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DE202017102247U1 - measuring system - Google Patents

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DE202017102247U1 DE202017102247.1U DE202017102247U DE202017102247U1 DE 202017102247 U1 DE202017102247 U1 DE 202017102247U1 DE 202017102247 U DE202017102247 U DE 202017102247U DE 202017102247 U1 DE202017102247 U1 DE 202017102247U1
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Abstract

Messsystem zur Vermessung eines Objekts mit einem Lasertracker (2) mittels dessen die dreidimensionale Koordination von Reflektorelementen (6), die mittels jeweils eines Reflektorhalters (7) auf der Objektoberfläche befestigt sind, bestimmt werden und mit wenigstens einem Photogrammetriesystem (3), mittels dessen innerhalb wenigstens eines Bereichs der Objektoberfläche die dreidimensionalen Koordinaten von auf der Objektoberfläche vorgesehen Aufnahmepunkten (11) bestimmt werden, wobei die Reflektorhalter (7) Adapter ausbilden, indem auf jedem Reflektorhalter (7) eine individuelle Anordnung von Referenzpunkten (8) vorgesehen ist, welche als Aufnahmepunkte (11) mittels des Photogrammetriesystems (3) erfassbar sind, wobei in einem Einmessvorgang abhängig von den erfassten Referenzpunkten (8) ein Bezugspunkt des Reflektorelements bestimmt ist und wobei dieser Bezugspunkt auf den mittels des Lasertrackers (2) bestimmten Bezugspunkt der Reflektorelemente (6) ausgerichtet ist, wodurch die mittels des Photogrammetriesystem (3) durchgeführte Messung auf das mittels des Lasertrackers (2) ermittelte Koordinatensystem der Reflektorelemente (6) bezogen ist.

Figure DE202017102247U1_0000
Measuring system for measuring an object with a laser tracker (2) by means of which the three-dimensional coordination of reflector elements (6) which are fastened by means of a respective reflector holder (7) on the object surface, and with at least one photogrammetric system (3), by means of which at least one region of the object surface, the three-dimensional coordinates of receiving points (11) provided on the object surface are formed, the reflector holders (7) forming adapters by providing on each reflector holder (7) an individual arrangement of reference points (8) serving as receiving points (11) can be detected by means of the photogrammetry system (3), wherein a reference point of the reflector element is determined in a calibration process as a function of the detected reference points (8) and wherein this reference point is aligned with the reference point of the reflector elements (6) determined by the laser tracker (2) is, causing the by means of the photogrammetry system (3) carried out measurement on the means of the laser tracker (2) determined coordinate system of the reflector elements (6).
Figure DE202017102247U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem.The invention relates to a measuring system.

Messsysteme dieser Art werden insbesondere zur Qualitätskontrolle eingesetzt, indem die Geometrie von Objekten, insbesondere Bauteilen bestimmt und danach geprüft wird.Measuring systems of this type are used in particular for quality control by the geometry of objects, in particular components determined and then tested.

