DE19741730A1

DE19741730A1 - Method to determine surface contour of objects

Info

Publication number: DE19741730A1
Application number: DE1997141730
Authority: DE
Inventors: Franz Schwarz; Davorin Jaksic; Guenter Fetzer
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2017-09-23
Also published as: DE19741730B4

Abstract

The method involves scanning the surface of the object (3), at least sectionally, using at least one laser measuring system (1), and scanning in a scanning plane (10). The position of the object in the measuring chamber is determined for each point scanned on the surface of the object. The object and the laser measuring system are moved relative to each other. This relative movement is essentially composed of a linear and a rotational movement. An Independent claim is included for a system for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Ermittlung der Oberflächenkontur von Meßobjekten.The invention relates to methods and devices for determining the Surface contour of measurement objects.

Es ist bekannt, mit einem in einer Abtastebene abtastenden Lasermeß system Konturen von unter dem Lasermeßsystem hindurch bewegten Ge genständen zu ermitteln. Dabei werden jedoch nur die Teile der Objekto berfläche abgetastet, die dem Lasermeßsystem zugewandt sind. Die vom Lasermeßsystem abgewandten Oberflächenbereiche der Objekte können nicht erfaßt werden, da sie im Schatten der im Sichtbereich des Laser meßsystems befindlichen Objektoberfläche liegen.It is known to use a laser measurement in a scanning plane system contours of Ge moving under the laser measuring system to determine objects. However, only the parts of the object scanned surface facing the laser measurement system. The ones from Surface areas of the objects facing away from the laser measuring system can cannot be detected since they are in the shadow of the laser's field of vision measuring system located object surface.

Bei kompliziert geformten Gegenständen müssen selbst zur Abtastung le diglich eines Teils der Objektoberfläche mehrere Lasermeßsysteme einge setzt werden, was eine aufwendige Gesamtanordnung erforderlich macht.In the case of objects of complicated shape, even for scanning, le diglich part of the object surface several laser measurement systems be set, which requires a complex overall arrangement.

Eine derartige, im folgenden als Schatten-Abtastung bezeichnete Vorge hensweise kann für manche Anwendungen ausreichen, wenn beispiels weise bestimmte Oberflächenbereiche des jeweiligen Objekts bekannt oder nicht von Interesse sind. Insbesondere in Fällen, in denen keine oder nur wenig Informationen über die abzutastenden Objekte vorliegen oder in de nen eine vollständige Ermitilung der Oberflächenkontur, im folgenden als Voll-Abtastung bezeichnete Vorgehensweise gewünscht ist, lassen sich mit einer Schatten-Abtastung keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen.Such a Vorge, hereinafter referred to as shadow scanning For some applications, for example as certain surface areas of the respective object known or are not of interest. Especially in cases where none or only little information is available about the objects to be scanned or in de NEN a complete determination of the surface contour, in the following as Full scanning designated procedure is desired, with a shadow scan does not produce satisfactory results.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen auf möglichst einfache Weise die Oberflächenkontur beliebig geformter Meßobjekte ermittelt werden kann und die insbeson dere eine im wesentlichen vollständige Abtastung der Meßobjekte gestat ten.It is therefore an object of the invention to provide methods and devices create the surface contour with the simplest possible way arbitrarily shaped measuring objects can be determined and in particular which allows an essentially complete scanning of the test objects ten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemaß mehrere Verfahren und nach diesen Verfahren betriebene Vorrichtungen geschaffen, denen die gemeinsame erfinderische Idee zugrunde liegt, daß wenigstens ein La sermeßsystem, das eine Abtastung entweder in einer oder in mehreren Abtastebenen durchführt, vorgesehen wird und in Abhängigkeit von der Anzahl der Lasermeßsysteme, deren Abtastcharakteristik und der äußeren Form der Meßobjekte während der Abtastung eine Relativbewegung zwi schen dem jeweiligen Meßobjekt und dem Lasermeßsystem bzw. den La sermeßsystemen erfolgt.According to the invention, several methods are used to achieve this object and created devices operated according to these methods, the the common inventive idea is that at least one La measuring system, which is a sampling either in one or in several Performs scanning levels, is provided and depending on the Number of laser measuring systems, their scanning characteristics and the external Shape of the measurement objects during the scanning a relative movement between the respective measurement object and the laser measurement system or the La measuring systems.

Die Aufgabe wird des weiteren dadurch gelöst, daß mehrere eine spezielle Abtastcharakteristik aufweisende Lasermeßsysteme vorgesehen werden, die eine Relativbewegung entbehrlich machen.The object is further achieved in that several have a special one Laser measuring systems having scanning characteristics are provided, which make a relative movement unnecessary.

Konkrete Lösungsvorschläge sind jeweils in den unabhängigen Ansprü chen 1, 3, 5 und 9 angegeben.Specific suggestions for solutions are in the independent claims Chen 1, 3, 5 and 9 specified.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der einzelnen Verfahren bzw. Vorrichtungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous configurations of the individual methods or devices are the subject of the subclaims.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrich tungen werden im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die sche matische Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:Embodiments of the method or device according to the invention The following are examples with reference to the cal matatic drawing described; in this shows:

Fig. 1 die Abtastung eines sich drehenden und geradlinig bewegten Meßobjekts durch ein in einer Abtastebene abtastendes La sermeßsystem, Fig. 1, the scanning of a rotating and linearly moving the measuring object sermeßsystem by scanning in a scanning plane La,

Fig. 2 die Abtastung eines sich drehenden Meßobjekts durch ein in einer Abtastebene abtastendes Lasermeßsystem, Fig. 2, the scan of a rotating object to be measured by scanning in a scanning laser measuring system,

Fig. 3 die Abtastung eines sich drehenden Meßobjekts durch zwei jeweils in einer Abtastebene abtastende Lasermeßsysteme, Fig. 3 shows the scanning of a rotating object to be measured by means of two respective scanning in a scanning laser measuring systems,

Fig. 4 die Abtastung eines geradlinig bewegten Meßobjekts durch zwei jeweils in einer Abtastebene abtastende Lasermeß systeme, Fig. 4, the scanning systems of a linearly moving object to be measured by means of two respective scanning in a scanning plane Lasermeß,

Fig. 5 die Abtastung eines sich drehenden Meßobjekts durch ein in mehr als einer Abtastebene abtastendes Lasermeßsystem, und Fig. 5, the sensing of a rotating object to be measured by a scanning in more than one scanning laser measuring system, and

Fig. 6 die Abtastung eines unbewegten Meßobjekts durch drei je weils in mehr als einer Abtastebene abtastende Lasermeß systeme,
wobei die Fig. 1a-6a jeweils eine Seitenansicht und die Fig. 1b-6b jeweils die entsprechende Draufsicht darstellen. Figure 6 illustrates the scanning of a non-moving object to be measured by three weils systems. In more than scanning a scanning plane Lasermeß,
wherein Fig. 1a-1b 6a-6b are each respectively a side view and Fig. the corresponding plan view.

