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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System (z.B. einen Aufbau) und
ein Verfahren zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung und/oder Echtzeituntersuchung
unter Verwendung eines 3D(dreidimensionalen) Scanners (Abtasters).
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein System und
ein Verfahren, um eine Echtzeitbetrachtung (und/oder Echtzeituntersuchung)
unter Verwendung eines 3D-Scanners so anzuleiten, dass ein Anwender
eine präzise und
schnelle Betrachtung (bzw. Untersuchung) eines in Übereinstimmung
mit den Konstruktions-Absichten eines Designers (Gestalters) zu
messenden (und/oder zu vermessenden) Objektes auszuführen kann.
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Eine
Messung und/oder Vermessung unter Vewendung eines 3D-Scanners kann durch
digitales Verarbeiten eines Bildes Form-Informationen (und/oder
Umriss-Information) eines Objektes gewinnen, wobei das Bild durch
einfaches Fotografieren des Objektes unter Verwendung einer bildgebenden Einrichtung
gewonnen wird, ohne das zu messende Objekt dabei direkt zu berühren.
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Die
Messung (bzw. Vermessung) unter Verwendung von 3D-Scanner wird verwendet,
um eine Form-Information eines Objektes zu erhalten, welches leicht
beschädigt
wird, wenn auf das zu messende Objekt äußere Kräften angelegt werden, oder welches
ein hochgenaues, miniaturisiertes Bauteil ist, wie beispielsweise
bei der Herstellung von Halbleiterscheiben und dem Messen von Präzisions-Maschinen.
Weiter wird eine Messung (bzw. Vermessung) unter Verwendung von
3D-Scanner zur Wiederherstellung eines 3D-Bildes verwendet.
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Genauer
gesagt weist ein 3D-Scanner den Vorteil auf, günstiger und genauer 3D-Informationen zu
messen, da 3D-Scanner
optische Vorrichtungen mit Computer-Bildverarbeitungstechnologie kombinieren,
um unter Verwendung von kostengünstigen Bilderfassungsvorrichtungen,
wie beispielsweise von Scannern, anstelle von hochpreisigen Zusatz-Vorrichtungen,
wie beispielsweise Interferrometern oder Laserlichtquellen, digitale
Bildinformation zu messen, um ein digitales Bild zu erhalten.
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Die
Messung unter Verwendung des 3D-Scanners wird durch das Ablegen
eines Objektes (dessen Form-Information zu messen ist) auf einem Gestell
und durch Messen der Form-Information
des Objektes auf eine berührungsfreie
dreidimensionale Weise mittels des Scanners durchgeführt.
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Auch
wenn die Form-Information eines Objektes in einer berührungsfreien
dreidimensionalen Weise gemessen wird, muss ein Anwender die Tätigkeit
eines Drehens des Objektes um verschiedene Winkel und des Messens
des Objektes mittels des Scanners wiederholen, um auch eine tote
Zone (einen verschatteten Bereich) zu messen, welche eine Lichtquelle
des Scanners nicht erreicht.
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In
dem Fall, in dem sowohl die Geschicklichkeit eines den 3D-Scanner
betätigenden
Anwenders als auch die Leistungsfähigkeit des 3D-Scanners außergewöhnlich hoch
sind, kann die Betrachtung (und/oder Untersuchung) unter Verwendung
des vorstehenden 3D-Scanners leicht eine Form-Information eines Objektes gewinnen.
Andererseits werden in dem Fall, in dem ein Anwender ungeübt ist,
und/oder die Leistungsfähigkeit
des 3D-Scanners unbefriedigend ist, für eine Messung erforderliche
Betrachtungselemente nicht genau gescannt (abgetastet).
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Auch
in dem Fall, in dem ein Designer (z. B. ein Konstrukteur oder Mustergestalter),
welcher das zu messende Objekt gestaltet hat, einem den 3D-Scanner
betätigenden
Anwender Betrachtungselemente (zum Beispiel die Form eines Objektes,
die Dimensionen (das Raummaß)
eines gemessenen (oder zu messenden) Objektes und/oder eine zulässige Toleranz)
nicht genau bereitstellen kann, kann die genaue Betrachtung, welche
der Designer beabsichtigt, nicht richtig ausgeführt werden.