Ein Beispiel für ein derartiges Messsystem ist ein Streifenlichtprojektionssystem. Dieses Streifenlichtprojektionssystem ist ein Kamerasystem, das vorzugsweise eine oder zwei Kameras aufweist um damit dreidimensionale Daten der Oberfläche eines Objekts aufzunehmen. Mit derartigen Streifenlichtprojektionssystemen können hochgenau Objektoberflächen vermessen werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Erfassungsbereich von Streifenlichtprojektionssystemen eingeschränkt ist, sodass mit dem Streifenlichtprojektionssystem nur kleinere bis mittlere Objekte erfasst werden können.An example of such a measurement system is a fringe projection system. This striped light projection system is a camera system which preferably has one or two cameras for taking three-dimensional data of the surface of an object. With such striped light projection systems, object surfaces can be measured with high precision. The disadvantage here, however, is that the detection range of fringe light projection systems is limited, so that with the fringe light projection system only small to medium objects can be detected.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Messsystem bereitzustellen, mittels dessen auch sehr große Objekte exakt vermessen werden können.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a measuring system by means of which even very large objects can be measured accurately.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.To solve this problem, the features of claim 1 are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Vermessung eines Objekts mit einem Lasertracker, mittels dessen die dreidimensionale Koordination von Reflektorelementen, die mittels jeweils eines Reflektrohalters auf der Objektoberfläche befestigt sind, bestimmt wird. Mit wenigstens einem Photogrammetriesystem werden innerhalb wenigstens eines Bereiches der Objektoberfläche die dreidimensionalen Koordinaten von den auf der Oberfläche vorgesehenen Aufnahmepunkten bestimmt. Die Reflektorhalter bilden Adapter aus, indem auf jedem Reflektorhalter eine individuelle Anordnung von Referenzpunkten vorgesehen ist, welche als Aufnahmepunkte mittels des Photogrammetriesystems erfassbar sind. In einem Einmessvorgang ist, abhängig von den erfassten Referenzpunkten ein Bezugspunkt bestimmbar. Dieser Bezugspunkt ist auf den mittels des Lasertrackers bestimmten Bezugspunkt der Reflektorelemente ausgerichtet. Die mittels des Photogrammetriesystems durchgeführte Messung ist auf das mittels des Lasertrackers ermittelte Koordinatensystem der Reflektorelemente bezogen.The invention relates to a measuring system for measuring an object with a laser tracker, by means of which the three-dimensional coordination of reflector elements, which are fastened by means of a respective Reflektrohalters on the object surface, is determined. With at least one photogrammetric system, the three-dimensional coordinates of the recording points provided on the surface are determined within at least one area of the object surface. The reflector holder form adapter by an individual arrangement of reference points is provided on each reflector holder, which can be detected as recording points by means of the photogrammetry. In a calibration process, a reference point can be determined, depending on the detected reference points. This reference point is aligned with the reference point of the reflector elements determined by the laser tracker. The measurement carried out by means of the photogrammetry system is based on the coordinate system of the reflector elements determined by means of the laser tracker.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, mit dem Lasertracker und dem Photogrammetriesystem zwei unterschiedliche Messsysteme zu einem Gesamt-Messsystem zu verknüpfen, sodass mit diesem eine hochgenaue Vermessung großer Objekte wie Züge, LKW, Busse, Schiffe, Windräder oder auch Maschinentische von Großpressen ermöglicht ist.The basic idea of the invention is therefore to combine two different measuring systems with the laser tracker and the photogrammetric system to form an overall measuring system, so that this enables a highly accurate measurement of large objects such as trains, trucks, buses, ships, windmills or even machine tables of large presses ,

Wesentlich hierbei ist die Verknüpfung des Lasertrackers mit dem Photogrammetriesystem derart, dass die mit dem Photogrammetriesystem vermessenen Bereiche einer Objektoberfläche in ein dreidimensionales Koordinatensystem eingebunden sind, welches vom Lasertracker und diesen zugeordneten Reflektorelementen, die mittels Reflektorhaltern auf der Objektoberfläche befestigt sind, ausgebildet ist. Hierzu werden mit dem Lasertracker die dreidimensionalen Koordinaten der Reflektorelemente bestimmt.Essential here is the linking of the laser tracker with the photogrammetry system in such a way that the areas of an object surface measured with the photogrammetry system are integrated into a three-dimensional coordinate system which is formed by the laser tracker and associated reflector elements which are fastened to the object surface by means of reflector holders. For this purpose, the laser tracker determines the three-dimensional coordinates of the reflector elements.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verknüpfung des Lasertrackers mit dem Photogrammetriesystem dadurch, dass die Reflektorhalter für die Reflektorelemente als Adapter ausgebildet sind. Die Ausbildung der Reflektorhalter als Adapter erfolgt derart, dass diese individuelle Anordnungen von Referenzpunkten aufweisen, die in einem Einmessvorgang relativ zu einem Bezugspunkt des Reflektorelements, insbesondere dem Mittelpunkt des Reflektorelements, bestimmt werden, wobei dieser Bezugspunkt auch mit dem Lasertracker vermessen wird.According to the invention, the laser tracker is linked to the photogrammetry system in that the reflector holders for the reflector elements are designed as adapters. The design of the reflector holder as an adapter is such that they have individual arrangements of reference points, which are determined in a Einmessvorgang relative to a reference point of the reflector element, in particular the center of the reflector element, said reference point is also measured with the laser tracker.

Bei der Vermessung eines Bereichs der Objektoberfläche mit dem Photogrammetriesystem wird in bekannter Weise eine Bestimmung der dreidimensionalen Koordinaten von auf der Objektoberfläche aufgebrachten Aufnahmepunkten durchgeführt. Erfindungsgemäß bilden auch die Referenzpunkte der Reflektorhalter, die sich in diesem Bereich befinden, Aufnahmepunkte, die mit dem Photogrammetriesystem vermessen werden. Durch die Vermessung der Referenzpunkte der Reflektorhalter mit dem Photogrammetriesystem werden die Bezugspunkte der Reflektorelemente ebenso bestimmt wie mit dem Lasertracker. Durch ein Ausrichten der mit dem Lasertracker einerseits und dem Photogrammetriesystem andererseits bestimmten Bezugspunkte wird die Messung des Photogrammetriesystems für den Bereich der Oberfläche des Objekts in das Koordinatensystem des Lasertrackers eingebunden. Da jeder Adapter eine individuelle Anordnung von Referenzpunkten aufweist, können diese in der Auswertung des Messsystems eindeutig identifiziert werden. Demzufolge sind in Messsystemen auch die Messergebnisse des Photogrammetriesystems für Bereiche der Objektoberfläche über die dort erfassten Adapter eindeutig identifizierbar.When measuring a region of the object surface with the photogrammetry system, a determination of the three-dimensional coordinates of pick-up points applied to the object surface is carried out in a known manner. According to the invention, the reference points of the reflector holders which are located in this area also form pick-up points which are measured with the photogrammetric system. By measuring the reference points of the reflector holder with the photogrammetry system, the reference points of the reflector elements are determined as well as with the laser tracker. By aligning the reference points determined with the laser tracker on the one hand and the photogrammetry system on the other hand, the measurement of the photogrammetry system for the area of the surface of the object is integrated into the coordinate system of the laser tracker. Since each adapter has an individual arrangement of reference points, these can be clearly identified in the evaluation of the measuring system. Consequently, in measurement systems, the measurement results of the photogrammetry system for areas of the object surface can be clearly identified via the adapters detected there.

