[发明专利]确定物体表面待测点的3D坐标的六自由度测量辅助模块

说明书

本发明涉及确定物体表面待测点的3D坐标的六自由度测量辅助模块，所述系统包括用于确定六自由度测量辅助模块的位置和取向的激光跟踪仪。该六自由度测量辅助模块具有：主体，该主体包括带物体接口的物体接合装置，该物体接合状被设计成通过物体接口择一地以固定姿态将手柄接合到主体、将物体接合到移动平台；具有传感器接口的传感器附件接合装置，该传感器附件接合装置设计成通过传感器接口以固定姿态择一地将实现非接触式测量的传感器附件和实现触觉测量的传感器附件接合到主体；可视标记，其按照规定的空间关系以在主体上的标记区域中形成图案的方式排列并使六自由度测量辅助模块的取向对激光跟踪仪而言是可确定的。

技术领域

本发明涉及六自由度测量辅助模块，其可以与激光跟踪仪结合使用以确定物体表面的待测点的3D坐标。

背景技术

在物体测量技术中知道了各种系统用于确定物体表面待测点(所谓的表面点)的3D坐标。每个系统都基于使用特定的测量头/传感器来扫描物体表面。就此而言，测量任务且特别是其中关于测量精度/速度所限定的要求规定了在最大可能范围内选择测量头/传感器。原则上，有两种类型的在测量物体时所用的类型的测量头/传感器：实现触觉扫描的测量头和实现非接触式扫描的测量头。触觉测量头包括例如在一端固定有红宝石球的触笔型测量探针。使红宝石球与物体表面待测点接触并据此确定该点的3D坐标。实现非接触式扫描的测量头如激光扫描仪包括用于发射测量辐射的光束源，其中物体表面待测点被测量辐射照射，并且测量辐射自被照射的点反射并在此基础上确定该点的3D坐标。实现触觉或非接触式扫描的大多数的物体测量传感器或测量头被设计成与例如坐标测量机(CMM)、自动引导的运动链或机械臂连用。就是说，测量头被设计成与CMM、自动引导的运动链或机械臂接合，由此所述测量头以自动引导控制的方式扫描并测量待测物体表面。

发明内容

缺少一种测量辅助模块，其在触觉测量头和实现非接触式扫描的测量头的使用中提高灵活性，同时提高物体表面测量的效率和准确性。

因此，本发明的目的是提供这样的测量辅助模块，其允许灵活使用实现触觉扫描的测量头和实现非接触式扫描的测量头，同时提高在物体表面测量期间所确定的3D坐标的精度和相应的效率。

根据本发明的测量辅助模块是如下测量辅助模块，它允许可在多达六个自由度(六DOF)下确定测量头/传感器/传感器附件的姿态、即位置和取向。六自由度测量辅助模块可用在确定物体表面待测点的3D坐标的系统中，所述系统包括用于确定六自由度测量辅助模块的位置和取向的激光跟踪仪。本发明涉及这样的六自由度测量辅助模块，其包括：主体，该主体包括具有物体接口的物体接合装置，物体接合装置被设计成经由物体接口以择一方式(alternatively)将手柄以固定姿态接合主体以及以固定姿态将主体接合至移动平台；具有传感器接口的传感器附件接合装置，该传感器附件接合装置被设计成通过传感器接口以择一方式将实现非接触式测量的传感器附件和实现触觉测量的传感器附件以固定姿态接合至主体；和可视标记，其按照规定空间关系以在该主体的标记区域中形成图案的方式布置并且使六自由度测量辅助模块的取向对于激光跟踪仪是可确定的。

在此情况下，接合装置、即物体接合装置和传感器接合装置均具有特定的结构接合特征，其中该传感器附件或可与相应的接合装置接合的物体具有与所述特定接合特征相对应的结构接合特征。彼此对应的这些结构特征允许传感器附件或为此提供的物体能以特定方式接合至主体或脱离主体，从而在接合状态下该传感器附件或物体、即手柄或移动平台具有相对于主体的规定姿态关系。在这种情况下，姿态关系涉及相对于主体的具体位置和取向。