallel to the horizontal, then a starting point 110 is determined, which is located in FIG. 5 at the wall section 102 at the height hi.
  • the distance measuring device 12 by means of the height adjustment device 22 moved to the height hi and the distance measuring device 12 is then rotated by means of the pivoting device 14 about the vertical axis 16 so that the exiting in the direction of arrow 40 measurement signal hits the starting point 110.
  • the measuring angle ⁇ is set by which the distance measuring device 12 is to be pivoted by means of the pivoting device 14 during the performance of the measurement.
  • an end point 112 can also be defined, which is also at the height hi.
  • the measurement is started, whereupon the distance measuring device 12 is rotated by the measuring angle ⁇ in such a way that a measuring line 114 between the starting point 110 and the end point 112 at the height hi is traversed by the measuring signal emerging in the direction of the arrow 40 from the distance measuring device 12.
  • the distance measuring device 12 measures any number of distances to points located on the measuring line 114.
  • the individual distance measurements are assigned to the respective swivel angle of the distance measuring device 12, at which the corresponding distance measurement was made, and sent to the evaluation unit 34. This generates a program based on the received measurement data.
  • filites 116 which can be printed in the form of a two-dimensional image 118 or displayed on the output unit 52 of the evaluation unit 34, as shown in Figure 6.
  • the distance measuring device 12 of the mobile measuring system 10 can be moved by means of the height adjustment device 22 to a further starting point 120, whereupon a further profile section along the measuring line 122 between the starting point 120 and another end point 124 can be generated.
  • the profile section thus produced can then be combined, for example, by means of interpolation with the first profile section 116 to form a three-dimensional profile section.
  • any number of profile sections can be created and combined with one another in order to produce the most accurate illustration of the space 100.
  • the measuring signal 66 emerging from the laser rangefinder 56 is deflected several times by the measuring angle ⁇ during the pivoting movement of the distance measuring device 12 in such a way that it is in the direction of the arrow 42 (see also FIG 1) exits from the distance measuring device 12. In this way, distances to the ground 126 along the circular arc 128 are determined. At least three distance measurements to the floor 126 are required to determine the inclination of the floor 126 with respect to the horizontal by means of a triangulation method. However, it should be understood that the accuracy of the slope measurement increases with increasing number of distance measurements to the ground 126.
  • the inclination of the ceiling of the space 100 to the horizontal can be determined by deflecting the measurement signal 66 emitted by the laser rangefinder 56 in the direction of the arrow 38 or 39, see FIGS. 1 to 3. If a profile section of the space 100 is to be created in the vertical direction, then the mobile measuring system 10 only has to be transferred to the state shown in FIG. Based on this state, the distance measuring device 12 can be pivoted by means of the pivoting device 14 about the now horizontally extending axis 16 in the direction of the arrow 18, so that a vertical profile section is generated. Then, the height adjustment device 22 can be rotated by a motor, not shown, in the direction of the arrow 131 by a predetermined pivoting angle, after which a further vertical profile section can be created.
  • the leveling device 20 can also be separated from the height adjustment device 22 and positioned together with the pivoting device 14 and the distance measuring device 12 directly on the floor of the room 100 (not shown). , Also, the leveling device 20 together with the pivoting device 14 and the distance measuring device 12 can be positioned on a smaller or larger stand (also not shown).
  • FIGS. 7a and 7b are schematic plan views of a space 130 to be measured with the aid of the measuring system 10, which has a projection 132 (also referred to as shading) which can not be completely measured from a location within the space 130 alone.
  • the mobile measurement system 10 is first set up at a first location within the room 130, as shown in Figure 7a. From this location any number of profile sections are detected at different heights, but starting from the location of the measuring system 10 shown in Fig. 7a no accurate measurement data on the space portion 134 shown in dashed lines can be achieved because this section 134 is covered by the projection 132 , Subsequently, a second location within the room 130 is selected for the mobile measuring system 10, from which the space portion 134 can be measured.
  • This second position is shown in FIG. 7b. It can be determined by the user himself or proposed by the evaluation unit 34. Profile sections of the space 130 at the corresponding heights are again generated from this second location, wherein this time no measured data can be obtained via the space section 136 shown in dashed lines in FIG. 7b, since this space section 136 is covered by the projection 132. A two- or three-dimensional overall profile cut can then be achieved by combining the profile cuts obtained from the first location (FIG. 7a) and those obtained from the second location (see FIG. 7b). This combination can be done, for example, by means of a reference point 138, which can be detected from both locations and whose spatial coordinates are known.
  • FIG 8 is a perspective view showing the mobile measuring system 10 during a process in which the inclination of an inclined surface 140 with respect to the horizontal is detected.
  • the mobile measuring system 10 is first positioned on the inclined surface 140.
  • the distance measuring device 12 is aligned substantially horizontally, which can be realized by adjusting the length of the legs 28, 30 and 32 of the stand 26.
  • the exact alignment of the distance measuring device 12 parallel to the horizontal is then again using the leveling device 20.
  • - as in the detection of the inclination of the bottom 126 of the space 100 see Figure 5) - at least three distance measurements to the inclined plane 140 along a circular arc 128 performed while the distance measuring device 12 is pivoted by a measuring angle ⁇ .
  • the inclination of the inclined plane 140 with respect to the horizontal are determined, for example with a triangulation method.
  • FIGS. 9a and 9b show two variants for determining the inclination of roof slopes 150 and 152 with respect to the horizontal.
  • the mobile measuring system 10 is positioned directly below the gable, so that both roof slopes 150 and 152 can be detected by the measuring signal deflected in the direction of the arrow 39. Subsequently, the distance measuring device 12 is aligned by means of the leveling device 20 parallel to the horizontal. It should be noted that it is alternatively also possible for the distance measuring device 12 to detect the inclination of the distance measuring device 12 with respect to the horizontal only without an actual alignment of the measuring system 10 taking place. The inclination information determined by the sensors can then be taken into account later in the calculation of the profile section. It is therefore not absolutely necessary that an actual orientation of the distance measuring device 12 takes place.
  • the distances to at least six measuring points are determined.
  • at least three measuring points lie on a common surface on the sloping roof 150 and on the sloping roof 152. The more measuring points are determined here, the more accurate the gable profile can subsequently be detected by means of triangulation or the like.
  • one or more horizontal and / or vertical profile sections can be generated before, after or simultaneously with the measurement of the gable profile, as described with reference to FIG. 5.
  • the slopes of the roof slopes 150 and 152 may also be sequentially detected by positioning the mobile measurement system 10 first below the roof slope 150 and then below the roof slope 152, as shown in Figure 9b.
  • the distance measuring device need not be a laser rangefinder. Rather, alternatively, other non-contact rangefinder can be used.
  • a plurality of distance measuring devices may also be provided, such as a plurality of laser rangefinders which emit measuring signals having different wavelengths.
  • the different wavelengths serve for distinguishing measurement signals, which were reflected after their emission to an object or a wall and then received again by the measuring system.

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Abstract

Mobiles Messsystem zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes, umfassend zumindest eine berührungsfrei arbeitende Abstandsmesseinrichtung, eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Abstandsmesseinrichtung um eine erste Achse und eine Höhenverstelleinrichtung zum Verstellen der Höhe der Abstandsmesseinrichtung, wobei die Abstandsmesseinrichtung zusammen mit der Schwenkeinrichtung um eine zweite Achse verschwenkbar ist, die sich quer zur ersten Achse erstreckt.

