Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung mindestens eines Messobjekts, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung min destens eines Messobjekts. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet der Koordinatenmesstechnik.

Stand der Technik

Beim Bau von Bearbeitungs- und Messmaschinen muss in der Regel ein Bearbeitungs- oder Messkopf genau positioniert werden. So müssen, beispielsweise im Rahmen von Bearbei tungsprogrammen, definierte zeitliche und räumliche Verläufe einer Position und Ausrich tung des Werkzeuges relativ zu einem Werkstück geregelt werden, was üblicherweise mit erheblichem Aufwand, insbesondere maschinenbaulichen Aufwand, einhergeht. Es kann nö tig sein, ein Werkzeug genau, beispielsweise im Mikrometerbereich oder auch darunter, zu zuführen, was üblicherweise eine aufwendige Mess- und Regeltechnik erfordert. Der Auf wand kann sich weiter erhöhen, beispielsweise wenn für die Bearbeitungsmaschine Invari anz gegenüber möglichst vielen für einen genauen Betrieb der Maschine zu berücksichtigen den Einflüsse, insbesondere eine gleichbleibende Genauigkeit, gegenüber Altem, Tempera tureinflüssen und/oder sonstigen Umwelteinflüssen, Bearbeitungskräften, sowie allgemein variierenden statischen und dynamischen Lasten, gefordert wird.

Üblicherweise wird versucht, durch Auslesen von Sensorik eine voraussichtliche Relativpo sition und Relativorientierung zwischen Werkstück und Werkzeug zu prognostizieren, wie sie sich für die verwendete Maschinenachsstapelfolge einer Maschinenstruktur beispiels weise unter Verwendung von Kalibrierdaten aus einem Maschinenmodell ergibt.

Die Kalibrierdaten können dabei mit Methoden ermittelt werden, welche darauf ausgelegt sind, die Fehler der Maschinenkinematik so zu ermitteln, dass eine anschließende rechneri sche Korrektur unter Verwendung dieser Kalibrierdaten möglich wird. Abhängig von der Komplexität des Fehlerbildes der zu kalibrierenden Kinematik kann auch das Kalibrierver fahren sehr aufwendig werden. Insbesondere kann es so aufwendig werden, dass auf eine vollständige Erfassung aller Fehler aus Kosten- oder Prozessgründen verzichtet wird.

Bekannt ist beispielsweise der Einsatz von vier sogenannten Lasertracem oder Lasertrackem und einem Retroreflektor. Durch geeignete Messstrategie kann aus einer Abfolge von unter schiedlichen Positionen des Retroreflektors im Raum eine eindeutige Rekonstruktion der Position der Lasertracer oder Lasertracker im Raum und der unterschiedlichen angefahrenen Positionen des Retroreflektors möglich sein. So können regelmäßig Genauigkeiten im Be reich von Mikrometern erreicht werden, wobei bei geeigneter Umgebung auch Submikro meter-Genauigkeiten möglich sein können.

Trotz der Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren weisen diese noch Verbesserungspotential auf. So sind derartige, bekannte Verfahren und Vorrichtungen in der Regel komplex, teuer, wenig robust und außerdem aufwendig, bei spielsweise aufwendig bezüglich einer nötigen Rechenleistung und/oder bezüglich der An zahl benötigter Vorrichtungen, wie Retroreflektoren und/oder Lasertracer. Weiterhin kann zur Erfassung der dreidimensionalen Position des Retroreflektors insbesondere eine Verket tung mehrerer Messungen nötig sein. Weiter darf während der Messung, insbesondere einem Tracking, ein Interferometerstrahlengang nicht unterbrochen werden. Ferner sind bekannte Vorrichtungen und Verfahren häufig lediglich geeignet, die dreidimensionale Position des Retroreflektors zu bestimmen, nicht jedoch die Orientierung.

Ferner kann es insbesondere nötig sein, aufwendige und fehlerverkettend sehr unvorteilhafte Wiederholungsmessreihen bei gleichbleibender Maschinenachssteilungsreihenfolge und auskragenden Retroreflektorhaltem durchzuführen. Nicht vorliegende Reproduzierbarkeit der Maschinenachssteilungen während der Wiederholungsmessreihen sowie Instabilitäten und Ungenauigkeit der relativen Retroreflektorlagen zwischen den Messreihen können die Aussagekraft der Messungen häufig begrenzen und erlauben üblicherweise nicht, die Sys temgrenzen der verwendeten Lokalisierungstechnologie zu nutzen.