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Folglich
ist die vorliegende Erfindung auf ein System und ein Verfahren zum
Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung eines 3D-Scanners
gerichtet, welche im wesentlichen eines oder mehrere der Probleme,
welche aufgrund von Einschränkungen
und Nachteilen des Standes der Technik bestehen, ausräumen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren
zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung eines 3D-Scanners
zur Verfügung
zu stellen, so dass ein Anwender von einem Designer beabsichtigte Betrachtungselemente
(Untersuchungselemente) eines Objektes genau messen und/oder vermessen
kann, unabhängig
von der Geschicklichkeit des Anwenders beim Handhaben eines 3D-Scanners.
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Zur
Lösung
der vorstehenden Aufgabe und zur Erzielung von weiteren Vorteilen
wird ein System (z. B. einen Aufbau) zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung
und/oder Echtzeituntersuchung unter Verwendung eines 3D-Scanners
zur Verfügung
gestellt, welches System umfasst: einen Scanner (Abtaster) zum Erfassen
einer 3D(dreidimensionalen) Form-Information
eines zu messenden und/oder zu vermessenden Objektes; eine Datenspeichereinheit
zum Speichern von Betrachtungsanleit-Information des durch einen
Anwender, welcher den Scanner betätigt, zu messenden (bzw. zu
vermessenden) Objektes, und zum Speichern von Betrachtung-Information des Objektes,
welche erforderlich ist, um die Richtigkeit der durch den Scanner
erfassten Mess-Information
(3D-Form-Information) zu beurteilen; eine Anzeigeeinheit, um die
durch den Scanner erfasste Mess-Information
und die in der Datenspeichereinheit gespeicherte Betrachtungsanleit-Information
des Objektes auszugeben; und eine Steuereinheit, um die in der Datenspeichereinheit
gespeicherte Betrachtungsanleit-Information
des Objektes an die Anzeigeeinheit zu übertragen, und um die durch
den Scanner erfasste Mess-Information
mit der Betrachtung-Information zu vergleichen, um die Gültigkeit der
Messung zu beurteilen.
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Die
Betrachtungsanleit-Information kann eine Form-Information des Objektes, eine für die Messung
(bzw. Vermessung) des Objektes verwendete Scanngebiet-Information (Abtastgebiet-Information),
sowie eine Ablauf-Information und/oder Reihenfolge-Information,
welche zum Anleiten eines Messvorganges verwendet wird, umfassen.
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Weiter
kann die Form-Information des Objektes mittels eines CAD-Programmes
(computerunterstützten
Designprogramm/Konstruktionsprogramm) gebildete Konstruktionsdaten
sein.
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Weiter
kann die Betrachtung-Information Referenzdaten-Information umfassen, welche verwendet
wird, um zu beurteilen, ob die Anzahl an Daten der durch den Scanner
erfassten Mess-Information gültig
ist, sowie zulässige
Toleranz-Information (Information hinsichtlich einer zulässigen Toleranz),
welche verwendet wird, um einen Formfehler der Mess-Information
abzuwägen.
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Weiter
kann die Datenspeichereinheit wenigstens eines von einer Festplatte,
einem Halbleiterspeicher und/oder einer CD-ROM umfassen.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung eines 3D-Scanners
bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: (a) Festlegen
einer Form-Information
eines zu messenden und/oder zu vermessenden Objektes, sowie eines
Messelements des Objektes und Speichern derselben in einer Datenspeichereinheit;
(b) Ausgeben von Form-Information zum Anleiten der Messung des Objektes,
sowie von Betrachtungsanleit-Information an eine Anzeigeeinheit
mittels einer Steuereinheit unter Verwendung der in der Datenspeichereinheit
gespeicherten Form-Information
und des Messelements; (c) Messen und/oder Vermessen und Erfassen
einer Form des Objektes durch einen 3D(dreidimensionalen)-Scanner
mittels der Steuereinheit; (d) Beurteilen der Gültigkeit der durch den 3D-Scanner
erfassten Mess-Information (Form des Objektes) mittels der Steuereinheit;
und (e) Beenden der Messung (bzw. Vermessung) des Objektes durch
die Steuereinheit, wenn die Mess-Information als Ergebnis der Beurteilung
in dem Schritt (d) des Beurteilens der Gültigkeit der durch den 3D-Scanner
erfassten Mess-Information gültig
ist.