Description

Mobiles Messsystem und Messverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles Messsystem zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes, ein Verfahren zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes sowie ein Verfahren zum Erfassen der Erstreckung einer Fläche eines Objektes und/oder Raumes, insbesondere in Bezug auf die Horizontale.
Es sind bereits verschiedenartigste Messgeräte bekannt, mit deren Hilfe Abmessungen von Objekten und/oder Räumen bestimmt werden können .
Zum Erfassen von Raumkonturen werden beispielsweise Lasermessgeräte, Meterstäbe, Winkelmesser und dergleichen eingesetzt. Durch die Zusammensetzung einer Vielzahl von manuell durchgeführten Einzelmessungen kann dann ein zwei- oder dreidimensionaler Profilschnitt des Raumes erstellt und graphisch abgebildet werden. Ein wesentlicher Nachteil besteht allerdings darin, dass die manuelle Vermessung eines Raumes mit sehr viel Aufwand verbunden ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn aufgrund unebener Wände oder aufgrund von Aussparungen und Vorsprüngen, die nur auf bestimmten Höhen des Raumes vorhanden sind, Profilschnitte entlang verschiedener Höhenlinien des Raumes erstellt werden müssen. Zudem addieren sich bei der manuellen Durchführung von Einzelmessungen Messfehler, weshalb die erzielten Profilschnitte und deren graphischen Abbildungen sehr ungenau sein können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes mobiles Messsystem und ein verbessertes Verfahren zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes bereitzustellen. Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein mobiles Messsystem zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes, das zumindest eine berührungsfrei arbeitende Abstandsmesseinrichtung aufweist. Bei dieser Abstandsmesseinrich- tung handelt es sich bevorzugt um einen Laserentfernungsmesser, wobei jedoch auch ein Radarentfernungsmesser, ein Mikrowellenentfernungsmesser, ein Ultra-Breitband-Entfernungsmesser oder dergleichen verwendet werden kann. Das Messsystem umfasst ferner eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Abstandsmesseinrichtung um eine erste Achse, insbesondere Hochachse, und eine Höhen- verstelleinrichtung zum Verstellen der Höhe der Abstandsmesseinrichtung, wobei Schwenkeinrichtung und/oder die Höhenverstellein- richtung vorteilhaft motorisiert ausgebildet sind. Durch ein schrittweises oder kontinuierliches Verschwenken der Abstandsmesseinrichtung um die erste Achse können entsprechend Abstandsmessungen zu einem Objekt und/oder Raum entlang einer Höhenlinie durchgeführt werden, die zusammengesetzt einen Profilschnitt des Objektes und/oder Raumes ergeben. Dabei wird jeweils eine Abstandsmessung einem entsprechenden Schwenkwinkel der Abstandsmesseinrichtung zugeordnet, wodurch sich eindeutige SD- Koordinaten ergeben, die beispielsweise einem CAD-System (Computer Aided Design-System) zugeführt und dort zur Erstellung des Profilschnittes weiterverarbeitet werden können. Durch Verstellen der Höhe der Abstandsmesseinrichtung kann die Höhe ausgewählt werden, auf welcher der Profilschnitt erzeugt werden soll. So können auch mehrere Profilschnitte eines Objektes und/oder Raumes auf verschiedenen Höhenlinien erstellt werden. Diese Mehrzahl von Profilschnitten kann dann mittels Interpolation oder dergleichen zu einer dreidimensionalen Abbildung des Objektes und/oder Raumes verknüpft werden.
Die Abstandsmesseinrichtung ist zusammen mit der Schwenkeinrichtung zudem um eine zweite Achse verschwenkbar, die sich quer, insbesondere senkrecht zur ersten Achse erstreckt. Auf diese Weise können auch Profilschnitte quer, insbesondere senkrecht zur ersten Achse erstellt werden, weshalb das erfindungsgemäße Messsystem noch flexibler einsetzbar ist, was anhand einer Ausführungsform nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Auch die Schwenkbewegung um die zweite Achse kann motorisiert erfolgen.
Das Messsystem umfasst bevorzugt zumindest eine ein von der Ab- standsmesseinrichtung emittiertes Messsignal umlenkende Umlenkeinrichtung und/oder zumindest eine ein von der Abstandsmessein- richtung emittiertes Messsignal in verschiedene Richtungen aufteilende Teileinrichtung. Derartige Umlenk- und/oder Teileinrichtungen ermöglichen es, das die Abstandsmesseinrichtung verlassende Messsignal in beliebige Richtungen auszusenden, weshalb das erfindungsgemäße Messsystem sehr flexibel einsetzbar ist.
Vorteilhaft ist/sind die Umlenkeinrichtung und/oder die Teileinrichtung bewegbar ausgeführt, beispielsweise ein- und ausklappbar, drehbar oder dergleichen. So können diese Einrichtungen beispielsweise derart ausgeführt sein, dass sie das die Abstandsmesseinrichtung verlassende Messsignal wahlweise im Sinne eines Umlenkens oder Teilens beeinflussen oder unbeeinflusst durchlassen. Ebenso können die Einrichtungen derart ausgebildet sein, dass durch ihre Bewegung der Umlenkwinkel oder die Art der Aufteilung des Signals verändert wird.
Das Messsystem verfügt ferner bevorzugt über zumindest eine Nivelliereinrichtung, die eine vorbestimmte Ausrichtung des Messsystems gestattet, insbesondere parallel zur Horizontalen. Hierzu umfasst die Nivelliereinrichtung zumindest einen geeigneten Sensor, wie beispielsweise eine optische Libelle, einen Inclinome- ter, ein MEMS (Micro-Electro-Mechanical Sytem) , einen thermodyna- mischen Sensor, ein mechanisches Pendel oder dergleichen, mit dem eine Ist-Ausrichtung des Messsystems erfasst werden kann. Die Einstellung der Soll-Ausrichtung kann manuell oder automatisch mit Hilfe eines entsprechenden Aktuators in Form eines Motors o- der dergleichen erfolgen. Alternativ kann die Nivelliereinrichtung auch lediglich die Ist-Ausrichtung des Messsystems mit Hilfe eines geeigneten Sensors erfassen, ohne dass eine Ausrichtung des Messsystems zur Erzielung der Soll-Ausrichtung erfolgt. In diesem Fall erfolgt die Erstellung des Profilschnittes unter Berücksichtigung der erfassten Ist-Ausrichtung des Messsystems.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Ab- standsmesseinrichtung derart ausgebildet, dass sie voneinander unterscheidbare Messsignale emittieren kann. Hierzu kann die Ab- standsmesseinrichtung zum Beispiel mehrere Module aufweisen, die voneinander unterscheidbare Messsignale emittieren. So können als Module beispielsweise mehrere Laserentfernungsmesser vorgesehen sein, die Messsignale mit unterschiedlichen Wellenlängen bzw. aus verschiedenen Wellenlängenbereichen aussenden. Anhand der verschiedenen Wellenlängen können die von den verschiedenen Laserentfernungsmessern ausgesendeten und am Objekt oder Raum reflektierten Signale, die von dem Messsystem empfangen werden, unterschieden werden, so dass zeitgleich eine Vielzahl von Messungen vorgenommen werden kann. Hierdurch kann die Messdauer entsprechend verkürzt werden. Natürlich kann alternativ auch ein einzelner Laserentfernungsmesser vorgesehen sein, der Messsignale in unterschiedlichen Wellenlängen aussendet.