Gemäß der Seitenansicht von Fig. 1a ist als Abstands- oder Positionssen sor ein bezüglich der Umgebung ortsfestes Lasermeßsystem 1 vorgesehen, mit welchem ein Meßobjekt 3, das in einem nicht dargestellten Meßraum angeordnet ist, in einer einzigen Abtastebene 10 abgetastet wird. Ein der artiges Lasermeßsystem wird im folgenden mit LMS bezeichnet.According to the side view of FIG. 1 a , a laser measuring system 1 that is stationary with respect to the environment is provided as a distance or position sensor, with which a measurement object 3 , which is arranged in a measurement space (not shown), is scanned in a single scanning plane 10 . Such a laser measurement system is referred to below as LMS.

Das abzutastende Meßobjekt 3 wird in Pfeilrichtung im wesentlichen ge radlinig am LMS 1 vorbeibewegt. Zusätzlich wird es außerdem um eine durch das Meßobjekt 3 verlaufende Drehachse 4 gedreht. Dabei können Drehung und Linearbewegung gleichzeitig und jeweils kontinuierlich erfol gen.The object 3 to be scanned is moved past the LMS 1 in the direction of the arrow substantially in a straight line. In addition, it is also rotated about an axis of rotation 4 running through the measurement object 3 . Rotation and linear movement can take place simultaneously and continuously.

Es ist jedoch auch möglich, die Drehung und die Linearbewegung ab schnittsweise nacheinander beispielsweise derart durchzuführen, daß das Meßobjekt 3 zunächst geradlinig am LMS 1 vorbeibewegt und dabei vom LMS abgetastet wird. Anschließend wird das Meßobjekt 3 um 180° gedreht und dann - wiederum bei gleichzeitiger Abtastung - geradlinig in die ent gegengesetzte Richtung bewegt. Somit erfolgt eine Voll-Abtastung durch Kombination einer einzigen Drehbewegung mit einer einzigen Hin- und Herbewegung.However, it is also possible to carry out the rotation and the linear movement in sections, for example in succession, in such a way that the measurement object 3 is first moved in a straight line past the LMS 1 and is thereby scanned by the LMS. Then the test object 3 is rotated by 180 ° and then - again with simultaneous scanning - moved in a straight line in the opposite direction. A full scan is thus accomplished by combining a single rotary motion with a single reciprocating motion.

Falls gewünscht, können auch mehrere Drehintervalle vorgesehen werden, wobei jeweils im Anschluß an eine vollständige Hin- bzw. Herbewegung des Meßobjekts 3 dieses um z. B. 90° gedreht wird. In diesem Beispiel umfaßt die erfindungsgemäße Relativbewegung folglich vier Drehbewe gungen und zwei vollständige Hin- und Herbewegungen des Meßobjekts 3. Auf diese Weise wird eine größere Meßgenauigkeit erreicht, da einige Be reiche der Meßobjektoberfläche mehrmals abgetastet werden. If desired, several rotation intervals can also be provided, each following a complete back and forth movement of the measurement object 3 by z. B. is rotated 90 °. In this example, the relative movement according to the invention consequently comprises four rotary movements and two complete back and forth movements of the measurement object 3 . In this way, greater measurement accuracy is achieved, since some areas of the surface of the measurement object are scanned several times.

Der gestrichelte dargestellte Pfeil in Fig. 1a deutet eine weitere Alternative an, wonach das Meßobjekt 3 lediglich gedreht und die Linearbewegung durch geradliniges Verfahren des z. B. entlang einer Schiene bewegbaren LMS 1 in Richtung des gestrichelt gezeichneten Pfeils vorgenommen wird.The dashed arrow in Fig. 1a indicates a further alternative, according to which the test object 3 is only rotated and the linear movement by a straightforward method of z. B. along a rail movable LMS 1 in the direction of the dashed arrow.

Grundsätzlich ist in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten jede Zusammenstellung einer im wesentlichen linearen und einer Drehbewe gung zu der erfindungsgemäßen Relativbewegung zwischen Meßobjekt und LMS möglich.Basically, each is dependent on the respective circumstances Compilation of an essentially linear and a rotary motion supply to the relative movement according to the invention between the measurement object and LMS possible.

Während der Abtastung erfolgt somit in jedem Fall eine Relativbewegung zwischen Meßobjekt 3 und LMS 1, die sich aus einer linearen Bewegung und einer Drehbewegung zusammensetzt. Die konkrete Ausführung dieser Relativbewegung wird auch durch die gewünschte Ortsauflösung - die Ge nauigkeit, mit der die Oberflächenkontur ermittelt wird - sowie durch die für die Auswertung der Positionsdaten zur Verfügung stehende Rechenka pazität bestimmt.In any case, during the scanning, there is a relative movement between the test object 3 and the LMS 1 , which is composed of a linear movement and a rotary movement. The specific execution of this relative movement is also determined by the desired spatial resolution - the accuracy with which the surface contour is determined - and by the computing capacity available for evaluating the position data.

Durch die Drehung des Meßobjekts 3 wird erreicht, daß jeder Bereich der Objektoberfläche während der Abtastung wenigsten zu einem Zeitpunkt in den Sichtbereich des LMS 1 gelangt. Im Schatten liegende und daher nicht abtastbare Oberflächenbereiche werden auf diese Weise vermieden.As a result of the rotation of the measurement object 3 , each area of the object surface reaches the field of view of the LMS 1 at least at one time during the scanning. In this way, surface areas lying in the shade and therefore not scannable are avoided.

In der Draufsicht gemäß Fig. 1b ist ein von einer Laserquelle des LMS 1 ausgesandter und nacheinander innerhalb der Abtastebene 10 in unter schiedliche Winkelrichtungen ausgesandter Lichtstrahl 5 dargestellt. Die gestrichelten Linien deuten den bevorzugt gepulsten Lichtstrahl 5 zu ver schiedenen Zeiten während der Abtastung an.In the plan view of Fig. 1b, a beam emitted from a laser source of the LMS 1 and successively emitted within the scanning plane 10 in angular directions under schiedliche light beam 5 is shown. The dashed lines indicate the preferably pulsed light beam 5 at different times during the scanning.

Vom Meßobjekt 3 reflektiertes Licht wird von einer Empfangseinheit des LMS 1 nachgewiesen. Aus der gemessenen Lichtlaufzeit kann anschlie ßend der Abstand des jeweiligen Reflexionspunkts vom LMS 1 ermittelt werden. Die Ablenkung des Lichtstrahls 5 innerhalb der Abtastebene 10 - angedeutet durch den Doppelpfeil - erfolgt bevorzugt durch eine rotie rende Ablenkeinheit des LMS 1, die vorzugsweise eine Ablenkung über ei nen etwa 180° umfassenden Winkelbereich ermöglicht.Light reflected by the test object 3 is detected by a receiving unit of the LMS 1 . The distance of the respective reflection point from the LMS 1 can then be determined from the measured light propagation time. The deflection of the light beam 5 within the scanning plane 10 - indicated by the double arrow - is preferably carried out by a rotating deflection unit of the LMS 1 , which preferably enables deflection over an angular range of approximately 180 °.

