[發(fā)明專利]測量系統(tǒng)和測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710902871.6
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107883831B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T.赫爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾蔡司工業(yè)測量技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01B5/008
• 分類號: G01B5/008;G01B11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王蕊瑞

本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)(100)，該測量系統(tǒng)具有測量工具(10)，該測量工具具有探針本體(28)和光學(xué)標(biāo)記(24)；具有相機(12)，該相機用于記錄與該測量工具(10)相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)；并且具有評估與控制單元(14)，該評估與控制單元被設(shè)置成用于評估由該相機(12)記錄的圖像數(shù)據(jù)、并且使用所述數(shù)據(jù)來確定該光學(xué)標(biāo)記(24)的空間位置坐標(biāo)。該評估與控制單元(14)還被設(shè)置成用于計算由于外部機械荷載作用在該測量工具(10)上而造成的該測量工具(10)的變形、并且基于該光學(xué)標(biāo)記(24)的空間位置坐標(biāo)以及所計算出的變形來確定該探針本體(28)的空間位置坐標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)具有測量工具，該測量工具具有探針本體和光學(xué)標(biāo)記；具有相機，該相機用于記錄與該測量工具相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)；并且具有評估與控制單元，該評估與控制單元被設(shè)置成用于評估由該相機記錄的圖像數(shù)據(jù)、并且使用所述數(shù)據(jù)來確定該光學(xué)標(biāo)記的空間位置坐標(biāo)。

本發(fā)明還涉及一種對應(yīng)的測量方法并且涉及一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)具有程序代碼，該程序代碼被設(shè)置成當(dāng)在計算機上運行時執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，來控制上述測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

從DE 10 2015 205 615 A1中已知所述屬類類型的測量系統(tǒng)。

這種類型的測量系統(tǒng)用于例如在質(zhì)量保證的范疇內(nèi)檢查工件、或者在所謂的“逆向工程”的范疇內(nèi)完全確定工件的幾何形狀。而且，還可想到形形色色的進一步應(yīng)用可能性，例如過程控制應(yīng)用，其中測量技術(shù)被直接應(yīng)用于在線監(jiān)測和對制造和處理過程的控制。普通的應(yīng)用實例是就可能的制造缺陷而言檢查車體部件。然而，原則上，可以使用這樣的測量系統(tǒng)來測量任何類型的測量對象。

具有手持式測量工具的測量系統(tǒng)被用作更復(fù)雜的坐標(biāo)測量機的替代物，在更復(fù)雜的坐標(biāo)測量機中，在具有相對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜止的或永久安裝的機器上通過光學(xué)方式和/或以觸覺的方式來測量工件。

考慮到這種移動使用能力，具有手持式測量工具的測量系統(tǒng)變得越來越重要，這是由于它們與靜止的或已永久安裝的坐標(biāo)-測量機相比較僅僅考慮到它們的更加靈活的使用性就具有進一步拓展使用范圍的潛力。然而，這些測量系統(tǒng)所旨在提供的、就測量準(zhǔn)確度而言提出的極其嚴(yán)格的要求經(jīng)常影響這樣的移動測量系統(tǒng)的使用性。現(xiàn)在存在的事實是各式各樣數(shù)字-光學(xué)可能性，尤其是其目的是可以從物體或場景的圖像或影片推導(dǎo)場景中成像物體的空間結(jié)構(gòu)的軟件方法。然而，原則上，這些方法具有某些弱點，這些弱點導(dǎo)致它們目前不適合于許多高度精確的測量，而僅被用于就測量準(zhǔn)確度而言具有較低要求的測量。

在從DE 10 2015 205 615 A1已知的測量系統(tǒng)中，可以用來對有待測量的工件進行手動掃描的觸覺探針頭被安排在手動便攜式測量工具上。而且，在測量工具的手柄上安排了多個光學(xué)標(biāo)記并且規(guī)律地發(fā)射紅外線光束，所述紅外線光束被從外部使用相機系統(tǒng)捕捉到。在計算單元中對相機系統(tǒng)所記錄到的相機圖像加以評估，藉由適合的計算算法計算所述標(biāo)記在空間中的位置和取向。這通常使用光學(xué)三角測量方法來執(zhí)行。可以藉由校準(zhǔn)步驟來確定探針頭和探針本體相對于標(biāo)記的定位和位置。如果使用者用他的手將測量工具引向工件而導(dǎo)致探針本體觸碰工件，就可以因而確定工件的測量點。最終由適合的多重的這樣的測量點產(chǎn)生工件相對于相機系統(tǒng)的形狀和定位。根據(jù)本發(fā)明的解決方案本質(zhì)上遵循從DE 10 2015 205 615 A1已知的相同的基本原理。