Vorteilhaft umfasst das Messsystem eine Auswerteeinheit zum Auswerten der von der Abstandsmesseinrichtung erfassten Messdaten. Bei der Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um einen handelsüblichen ortsfesten oder mobilen Rechner oder um einen solchen handeln, der speziell für das Messsystem entwickelt wurde. Die Auswerteeinheit umfasst ein Computerprogramm, welches das Speichern und Weiterverarbeiten der von dem Messsystem erfassten Messdaten gestattet. Eine Weiterverarbeitung der Messdaten erfolgt insbesondere dahingehend, dass anhand der Messdaten zwei- und/oder dreidimensionale Abbildungen des mit Hilfe des erfin- dungsgemäßen Messsystems vermessenen Objektes und/oder Raumes erzeugt werden. Natürlich kann es sich bei der Auswerteeinheit aber auch um eine solche handeln, die speziell für das Messsystem entwickelt wurde.
Ferner weist das Messsystem vorteilhaft zumindest eine Eingabeeinheit und/oder zumindest eine Ausgabeeinheit sowie zumindest eine Schnittstelle zur drahtgebundenen und/oder drahtlosen Datenübertragung auf. Bei der Eingabeeinheit kann es sich um eine Tastatur, eine Maus, ein Touchscreen oder dergleichen handeln. Als Ausgabeeinheit können beispielsweise ein Bildschirm und/oder Drucker verwendet werden. Schnittstellen zur datentechnischen Kommunikation zwischen den einzelnen elektronischen Komponenten des Messsystems können in Form von W-LAN-, Bluetooth-, Infrarot- Schnittstellen und/oder Anschlüssen für Datenkabel installiert werden. Dabei können die Eingabeeinheiten, Ausgabeeinheiten und Schnittstellen in Komponenten des Messsystems integriert oder separat vorgesehen sein.
Bevorzugt umfasst das Messgerät eine Fernbedienung zur datentechnischen Verbindung mit verschiedenen Komponenten des Messsystems, wie beispielsweise mit der Auswerteeinheit, der Schwenkeinrichtung zur Ausführung der Schwenkbewegung der Abstandsmesseinrich- tung um die erste Achse, der Höhenverstelleinrichtung, der Ab- standsmesseinrichtung oder dergleichen. Die Fernbedienung ist dahingehend vorteilhaft, dass sie die Steuerung des Messsystems aus der Distanz ermöglicht, wie beispielsweise die Auswahl bestimmter Parameter, wie den Schwenkwinkel und die Höhe, in dem bzw. auf der Abstandsmessungen durchgeführt werden sollen, die Einstellung von Referenzpunkten, das Ein- und Ausklappen von Umlenk- oder Teileinrichtungen, etc., das Ein- und Ausschalten des Messvorgangs und dergleichen.
Vorteilhaft weist das Messsystem eine Signalausgabeeinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass sie dem Benutzer den Beginn und/oder das Ende einer von der Abstandsmesseinrichtung ausgeführten Messung anzeigt. Entsprechend muss sich der Benutzer nicht in unmittelbarer Nähe des Messsystems befinden, um über den Anfang und das Ende von Messungen informiert zu werden. Natürlich kann die Signalausgabeeinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass sie den Benutzer über weitere Zustände des Messsystems unterrichtet, wie beispielsweise über den ordnungsgemäßen Empfang von Befehlen des Benutzers, den Ladezustand von Akkumulatoren, wenn solche verwendet werden, etc. Bei dem Signal kann es sich beispielsweise um ein optisches, akustisches, haptisches oder taktiles Signal handeln. Auch können verschiedene Signale ausgegeben werden, die für den Benutzer jeweils eine andere Bedeutung haben .
Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes, insbesondere unter Verwendung eines mobilen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Verfahren wird das Messsystem zunächst an einem ersten Standort angeordnet, von dem aus das Objekt und/oder der Raum mit Hilfe des Messsystems vermessen werden kann, und vorteilhaft ausgerichtet, insbesondere in Bezug auf die Horizontale. Diese Ausrichtung kann real oder virtuell erfolgen. Bei der realen Ausrichtung wird die Ist-Ausrichtung des Messsystems erfasst, woraufhin die Ist-Ausrichtung, wenn sie einer vorbestimmten Soll-Ausrichtung nicht entspricht, durch manuelles o- der automatisches Ausrichten des Messsystems an die entsprechende Soll-Ausrichtung angepasst wird. Bei einer virtuellen Ausrichtung wird lediglich die Ist-Ausrichtung des Messsystems erfasst, ohne dass eine tatsächliche Anpassung des Messsystems an eine vorbestimmte Soll-Ausrichtung erfolgt. Diese erfasste Ist-Ausrichtung findet dann bei der späteren Weiterverarbeitung der mit Hilfe des Messsystems ermittelten Messdaten Berücksichtigung. In einem sich anschließenden Schritt werden die Abstände zu mehreren, in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Raumpunkten des Objektes und/oder Raumes unter Verwendung des Messsystems erfasst. Anhand der so erzielten Abstandsdaten wird in einem letzten Schritt ein Profilschnitt des Objektes und/oder Raumes erstellt. Dieser Profilschnitt kann dann über die Ausgabeeinrichtung (en) graphisch ausgegeben werden.
Bevorzugt wird/werden ferner der Abstand und/oder die Winkellage des Profilschnittes zu einer Referenzfläche des zu vermessenden Objektes und/oder Raumes erfasst, insbesondere zum Untergrund bzw. Boden. Über eine einzelne Abstandsmessung zur Referenzfläche lässt sich die Höhe verifizieren, auf der die Abstandsmessungen durchgeführt werden. Zudem lässt sich die Neigung der Referenzfläche unter der Voraussetzung erfassen, dass die Referenzfläche eben ist und sich parallel zur Horizontalen erstreckt. Bevorzugt werden jedoch zumindest drei Abstände zu voneinander verschiedenen Punkten der Referenzfläche gemessen, woraufhin die Erstreckung der Referenzfläche bzw. die Winkellage des Profilschnittes zur Referenzfläche mittels Triangulation erfasst wird. Mit anderen Worten lässt sich auf diese Weise beispielsweise die Neigung der Referenzfläche zur Horizontalen und/oder die Wölbung der Referenzfläche erfassen, wenn das Messsystem in Bezug auf die Horizontale ausgerichtet wurde. Es sollte klar sein, dass die Messung sowohl des Abstands als auch der Winkellage mit zunehmender Anzahl von Messungen genauer wird.
Zudem wird vorteilhaft eine Mehrzahl von verschiedenen Profilschnitten erstellt, die sich bevorzugt parallel zueinander erstrecken. Diese können dann beispielsweise mittels Interpolation miteinander zu einem dreidimensionalen Gesamtprofilschnitt des Objektes und/oder Raumes kombiniert werden. Je mehr Profilschnitte erstellt werden, desto genauer kann die Kontur des Objektes und/oder Raumes angenähert bzw. dargestellt werden.