Zumindest zu jedem Reflexionspunkt auf der Meßobjektoberfläche wird die Winkelrichtung des diesen Punkt ertastenden Lichtstrahls 5 insbeson dere aus der Winkelstellung der Ablenkeinheit ermittelt. Aus der Winkel-, d. h. Richtungsinformation und dem gemessenen Abstandswert kann die Position des betreffenden Reflexionspunkts im Raum, d. h. dessen Lage in einem zuvor festgelegten Koordinatensystem abgeleitet werden.At least for each reflection point on the surface of the measurement object, the angular direction of the light beam 5 scanning this point is determined in particular from the angular position of the deflection unit. The position of the relevant reflection point in space, ie its position in a previously defined coordinate system, can be derived from the angle information, ie direction information and the measured distance value.

Erfindungsgemäß erfolgt somit eine rasterförmige Abtastung der Oberflä che des Meßobjekts 3. In Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Lichtstrahls 5, die durch die Drehgeschwindigkeit der Ablenkeinheit be stimmt ist, und der Entfernung zwischen Meßobjekt 3 und LMS 1 werden insbesondere bei einer kontinuierlichen Relativbewegung die Linear- und die Drehgeschwindigkeit des Meßobjekts 3 derart gewählt, daß eine aus reichend große Zahl von Punkten auf der Meßobjektoberfläche abgetastet wird, um eine dem jeweiligen Zweck der Abtastung genügende Ortsauflö sung zu erreichen. According to the invention, a raster-shaped scanning of the surface of the measurement object 3 takes place . Depending on the angular velocity of the light beam 5 , which is determined by the rotational speed of the deflection unit, and the distance between the test object 3 and the LMS 1 , the linear and the rotational speed of the test object 3 are chosen such that one is sufficient, particularly in the case of a continuous relative movement large number of points on the surface of the measurement object is scanned in order to achieve a location resolution which is sufficient for the respective purpose of the scan.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verläuft die Drehachse 4 der Meßobjekt-Drehung etwa parallel zur Linearbewegung des Meßobjekts 3 und somit etwa senkrecht zur Abtastebene 10 des LMS 1. In Abhängigkeit von der äußeren Form des Meßobjekts 3 sind jedoch grundsätzlich belie bige Relativorientierungen von Drehachse 4, Richtung der Objektbewe gung und Abtastebene 10 möglich.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the axis of rotation 4 of the measurement object rotation runs approximately parallel to the linear movement of the measurement object 3 and thus approximately perpendicular to the scanning plane 10 of the LMS 1 . Depending on the outer shape of the measurement object 3 , however, any relative orientations of the axis of rotation 4 , direction of the object movement and scanning plane 10 are possible.

In Fällen, in denen die äußere Gestalt des Meßobjekts 3 teilweise bekannt ist, kann die Abtastung mit einer geeigneten Anordnung derart durchge führt werden, daß die Oberflächenbereiche des Meßobjekts 3, die von be sonderem Interesse sind, optimal bzw. mit höherer Auflösung abgetastet werden können. Zu diesem Zweck können auch die vorstehend erwähnten Drehintervalle verkleinert werden, wodurch sich die Anzahl der einzelnen, nacheinander erfolgenden Relativbewegungsabschnitte erhöht. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Winkelgeschwindigkeit des Abtastlicht strahls 5 während der Abtastung derart variiert werden, daß die interes santen Oberflächenbereiche mit hoher Ortsauflösung und die übrigen Be reiche des Meßobjekts 3 oder Bereiche, in denen kein abzutastendes Ob jekt vorhanden ist, lediglich grob oder überhaupt nicht abgetastet werden.In cases in which the outer shape of the measurement object 3 is partially known, the scanning can be carried out with a suitable arrangement such that the surface areas of the measurement object 3 , which are of particular interest, can be scanned optimally or with a higher resolution . For this purpose, the rotation intervals mentioned above can also be reduced, as a result of which the number of individual successive relative movement sections increases. Alternatively or additionally, the angular velocity of the scanning light beam 5 can be varied during the scanning in such a way that the interesting surface areas with high spatial resolution and the remaining areas of the measurement object 3 or areas in which no object to be scanned is present, only roughly or at all not to be scanned.

Die Abtastzeit pro Objekt kann damit ohne Einbußen bei den gewünsch ten Informationen über die Oberflächenkontur minimiert werden. Von Vorteil ist eine gezielt vorgenommene Gesamtanordnung insbesondere bei kompliziert geformten Meßobjekten, deren Oberflächen zahlreiche Vertie fungen und/oder Erhebungen aufweisen, die bei "ungeschickter" Anord nung einen größeren Aufwand bei der Abtastung erfordern würden. The scanning time per object can thus be without sacrificing the desired information about the surface contour can be minimized. From The advantage is a targeted overall arrangement, especially in the case of complicated shaped objects, the surfaces of which are numerous examinations and / or surveys, which in "awkward" arrangement would require more effort in scanning.

Die erfindungsgemäß vorgesehene relative Drehbewegung kann alternativ zum einen auch dadurch realisiert werden, daß das Meßobjekt um eine nicht durch das Meßobjekt verlaufende Drehachse gedreht wird, indem es beispielsweise auf einer drehbaren Unterlage entfernt von dessen Dreh achse angeordnet wird. Zum anderen ist es auch möglich, das LMS um ein bezüglich der Umgebung keine Drehbewegung vollführendes Meßob jekt herumzubewegen. Die Linear- und/oder die Drehbewegung können, falls gewünscht oder durch die jeweiligen Umstände bedingt, jeweils auch dadurch realisiert werden, daß sowohl das Meßobjekt als auch das LMS jeweils geradlinig bewegt bzw. gedreht werden.The relative rotary movement provided according to the invention can alternatively on the one hand also be realized in that the measurement object by one is not rotated through the axis of rotation running through the measurement object by for example on a rotatable base away from its rotation axis is arranged. Secondly, it is also possible to order the LMS a measuring object that does not perform any rotational movement with respect to the environment to move around. The linear and / or the rotary movement can if desired or due to the respective circumstances, also in each case can be realized in that both the measurement object and the LMS each be moved or rotated in a straight line.