DE 10 2010 039 948 Al beschreibt eine Messeinheit zum Ermitteln einer relativen Position und relativen Orientierung zwischen der Messeinheit und einer Anordnung von mindestens drei optischen Elementen. Die Messeinheit umfasst eine Längenmesseinrichtung, die Mess strahlen aussendet, und mindestens eine Strahllenkeinrichtung, die eingerichtet ist, um die Messstrahlen auf optische Elemente der Anordnung zu lenken. Die mindestens eine Strahl- lenkeinrichtung ist steuerbar, um wenigstens einen der Messstrahlen zeit sequentiell auf meh rere optische Elemente der Anordnung zu lenken, um zeitsequentiell mehrere Längenmess vorgänge derart durchzuführen, dass bei den mehreren Längenmessvorgängen jeder Mess strahl des wenigstens einen Messstrahls auf genau eines der optischen Elemente trifft. Ins gesamt werden so sechs Längen gemessen.

DE 101 18392 Al beschreibt ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position zweier Objekte relativ zueinander, umfassend: eine Quelle kohärenter Strahlung, eine Strahl führung zur Bereitstellung eines Meßzweigs für einen Meßstrahl, der eine von der Position der beiden Objekte abhängige optische Weglänge aufweist, einen Strahlungsintensitätsmes ser zum Messen einer Intensität einer interferierenden Überlagerung von Strahlung, die we nigstens Strahlung nach Durchlaufen des Meßzweiges umfaßt, und einen Rechner, der auf ein Meßsignal des Strahlungsintensitätsmessers anspricht, um optische Weglängen des Meß zweiges und daraus die Position der beiden Objekte relativ zueinander zu ermitteln. Der Meßzweig umfaßt: wenigstens einen an einem ersten der beiden Objekte fest anbringbaren Emitter zum Aussenden der dem Meßzweig zugeführten Strahlung in einen Raum zwischen den beiden Objekten, wenigstens drei an dem zweiten der beiden Objekte derart anbringbare Retroreflektoren, daß diese mit festen Abständen relativ zueinander angeordnet sind, und wenigstens einen an dem ersten der beiden Objekte anbringbaren Empfänger zum Empfang von von den Retroreflektoren zurückgeworfener Strahlung und zur Zuführung der empfan genen Strahlung zu dem Strahlungsintensitätsmesser. Der Emitter sendet die Strahlung in einen solchen Raumwinkelbereich aus, daß die wenigstens drei Retroreflektoren darin ent halten sind.

EP 3 165 876 A2 beschreibt ein Opto-elektronisches Vermessungsgerät zur Distanz- und/o der Positionsbestimmung mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung optischer Messstrahlung einer ersten Wellenlänge. Die Messstrahlung wird gerichtet in den freien Raum emittiert. Die Strahlungsquelle ist derart ausgebildet, dass die erste Wellenlänge im Bereich zwischen 1210nm und 1400nm liegt und die Leistung der emittierten Messstrahlung im zeitlichen und räumlichen Mittel wenigstens 14mW beträgt.

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung mindestens eines Messobjekts bereitzustellen, welche die Nachteile bekannter Vorrichtungen und Ver fahren zumindest weitgehend vermeiden. Insbesondere soll eine Bestimmung von mindes tens einer räumlichen Position und Orientierung mit hoher Genauigkeit und geringerer Kom plexität erfolgen.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.

Im Folgenden werden die Begriffe„haben“,„aufweisen“,„umfassen“ oder„einschließen“ oder beliebige grammatikalische Abweichungen davon in nicht-ausschließlicher Weise ver wendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, neben dem durch diese Begriffe eingeführten Merkmal, keine weiteren Merk-male vorhanden sind oder auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vor handen sind. Beispielsweise kann sich der Ausdruck„A hat B“, ,,A weist B auf‘,„A umfasst B“ oder„A schließt B ein“ sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließ lich aus B besteht) als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder sogar weitere Elemente.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe„mindestens ein“ und„ein oder meh rere“ sowie grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe oder ähnliche Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, dass das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vor gesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Einführung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff„mindestens ein“ oder„ein oder mehrere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Mög lichkeit, dass das Merkmal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann.