Ferner kann in Abhängigkeit von dem zu vermessenden Objekt und/oder Raum zumindest ein Profilschnitt erstellt werden, der sich quer, insbesondere senkrecht zu den anderen Profilschnitten erstreckt. Mit Hilfe einer Kombination von sich horizontal und vertikal erstreckenden Profilschnitten lassen sich beispielsweise die Anfangs- und Endkoordinaten von Aussparungen oder Vorsprüngen, die an einer Wand eines Raumes vorhanden sind, in einfacher Art und Weise mit sehr hoher Genauigkeit erfassen.
Sind an einem Objekt und/oder Raum Abschattungen beispielsweise in Form von Aussparungen oder Vorsprüngen vorhanden, deren Lage sich von einem einzelnen Standort des Messsystems nicht erfassen lässt, so wird das Messsystem zumindest an einem weiteren Standort angeordnet, woraufhin zumindest ein weiterer Profilschnitt erstellt wird. Die Profilschnitte der verschiedenen Standorte können anschließend zur Erstellung eines Gesamtprofilschnittes miteinander verknüpft werden. Zur Verknüpfung von zwei Profilschnitten wird vorteilhaft ein Referenzpunkt verwendet, der zumindest zwei Profilschnitten gemein ist.
Schließlich schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erfassen der Erstreckung einer Fläche eines Objektes und/oder Raumes, insbesondere unter Verwendung eines mobilen Messsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 12. Bei diesem Verfahren wird das Messsystem zunächst an einem Standort angeordnet, von dem aus Abstandmessungen zur Fläche des Objektes und/oder Raumes mit Hilfe des Messsystems durchgeführt werden können. Handelt es sich bei der Fläche um eine Garageneinfahrt oder dergleichen, so wird das Messsystem vorteilhaft direkt auf die zu vermessende Fläche gestellt. Anschließend wird das Messsystem bevorzugt ausgerichtet, insbesondere in Bezug auf die Horizontale. Diese Ausrichtung kann real oder virtuell erfolgen. Bei der realen Ausrichtung wird die Ist-Ausrichtung des Messsystems erfasst, woraufhin die Ist- Ausrichtung, wenn sie einer vorbestimmten Soll-Ausrichtung nicht entspricht, durch manuelles oder automatisches Ausrichten des Messsystems an die entsprechende Soll-Ausrichtung angepasst wird. Bei einer virtuellen Ausrichtung wird lediglich die Ist- Ausrichtung des Messsystems erfasst, ohne dass eine tatsächliche Anpassung des Messsystems an eine vorbestimmte Soll-Ausrichtung erfolgt. Diese erfasste Ist-Ausrichtung findet dann bei der späteren Weiterverarbeitung der mit Hilfe des Messsystems ermittelten Messdaten Berücksichtigung. In einem weiteren Schritt werden dann die Abstände zu wenigstens drei verschiedenen Raumpunkten einer Fläche des Objektes und/oder Raumes gemessen. Unter der Annahme, dass sich diese Raumpunkte auf einer gemeinsamen Ebene befinden, wird schließlich anhand der Messdaten die Erstreckung bzw. Neigung der Ebene zur Horizontalen mittels Triangulation berechnet. Natürlich können die mit Hilfe des Messsystems erfassten Messdaten auch an eine von einer Ebene abweichende Flächenform angepasst werden. Handelt es sich bei der Fläche des Objektes und/oder Raumes beispielsweise um eine gewölbte Fläche und nicht um eine Ebene, so kann anhand der erfassten Messdaten die Erstreckung bzw. Wölbung ermittelt werden.
Es sollte klar sein, dass die Genauigkeit der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Messsystems bzw. Verfahren durchgeführten Messungen grundsätzlich mit der Anzahl der Abstandsmessungen und Profilschnitte zunimmt. Ferner sollte klar sein, dass bei unebenen Objekten bzw. Räumen, wie beispielsweise Fußböden, die mit Kies, Sand, Fliesen (Unebenheit durch Fugen) oder dergleichen bedeckt sind, Abstandsmessungen gemittelt werden können, sollte dies hilfreich sein. Auch können Messungen, die deutlich von Messungen an unmittelbar benachbarten Raumkoordinaten abweichen, bei der Auswertung durch die Auswerteeinheit unberücksichtigt bleiben. Andernfalls können beispielsweise tiefe Furchen in Fußböden, die auf schlecht verlegtes Laminat oder dergleichen zurückzuführen sind, zu gravierenden Fehlern bei der Mittlung von Messergebnissen führen.
Ausführungsbeispiele Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben. Darin ist/sind:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines mobilen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht, die eine erste Variante des Aufbaus einer Abstandsmesseinrichtung des in Fig. 1 dargestellten Messsystems zeigt;
Fig. 3 eine Draufsicht, die eine zweite Variante einer Abstandsmesseinrichtung des in Fig. 1 dargestellten Messsystems zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die das in Figur 1 dargestellte mobile Messsystem in einem Zustand zeigt, in dem die Abstandsmesseinrichtung zusammen mit einer Schwenkeinrichtung um eine horizontale Achse verschwenkt ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die das in Figur 1 dargestellte mobile Messsystem beim Vermessen eines Raumes zeigt;
Fig. 6 eine Ansicht, welche eine Abbildung des Profilschnittes zeigt, der beim Vermessen des Raumes gemäß Figur 5 erzeugt wird;
Fig. 7a und 7b schematische Ansichten, die das in Figur 1 dargestellte mobile Messsystem beim Vermessen eines Abschattungen aufweisenden Raumes zeigen;
Fig. 8 eine Ansicht, die das in Figur 1 dargestellte mobile Messsystem beim Vermessen einer schiefen Fläche zeigt; und Fig. 9a und 9b schematische Ansichten, die alternative Verfahren zum Vermessen einer Dachschräge mit dem in Figur 1 dargestellten mobilen Messsystem zeigen.
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt schematisch eine Ausführungsform eines mobilen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Das mobile Messsystem 10 umfasst eine berührungsfrei arbeitende Abstandsmesseinrichtung 12, eine Schwenkeinrichtung 14, mit deren Hilfe die Abstandsmesseinrichtung 12 um eine Hochachse 16 in Richtung des Pfeils 18 geschwenkt werden kann, eine Nivelliereinrichtung 20, mit deren Hilfe die Abstandsmesseinrichtung 12 parallel zur Horizontalen ausgerichtet werden kann, eine Höhen- verstelleinrichtung 22, mit deren Hilfe der Aufbau bestehend aus der Nivelliereinrichtung 20, der Schwenkeinrichtung 14 und der Abstandsmesseinrichtung 12 in Richtung des Pfeils 24 auf- und abwärts bewegt werden kann, ein Stativ 26, in dem die Höhenver- stelleinrichtung 22 aufgenommen ist und das drei längenverstellbare Standbeine 28, 30 und 32 aufweist, eine Auswerteeinheit 34 in Form eines herkömmlichen Laptops sowie eine Fernbedienung 36. Die Nivelliereinrichtung 20 ist lösbar an der Höhenverstellein- richtung 22 gehalten, so dass die Nivelliereinrichtung 20 zusammen mit der Schwenkeinrichtung 14 und der Abstandsmesseinrichtung 12, die an der Nivelliereinrichtung 20 gehalten sind, entfernt werden kann.