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Der
Schritt (b) des Ausgebens von Form-Information sowie von Betrachtungsanleit-Information kann
weiter die folgenden Schritte umfassen: Erfassen von in der Datenspeichereinheit
gespeicherten Messposition und Messdimension-Information des Objektes;
und Festlegen der Form-Information des Objektes und eines für eine Messung
einer Form des Objektes erforderlichen Scanngebiets (Abtastgebiets),
um die festgelegte Information und das festgelegte Scanngebiet an
die Anzeigeeinheit auszugeben.
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Weiter
kann der Schritt (c) des Messens (bzw. Vermessens) und Erfassens
einer Form des Objektes die folgenden Schritte umfassen: Erfassen einer
(z.B. mittels des 3D-Scanners)
erfassten räumliche
Bewegung-Information (Information hinsichtlich einer Bewegung im
Raum) des 3D-Scanners
durch die Steuereinheit; Analysieren der erfassten räumliche
Bewegung-Information des 3D-Scanners durch die Steuereinheit, um
zu beurteilen, ob der 3D-Scanner in einer Nähe des Objektes angeordnet
ist; und Anzeigen über
die Anzeigeeinheit mittels der Steuereinheit, dass das Objekt ein
zu messendes (bzw. zu vermessendes) Objekt ist, wenn der 3D-Scanner
in der Nähe
des Objektes angeordnet ist.
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Weiter
kann der Schritt des Beurteilens, ob der 3D-Scanner in einer Nähe des Objektes
angeordnet ist, die Schritte des Anzeigens über die Anzeigeeinheit durch
die Steuereinheit, dass das Objekt kein zu messendes (bzw. zu vermessendes)
Objekt ist, umfassen, wenn der 3D-Scanner nicht in der Nähe des Objektes
angeordnet ist.
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Zudem
kann der Schritt (c) des Messens (bzw. Vermessens) und Erfassens
einer Form des Objektes die Schritte des Überlagerns der von dem 3D-Scanner
gemessenen Information auf die Form-Information durch die Steuereinheit,
um eine Messung (bzw. Vermessung) des Objektes anzuleiten, sowie
des Ausgebens der überlagerten
Information an die Anzeigeeinheit, umfassen.
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Weiter
kann der Schritt (d) des Beurteilens der Gültigkeit der durch den 3D-Scanner
erfassten Mess-Information die folgenden Schritte umfassen: Vergleichen
der Anzahl von Daten der von dem 3D-Scanner gemessenen Information
(z.B. Mess-Information) mit einem ersten Referenzwert durch die Steuereinheit,
um die Gültigkeit
der gemessenen Information zu beurteilen; und Berechnen einer nummerischen
Information des Messelementes aus der gemessenen Information und
Vergleichen der nummerischen Information mit einem zweiten Referenzwert
durch die Steuereinheit, um die Gültigkeit der gemessenen Information
zu beurteilen, wenn die Anzahl an Daten der gemessenen Information
als ein Ergebnis des Vergleichs gültig ist.
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Weiter
kann, wenn die Anzahl der Daten der gemessenen Information nicht
gültig
ist, der Schritt (c) des Messens (bzw. Vermessens) und Erfassens einer
Form des Objektes durch den 3D-Scanner ausgeführt werden.
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Weiter
kann, wenn das Berechnungsergebnis der gemessenen Information nicht
gültig
ist, der Schritt (c) des Messens (bzw. Vermessens) und Erfassens
einer Form des Objektes durch den 3D-Scanner ausgeführt werden.