Zur Auswertung der bevorzugt mittels des erwähnten Lichtlaufzeit verfahrens ermittelten Abstands- sowie der Richtungsdaten ist vorzugs weise eine mit dem LMS 1 eine Einheit bildende oder separate Auswerte einheit vorgesehen, die für jeden abgetasteten Punkt des Meßobjekts 3 dessen Position im Meßraum errechnet. Die Gesamtheit dieser Positions daten repräsentiert die gewünschte Oberflächenkontur des abgetasteten Meßobjekts 3, die für weitere Operationen zur Verfügung steht, wie bei spielsweise den Vergleich mit Soll- oder Referenzkonturen und/oder eine Volumenberechnung.To evaluate the distance and the direction data, preferably determined by means of the light transit time method mentioned, a unit forming or separate evaluation unit is provided with the LMS 1 , which calculates its position in the measuring space for each scanned point of the measuring object 3 . The entirety of this position data represents the desired surface contour of the scanned measurement object 3 , which is available for further operations, such as a comparison with target or reference contours and / or a volume calculation.

Folglich wird die Möglichkeit geschaffen, beliebige Gegenstande wie Werk stücke, Karosserieteile oder Gepäckstücke aufgrund der vollständigen Abtastung mit hoher Genauigkeit zu vermessen, zu klassifizieren, zu sor tieren und/oder zu positionieren.Consequently, the possibility is created of any object such as work pieces, body parts or luggage due to the complete Measure, classify, sor sampling with high accuracy animals and / or to position.

Eine weitere Anwendung des erläuterten Verfahrens besteht darin, den menschlichen Körper zu vermessen, um Kleidungsstücke, z. B. Anzüge oder Schuhe, nach Maß anfertigen oder Modelle von Körperteilen z. B. zu orthopädischen Zwecken herstellen zu können.Another application of the method explained is that human body to measure items of clothing, e.g. B. Suits or shoes, made to measure or models of body parts such. B. too to be able to manufacture orthopedic purposes.

Zur Anfertigung von Maßanzügen beispielsweise wird der das Meßobjekt im vorstehend erläuterten Sinne darstellende Kunde in einer Art Umklei de- oder Meßkabine vermessen. Dazu wird entweder der Kunde um seine Körperlängsachse gedreht, indem er beispielsweise auf einer motorbetrie benen Drehscheibe steht, oder ein entlang der Kabinenwand verfahrbares LMS wird während der Abtastung um den Kunden herum bewegt. In bei den Fällen wird außerdem das LMS vertikal, d. h. im wesentlichen parallel zur Körperlängsachse des Kunden bewegt.For example, for the production of made-to-measure suits in the sense described above, customer in a kind of changing room measure or measure cabin. To do this, either the customer takes care of his Body longitudinal axis rotated, for example, on a motorbetrie is the turntable, or a movable along the cabin wall LMS is moved around the customer during the scan. In at In addition, the LMS is vertical, i.e. H. essentially parallel moved to the longitudinal body axis of the customer.

Die dabei ermittelten kundenspezifischen Daten können anschließend durch entsprechende Aufbereitung in individuelle Schnittmuster umge setzt werden.The customer-specific data determined can then be used converted into individual patterns by appropriate preparation be set.

Die Fig. 2a und 2b veranschaulichen ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem wiederum lediglich ein einziges in einer Ebene 10 abtastendes LMS 1 verwendet wird. Das LMS 1 ist jedoch derart angeordnet, daß seine Abtastebene 10 bezüglich jener in dem Beispiel gemäß Fig. 1, d. h. bezüg lich einer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 4 verlaufenden Ebe ne, um 90° verkippt ist, und zwar um eine Achse, die senkrecht auf der Drehachse 4 steht und durch das LMS 1 verläuft. Eine lineare Relativbe wegung zwischen Meßobjekt 3 und LMS 1 ist für eine Voll-Abtastung da durch nicht erforderlich, da allein durch die Drehung des Meßobjekts 3 um die Drehachse 4 die interessierenden Oberflächenbereiche des Meß objekts 3 in den Sichtbereich des LMS 1 gelangen. FIGS. 2a and 2b illustrate an inventive method is used in which again only a single scanning in a plane 10 LMS. 1 However, the LMS 1 is arranged in such a way that its scanning plane 10 is tilted by 90 ° with respect to that in the example according to FIG. 1, ie with respect to a plane essentially perpendicular to the axis of rotation 4 , by an angle that is perpendicular stands on the axis of rotation 4 and runs through the LMS 1 . A linear Relativbe movement between measurement object 3 and LMS 1 is required for a full-scan as by non since about the rotational axis 4 reach solely by the rotation of the measuring object 3, the surface of interest areas of the measuring object 3 in the visual range of the LMS. 1

Auf die geradlinige Relativbewegung könnte in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 auch dann verzichtet werden, wenn die Abtastebene 10 um weniger als 90° in der vorstehend erwähnten Weise verkippt wird. Erfor derlich ist lediglich, daß die Abtastbewegung des Lichtstrahls 5 innerhalb der Abtastebene 10 eine Komponente in Richtung der Drehachse 4 des Meßobjekts besitzt, und daß das gesamte Bewegungsausmaß des Licht strahls 5 in dieser Richtung mindestens so groß wie die Längserstreckung des Meßobjekt 3 in dieser Richtung ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the linear relative movement could also be dispensed with if the scanning plane 10 is tilted by less than 90 ° in the manner mentioned above. All that is required is that the scanning movement of the light beam 5 within the scanning plane 10 has a component in the direction of the axis of rotation 4 of the measurement object, and that the total range of motion of the light beam 5 in this direction is at least as large as the longitudinal extent of the measurement object 3 in this direction is.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a und 3b sind zwei LMS 1a, b vorgesehen, deren Abtastebenen 10 wie in dem zuvor erläuterten Beispiel gemäß Fig. 2 jeweils nicht senkrecht zur Drehachse 4 verlaufen. Wie aus Fig. 3b hervorgeht, sind die LMS 1a, b auf verschiedenen Seiten des Meß objekts 3 derart angeordnet, daß ihre Verbindungslinie durch das Meß objekt 3 und die Drehachse 4 verläuft.In the exemplary embodiment according to FIGS . 3a and 3b, two LMS 1 a, b are provided, the scanning planes 10 of which, as in the previously explained example according to FIG. 2, do not each run perpendicular to the axis of rotation 4 . As is apparent from Fig. 3b, the LMS 1 a, b are arranged on different sides of the measuring object 3 such that their connecting line runs through the measuring object 3 and the axis of rotation 4 .

Eine geradlinige Relativbewegung zwischen Meßobjekt 3 und den LMS 1a, b ist auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens nicht erforderlich. Darüber hinaus braucht aufgrund des Vorse hens von zwei LMS 1a, b für eine Voll-Abtastung keine 360°-Drehung mehr vorgenommen zu werden. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3b würde bereits ein Drehwinkel von etwa 180° ausreichen.A straight-line relative movement between the measurement object 3 and the LMS 1 a, b is also not necessary in this embodiment of the method according to the invention. In addition, because of the provision of two LMS 1 a, b, a full scan no longer needs to be carried out for a full scan. In the arrangement according to Fig. 3b, a rotation angle would be sufficient of about 180 °.