Die Abstandsmesseinrichtung 12, deren Aufbau noch genauer unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben wird, ist derart ausgebildet, dass sie Messsignale in unterschiedlichen Richtungen aussenden kann, wie es schematisch anhand der gestrichelt dargestellten Pfeile 38, 39, 40, 42 und 44 gezeigt ist. Die Schwenkeinrichtung 14 kann einen herkömmlichen, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Motor oder Schrittmotor aufweisen, der derart mit der Abstandsmesseinrichtung 12 verbunden ist, dass er diese schrittweise oder kontinuierlich in Richtung des Pfeils 18 um die Hochachse 16 drehen kann. Ferner umfasst die Schwenkeinrichtung 14 bevorzugt einen Drehwinkelmesser (nicht gezeigt) , mit dem die aktuelle Drehwinkelstellung der Abstandsmesseinrichtung 12 erfasst werden kann. Die Drehwinkelstellung der Abstandsmesseinrichtung 12 und der in der entsprechenden Drehwinkelstellung von der Abstandsmesseinrichtung 12 er- fasste Entfernungswert werden einander zugeordnet und über eine drahtlose Schnittstelle 46 an die Auswerteinheit 34 übermittelt, was nachfolgend noch näher erläutert wird.
Die Nivelliereinrichtung 20 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie die Abstandsmesseinrichtung 12 in Bezug auf die Horizontale automatisch ausrichtet. Die Nivelliereinrichtung 20 umfasst hierzu entsprechende Sensoren, wie beispielsweise Neigungssensoren in Form einer optischen Libelle, eines Inclinometers, eines mechanischen Pendels oder dergleichen, sowie Aktuatoren in Form von elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Motoren. Alternativ kann die Ausrichtung der Abstandsmesseinrichtung 12 unter Verwendung der Nivelliereinrichtung 20 natürlich auch manuell erfolgen. In diesem Fall kann auf die Aktuatoren verzichtet werden .
Die Höhenverstelleinrichtung 20 kann manuell betätigbar ausgebildet sein, wobei jedoch bevorzugt ein Motor vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Höhenverstelleinrichtung 22 auf- und abwärts in Richtung des Pfeils 24 bewegbar ist.
Die Stromversorgung der Abstandsmesseinrichtung 12, der Schwenkeinrichtung 14, der Nivelliereinrichtung 20 und der Höhenverstelleinrichtung 22 kann über entsprechende Akkus oder zentral über Schleifkontakte oder dergleichen erfolgen, wobei das mobile Messsystem 10 in letzterem Fall über ein Stromkabel 48 mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden ist.
Die Auswerteinheit 34 umfasst eine Eingabeeinheit 50 in Form einer Tastatur sowie eine Ausgabeeinheit 52 in Form eines Displays. Die Auswerteinheit 34 umfasst zudem ein Computerprogramm, das die zur Verarbeitung der Entfernungs- und Winkelinformationen notwendigen Operationen durchführt. Insbesondere werden anhand der von der Abstandsmesseinrichtung 12 und der Schwenkeinrichtung 14 gelieferten Messdaten und Winkelinformationen zwei- und/oder dreidimensionale Profilschnitte von zu vermessenen Objekten und/oder Räumen erzeugt, die über die Ausgabeeinheit 52 graphisch abgebildet und mithilfe eines Druckers (nicht gezeigt) ausgedruckt werden können. Zudem verfügt die Auswerteeinheit 34 über einen Speicher, in dem die Messdaten hinterlegt werden können. Natürlich kann die Auswerteinheit 34 noch weitere, die erfassten Messdaten weiterverarbeitende Funktionen übernehmen.
Die Fernbedienung 36 ermöglicht eine Kommunikation mit verschiedenen Komponenten des Messsystems 10, insbesondere mit der Abstandsmesseinrichtung 12, der Schwenkeinrichtung 14, der Höhen- verstelleinrichtung 22 und der Auswerteeinheit 34. So kann beispielsweise die Höhenposition eingegeben werden, auf welche die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Höhenverstelleinrichtung 22 in Richtung des Pfeils 24 auf- oder abwärts verfahren werden soll. Ferner können der Schwenkwinkel oder die Schwenkrichtung eingestellt werden, um welche die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Schwenkeinrichtung 14 um die Hochachse 16 in Richtung des Pfeils 18 verschwenkt werden soll. Zudem kann beispielsweise die Anzahl der Messungen eingestellt werden, die von der Abstandsmesseinrichtung 12 während ihrer Schwenkbewegung um die Hochachse 16 durchgeführt werden soll. Zudem können Messungen mithilfe der Fernbedienung 36 gestartet und angehalten werden. Weitere Befehle, die mithilfe der Fernbedienung 36 an die Ab- Standsmesseinrichtung 12, die Schwenkeinrichtung 14 und die Hö- henverstelleinrichtung 22 ausgegeben werden können, werden nachfolgend noch näher erläutert.
Es sollte klar sein, dass die Kommunikation zwischen der Ab- standsmesseinrichtung 12, der Schwenkeinrichtung 14, der Höhen- verstelleinrichtung 22, der Auswerteinheit 34 und der Fernbedienung 36 grundsätzlich sowohl drahtgebunden als auch drahtlos erfolgen kann. Hierzu können drahtlose Schnittstellen vorgesehen sein, wie beispielsweise Bluetooth-, Infrarot- und/oder W-LAN- Schnittstellen, oder dergleichen, oder entsprechende Daten- und Stromleitungen, Schleifringe, etc.
Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht einer ersten Variante des Aufbaus der Abstandsmesseinrichtung 12. Die Abstandsmessein- richtung 12 umfasst eine Basis 54 in Form einer Grundplatte, die dazu dient, die Komponenten der Abstandsmesseinrichtung 12 aufzunehmen, und zwar einen Laserentfernungsmesser 56 sowie zwei Umlenkeinrichtungen 58 und 60 in Form von Spiegeln, Prismen oder dergleichen, die dazu dienen, das von dem Laserentfernungsmesser 56 ausgegebene Messsignal 66 in entsprechende Richtungen umzulenken. Die Umlenkeinrichtungen 58 und 60 sind vorliegend schwenkbar ausgeführt, so dass sie in Richtung der Pfeile 62 und 64 bewegbar sind. Befinden sich beide Umlenkeinrichtungen 58 und 60 in ihrer ersten Stellung, in der sie sich im Wesentlichen parallel zur Basis 54 erstrecken und an dieser anliegen, so wird das aus dem Laserentfernungsmesser 56 austretende Messsignal 66 nicht umgelenkt und tritt in Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeils 40 aus der Abstandsmesseinrichtung 12 aus. Wird nun die Umlenkeinrichtung 58 in Richtung des Pfeils 62 in seine zweite Stellung überführt, so wird das Messsignal 66 entsprechend umgelenkt und tritt in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Umlenkeinrichtung 58 in Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeils 38 oder 39 aus der Abstandsmesseinrichtung 12 aus. Befindet sich die Umlenkeinrichtung 58 in ihrer ersten Stellung und wird die Umlenkeinrich- tung 60 in Richtung des Pfeils 64 in ihre zweite Stellung überführt, so wird das aus dem Laserentfernungsmesser 56 austretende Messsignal 66 entsprechend abwärts umgelenkt und tritt je nach Winkelstellung der Umlenkeinrichtung 60 in Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeils 42 oder 44 aus der Abstandsmessein- richtung 12 aus. Die Abstandsmesseinrichtung 12 ist, wie es in Figur 1 dargestellt ist, von einem in Figur 2 nicht dargestellten Gehäuse umgeben, das zum Schutz der einzelnen Komponenten der Abstandsmesseinrichtung 12 dient. Dieses Gehäuse verfügt über entsprechende Austrittsöffnungen, um den Austritt der Messsignale in Richtung der Pfeile 38, 39, 40, 42 und 44 zu gestatten.