Mit dem Photogrammetriesystem können auf diese Weise mehrere Bereiche der Objektoberfläche vermessen und in das Koordinatensystem des Lasertrackers eingebunden werden. Im Grenzfall kann somit die gesamte Objektoberfläche vermessen werden.With the photogrammetry system, several areas of the object surface can be measured in this way and integrated into the coordinate system of the laser tracker. In the limit can thus the entire object surface can be measured.

Mit dem erfindungsgemäßen Messsystem kann die gesamte Objektoberfläche von sehr großen Objekten exakt vermessen werden.With the measuring system according to the invention, the entire object surface of very large objects can be measured accurately.

Zwar ist der bei einer Messung des Photogrammetriesystems hochgenau erfasste Bereich auf einen relativ kleinen Teil der Objektoberfläche begrenzt. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung des Photogrammetriesystems mit dem Lasertracker können jedoch die einzelnen vermessenen Bereiche positionsgenau zusammengeführt werden, sodass dadurch eine hochgenaue Vermessung von sehr großen Objektoberflächen ermöglicht wird.Although the highly accurately detected in a measurement of the photogrammetry system area is limited to a relatively small part of the object surface. By linking the photogrammetry system according to the invention with the laser tracker, however, the individual measured areas can be brought together in a positionally exact manner, so that a highly accurate measurement of very large object surfaces is made possible.

Die Funktionalität des erfindungsgemäßen Messsystems kann dadurch noch erweitert werden, dass zusätzlich zu dem Lasertracker und dem Photogrammetriesystem auch noch ein Streifenlichtprojektionssystem verwendet wird, mit dem die Geometrie eines Bereichs einer Objektoberfläche hochgenau vermessen werden kann. Vorzugsweise entspricht dieser Bereich auch dem Bereich, der mit dem Photogrammetriesystem vermessen wird. Da auch mit dem Streifenlichtprojektionssystem die mit dem Photogrammetriesystem vermessenen Aufnahmepunkte erfasst werden, ist die Position und Orientierung der mit dem Streifenlichtprojektionssystem bestimmten Objektoberfläche bekannt. Weiterhin werden auch mit dem Streifenlichtprojektionssystem die Referenzpunkte der im Bereich angeordneten Adapter erfasst, sodass die Messergebnisse des Streifenlichtprojektionssystems wie auch diejenigen des Photogrammetriesystems in das Koordinatensystem des Lasertrackers eingebunden werden können.The functionality of the measuring system according to the invention can be further extended by using, in addition to the laser tracker and the photogrammetry system, a strip light projection system with which the geometry of a region of an object surface can be measured with high precision. Preferably, this area also corresponds to the area that is measured with the photogrammetry system. Since the photographing points measured by the photogrammetric system are also detected with the stripe light projection system, the position and orientation of the object surface determined by the stripe light projection system is known. Furthermore, the reference points of the adapters arranged in the region are also detected with the strip light projection system, so that the measurement results of the strip light projection system as well as those of the photogrammetry system can be integrated into the coordinate system of the laser tracker.

Auf diese Weise können die Geometrien auch von sehr großen Objekten exakt bestimmt werden.In this way, the geometries can be determined exactly even by very large objects.

Besonders vorteilhaft kann das Streifenlichtprojektionssystem auch zur Durchführung der Einmessvorgänge für die Reflektorhalter durchgeführt werden, wobei bei dem Einmessvorgang zusätzlich zu den Referenzpunkten des Reflektorhalters auch die Geometrie des jeweiligen im Reflektorhalter gelagerten Reflektorhalters vermessen wird.Particularly advantageously, the strip light projection system can also be carried out for carrying out the calibration operations for the reflector holders, the geometry of the respective reflector holder mounted in the reflector holder being measured during the calibration process in addition to the reference points of the reflector holder.