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Weiter
kann die Steuereinheit den Schritt (b) des Ausgebens von Form-Information
sowie von Betrachtungsanleit-Information
an eine Anzeigeeinheit ausführen,
wenn in dem Schritt (e) des Beendens der Messung (bzw. Vermessung)
des Objektes eine zusätzliche
Messung eines Objektes vorliegt.
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Es
wird betont, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung
als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden
Erfindung nur beispielhaft und erläuternd sind und dazu dienen,
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung, wie sie beansprucht wird, zu ermöglichen.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, welche hinzugefügt
wurden, um ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und einen Teil dieser
Anmeldung bilden, stellen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung
dazu, die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung zu erläutern. In
den Zeichnungen zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Systems zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung
unter Verwendung eines 3D-Scanners gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine beispielhafte Ansicht eines Messvorgangs, der das System zur
Anleitung einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung des 3D-Scanners von 1 verwendet;
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3 ist
eine weitere beispielhafte Ansicht eines Messvorganges, der das
System zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung des 3D-Scanners aus 1 verwendet;
und
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Anleitung einer Echtzeitbetrachtung
unter Verwendung eines 3D-Scanners gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Im
Folgenden wird detailliert auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Systems (welches beispielsweise ein Aufbau
sein kann) zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung und/oder Echtzeituntersuchung
unter Verwendung eines 3D-Scanners (3D-Abtasters) gemäß der vorliegenden
Erfindung. 2 ist eine beispielhafte Ansicht
eines Messvorganges und/oder Vermessungsvorgangs unter Verwendung
des Systems zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung
des 3D-Scanners von 1. Und 3 ist eine
weitere beispielhafte Ansicht eines Messvorgangs und/oder Vermessungsvorgangs
unter Verwendung des Systems zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung
unter Verwendung des 3D-Scanners von 1.
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Das
System zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung eines
3D-Scanners gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben
werden.
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Das
System umfasst einen 3D-Scanner 100 zum Scannen (Abtasten)
eines zu messenden und/oder zu vermessenden Objektes (z.B. eines
Gegenstandes); eine Datenspeichereinheit 300 zum Speichern
von Form-Information (und/oder Umriss-Information), Betrachtung-Information,
sowie Betrachtungsanleit-Information des Objektes; eine Anzeigeeinheit 400 zum
Ausgeben der durch den 3D-Scanner 100 erfassten Mess-Information
und der in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherten Betrachtungsanleit-Information des Objektes;
und eine Steuereinheit 500 zum Steuern des allgemeinen
Betriebs des Systems.
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Der
3D-Scanner 100 ist ein Mittel, um eine Form-Information
eines zu messenden (bzw. zu vermessenden) Objektes zu erhalten.
Da der Aufbau des 3D-Scanners und ein Scannvorgang (Abtastvorgang)
mittels diesem aus dem Stand der Technik gut bekannt ist, wird auf
eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet.
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Der
im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete 3D-Scanner 100 kann
ein tragbarer 3D-Scanner 100 sein, und die von dem 3D-Scanner 100 erhaltene
Mess-Information des Objektes wird der Steuereinheit 500 zur
Verfügung
gestellt.
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Die
Datenspeichereinheit 300 speichert Betrachtungsanleit-Information eines
durch einen Anwender, welcher den 3D-Scanner 300 betätigt, zu messenden
Objektes, sowie Betrachtung-Information des Objektes, welcher verwendet
wird, um die Gültigkeit
von durch den 3D-Scanner 100 erfassten Mess-Informationen
des Objektes zu beurteilen. Die Datenspeichereinheit 300 kann
eine Festplatte und/oder ein Halbleiterspeicher und/oder eine CD-ROM
sein. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine Festplatte.
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Dabei
umfasst die Betrachtungsanleit-Information eine Form-Information des Objektes,
eine Scanngebiet-Information (Abtastgebiet-Information), welche
verwendet wird, um das Objekt zu messen (bzw. zu vermessen), sowie
eine Ablauf-Information und/oder
Reihenfolge-Information, welche verwendet wird, um den Messvorgang
(bzw. Vermessungsvorgang) anzuleiten. Die Form-Information des Objektes der
Betrachtungsanleit-Information sind durch ein computerunterstütztes Designprogramm
(CAD-Programm) modelierte Konstruktionsdaten.