Es ist auch möglich, mehr als zwei LMS vorzusehen und diese um die Drehachse 4 verteilt anzuordnen. Auf diese Weise ließe sich eine Voll- Abtastung bereits mit noch kleineren Drehwinkeln erzielen. It is also possible to provide more than two LMS and to arrange them distributed around the axis of rotation 4 . In this way, full scanning could be achieved with even smaller angles of rotation.

Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem meh rere jeweils in einer Abtastebene abtastende LMS 1a, b eingesetzt werden. Nach Fig. 4a sind zwei LMS 1a, b derart angeordnet, daß das Meßobjekt 3 im wesentlichen geradlinig zwischen den beiden LMS 1a, b hindurchbe wegt wird. Eine Drehbewegung findet nicht statt. Die Relativbewegung gemäß dieser Ausführungsform besteht im wesentlichen nur aus der Li nearbewegung. Alternativ zum Meßobjekt 3 können auch die beiden LMS 1a, b linear bewegt werden. Fig. 4 illustrates a method according to the invention, in which several LMS 1 a, b are used, each scanning in a scanning plane. According to Fig. 4a, two LMS 1 a, b are arranged such that the measurement object 3 is moved in a substantially straight line between the two LMS 1 a, b. There is no rotation. The relative movement according to this embodiment consists essentially only of the linear movement. As an alternative to the test object 3 , the two LMS 1 a, b can also be moved linearly.

Der Draufsicht gemäß Fig. 4b ist zu entnehmen, daß durch die Anord nung der LMS 1a, b auf verschiedenen Seiten der durch die lineare Bewe gung des Meßobjekts 3 definierten Linie gewährleistet ist, daß diejenigen Oberflächenbereiche des Meßobjekts 3, die zur Konturbestimmung eines einfach geformten, z. B. einen quadratischen oder kreisförmigen Quer schnitt aufweisenden Meßobjekts abgetastet werden sollen, im Sichtbe reich wenigstens eines LMS 1a, b liegt. Durch den Einsatz von mehr als einem LMS kann somit ohne einen Drehbewegungsanteil an der Relativ bewegung eine Voll-Abtastung erreicht werden.The top view according to FIG. 4b can be seen that the arrangement of the LMS 1 a, b on different sides of the line defined by the linear movement of the test object 3 ensures that those surface areas of the test object 3 which are simple for determining the contour shaped, e.g. B. a square or circular cross-section having a measurement object to be scanned, in the range of at least one LMS 1 a, b lies. By using more than one LMS, a full scan can thus be achieved without a rotational movement component in the relative movement.

Falls die örtlichen Gegebenheiten eine derartige optimale Anordnung nicht zulassen, ist entsprechend des anhand von Fig. 1 erläuterten Ausfüh rungsbeispiels während der Abtastung zusätzlich eine Drehung des Meß objekts vorzunehmen. Dabei kann es ausreichen, wenn das Meßobjekt nur um einen kleinen Winkelbereich verdreht wird, so daß eine vollständi ge Drehung um 360° nicht erforderlich ist, um eine Voll-Abtastung zu ge währleisten. If the local conditions do not allow such an optimal arrangement, in accordance with the exemplary embodiment explained with reference to FIG. 1, an additional rotation of the measurement object is to be carried out during the scanning. It may be sufficient if the measurement object is rotated only by a small angular range, so that a complete rotation of 360 ° is not required to ensure full scanning.

Im Fall eines kompliziert geformten Meßobjekts 3 können mehr als zwei LMS erforderlich sein, um jeden Punkt auf der Objektoberfläche zu erta sten, wenn eine Verdrehung des Meßobjekts 3 entweder ganz unterbleiben soll oder nur kleine Verdrehungswinkel erwünscht oder möglich sind. Aus Fig. 4b geht hervor, daß eine gestrichelt dargestellte Vertiefung 6, die sich auf einer keinem LMS 1a, b zugewandten Seite des Meßobjekts 3 befindet, nicht einsehbar und somit ein weiteres LMS erforderlich wäre, um in diese Vertiefung "hineinsehen" zu können. Dagegen wäre durch eine zusätzliche Drehung des Meßobjekts 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1- beispielsweise um etwa 90° - die Vertiefung 6 auch ohne ein zusätzliches LMS möglich.In the case of a complicatedly shaped measurement object 3 , more than two LMS may be required in order to detect every point on the object surface if rotation of the measurement object 3 is either to be avoided completely or only small angles of rotation are desired or possible. From FIG. 4b it can be seen that an indentation 6 shown in dashed lines, which is located on a side of the measurement object 3 that does not face an LMS 1 a, b, cannot be seen, and thus an additional LMS would be required in order to be able to "look" into this indentation . In contrast, by an additional rotation of the measurement object 3 according to the embodiment of FIG. 1-, for example by about 90 °, the recess 6 would also be possible without an additional LMS.

Gemäß Fig. 4a sind die beiden LMS 1a, b außerdem derart angeordnet, daß deren Abtastebenen 10 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern gegeneinander verkippt sind. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn eine bestimmte "Blickrichtung" eines LMS deshalb bevorzugt wird, da bestimmte zu ermittelnde Informationen über das je weilige Meßobjekt dadurch mit geringerem Aufwand oder größerer Zuver lässigkeit erhalten werden können.According to Fig. 4a, the two LMS 1 a, b also arranged so that their scan planes do not run 10 parallel to each other, but are tilted towards one another. Such an arrangement is advantageous, for example, if a particular “viewing direction” of an LMS is preferred because certain information to be determined about the respective measurement object can thereby be obtained with less effort or greater reliability.

So läßt sich z. B. die Anzahl von in einer Getränkekiste vorhandenen Fla schen einfacher, d. h. bei geringerer Ortsauflösung, ermitteln, wenn mit Hilfe eines LMS etwa schräg von oben in die Getränkekiste "hineinge sehen" wird. Während beispielsweise eines der LMS zur Identifizierung der Getränkekiste deren Größe ermittelt, wird mit Hilfe des weiteren, schräg von oben in die Getränkekiste "hineinsehenden" LMS deren Füllstand festgestellt. So z. B. the number of fla in a beverage crate easier, d. H. with lower spatial resolution, determine if with With the help of an LMS into the beverage crate "at an angle from above see ". For example, while one of the LMS is used to identify the Beverage crate whose size is determined, with the help of the other, at an angle LMS "looking" into the beverage crate from above detected.

Durch Ausnutzen der Kenntnis bestimmter geometrischer Eigenschaften der Meßobjekte und entsprechende "geschickte" Anordnung der LMS ge stattet die Erfindung somit eine für den jeweiligen Zweck ausreichende Voll-Abtastung bei geringstem Material- und Meßaufwand.By taking advantage of the knowledge of certain geometric properties the test objects and corresponding "clever" arrangement of the LMS ge the invention thus provides a sufficient one for the respective purpose Full scanning with minimal material and measurement effort.

Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele machen deutlich, daß für eine Voll-Abtastung mittels lediglich eines LMS eine Drehbewegung erforderlich ist, welche dann entbehrlich ist, wenn wenigstens zwei LMS eingesetzt werden und die örtlichen Gegebenheiten sowie die konkrete Form der Meßobjekte eine optimale Anordnung der LMS gestatten. Dabei kann einerseits die Verwendung einer größeren Anzahl von LMS den er forderlichen Drehwinkel verkleinern, während andererseits eine zusätzli che Drehung des Meßobjekts die Verringerung der Anzahl der LMS ge statten kann.The exemplary embodiments explained above make it clear that for a full scan using only one LMS, a rotary movement is required, which is not necessary if at least two LMS be used and the local conditions as well as the concrete Allow optimal arrangement of the LMS in the shape of the measurement objects. Here on the one hand, the use of a larger number of LMS which he reduce the required angle of rotation, while on the other hand an additional che rotation of the measurement object reduces the number of LMS can equip.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Lasermeßsystem 2 verwendet wird, mit dem eine Abtastung in mehreren Abtastebenen 20 möglich ist und das im folgenden mit 3D-LMS 2 bezeich net wird.In Fig. 5, an embodiment of the invention is shown, in which a laser measurement system 2 is used, is possible with the scanning in a plurality of scanning planes 20 and the net is described in the following with 3D LMS 2.

Erreicht wird die Abtastung in mehreren Abtastebenen 20 beispielsweise dadurch, daß zumindest ein Teil der vorstehend bezüglich des LMS 1 er wähnten Ablenkeinheit um eine zusätzliche Achse verdreht wird, die be vorzugt senkrecht zu jener Drehachse verläuft, um die die Ablenkung des Lichtstrahls 5 jeweils innerhalb einer Abtastebene erfolgt. Mittels eines derartigen 3D-LMS 2 kann das Meßobjekt 3 folglich zeilenförmig abgeta stet werden, wie dies in Fig. 5a durch den Doppelpfeil angedeutet ist. The scanning in several scanning planes 20 is achieved, for example, by rotating at least part of the deflection unit mentioned above with respect to the LMS 1 about an additional axis, which preferably runs perpendicular to the axis of rotation about which the deflection of the light beam 5 is within each Scanning plane takes place. By means of such a 3D LMS 2 , the measurement object 3 can consequently be scanned in a line-like manner, as indicated by the double arrow in FIG. 5a.

Das Meßobjekt 3 wird während der Konturermittlung entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 um eine Drehachse 4 gedreht, wobei aller dings aufgrund der Verwendung des 3D-LMS 2 eine Linearbewegung des Meßobjekts 3 nicht erforderlich ist, da die zusätzliche Ablenkung des Lichtstrahls 5 ein Überstreichen des gesamten in Fig. 5a und 5b links vom 3D-LMS 2 gelegenen Halbraums gestattet.The measurement object 3 is rotated during the contour determination according to the embodiment of FIG. 1 about an axis of rotation 4 , although due to the use of the 3D LMS 2, a linear movement of the measurement object 3 is not necessary, since the additional deflection of the light beam 5 sweeps over the Entire half space located to the left of the 3D LMS 2 in FIGS. 5a and 5b.

Fig. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, die unter be stimmten Bedingungen ohne Relativbewegung zwischen Meßobjekt 3 und 3D-LMS eine Voll-Abtastung des Meßobjekts 3 ermöglicht. Fig. 6 illustrates an embodiment of the invention, which allows a full scanning of the measurement object 3 under certain conditions be without relative movement between the measurement object 3 and 3D LMS.

In Fig. 6a sind drei 3D-LMS 2a-c gezeigt, die um das Meßobjekt 3 verteilt angeordnet sind. Dabei ist der Einfachheit halber bei dem in dieser An sicht vor dem Meßobjekt 3 angeordneten 3D-LMS 2b für die einzelnen Abtastebenen 20 jeweils nur ein repräsentativer Lichtstrahl dargestellt.In Fig. 6a three 3D LMS are shown 2 a-c, which are distributed to the device under test 3. For the sake of simplicity, only one representative light beam is shown for the individual scanning planes 20 in the 3D LMS 2 b arranged in front of the measurement object 3 in this view.

In Abhängigkeit von der Form des jeweiligen Meßobjekts 3 können auch lediglich zwei oder auch mehr als drei 3D-LMS für eine Voll-Abtastung ge nügen bzw. erforderlich sein. Während bei einer einfachen Geometrie oder bei Kenntnis bestimmter geometrischer Eigenschaften der Meßobjekte 3 wenige, insbesondere zwei 3D-LMS möglicherweise ausreichen, kann eine auch nur teilweise stark gekrümmte Objektoberfläche mit Vertiefungen und/oder Erhebungen eine größere Anzahl von 3D-LMS erfordern.Depending on the shape of the respective measurement object 3 , only two or even more than three 3D LMS can suffice or be required for a full scan. While with a simple geometry or with knowledge of certain geometric properties of the measurement objects 3, a few, in particular two, 3D LMSs may be sufficient, an even partially strongly curved object surface with depressions and / or elevations may require a larger number of 3D LMSs.

Beispielhaft ist in der Draufsicht gemäß Fig. 6b gezeigt, daß eine gestri chelt angedeutete Vertiefung 7 des Meßobjekts 3 nicht vollständig einseh bar und daher ein geeignet angeordnetes viertes 3D-LMS erforderlich wä re, um eine vollständige Abtastung zu gewährleisten. As an example, the top view according to FIG. 6b shows that a recess 7 of the measurement object 3, which is indicated by a dashed line, would not be fully visible, and therefore a suitably arranged fourth 3D LMS would be required to ensure complete scanning.

Entsprechend den Ausführungen zu Fig. 4 gilt, daß dann, wenn möglichst wenige 3D-LMS eingesetzt werden sollen und/oder deren optimale Anord nung nicht möglich ist, für eine Voll-Abtastung eine Verdrehung des Meß objekts 3 vorgenommen werden und dabei eine Verdrehung um kleine Winkelbereiche ausreichen kann.According to the comments on FIG. 4, if the least possible 3D LMS are to be used and / or their optimal arrangement is not possible, the measurement object 3 is rotated for a full scan and thereby rotated by small angular ranges can suffice.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäß Fig. 5 und 6, die einen möglichen Einsatz der erläuterten 3D-LMS betreffen, machen deutlich, daß bei Verwendung eines einzigen 3D-LMS für eine Voll-Abtastung ledig lich eine Drehbewegung als Relativbewegung genügt. Eine Relativbewe gung kann sogar ganz entfallen, wenn wenigstens zwei derartige 3D-LMS eingesetzt werden und die örtlichen Gegebenheiten sowie die konkrete Form der Meßobjekte 3 eine optimale Anordnung der 3D-LMS gestatten.The embodiments of the invention according to FIGS. 5 and 6, which relate to a possible use of the 3D LMS explained, make it clear that when using a single 3D LMS for a full scan, only one rotary movement is sufficient as a relative movement. A relative movement can even be completely omitted if at least two such 3D LMS are used and the local conditions and the specific shape of the measurement objects 3 permit an optimal arrangement of the 3D LMS.