Um eine eindeutige Identifizierung der Adapter zu ermöglichen, weisen diese individuelle Anordnungen von Referenzpunkten auf, die eindeutig voneinander unterscheidbar sind.In order to enable unambiguous identification of the adapters, they have individual arrangements of reference points which are clearly distinguishable from one another.

Die Referenzpunkte selbst brauchen keine eigenen individuellen Strukturen aufweisen, das heißt die Adapter weisen unkodierte Referenzpunkte auf.The reference points themselves need not have their own individual structures, that is, the adapters have uncoded reference points.

Besonders vorteilhaft sind die Referenzpunkte von auf dem jeweiligen Reflektorhalter befestigen oder in diesem eingelassenen Elementen gebildet.Particularly advantageously, the reference points are fixed on the respective reflector holder or formed in this recessed elements.

Zweckmäßig weisen die Elemente jeweils dieselbe Außenkontur auf und sind farblich zu dem Reflektorhalter unterschiedlich ausgebildet, sodass diese am Reflektorhalter erkannt werden können.Suitably, the elements each have the same outer contour and are formed differently in color to the reflector holder, so that they can be detected on the reflector holder.

Insbesondere sind die Elemente von Kunststoff-Pins gebildet.In particular, the elements are formed by plastic pins.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1: Schematische Darstellung von Komponenten des erfindungsgemäßen Messsystems.
  • 2: Schematische Darstellung eines Reflektorelements für einen Lasertracker.
  • 3: Schematische Darstellung eines Reflektorhalters für das Reflektorelement gemäß 2.
  • 4: Applikationsbeispiel für das Messsystem gemäß 1.
The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 : Schematic representation of components of the measuring system according to the invention.
  • 2 : Schematic representation of a reflector element for a laser tracker.
  • 3 : Schematic representation of a reflector holder for the reflector element according to 2 ,
  • 4 : Application example for the measuring system according to 1 ,

1 zeigt schematisch wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Messsystems 1. 1 schematically shows essential components of the measuring system 1 according to the invention.

Das Messsystem weist einen Lasertracker 2 auf, der ein auf Standfüßen 2a gelagertes Sensorgehäuse 2b mit einem darin integrierten optischen Distanzsensor aufweist. Mit dem Distanzsensor werden Distanzmessungen nach einem Impuls-Laufzeit-Verfahren durchgeführt.The measuring system has a laser tracker 2, which has a sensor housing 2b mounted on feet 2a with an optical distance sensor integrated therein. With the distance sensor distance measurements are carried out according to a pulse transit time method.

Das Messsystem weist weiterhin ein Photogrammetriesystem 3 auf. Bei dem Photogrammetriesystem 3 handelt es sich um ein digitales Kamerasystem mit dem Koordinaten von dreidimensionalen Objekten bestimmt werden können.The measuring system furthermore has a photogrammetric system 3. The photogrammetry system 3 is a digital camera system with which coordinates of three-dimensional objects can be determined.

Als optische Komponente weist das Messsystem ein Streifenlichtprojektionssystem 4 auf. Das Streifenlichtprojektionssystem 4 weist in bekannter Weise ein Steuerkamerasystem und eine zugeordnete Projektionseinheit zur Projektion von Streifenmustern auf eine zu vermessende Objektoberfläche auf. Mit dem Streifenlichtprojektionssystem 4 kann die Geometrie einer Objektoberfläche messtechnisch erfasst werden.As an optical component, the measuring system has a fringe light projection system 4. The strip light projection system 4 has, in a known manner, a control camera system and an associated projection unit for projecting stripe patterns onto an object surface to be measured. With the strip light projection system 4, the geometry of an object surface can be detected metrologically.

Schließlich weist das Messsystem eine Auswerteeinheit 5 auf, die von einer oder mehreren Rechnereinheiten gebildet ist. Der Lasertracker 2, das Photogrammetriesystem 3 und das Streifenlichtprojektionssystem 4 kommunizieren über berührungslos arbeitende oder leitungsgebundene Schnittstellen mit der Auswerteeinheit 5.Finally, the measuring system has an evaluation unit 5, which is formed by one or more computer units. The laser tracker 2, the photogrammetry system 3 and the strip light projection system 4 communicate with the evaluation unit 5 via contactless or line-bound interfaces.

Der Lasertracker 2 bildet insofern ein taktiles Messsystem, dass mit diesem ein Reflektorelement 6 vermessen wird, das mittels eines Reflektorhalters 7 auf einer zu untersuchenden Objektoberfläche fixiert ist. The laser tracker 2 forms a tactile measuring system in that with this a reflector element 6 is measured, which is fixed by means of a reflector holder 7 on an object surface to be examined.