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Weiter
ist die zum Messen des Objektes verwendete Scanngebiet-Information
der Betrachtungsanleit-Information für einen Anwender ausgelegt,
um eine Form-Information eines Teils eines Objektes zu erhalten,
welcher Teil einer aktuellen Messung bedarf, oder um von einem Designer
ausgestaltete Einzelheiten zu erhalten. Bezugnehmend auf die 2 und 3 bedeutet
das beispielsweise, dass die Scanngebiet-Information es einem Anwender
erlaubt, zu erfassen, dass ein erster Zylinder C1 und ein zweiter
Zylinder C2, welche unterschiedliche Höhen aufweisen, bezüglich des
zu messenden Objekts mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet
sind.
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Bezugnehmend
auf 2 bedeutet dies, dass in dem Fall, in dem die
zu erfassenden und zu messenden Messelemente des Objektes der erste Zylinder
C1 und der zweite Zylinder C2 sind, das erste Scanngebiet S1 und
das zweite Scanngebiet S2, in welchen der erste und zweite Zylinder
C1 und C2 jeweils enthalten sind, ausgegeben werden, um es einem
Anwender zu ermöglichen,
zu überprüfen, welche
Teile des Objektes der Anwender unter Verwendung des 3D-Scanners 100 erfassen
sollte. Durch zusätzliches
Ausgeben der Formen des ersten und zweiten Zylinders C1 und C2,
welche die in dem ersten und zweiten Scanngebiet S1 und S2 zu messenden
Objekte sind, kann es auch möglich
sein, es einem Anwender zu ermöglichen,
die Prüfung
detaillierter durchzuführen.
Weiter ist es möglich,
einen Anwender zu der Höhe
des über
dem zu messenden Objekt anzuordnenden Scanners 100 hin
zu führen, so
dass der Anwender das Objekt messen kann.
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Beispielsweise
werden bezugnehmend auf 3 in dem Fall, in dem die zu
erfassenden und zu messenden Messelemente des Objektes die Höhen des
ersten und zweiten Zylinders C1 und C2 sind, dritte und vierte Scanngebiete
S3 und S4 so festgelegt und ausgegeben, dass die Höhen eines
untersten Punktes H11 und eines höchsten Punktes H12 des ersten
Zylinders C1, sowie die Höhen
eines untersten Punktes H21 und eines höchsten Punktes H22 des zweiten
Zylinders C2 umfasst sein können. Folglich
kann ein Anwender das Scanngebiet leicht überprüfen, und können die viereckigen Formen (Umrisse)
des ersten und zweiten Zylinders C1 und C2 gemeinsam ausgegeben
werden.
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Auch
die Ablauf-Information (bzw. Reihenfolge-Information) der Betrachtungsanleit-Information ist
dafür ausgelegt,
einen Betrachtungsfortschritt-Vorgang sequenziell (schrittweise)
anzuleiten. Beispielsweise werden die Umfangs-Formen (z.B. Formen
in Umfangsrichtung) des ersten und zweiten Zylinders C1 und C2 ausgegeben,
um eine Mess-Information
zu erhalten, und werden dann die seitlichen Formen (z.B. seitliche
Umrisse) des ersten und zweiten Zylinders C1 und C2 ausgegeben,
so dass ein Anwender einen Messablauf (wie z.B. eine Messreihenfolge)
erkennen kann.
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Dabei
umfasst die Betrachtung-Information eine Referenzdaten-Information,
welche verwendet wird, um zu beurteilen, ob die Anzahl an Daten
der durch den 3D-Scanner 100 erfassten
Mess-Information gültig
ist, sowie eine zulässige
Toleranz-Information (Information hinsichtlich einer zulässigen Toleranz),
welche verwendet wird, um das Bestehen eines Formfehlers in der
durch den 3D-Scanner 100 von dem Objekt gemessenen Information
abzuwägen.