Die Erfindung kann auch zum Bestimmen der Bahn von im Raum be wegten Objekten insbesondere in Echtzeit verwendet werden, wobei dies insbesondere für sogenannte Virtual-Reality-Anwendungen denkbar ist, in denen mittels wenigstens eines 3D-LMS Bewegungen von Personen oder von Körperteilen, z. B. der Hand, von Personen verfolgt werden.The invention can also be used to determine the path of space moving objects can be used in real time, in particular is conceivable in particular for so-called virtual reality applications, in those by means of at least one 3D LMS movements of people or from body parts, e.g. B. hand, followed by people.

Darüber hinaus kann die Erfindung auch zum Vermessen von Innenräu men verwendet werden. Dazu wird wenigstens ein Abstands- bzw. Positi onssensor innerhalb des zu vermessenden Raumes angeordnet. Falls zwei 3D-LMS eingesetzt werden, können diese gewissermaßen "Rücken an Rücken" angeordnet werden, wodurch über den gesamten Raumwinkelbe reich, d. h. die gesamte Innenwand des Raumes abgetastet werden kann. Eine Relativbewegung ist in diesem Fall nicht notwendig, kann aber dann erfolgen, wenn lediglich ein 3D-LMS oder jeweils nur in einer Abtastebene abtastende LMS verwendet werden. Als abzutastende Innenräume kom men insbesondere auch Zimmer, Küchen, Gewerberäume und dgl. in Be tracht.In addition, the invention can also be used for measuring interior spaces men can be used. For this, at least one distance or positi on sensor arranged within the space to be measured. If two 3D LMS can be used, so to speak, this "back on Back "are arranged, which means over the entire solid angle rich, d. H. the entire inner wall of the room can be scanned. A relative movement is not necessary in this case, but can if only a 3D LMS or only in one scanning plane scanning LMS can be used. Com as interiors to be scanned men in particular also rooms, kitchens, commercial premises and the like in Be dress.

Ein Sonderfall der Abtastung von Innenräumen ist die Vermessung von Tunneln, die ebenfalls durch die Erfindung ermöglicht wird. Dazu kann beispielsweise an jeder Seite eines den zu vermessenden Tunnel durchfah renden Fahrzeugs ein LMS angebracht werden. Jedes LMS tastet dabei über einen Winkelbereich ab, der von der ihm zugewandten Schnittlinie zwischen Tunnelwand und Fahrbahn bis wenigstens zu dem vom jeweils anderen LMS abgedeckten Bereich der Tunnelwand reicht.A special case of scanning interiors is the measurement of Tunneling, which is also made possible by the invention. This can for example, driving through the tunnel to be measured on each side an LMS must be attached to the vehicle. Every LMS feels there over an angular range from the cutting line facing it between the tunnel wall and the lane to at least that of each other LMS covered area of the tunnel wall is sufficient.

Die Verwendung eines einzigen LMS ist dann ausreichend, wenn dieses über einen Winkelbereich von mehr als 180° abtasten kann und derart genügend weit über der Fahrbahn auf dem Fahrzeug montiert ist, daß die Schnittlinien von Fahrbahn und Tunnelwand nicht im Schatten des Fahr zeugs liegen.The use of a single LMS is sufficient if it is can scan over an angular range of more than 180 ° and such is mounted far enough above the road on the vehicle that the Lines of intersection of the carriageway and tunnel wall are not in the shadow of the driving stuff.

Zur Tunnelvermessung können ebenso ein oder mehrere 3D-LMS einge setzt werden.One or more 3D LMS can also be used for tunnel measurement be set.

Allgemein ist es im Fall des Einsatzes mehrerer LMS, 3D-LMS oder auch einer Misch-Verwendung beider Sensor-Arten gemeinsam in einer Anwen dung möglich, lediglich einen der Sensoren als Master und den oder die anderen Sensoren als Slave derart zu betreiben, daß der Master-Sensor mit einem Steuerorgan versehen oder verbunden ist, mit dem er die Steue rung der Slave-Sensoren übernimmt. Bevorzugt ist außerdem lediglich der Master-Sensor mit der Auswerteeinheit versehen oder verbunden, mit der die von allen Sensoren ermittelten Daten in die Oberflächenkontur des Meßobjekts umgesetzt werden.It is general in the case of the use of several LMS, 3D-LMS or also a mixed use of both sensor types together in one application possible, only one of the sensors as the master and the or to operate other sensors as slaves in such a way that the master sensor is provided or connected to a control body with which he controls slave sensors. In addition, only that is preferred Master sensor with the evaluation unit or connected to the the data determined by all sensors into the surface contour of the Object to be implemented.

Die Slave-Sensoren, die somit lediglich mit den zur Bestimmung der Posi tionsdaten unbedingt erforderlichen Bauteilen versehen sein müssen, können gewissermaßen als "Augen" des das (ebenfalls mit einem "Auge" versehene) "Gehirn" der Gesamtanordnung darstellenden Master-Sensors angesehen werden.The slave sensors, which are only used to determine the posi absolutely necessary components must be provided, can to a certain extent as "eyes" of the (also with an "eye" provided) "brain" of the overall arrangement representing master sensor be considered.

Mit Hilfe der Auswerteeinheit und/oder einer die Abtastbewegung des oder der Sensoren steuerenden Steuereinheit läßt sich ein definierter Überwa chungsbereich oder ein zumindest in diesem Fall abstrakt zu verstehender Meßraum derart vorgeben, daß nur solche Punkte auf der Oberfläche des Meßobjekts in die Konturbestimmung Eingang finden, die sich innerhalb dieses Überwachungsbereichs bzw. Meßraums befinden, der z. B. im we sentlichen kugel-, würfel-, quader-, kegel-, pyramiden- oder torusförmig sein kann.With the help of the evaluation unit and / or the scanning movement of the or of the control unit controlling the sensors, a defined monitoring can be carried out area or at least in this case to be understood abstractly Specify the measuring space so that only such points on the surface of the Measurement object find its way into the contour determination, which is within this monitoring area or measuring room are located, the z. B. in the we substantial spherical, cube, cuboid, conical, pyramidal or toroidal can be.