Die 2 zeigt ein solches Reflektorelement 6 in Form einer Reflektorkugel mit einer in dieser angeordneten Spiegelanordnung 6a.The 2 shows such a reflector element 6 in the form of a reflector ball with a arranged in this mirror assembly 6a.

3 zeigt den zum Reflektorelement 6 passenden Reflektorhalter 7. Der Reflektorhalter 7 weist eine zentrale Ausnehmung 7a auf, die an die Außenkontur der Reflektorkugel angepasst ist, sodass die Reflektorkugel in diese Ausnehmung 7a eingeführt werden kann und dann in dieser in einer Sollposition gehalten ist. An der Unterseite des Reflektorhalters 7 sind nicht dargestellte Befestigungsmittel vergeben, mittels derer der Reflektorhalter 7 auf einer Objektoberfläche fixiert werden kann. 3 The reflector holder 7 has a central recess 7a, which is adapted to the outer contour of the reflector ball, so that the reflector ball can be inserted into this recess 7a and then held in this in a desired position. On the underside of the reflector holder 7 fastening means not shown are assigned, by means of which the reflector holder 7 can be fixed on an object surface.

Der Reflektorhalter 7 ist erfindungsgemäß zu einem Adapter derart ausgebildet, dass dieser eine Anzahl von unkodierten Referenzpunkten 8 aufweist. Die Referenzpunkte 8 sind in Form von Marken aus Kunststoff, Papier, Keramikmaterial oder dergleichen auf den Grundkörper des Reflektorhalters 7 aufgebracht oder in Form von Kunststoff-Pins in den Grundkörper des Reflektorhalters 7 eingelassen, sodass sie an dessen Oberseite sichtbar sind. Die Referenzpunkte 8 sind identisch ausgebildet und unterscheiden sich farblich vom Grundkörper des Reflektorhalters 7.The reflector holder 7 is according to the invention to form an adapter such that it has a number of uncoded reference points 8. The reference points 8 are applied in the form of marks made of plastic, paper, ceramic material or the like on the main body of the reflector holder 7 or embedded in the base body of the reflector holder 7 in the form of plastic pins, so that they are visible on the top. The reference points 8 are formed identically and differ in color from the main body of the reflector holder 7.

Das Messsystem umfasst mehrere Adapter bildende Reflektorhalter 7, wobei jeder Reflektorhalter 7 eine individuelle Anordnung von Referenzpunkten 8 aufweist, die sich von der Anordnung der Referenzpunkte 8 aller anderen Reflektorhalter 7 unterscheidet.The measuring system comprises a plurality of adapter-forming reflector holder 7, wherein each reflector holder 7 has an individual arrangement of reference points 8, which differs from the arrangement of the reference points 8 of all other reflector holder 7.

Während eines Einmessvorgangs wird jeder Reflektorhalter 7 mit dem darauf aufsitzenden Reflektorelement 6 von dem Streifenlichtprojektionssystem 4 vermessen, wobei dabei insbesondere die Referenzpunkte 8 vermessen werden und in Bezug auf diese der Mittelpunkt des Reflektorelements 6 als Bezugspunkt vermessen wird. Diese Bezugspunkte werden in der Auswerteeinheit 5 abgespeichert.During a calibration process, each reflector holder 7 with the reflector element 6 seated thereon is measured by the strip light projection system 4, wherein in particular the reference points 8 are measured and the center of the reflector element 6 is measured as a reference point. These reference points are stored in the evaluation unit 5.

4 zeigt ein Beispiel einer mit dem erfindungsgemäßen Messsystem durchgeführten Vermessung eines Objekts, wobei das Objekt in diesem Fall von einem Flugzeugflügel 9 gebildet ist. 4 shows an example of a measurement of an object carried out with the measuring system according to the invention, the object in this case being formed by an aircraft wing 9.

Wie aus 4 ersichtlich, sind in einem ersten Bereich B1 des Flugzeugflügels 9, der den Anbindungsbereich des Flugzeugflügels 9 mit dort vorgesehenen Anbindungselementen wie Bolzen 10 zur Anbindung an den Flugzeugrumpf bildet, erste Reflektoreinheiten R1, R2, R3 mit jeweils einem Reflektorhalter 7. Weiterhin sind in einem zweiten Bereich B2 des Flugzeugflügels 9, welcher den Winglet des Flugzeugflügels 9 umfasst, weitere Reflektoreinheiten R4, R5, R6 angebracht. Generell sind in jedem Bereich B2 wenigstens drei Reflektoreinheiten Ri vorgesehen.How out 4 1, first reflector units R1, R2, R3 are each provided with a reflector holder 7 in a first area B1 of the aircraft wing 9, which forms the connection area of the aircraft wing 9 with connecting elements provided there such as bolts 10 for connection to the aircraft fuselage Region B2 of the aircraft wing 9, which comprises the winglet of the aircraft wing 9, further reflector units R4, R5, R6 attached. In general, at least three reflector units R i are provided in each area B2.