Das heißt,
dass die Referenzdaten-Information die Zahl an effektiven Daten
ist, welche verwendet wird, um zu beurteilen, ob die Zahl der durch
den 3D-Scanner 100 erfassten Daten größer als ein vorgegebener Wert
ist. Weiter ist die zulässige
Toleranz-Information ein Konstruktionswert (Designwert) der festgesetzt
ist, um die Dicke und die Höhe
einer Form unter Verwendung von durch den 3D-Scanner 100 erfassten
Daten zu berechnen, und um zu beurteilen, ob der berechnete Wert
gültig
ist.
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Beispielsweise
werden bezugnehmend auf die 2 und 3 Rechenwerte
von inneren Radien R1 und R2 des ersten und zweiten Zylinders C1 und
C2, von einem Abstand D1 zwischen zentralen Punkten des ersten und
zweiten Zylinders C1 und C2, von Höhen H1 und H2 des ersten und
zweiten Zylinders C1 und C2, sowie von einer Höhendifferenz H12-H22:D2 des
ersten und zweiten Zylinders C1 und C2 mit Konstruktionswerten verglichen,
um zu beurteilen, ob die berechneten Werte jeweils eine gültige Information
sind.
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Die
Betrachtungsanleit-Information und die Betrachtung-Information werden
auf der Grundlage von Konstruktionsdaten des zu messenden Objektes festgesetzt.
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Die
Anzeigeeinheit 400 gibt die Form-Information des durch
den 3D-Scanner 100 gemessenen Objektes, die Betrachtungsanleit-Information,
die in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherte Betrachtung-Information, sowie
die Messergebnis-Information an einen Anwender zur Überprüfung aus.
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Die
Steuereinheit 500 steuert die Form-Information, wo ein
Messelement des Objektes festgelegt ist, die Betrachtungsanleit-Information,
sowie die in der Datenspeichereinheit 300 zu speichernde
Betrachtung-Information.
Weiter gibt die Steuereinheit 500 ein Steuersignal so aus,
dass die Form-Information (wo ein Messelement des Objektes festgelegt ist),
die Betrachtungsanleit-Information und die in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherte
Betrachtung-Information über die
Anzeigeeinheit 400 ausgegeben werden. Weiter steuert die
Steuereinheit 500 die von dem 3D-Scanner 100 für eine Ausgabe über die
Anzeigeeinheit 400 übertragene
Mess-Information, und vergleicht die durch den 3D-Scanner 100 gemessene
Information mit der in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherten
Betrachtung-Information, um
die Gültigkeit
der Mess-Information zu beurteilen.
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Ein
noch nicht erläutertes
Bezugszeichen 200 bezeichnet eine Tasteneingabeeinheit.
Die Tasteneingabeeinheit ist für
eine Eingabe eines Steuersignals, um ein Tätigkeit des 3D-Scanners 100 zu manipulieren
(beeinflussen), sowie für
eine Eingabe von Betrachtung-Information und zulässige Fehler-Information (zulässige Toleranz-Information)
eines Objektes in die Datenspeichereinheit 300 ausgelegt.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung
unter Verwendung eines 3D-Scanners
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Beschreibung des Verfahrens wird unter Bezugnahme
auf die 1 und 4 erfolgen.
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Auf
der Grundlage von Konstruktions-Informationen eines Objektes werden
Form-Information und (wenigstens) ein Messelement eines zu messenden
Objektes festgelegt und in der Datenspeichereinheit 300 gespeichert
(S100).
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In
Schritt S110 erfasst die Steuereinheit 500 die in Schritt
S100 festgelegte und in der Datenspeichereinheit gespeicherte Form-Information
und das Messelement des Objektes. Weiter legt die Steuereinheit 500 die
Form-Information
des Objektes und (wenigstens) ein zum Messen der Form des Objektes erforderliches
Scanngebiet anhand der in Schritt S110 erfassten Form-Information
des Objektes und des Messelementes des Objektes fest, und gibt die festgesetzte
(Form-)Information und das festgesetzte Scanngebiet in Schritt S120
an die Anzeigeeinheit aus. Weiter erfasst die Steuereinheit 500 anhand
der Form-Information
und des Messelementes des Objektes in Schritt S130 eine Messposition
und eine Messdimension-Information (z.B. Messabmessungs-Information)
des Objektes.