Figur 3 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Variante des Aufbaus der Abstandsmesseinrichtung 12 zeigt. Bei dieser Variante umfasst die Abstandsmesseinrichtung 12 eine Basis 54, einen Laserentfernungsmesser 56, Teileinrichtungen 70 zum Aufteilen des aus dem Laserentfernungsmesser 56 austretenden Messsignals 66 in jeweils zwei voneinander verschiedene Richtungen, Umlenkeinrichtungen 74 und 76, die zwischen verschiedenen Stellungen bewegbar ausgeführt sind, sowie schwenkbar angeordnete Shutter 78, 80 und 82, die Messsignale wahlweise durchlassen oder sperren.
Das aus dem Laserentfernungsmesser 56 austretende Messsignal 66 wird mithilfe der Teileinrichtung 70 in die Teilsignale 84 und 86 aufgeteilt. Das Teilsignal 84 wird durch die Teileinrichtung 72 wiederum in die Teilsignale 88 und 89 aufgeteilt. Das Teilsignal 86 gelangt zu der Umlenkeinrichtung 74, mit deren Hilfe es in Abhängigkeit von ihrer Winkelstellung wahlweise in Richtung des Pfeils 38 bzw. 39 umgelenkt wird. Das Teilsignal 88 gelangt zu der Umlenkeinrichtung 76, mit deren Hilfe es in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Umlenkeinrichtung 74 wahlweise in Richtung des Pfeils 42 oder 44 umgelenkt wird. Entsprechend tritt das von dem Laserentfernungsmesser 56 imitierte Messsignal 66 wahlweise in Richtung der Pfeile 38, 39, 40, 42 oder 44 aus. Soll das Messsignal 66 in Richtung des Pfeils 38 oder 39 austreten, so werden die Shutter 82 und 80 derart in Richtung der Pfeile 90 und 92 geschwenkt, so dass sie den Durchtritt der entsprechenden Teilsignale 88 und 89 sperren. Ähnlich werden die Shutter 78 und 82 in Richtung der Pfeile 90 und 94 in Sperrrichtung geschwenkt, wenn das Messsignal 66 in Richtung des Pfeils 40 austreten soll. Der Shutter 80 bleibt in diesem Fall hingegen offen. Soll das Messsignal 66 schließlich in Richtung des Pfeils 42 oder 44 austreten, so bleibt der Shutter 82 offen, während die Shutter 78 und 80 in ihre Sperrstellung verschwenkt werden.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Laserentfernungsmesser 56 alternativ auch derart ausgebildet sein kann, dass er Messsignale mit drei unterschiedlichen Wellenlängen bzw. aus drei verschiedenen Wellenlängenbereichen aussendet. Dies kann beispielsweise über verschiedene Laserentfernungsmessermodule realisiert werden. In diesem Fall werden die Shutter 78, 80 und 82 jeweils durch frequenz- bzw. wellenlängenselektive Elemente ersetzt, die jeweils nur eine der drei Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche durchlassen. Entsprechend weisen die Messsignale, die das Messsystem 10 in den Richtungen der Pfeile 38 bzw. 39, 40 und 42 bzw. 44 verlassen, eine vorbestimmte Wellenlänge auf. Somit kann das Messsystem 10 auch die Antwortsignale, die es empfängt, den jeweiligen Richtungen zuordnen, weshalb mehrere Messungen gleichzeitig vorgenommen werden können. Auf diese Weise kann die Gesamtmessdauer verkürzt werden.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt das in Figur 1 dargestellte mobile Messsystem 10, wobei die Schwenkeinrichtung 14 und die Abstandsmesseinrichtung 12 um eine Schwenkachse 96 um 90° verschwenkt wurden. Die auf diese Weise erzielte Schwenkstellung wird mithilfe eines Halteelementes 98 stabilisiert. Auf diese Weise werden auch die Austrittsrichtungen 38, 39, 40, 42 und 44 entsprechend um 90 ° gedreht. Figur 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, bei der das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte mobile Messsystem 10 zur Vermessung eines Raumes 100 verwendet wird, der mehrere Wandabschnitte aufweist, wobei in Figur 5 nur die Wandabschnitte 102, 104, 106 und 108 dargestellt sind. Zur Vermessung des Raumes 100 wird das mobile Messsystem 10 zunächst an einem Standort inmitten des Raumes 100 aufgestellt, woraufhin die Abstandsmesseinrichtung 12 des mobilen Messsystems 10 mithilfe der Nivelliereinrichtung 20 in Bezug auf die Horizontale ausgerichtet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich das in Richtung des Pfeils 40 aus dem Laserentfernungsmesser 56 der Abstandsmesseinrichtung 12 austretende Messsignal parallel zur Horizontalen erstreckt, anschließend wird ein Startpunkt 110 festgelegt, der sich in Figur 5 an dem Wandabschnitt 102 auf der Höhe hi befindet, indem die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Höhenverstelleinrichtung 22 auf die Höhe hi verfahren und die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Schwenkeinrichtung 14 anschließend derart um die Hochachse 16 gedreht wird, dass das in Richtung des Pfeils 40 austretende Messsignal auf den Startpunkt 110 trifft. Anschließend wird der Messwinkel α festgelegt, um den die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Schwenkeinrichtung 14 während der Durchführung der Messung verschwenkt werden soll. Alternativ kann auch ein Endpunkt 112 festgelegt werden, der sich ebenfalls auf der Höhe hi befindet. Nunmehr wird die Messung gestartet, woraufhin die Abstandsmesseinrichtung 12 derart um den Messwinkel α gedreht wird, dass eine Messlinie 114 zwischen dem Startpunkt 110 und dem Endpunkt 112 auf der Höhe hi von dem in Richtung des Pfeils 40 aus der Abstandsmesseinrichtung 12 austretendem Messsignal abgefahren wird. Während dieser Schwenkbewegung misst die Abstandsmesseinrichtung 12 eine beliebige Anzahl von Abständen zu Punkten, die sich auf der Messlinie 114 befinden. Die einzelnen Abstandsmessungen werden dem jeweiligen Schwenkwinkel der Abstandsmesseinrichtung 12, bei dem die entsprechende Abstandsmessung gemacht wurde, zugeordnet und an die Auswerteeinheit 34 gesendet. Diese erzeugt anhand der empfangenen Messdaten einen Pro- filschnitt 116, der in Form einer zweidimensionalen Abbildung 118 ausgedruckt oder über die Ausgabeeinheit 52 der Auswerteeinheit 34 angezeigt werden kann, wie es in Figur 6 dargestellt ist.
