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Europäisches Patentamt

Koordinatenmessgerät und Verfahren zum Kalibrieren desselben mit einer Time-of-Flight-Kamera | Coordinate measuring machine and method for calibrating the same with a time-of-flight camera

Patentnummer:DE102015109612B4
IPC Hauptklasse:G01B0005008
Anmelder:Carl Zeiss AG (0)
Carl Zeiss Strasse 22, 73447 Oberkochen, DE
Erfinder:BURGER, Jochen (0)
Bayernweg 23, 89522 Heidenheim, DE
HELD, Tobias (0)
Eselerstraße 6, 86720 Nördlingen, DE
Anmeldung:16.06.15
Offenlegung:16.06.15
Patenterteilung:13.08.20

Abstract / Hauptanspruch
KMG (10) mit:
einem Taster (28) zum Antasten eines zu vermessenden Objekts (32, 62) innerhalb eines fest definierten Messvolumens (33), das dem KMG (10) zugeordnet ist und das ein KMG-spezifisches Koordinatensystem definiert;
einer Auswerte- und Steuereinheit (36, 38, 39); und
einer ToF-Kamera (70), wobei die ToF-Kamera (70) zum Ausleuchten und Aufnehmen von mindestens einem ToF-Bilds einer Szene im Messvolumen (33) eingerichtet ist, wobei das ToF-Bild ein ToF-spezifisches Koordinatensystem definiert, welches sich vom KMG-spezifischen Koordinatensystem unterscheidet, und wobei die Szene ein charakteristisches Merkmal (28-1, 32, 62) aufweist, dessen Geometrie und/oder Lage in Bezug auf das KMG-spezifische Koordinatensystem bekannt ist bzw. sind;
wobei die Auswerte- und Steuereinheit (36, 38, 39) eingerichtet ist, das charakteristische Merkmal (28-1, 32, 62) im ToF-Bild zu erkennen und die Geometrie und/oder Lage des erkannten charakteristischen Merkmals (28-1, 32, 62) im ToF-spezifischen Koordinatensystem zu bestimmen;
wobei die Auswerte- und Steuereinheit (36, 38, 39) ferner eingerichtet ist, basierend auf den Geometrien und/oder Lagen des charakteristischen Merkmals im KMG-spezifischen Koordinatensystem und im ToF-spezifischen Koordinatensystem eine Abbildungsfunktion zum Referenzieren des KMG-spezifischen Koordinatensystems auf das ToF-spezifische Koordinatensystem, oder umgekehrt, zu bestimmen; und
wobei das charakteristische Merkmal um eine Drehachse rotiert, die im ToF-Bild nicht erkennbar ist, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit ferner eingerichtet ist, mehrere, zeitlich versetzte ToF-Bilder nach einer jeweiligen Position des charakteristischen Merkmals im jeweiligen ToF-Bild hinsichtlich einer Lage der Drehachse im KMG-spezifischen Koordinatensystem auszuwerten.

KMG (10) with:
a button (28) for probing an object (32, 62) to be measured within a firmly defined measurement volume (33) which is assigned to the CMM (10) and which defines a CMM-specific coordinate system;
an evaluation and control unit (36, 38, 39); and
a ToF camera (70), the ToF camera (70) being set up to illuminate and record at least one ToF image of a scene in the measurement volume (33), the ToF image defining a ToF-specific coordinate system which is located differs from the CMM-specific coordinate system, and wherein the scene has a characteristic feature (28-1, 32, 62), the geometry and / or position of which is known in relation to the CMM-specific coordinate system;
wherein the evaluation and control unit (36, 38, 39) is set up to recognize the characteristic feature (28-1, 32, 62) in the ToF image and the geometry and / or position of the recognized characteristic feature (28-1, 32, 62) in the ToF-specific coordinate system;
wherein the evaluation and control unit (36, 38, 39) is further set up, based on the geometries and / or positions of the characteristic feature in the CMM-specific coordinate system and in the ToF-specific coordinate system, a mapping function for referencing the CMM-specific coordinate system to the To determine the ToF-specific coordinate system or vice versa; and
wherein the characteristic feature rotates around an axis of rotation that is not recognizable in the ToF image, and wherein the evaluation and control unit is also set up to provide a plurality of time-shifted ToF images according to a respective position of the characteristic feature in the respective ToF image with regard to a Evaluate the position of the axis of rotation in the CMM-specific coordinate system.

DE102015109612B4


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