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Nachdem
Schritt S130 durchgeführt
wurde, erfasst die Steuereinheit 500 in Schritt S140 eine durch
den 3D-Scanner 100, welcher die Form des Objektes misst, gemessene
und übertragene Mess-Information.
In Schritt S140 erfasst die Steuereinheit 500 eine räumliche
Bewegung-Information (Information hinsichtlich einer Bewegung im
Raum) gemäß der sich
der 3D-Scanner 100 bewegt, um das Objekt zu erfassen, analysiert
die erfasste räumliche Bewegung-Information,
und beurteilt, ob der 3D-Scanner 100 in der Nähe des Objektes
angeordnet ist. In dem Fall, in dem der 3D-Scanner in der Nähe des Objektes
angeordnet ist, zeigt die Steuereinheit 500 über die
Anzeigeeinheit 400 an, dass das Objekt ein zu messendes
Objekt ist. Anderenfalls zeigt die Steuereinheit 500 in
dem Fall, in dem der 3D-Scanner nicht in der Nähe des Objektes angeordnet
ist, über
die Anzeigeeinheit 400 an, dass das Objekt kein zu messendes
Objekt ist.
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In
Schritt S140 wird die Beurteilung, ob der 3D-Scanner in der Nähe des Objektes
angeordnet ist, durch Kalibrieren eines Koordinatensystems der in
der Datenspeichereinheit 300 gespeicherten Form-Information
und eines Messkoordinatensystems des 3D-Scanners durchgeführt. Das
heißt,
dass in Schritt S140 die Position des 3D-Scanners 100 mit der
Position des zu messenden Objektes verglichen wird, um anzuzeigen,
dass sich die Position des 3D-Scanners 100 gegenüber der
Position des Objektes bewegt. Da der Vorgang eines Kalibrierens
des Koordinatensystems der Form-Information
und des Messkoordinatensystems aus dem Stand der Technik bereits
gut bekannt ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung hiervon
verzichtet.
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In
Schritt S140 kann die Steuereinheit 500 die Form-Information des durch
den 3D-Scanner 100 gemessenen Objektes auch der in der
Datenspeichereinheit 300 gespeicherten Form-Information überlagern,
um die Messung des Objektes anzuleiten und um die überlagerte
Information an die Anzeigeeinheit 400 auszugeben. Dieser
Fall weist den Vorteil auf, dass ein Anwender die Messposition nochmal überprüfen kann,
so dass die Messungen noch komfortabler ausgeführt werden können.
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Nachdem
der Schritt S140 ausgeführt
wurde, berechnet die Steuereinheit 500 in Schritt S150 aus
der durch den 3D-Scanner
erfassten Mess-Information die Zahl oder Anzahl an effektiven Daten
sowie eine nummerische Information des Messelements.
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In
Schritt S160 vergleicht die Steuereinheit 500 die in Schritt
S150 aus der Mess-Information des 3D-Scanners 100 berechnete
Zahl an effektiven Daten mit dem ersten Referenzwert, um die Gültigkeit der
berechneten Zahl von effektiven Daten zu beurteilen. In Schritt
S160 ist der erste Referenzwert, welcher in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherte Betrachtung-Information
ist, eine Mindest-Zahl (und/oder Mindest-Anzahl) von effektiven
Daten, die erforderlich ist, um zu beurteilen, ob die durch den 3D- Scanner erfasste
Mess-Information eine gültige Information
ist.