Nacheinander wird jede Reflektoreinheit R1 - R6 mit einem Reflektorelement 6 bestückt und dann mit dem Lasertracker 2 werden diese Reflektoreinheit R1-R6 vermessen, wodurch die dreidimensionalen Koordinaten der Mittelpunkte der Reflektorelemente 6 der Reflektoreinheiten bestimmt werden, also genau die Bezugspunkte, die zuvor für die Reflektoreinheiten R1 - R6 mit dem Streifenlichtprojektionssystem 4 im Einmessvorgang bestimmt wurden.Successively, each reflector unit R1 - R6 is equipped with a reflector element 6 and then with the laser tracker 2, this reflector unit R1-R6 are measured, whereby the three-dimensional coordinates of the centers of the reflector elements 6 of the reflector units are determined, ie exactly the reference points previously for the reflector units R1 - R6 were determined with the strip light projection system 4 in the calibration process.

Wie aus 4 weiter ersichtlich, sind in den Bereichen B1, B2 auf dem Flugzeugflügel 9 Aufnahmepunkte 11 angebracht. Diese Aufnahmepunkte 11 sind von Elementen gebildet, die wie die Referenzpunkte 8 der Reflektorhalter 7 unkodierte Kunststoff-Pins, unkodierte Marken oder dergleichen als Markierungen aufweisen. Die Aufnahmepunkte 11 sind vollständig über die Bereiche B1, B2 verteilt.How out 4 Further, 9 receiving points 11 are mounted on the aircraft wing in the areas B1, B2. These receiving points 11 are formed by elements which, like the reference points 8 of the reflector holder 7, have uncoded plastic pins, non-coded marks or the like as markings. The pickup points 11 are completely distributed over the areas B1, B2.

In einem nächsten Schritt werden beide Bereiche B1, B2 jeweils separat mit dem Photogrammetriesystem 3 vermessen. Für jeden der Bereiche B1, B2 werden die dreidimensionalen Koordinaten der Aufnahmepunkte 11 und auch der Referenzpunkte 8 der Reflektorhalter 7 erhalten.In a next step, both areas B1, B2 are each measured separately with the photogrammetry system 3. For each of the areas B1, B2, the three-dimensional coordinates of the receiving points 11 and also the reference points 8 of the reflector holder 7 are obtained.

Die so gewonnenen Messergebnisse liefern eine hochgenaue Geometrieinformation über den Flugzeugflügel 9 in den beiden Bereichen B1, B2, wobei die Genauigkeit typischerweise im µm-Bereich liegt.The measurement results thus obtained provide high-precision geometry information about the aircraft wing 9 in the two areas B1, B2, the accuracy typically being in the μm range.

Da mit dem Photogrammetriesystem 3 für jeden Bereich B1, B2 die Referenzpunkte 8 der Reflektorhalter 7 gemessen werden und in dem Einmessvorgang für die Referenzpunkte 8 eines Reflektorhalters 7 als Bezugspunkt der Mittelpunkt des Reflektorelements 6 auf dem Reflektorhalter 7 bestimmt wurde, sind für den Bereich B1 die Mittelpunkte der Reflektoreinheiten R1 - R3 und den Bereich B2 die Mittelpunkte der Reflektoreinheiten R4 - R6 bestimmt. Die so mit dem Photogrammetriesystem 3 bestimmten Mittelpunkte werden in der Auswerteeinheit 5 mit den mit dem Lasertracker 2 bestimmten Mittelpunkten der Reflektoreinheiten R1 - R6 abgeglichen.Since the reference points 8 of the reflector holder 7 are measured with the photogrammetry system 3 for each region B1, B2 and in the calibration process for the reference points 8 of a reflector holder 7 as the reference point of the center of the reflector element 6 on the reflector holder 7, are for the area B1 the Center points of the reflector units R1 - R3 and the area B2 determines the centers of the reflector units R4 - R6. The center points thus determined by the photogrammetry system 3 are adjusted in the evaluation unit 5 with the center points of the reflector units R1-R6 determined with the laser tracker 2.

Damit werden die Messergebnisse des Photogrammetriesystems 3 für die Bereiche B1, B2 in das mit dem Lasertracker 2 durch die Bestimmung der Mittelpunkte der Reflektoreinheiten R1 - R6 definierte gemeinsame Koordinatensystem eingebunden, sodass beide Bereiche B1, B2 auf exakt dasselbe Koordinatensystem bezogen sind.Thus, the measurement results of the photogrammetry system 3 for the areas B1, B2 are integrated into the common coordinate system defined by the laser tracker 2 by determining the centers of the reflector units R1-R6, so that both areas B1, B2 are related to exactly the same coordinate system.