Die Beschränkung der Positionsbestimmung oder Auswertung von Positi onswerten auf einen derartigen Überwachungsbereich bzw. Meßraum hat den Vorteil, daß die notwendige Meß- und Auswertezeit minimiert wird, da unnötige Messungen und Rechnungen, die sich auf für die jeweilige An wendung uninteressante Oberflächenbereiche des Meßobjekts beziehen, vermieden werden.The limitation of position determination or evaluation of positi has values on such a monitoring area or measuring room the advantage that the necessary measurement and evaluation time is minimized because unnecessary measurements and calculations that relate to the respective an relate to uninteresting surface areas of the measurement object, be avoided.

Alle im Rahmen der Erläuterung einzelner Ausführungsformen der Erfin dung, insbesondere gemäß Fig. 1, genannten Weiterbildungen, Modifizie rungen, Alternativen, konkreten Ausgestaltungen und/oder Verwendun gen, sind grundsätzlich in Verbindung mit allen Ausführungsbeispielen entsprechend möglich, soweit sie nicht auf ausschließlich für die je weilige Ausführungsform Sinnvolles beziehen. All, in the context of the explanation of individual embodiments of the inven tion, in particular according to FIG. 1, mentioned further developments, modifications, alternatives, specific configurations and / or uses are basically possible in connection with all the exemplary embodiments, provided that they are not exclusively for the depending meaningful embodiment.

Reference list

11

; ;

11

a, a,

11

bLasermeßsystem (LMS) mit Abtastung in einer Abtastebene
bLaser measurement system (LMS) with scanning in one scanning plane

22nd

; ;

22nd

a-cLasermeßsystem (3D-LMS) mit Abtastung in mehr als einer Abtastebene
a-c laser measuring system (3D-LMS) with scanning in more than one scanning plane

33rd

Meßobjekt
Target

44th

Drehachse des Meßobjekts
Axis of rotation of the measurement object

55

Lichtstrahl
Beam of light

66

, ,

77

Vertiefungen
Indentations

1010th

Abtastebene eines LMS
Scanning plane of an LMS

2020th

Abtastebenen eines 3D-LMS
Scanning planes of a 3D LMS

Claims

1. A method for determining the surface contour of objects arranged in a measuring space ( 3 ), in which with at least one in one scanning plane ( 10 ) scanning laser measuring system ( 1 ) the surface of the respective measuring object ( 3 ) is scanned at least in regions and for each sensed point on the surface of the measuring object whose position is determined in the measuring space, the respective measuring object ( 3 ) and the laser measuring system ( 1 ) being moved relative to one another during the scanning, characterized in that the relative movement is essentially composed of a linear movement and a rotary movement .

2. The method according to claim 1, characterized in that the laser measuring system ( 1 ) moves substantially linearly past the measurement object ( 3 ) and previously, simultaneously and / or subsequently the measurement object ( 3 ) by a preferably by one through the measurement object ( 3 ) Axis of rotation ( 4 ) is rotated.

3. The method according to the preamble of claim 1, characterized in that at least two laser measuring systems ( 1 a, 1 b) are used in each scanning plane ( 10 ) and the relative movement between the respective measurement object ( 3 ) and the laser measurement systems ( 1 a, 1 b) is essentially a linear movement.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser measurement systems ( 1 a, 1 b) are arranged in dependence on the respective measurement object ( 3 ) such that at least two of the scanning planes ( 10 ) are tilted against each other.

5. A method for determining the surface contour of objects ( 3 ) arranged in a measuring space, in which laser measuring system ( 1 ; 1 a-b; 2 ; 2 ac) is scanned with at least one laser sensor in one or more than one scanning plane ( 10 ; 20 ). the surface of the respective measurement object ( 3 ) is scanned at least in some areas and the position in the measurement space is ascertained for each point detected on the measurement object surface, the respective measurement object ( 3 ) and the laser measurement system ( 1 ; 1 a-b; 2 ; 2 a-c) are moved relative to each other and the relative movement is essentially a rotary movement.

6. The method according to claim 5, characterized in that the measurement object ( 3 ) is rotated about a preferably through the measurement object ( 3 ) extending axis of rotation ( 4 ).

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that at least two in more than one scanning plane ( 20 ) scanning laser measuring systems ( 2 a-c) are used and arranged around the measurement object ( 3 ) ver.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the relative movement between the measuring object ( 3 ) and the laser measuring system or the laser measuring systems is carried out discontinuously and the scanning of the measuring object surface is carried out between the individual sections of the relative movement.

9. A method for determining the surface contour of measuring objects arranged in a measuring space ( 3 ), in which with at least two scanning in more than one scanning plane ( 20 ), relative to the measuring object ( 3 ) at least during the scanning substantially immobile laser measuring systems ( 2 ac ) the surface of the respective measurement object ( 3 ) is scanned at least in some areas and the position in the measurement space is determined for each sensed point on the measurement object surface.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measurement object ( 3 ) is scanned in a grid pattern.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that only from the points on the target surface the position is determined, which within a predeterminable, preferably in the considerable spheres, cubes, cuboids, cones, pyramids or torus shaped measuring room.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that by means of at least one master laser measurement system Slave laser measurement systems controlled and preferably by all La data determined by measuring systems are processed.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that preferably each laser measuring system emits egg nen light beam ( 5 ) during the scanning, which is successively deflected in under different directions, in particular from the respective measuring object ( 3 ) reflected light detected by the laser measuring system and the distance of the respective reflection point from the laser measurement system is determined from the light propagation time.

14. The method according to claim 13, characterized in that the light beam ( 5 ) is deflected by a movable, in particular rotating deflection unit within a scanning plane ( 10 ; 20 ) in given angular directions, preferably the deflection over an approximately 180 ° angular range he follows.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that at least for each reflection point of the object surface, the angular direction of the respective light beam ( 5 ) is determined in particular from the angular position of the deflection unit.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the light beam ( 5 ) is successively deflected within different scanning planes ( 20 ), in particular by at least a part of the deflection unit is rotated about an additional axis.

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the angular velocity of the light beam ( 5 ) is changed as a function of the respective measurement object ( 3 ) during scanning, in particular by varying the rotational speed of the deflection unit.

18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the three-dimensional surface contour of the respective measurement object ( 3 ) is calculated from the determined positions.

19. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that it is used to measure at least parts of human Body, especially for the purpose of tailoring of bran pieces and / or shoes or the production of models len of body parts is used.

20. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that it is for measuring, classifying, sorting and / or positioning kidneys of piece goods, in particular body parts, luggage pieces, already processed and / or still to be processed Workpieces is used.

21. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that it is used for measuring interiors, especially tunnels, Rooms and the like is used.

22. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that it is used to determine the trajectory of objects moving in space is used in particular in real time, preferably in virtual Reality applications for tracking people's movements and / or body parts of people.

23. Device for determining the surface contour of measurement objects with at least one laser measurement system, which according to one of the in the method specified in the preceding claims becomes.