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Wenn
die Zahl der effektiven Daten der durch den 3D-Scanner 100 erfassten
Mess-Information in Schritt S160 kleiner (oder gleich) wie der erste
Referenzwert ist, wird der Schritt S140 nochmals ausgeführt. Anderenfalls,
wenn die Zahl der effektiven Daten der durch den 3D-Scanner 100 erfassten Mess-Information
in Schritt S160 größer als
der erste Referenzwert ist, vergleicht die Steuereinheit 500 in Schritt
S170 eine aus der Mess-Information berechnete nummerische Information
des Messelementes mit dem zweiten Referenzwert, um die Gültigkeit
der Mess-Information zu beurteilen. In Schritt S170 ist der zweite
Referenzwert, welcher in der Datenspeichereinheit 300 gespeicherte
Betrachtung-Information ist, wenigstens eine beabsichtigte Dimension und/oder
eine zulässige
Toleranz, um auf der Grundlage von Konstruktions-Information einen
Formfehler des Messelementes abzuwägen.
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Wenn
das in Schritt S170 berechnete Ergebnis größer (oder gleich) wie der zweite
Referenzwert ist, wird der Schritt S140 nochmals ausgeführt. Anderenfalls,
wenn das berechnete Ergebnis in Schritt S170 kleiner als der zweite
Referenzwert ist, beurteilt die Steuereinheit 500 in Schritt
S180, ob die Messung (bzw. Vermessung) des Objektes zu beenden ist.
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Wenn
in Schritt S180 eine weitere Messung eines Objektes ansteht, dann
führt die
Steuereinheit 500 den Schritt S110 aus, und wenn in Schritt
S180 keine zusätzliche
Messung eines Objektes ansteht, werden die Anleitung der Betrachtung
und die Messung des Objektes beendet.
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Wie
vorstehend beschrieben, weist die vorliegende Erfindung den Vorteil
auf, dass ein Anwender die Absichten eines Designers hinsichtlich
der Betrachtung zum Durchführen
einer Messung genau verstehen kann.
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Weiter
können
die von einem Designer für eine
Betrachtung beabsichtigten Bauteile/Elemente komfortabel unabhängig von
der Geschicklichkeit des den 3D-Scanners betätigenden Anwenders betrachtet
und untersucht werden, so dass ein Fehler in der Betrachtung/Untersuchung
vermieden werden kann.
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Weiter
wird die Erzeugung eines Durchführungsfehlers
(eines Datenfehlers, der während
des Vorgangs des Durchführens
der Messung unter Verwendung eines 3D-Scanners auftreten kann) vermieden,
so dass ein noch effizienterer und damit wirkungsvollerer Betrachtungsvorgang
bzw. Untersuchungsvorgang zur Verfügung gestellt werden kann.
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Das
vorangegangene Ausführungsbeispiel ist
lediglich beispielhaft und soll nicht dazu dienen, die vorliegende
Erfindung zu beschränken.
Die vorliegende Lehre kann beliebig auf andere Arten von Vorrichtungen
angewendet werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist
nur beispielhaft, und soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht
begrenzen. Für
den Fachmann sind viele Alternativen, Modifikationen und Variationen
offensichtlich.
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Zusammenfassend
offenbart die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren
zum Anleiten einer Echtzeitbetrachtung/Echtzeituntersuchung unter
Verwendung eines 3D-Scanners. Das System und das Verfahren zum Anleiten
einer Echtzeitbetrachtung unter Verwendung eines 3D-Scanners ermöglichen
es einem Anwender, eine genaue und schnelle Betrachtung/Untersuchung
eines zu messenden Objektes durchzuführen, um so die Konstruktions-Absicht
(Design-Intention) eines Designers zu erfüllen. Für diesen Zweck wird eine 3D-Form-Information
eines zu messenden Objektes unter Verwendung eines Scanners gemessen.
Eine Form-Information und eine Betrachtungsanleit-Information des
Objektes werden in einer Datenspeichereinheit gespeichert. Über eine
Anzeigeeinheit wird eine Betrachtung-Information des Objektes überprüft, um die
Gültigkeit
der durch den Scanner erfassten Mess-Information zu beurteilen.
Danach wird der Scanner betätigt,
um die durch den Scanner erfasste Mess-Information mit der Betrachtung-Information
zu vergleichen, um die Gültigkeit
der Messung zu beurteilen. In der Folge kann ein Anwender die Absichten
bzw. Intentionen eines Designers für eine Betrachtung bzw. Untersuchung
genau verstehen, um eine Messung durchzuführen.