Diese Messungen können für weitere Bereiche Bi festgesetzt werden, sodass schließlich der gesamte Flugzeugflügel 9 mit der hohen Genauigkeit des Photogrammetriesystems 3 innerhalb des Photogrammetrieverbunds und mit der Genauigkeit des Lasertrackers 2 die Photogrammetrien zueinander vermessen wird.These measurements can be set for further areas B i , so that finally the entire aircraft wing 9 with the high accuracy of the photogrammetry system 3 within the photogrammetry network and with the accuracy of the laser tracker 2, the photogrammetry is measured to each other.

Die vorgenannten Messungen werden vorteilhaft dadurch erweitert, dass die Bereiche B1, B2 nicht nur mit dem Photogrammetriesystem 3, sondern auch mit dem Streifenlichtprojektionssystem 4 vermessen werden.The abovementioned measurements are advantageously extended by surveying the regions B1, B2 not only with the photogrammetric system 3, but also with the fringe light projection system 4.

Mittels des Streifenlichtprojektionssystems 4 wird in jedem Bereich B1, B2 oder allgemein Bi die Geometrie des Flugzeugflügels 9 bestimmt. Dabei werden mit dem Streifenlichtprojektionssystem 4 auch die in den Bereichen B1, B2 vorhandenen Aufnahmepunkte 11 erfasst, wodurch die Position und Orientierung der bestimmten Objektoberfläche bekannt ist. Da auch mit dem Streifenlichtprojektionssystem 4 die Referenzpunkte 8 der Reflektorhalter 7 erfasst werden, werden die Messergebnisse des Streifenlichtprojektionssystems 4 für die Bereiche B1, B2 ebenso wie die Messergebnisse mit dem Photogrammetriesystem 3 in das mittels des Lasertrackers 2 bestimmte Koordinatensystem der Reflektoreinheit R1 - R6 eingebunden.By means of the strip light projection system 4, the geometry of the aircraft wing 9 is determined in each area B1, B2 or generally B i . In this case, the strip light projection system 4 also detects the pick-up points 11 present in the regions B1, B2, as a result of which the position and orientation of the specific object surface is known. Since the reference points 8 of the reflector holders 7 are also detected with the strip light projection system 4, the measurement results of the strip light projection system 4 for the regions B1, B2 as well as the measurement results with the photogrammetry system 3 are integrated into the coordinate system of the reflector unit R1-R6 determined by means of the laser tracker 2.

Somit kann durch Vorsehen mehrerer Bereiche die gesamte Geometrie des Flugzeugflügels 9 mit der hohen Genauigkeit des Streifenlichtprojektionssystems 4 erfasst werden.Thus, by providing a plurality of regions, the entire geometry of the aircraft wing 9 can be detected with the high accuracy of the striped light projection system 4.

Die erhaltenen Messergebnisse können zu Zwecken der Qualitätssicherung oder auch als Mittel für eine automatisierte Montage des Flugzeugflügels 9 genutzt werden.The obtained measurement results can be used for purposes of quality assurance or as a means for automated assembly of the aircraft wing 9.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

(1)(1)
Messsensormeasuring sensor
(2)(2)
Lasertrackerlaser Tracker
(2a)(2a)
Standfüßestands
(2b)(2 B)
Sensorgehäusesensor housing
(3)(3)
Photogrammetriesystemphotogrammetry
(4)(4)
StreifenlichtprojektionssystemLight projection system
(5)(5)
Auswerteeinheitevaluation
(6)(6)
Reflektorelementreflector element
(6a)(6a)
Spiegelanordnungmirror arrangement
(7)(7)
Reflektorhalterreflector holder
(7a)(7a)
Ausnehmungrecess
(8)(8th)
Referenzpunktreference point
(9)(9)
Flugzeugflügelaircraft wing
(10)(10)
Bolzenbolt
(11)(11)
Aufnahmepunktpick up point

Claims (12)