Ist die Abbildung 118 eines einzelnen Profilschnittes 116 nicht hinreichend genau, so kann die Abstandsmesseinrichtung 12 des mobilen Messsystems 10 mithilfe der Höhenverstelleinrichtung 22 beispielsweise auf einen weiteren Startpunkt 120 verfahren werden, woraufhin ein weiterer Profilschnitt entlang der Messlinie 122 zwischen dem Startpunkt 120 und einem weiteren Endpunkt 124 erzeugt werden kann. Der so erzeugte Profilschnitt kann dann beispielsweise mittels Interpolation mit dem ersten Profilschnitt 116 zu einem dreidimensionalen Profilschnitt kombiniert werden. In entsprechender Weise können beliebig viele Profilschnitte erstellt und miteinander kombiniert werden, um eine möglichst genaue Abbildung des Raumes 100 zu erzeugen.
Soll zusätzlich die Neigung des Bodens 126 in Bezug auf die Horizontale ermittelt werden, so wird das aus dem Laserentfernungsmesser 56 austretende Messsignal 66 während der Schwenkbewegung der Abstandsmesseinrichtung 12 um den Messwinkel α mehrfach derart abgelenkt, dass es in Richtung des Pfeils 42 (siehe auch Figur 1) aus der Abstandsmesseinrichtung 12 austritt. Auf diese Weise werden Entfernungen zum Boden 126 entlang des Kreisbogens 128 ermittelt. Zumindest drei Abstandsmessungen zum Boden 126 sind erforderlich, um die Neigung des Bodens 126 in Bezug auf die Horizontale mithilfe eines Triangulationsverfahrens ermitteln zu können. Es sollte allerdings klar sein, dass die Genauigkeit der Neigungsmessung mit zunehmender Anzahl von Abstandsmessungen zum Boden 126 zunimmt.
In ähnlicher Art und Weise kann die Neigung der Decke des Raumes 100 zur Horizontalen ermittelt werden, indem das von dem Laserentfernungsmesser 56 emittierte Messsignal 66 in Richtung des Pfeils 38 oder 39 abgelenkt wird, siehe hierzu Figuren 1 bis 3. Soll ein Profilschnitt des Raumes 100 in vertikaler Richtung erstellt werden, so muss das mobile Messsystem 10 lediglich in den in Figur 4 dargestellten Zustand überführt werden. Ausgehend von diesem Zustand kann die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Schwenkeinrichtung 14 um die sich nunmehr horizontal erstreckende Achse 16 in Richtung des Pfeils 18 verschwenkt werden, so dass ein vertikaler Profilschnitt generiert wird. Daraufhin kann die Höhenverstelleinrichtung 22 mithilfe eines nicht dargestellten Motors in Richtung des Pfeils 131 um eine vorbestimmten Schwenkwinkel gedreht werden, woraufhin ein weiterer vertikaler Profilschnitt erstellt werden kann.
Soll ein horizontaler Profilschnitt beispielsweise auf der Höhe der Fußleiste des Raumes 100 erzeugt werden, so kann die Nivelliereinrichtung 20 auch von der Höhenverstelleinrichtung 22 getrennt und zusammen mit der Schwenkeinrichtung 14 und der Abstandsmesseinrichtung 12 direkt auf dem Boden des Raumes 100 positioniert werden (nicht dargestellt) . Auch kann die Nivelliereinrichtung 20 zusammen mit der Schwenkeinrichtung 14 und der Abstandsmesseinrichtung 12 auf einem kleineren oder größeren Stativ positioniert werden (ebenfalls nicht gezeigt) .
Die Figuren 7a und 7b sind schematische Draufsichten eines mithilfe des Messsystems 10 zu vermessenden Raumes 130, der einen Vorsprung 132 (auch als Abschattung bezeichnet) aufweist, der von einem Standort innerhalb des Raumes 130 allein nicht vollständig zu vermessen ist. In einem solchen Fall wird das mobile Messsystem 10 zunächst an einem ersten Standort innerhalb des Raumes 130 aufgestellt, wie es in Figur 7a gezeigt ist. Von diesem Standort aus werden beliebig viele Profilschnitte in verschiedenen Höhen erfasst, wobei jedoch ausgehend von dem in Fig. 7a dargestellten Standort des Messsystems 10 keine genauen Messdaten über den gestrichelt dargestellten Raumabschnitt 134 erzielt werden können, da dieser Abschnitt 134 durch den Vorsprung 132 verdeckt wird. Anschließend wird für das mobile Messsystem 10 ein zweiter Standort innerhalb des Raumes 130 gewählt, von dem aus der Raumabschnitt 134 vermessen werden kann. Diese zweite Position ist in Figur 7b dargestellt. Sie kann von dem Benutzer selbst bestimmt oder durch die Auswerteeinheit 34 vorgeschlagen werden. Von diesem zweiten Standort aus werden wiederum Profilschnitte des Raumes 130 auf den entsprechenden Höhen erzeugt, wobei diesmal keine Messdaten über den in Fig. 7b gestrichelt dargestellten Raumabschnitt 136 erzielt werden können, da dieser Raumabschnitt 136 durch den Vorsprung 132 verdeckt wird. Ein zwei- oder dreidimensionaler Gesamtprofilschnitt kann dann erzielt werden, indem die Profilschnitte, die ausgehend von dem ersten Standort (Figur 7a) erzielt wurden, und diejenigen, die ausgehend von dem zweiten Standort erzielt wurden (siehe Figur 7b) , miteinander kombiniert werden. Diese Kombination kann beispielsweise mithilfe eines Referenzpunktes 138 erfolgen, der von beiden Standorten aus erfasst werden kann und dessen Raumkoordinaten bekannt sind.
Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht, die das mobile Messsystem 10 während eines Verfahrens zeigt, bei dem die Neigung einer schiefen Fläche 140 in Bezug auf die Horizontale erfasst wird. Hierzu wird das mobile Messsystem 10 zunächst auf der schiefen Fläche 140 positioniert. Hierbei wird bereits darauf geachtet, dass die Abstandsmesseinrichtung 12 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, was durch die Justierung der Länge der Standbeine 28, 30 und 32 des Stativs 26 realisierbar ist. Die genaue Ausrichtung der Abstandsmesseinrichtung 12 parallel zur Horizontalen erfolgt dann wiederum mithilfe der Nivelliereinrichtung 20. Anschließend werden - wie bei der Erfassung der Neigung des Bodens 126 des Raumes 100 (siehe Figur 5) - zumindest drei Abstandsmessungen zur schiefen Ebene 140 entlang eines Kreisbogens 128 durchgeführt, während die Abstandsmesseinrichtung 12 um einen Messwinkel α verschwenkt wird. Anhand der erzielten Abstandsmessungen kann dann die Neigung der schiefen Ebene 140 in Bezug auf die Horizontale bestimmt werden, beispielsweise mit einem Triangulationsverfahren .
Die Figuren 9a und 9b zeigen schließlich zwei Varianten zur Bestimmung der Neigung von Dachschrägen 150 und 152 in Bezug auf die Horizontale.