Messsystem zur Vermessung eines Objekts mit einem Lasertracker (2) mittels dessen die dreidimensionale Koordination von Reflektorelementen (6), die mittels jeweils eines Reflektorhalters (7) auf der Objektoberfläche befestigt sind, bestimmt werden und mit wenigstens einem Photogrammetriesystem (3), mittels dessen innerhalb wenigstens eines Bereichs der Objektoberfläche die dreidimensionalen Koordinaten von auf der Objektoberfläche vorgesehen Aufnahmepunkten (11) bestimmt werden, wobei die Reflektorhalter (7) Adapter ausbilden, indem auf jedem Reflektorhalter (7) eine individuelle Anordnung von Referenzpunkten (8) vorgesehen ist, welche als Aufnahmepunkte (11) mittels des Photogrammetriesystems (3) erfassbar sind, wobei in einem Einmessvorgang abhängig von den erfassten Referenzpunkten (8) ein Bezugspunkt des Reflektorelements bestimmt ist und wobei dieser Bezugspunkt auf den mittels des Lasertrackers (2) bestimmten Bezugspunkt der Reflektorelemente (6) ausgerichtet ist, wodurch die mittels des Photogrammetriesystem (3) durchgeführte Messung auf das mittels des Lasertrackers (2) ermittelte Koordinatensystem der Reflektorelemente (6) bezogen ist.Measuring system for measuring an object with a laser tracker (2) by means of which the three-dimensional coordination of reflector elements (6) which are fastened by means of a respective reflector holder (7) on the object surface, and with at least one photogrammetric system (3), by means of which at least one region of the object surface, the three-dimensional coordinates of receiving points (11) provided on the object surface are formed, the reflector holders (7) forming adapters by providing on each reflector holder (7) an individual arrangement of reference points (8) serving as receiving points (11) can be detected by means of the photogrammetry system (3), wherein a reference point of the reflector element is determined in a calibration process as a function of the detected reference points (8) and wherein this reference point is aligned with the reference point of the reflector elements (6) determined by the laser tracker (2) is, causing the by means of the photogrammetry system (3) carried out measurement on the means of the laser tracker (2) determined coordinate system of the reflector elements (6). Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Photogrammetriesystem (3) mehrere Bereiche der Objektoberfläche erfasst sind, wobei die Messergebnisse für diese Bereiche über die Messungen des Lasertrackers (2) in ein gemeinsames Koordinatensystem eingebunden sind.Measuring system after Claim 1 , characterized in that with the photogrammetry system (3) a plurality of areas of the object surface are detected, wherein the measurement results for these areas are integrated via the measurements of the laser tracker (2) in a common coordinate system. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt eines Reflektorelements (6) dessen Mittelpunkt ist.Measuring system according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the reference point of a reflector element (6) is the center thereof. Messsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Adapter eine individuelle Anordnung von unkodierten Referenzpunkten (8) aufweist.Measuring system according to one of Claims 1 - 3 , characterized in that each adapter has an individual arrangement of uncoded reference points (8). Messsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzpunkte (8) von auf dem jeweiligen Reflektorhalter (7) befestigten oder in diesen eingelassenen Elementen gebildet sind.Measuring system according to one of Claims 1 - 4 , characterized in that the reference points (8) of on the respective reflector holder (7) attached or embedded in these elements are formed. Messsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Elemente dieselbe Form und Größe aufweisen. Measuring system after Claim 5 , characterized in that all elements have the same shape and size. Messsystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente oder Teile hiervon hinsichtlich ihres Kontrasts oder ihrer Farbe zu dem Reflektorhalter 7 unterschiedlich sind.Measuring system according to one of Claims 5 or 6 , characterized in that the elements or parts thereof are different with respect to their contrast or their color to the reflector holder 7. Messsystem nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente von Kunststoff-Pins oder Marken aus Papier , Kunststoff oder Keramikmaterial gebildet sind.Measuring system according to one of Claims 5 - 7 , characterized in that the elements of plastic pins or marks made of paper, plastic or ceramic material are formed. Messsystem nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens ein Streifenlichtprojektionssystem (4) aufweist, mittels dessen innerhalb eines Bereichs die Objektoberfläche vermessen wird, wobei anhand der vom Streifenlichtprojektionssystem (4) erfassten Aufnahmepunkte (11) die Position und Orientierung der gemessenen Objektoberfläche bekannt ist.Measuring system according to one of Claims 1 - 8th , characterized in that it comprises at least one strip light projection system (4), by means of which the object surface is measured within a range, wherein the position and orientation of the measured object surface is known on the basis of the scanning light projection system (4) detected pick-up points (11). Messsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Streifenlichtprojektionssystem (4) und dem Photogrammetriesystem (3) jeweils derselbe Bereich des Objekts vermessen wird.Measuring system after Claim 9 , characterized in that with the strip light projection system (4) and the photogrammetry system (3) in each case the same area of the object is measured. Messsystem nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einmessvorgang mit einem Streifenlichtprojektionssystem (4) durchgeführt wird.Measuring system according to one of Claims 1 - 10 , characterized in that the Einmessvorgang is performed with a strip light projection system (4). Messsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einmessvorgang zusätzlich die Form des Reflektorelements (6) gemessen und dessen Mittelpunkt bestimmt wird.Measuring system after Claim 11 , characterized in that additionally measured in the calibration process, the shape of the reflector element (6) and its center is determined.
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