Gemäß der in Figur 9a dargestellten Variante wird das mobile Messsystem 10 direkt unterhalb des Giebels positioniert, so dass von dem in Richtung des Pfeils 39 abgelenkten Messsignal beide Dachschrägen 150 und 152 erfasst werden können. Anschließend wird die Abstandsmesseinrichtung 12 mithilfe der Nivelliereinrichtung 20 parallel zur Horizontalen ausgerichtet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass es alternativ auch möglich ist, dass die Abstandsmesseinrichtung 12 die Neigung der Abstandsmesseinrichtung 12 in Bezug auf die Horizontale lediglich erfasst, ohne dass eine tatsächliche Ausrichtung des Messsystems 10 stattfindet. Die von den Sensoren ermittelten Neigungsinformationen können dann später bei der Berechnung des Profilschnittes Berücksichtigung finden. Es ist demnach nicht unbedingt notwendig, dass tatsächlich eine Ausrichtung der Abstandsmesseinrichtung 12 erfolgt.
Anschließend werden zur Erfassung des Dachprofils die Abstände zu mindestens sechs Messpunkten bestimmt. Hierbei liegen jeweils mindestens drei Messpunkte auf einer gemeinsamen Fläche auf der Dachschrägen 150 und auf der Dachschrägen 152. Je mehr Messpunkte hierbei bestimmt werden, desto genauer kann das Giebelprofil anschließend mittels Triangulation oder dergleichen erfasst werden.
Zusätzlich können vor, nach oder zeitgleich mit der Vermessung des Giebelprofils ein oder mehrere horizontale und/oder vertikale Profilschnitte generiert werden, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wurde. Alternativ können die Neigungen der Dachschrägen 150 und 152 auch nacheinander erfasst werden, indem das mobile Messsystem 10 zunächst unterhalb der Dachschräge 150 und anschließend unterhalb der Dachschräge 152 positioniert wird, wie es in Figur 9b dargestellt ist.
Es sollte klar sein, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur als Beispiel dienen und in keinerlei Hinsicht einschränkend sind. Vielmehr sind Modifikationen und Änderungen möglich, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.
Insbesondere muss es sich bei der Abstandsmesseinrichtung nicht um einen Laserentfernungsmesser handeln. Vielmehr können alternativ auch andere berührungsfrei arbeitende Entfernungsmesser verwendet werden.
Zudem können auch mehrere Abstandsmesseinrichtungen vorgesehen sein, wie beispielsweise mehrere Laserentfernungsmesser, die Messsignale mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Die unterschiedlichen Wellenlängen dienen dabei zur Unterscheidung von Messsignalen, die nach ihrer Aussendung an einem Objekt oder einer Wand reflektiert und dann wieder von dem Messsystem empfangen wurden. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Abstandsmesseinrichtungen kann die Messdauer entsprechend verkürzt werden, da mehrere Messungen zeitgleich durchführbar sind.

Claims

R. 323631Patentansprüche
1. Mobiles Messsystem (10) zum Erfassen von Profilschnitten eines Objektes und/oder Raumes (100), umfassend zumindest eine berührungsfrei arbeitende Abstandsmesseinrichtung (12), eine Schwenkeinrichtung (14) zum Verschwenken der Abstandsmesseinrichtung (12) um eine erste Achse (16) und eine Höhenver- stelleinrichtung (22) zum Verstellen der Höhe der Abstandsmesseinrichtung (12), wobei die Abstandsmesseinrichtung (12) zusammen mit der Schwenkeinrichtung (14) um eine zweite Achse (96) verschwenkbar ist, die sich quer zur ersten Achse (16) erstreckt .
2. Messsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine ein von der Abstandsmesseinrichtung (12) emittiertes Messsignal umlenkende Umlenkeinrichtung (58, 60; 74, 76) und/oder zumindest eine ein von der Abstandsmesseinrichtung (12) emittiertes Messsignal in verschiedene Richtungen aufteilende Teileinrichtung (70, 72) umfasst.
3. Messsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest einen Motor zum Ausführen der Schwenk- und/oder Höhenverstellbewegung aufweist.
4. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmesseinrichtung (12) einen Laserentfernungsmesser (56) , Radarentfernungsmesser, Mikrowellenentfernungsmesser und/oder Ultra-Breitband- Entfernungsmesser aufweist.
5. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest eine Nivelliereinrichtung (20) aufweist.
6. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (58, 60; 74, 76) und/oder die Teileinrichtung (70, 72) zum wahlweisen Umlenken und/oder Aufteilen eines von der Abstandsmesseinrich- tung (12) emittierten Messsignals bewegbar ausgeführt ist/sind.
7. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmesseinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie voneinander unterscheidbare Messsignale emittieren kann.
8. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Auswerteeinheit (34) zum Auswerten der von der Abstandsmesseinrichtung (12) er- fassten Messdaten aufweist.
9. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Eingabeeinheit (50) und/oder eine Ausgabeeinheit (52) aufweist.
10. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest eine Schnittstelle zur drahtgebundenen und/oder drahtlosen Datenübertragung aufweist .
11. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Fernbedienung (36) zur datentechnischen Verbindung mit dem Messsystem (10) aufweist.
12. Messsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Signalausgabeeinrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie dem Benutzer den Beginn und/oder das Ende einer von der Abstands- messeinrichtung (12) ausgeführten Messung anzeigt.
13. Verfahren zum Erfassen von Konturen eines Objektes und/oder Raumes (100), insbesondere unter Verwendung eines mobilen Messsystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Anordnen des Messsystems (10) an einem ersten Standort; Messen des Abstands zu mehreren, in einer gemeinsamen E- bene angeordneten Raumpunkten des Objektes und/oder Raumes (100) ;
Erstellen eines Profilschnittes anhand der Abstandsmessungen .
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) vor dem Messen des Abstands zu mehreren, in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Raumpunkten des Objektes und/oder Raumes (100) ausgerichtet wird, insbesondere in Bezug auf die Horizontale.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand und/oder die Winkellage des Profilschnittes zu einer Referenzfläche des zu vermessenden Objektes und/oder Raumes (100) erfasst wird/werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Winkellage des Profilschnittes zu einer Referenzfläche des zu vermessenden Objektes und/oder Raumes (100) mindestens drei Abstände zu voneinander verschiedenen Punkten der Referenzfläche (126) gemessen werden, woraufhin die Erstreckung der Referenzfläche (126) mittels Triangulation erfasst wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von verschiedenen Profilschnitten erstellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschnitte im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Profilschnitt erstellt wird, der sich quer, insbesondere senkrecht zu anderen Profilschnitten erstreckt .
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) zumindest an einem weiteren Standort angeordnet wird, woraufhin zumindest ein weiterer Profilschnitt erstellt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Profilschnitte miteinander verknüpft werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung von verschiedenen Profilschnitten unter Verwendung zumindest eines Referenzpunktes erfolgt, der zumindest zwei Profilschnitten gemein ist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zwei- oder dreidimensionale graphische Abbildung wenigstens eines Profilschnittes erzeugt wird.
24. Verfahren zum Erfassen der Erstreckung einer Fläche eines Objektes und/oder Raumes, insbesondere unter Verwendung eines mobilen Messsystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Anordnen des Messsystems (10) an einem Standort; Ausrichten des Messsystems (10), insbesondere in Bezug auf die Horizontale;
Messen des Abstands zu wenigstens drei verschiedenen Raumpunkten einer Fläche des Objektes und/oder Raumes (100) ;
Berechnen der Erstreckung der Fläche mittels Triangulation der gemessenen Abstände.
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