Weiterhin werden im Folgenden die Begriffe„vorzugsweise“,„insbesondere“,„beispiels weise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alternative Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, wel che durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsich- tigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unab hängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwendung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch„in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch„in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merk male verstanden, ohne dass hierdurch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche eingeschränkt werden soll. Weiterhin sollen durch diese ein leitenden Ausdrücke sämtliche Möglichkeiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit an deren Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unan getastet bleiben.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Messvorrichtung zur Bestim mung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung mindestens eines Mess objekts vorgeschlagen. Die Messvorrichtung weist mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sechs Lokalisierungseinheiten oder mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sechs Retroreflektoren auf. Jede der Lokalisierungseinheiten ist eingerichtet, mindestens einen Beleuchtungslichtstrahl zu erzeugen und mindestens einen Retroreflektor mit dem Beleuchtungslichtstrahl zu beleuchten, wobei jeder der Retroreflektoren von min destens einer der Lokalisierungseinheiten beleuchtet ist. Jede der Lokalisierungseinheiten ist eingerichtet, von dem von ihr beleuchteten Retroreflektor mindestens einen reflektierten Lichtstrahl zu empfangen und mindestens ein Messsignal zu erzeugen. Die Messvorrichtung weist weiterhin eine Auswerteeinheit auf, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten die räumliche Position und Orientierung des Messobjekts zu bestimmen.

Unter einem„Messobjekt“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein beliebig ge formtes zu vermessendes Objekt verstanden werden. Beispielsweise kann das Messobjekt auch ein Messkopf eines Sensors oder ein Werkzeug sein, mit welchem ein Bauteil abgetas tet werden kann.

Unter einer„Messvorrichtung“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrich tung verstanden werden, welche eingerichtet ist die mindestens eine räumliche Position und Orientierung des Messobjekts zu bestimmen. Die Bestimmung der räumlichen Position und der Orientierung kann in einem Koordinatensystem erfolgen, beispielsweise einem kartesi schen Koordinatensystem oder einem Kugelkoordinatensystem. Auch andere Koordinaten systeme sind denkbar. Ein Ursprung oder Nullpunkt des Koordinatensystems kann in einem Punkt der Vorrichtung sein. Unter einer„räumlichen Position“ kann ein dreidimensionaler Punkt (X, Y, Z) in dem Koordinatensystem verstanden werden, insbesondere eine Lage des Messobjekts. Die räumliche Position kann durch die Ortskoordinaten X, Y und Z definiert sein. Unter einer„Orientierung“ kann eine Lage im Raum, insbesondere eine Rotation, des Messobjekts verstanden werden, insbesondere eine Winkelposition. Die Orientierung kann durch mindestens drei Winkel angegeben werden, beispielsweise Eulerwinkel oder Nei gungswinkel, Rollwinkel und Gierwinkel. Die räumliche Position und Orientierung des Ob jektes kann zusammen auch als sechsdimensionale Information oder 6D-Information be zeichnet werden.

Unter einem„Retroreflektor“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Vorrichtung verstanden werden, welche einen Lichtstrahl in diejenige Richtung reflektiert aus der der Lichtstrahl eingetroffen ist. Beispielsweise kann der Retroreflektor ein Marker sein. Beispielsweise kann der Retroreflektor ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Katzenauge; einem Katzenauge mit Reflektionsschicht; einem Marker beschrieben in US 2011/0007326 Al, US 2013/0050410 Al oder US 2017/0258531 Al, deren Inhalt hier mit in diese Anmeldung aufgenommen wird; einem Würfelprisma; einem comercube.

Unter einer„Lokalisierungseinheit“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grund sätzlich eine beliebige Vorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist, mindestens eine Lokalisierungsinformation zu erzeugen. Die Lokalisierungsinformation kann ausge- wählt sein aus mindestens einer Information aus der Gruppe bestehend aus: einem Messsig nal in Abhängigkeit vom Ort des von der Lokalisierungseinheit beleuchteten Retroreflektors; einer Information über einen Abstand des von der Lokalisierungseinheit beleuchteten Ret roreflektors zu der Lokalisierungseinheit; eine Information über eine Entfernung des von der Lokalisierungseinheit beleuchteten Retroreflektors zu der Lokalisierungseinheit; eine Infor mation über eine relative Lage des von der Lokalisierungseinheit beleuchteten Retroreflek tors zu der Lokalisierungseinheit; und einer Information über eine Längenänderung.

Die Lokalisierungseinheit kann eingerichtet sein, mindestens einen Retroreflektor mit min destens einem Beleuchtungslichtstrahl zu beleuchten. Unter einem„Beleuchtungslicht strahl“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiger Lichtstrahl verstanden werden, welcher emittiert und/oder ausgesandt wird, um den Retroreflektor zu beleuchten. Insbesondere kann es sich bei dem Beleuchtungslichtstrahl um einen von einer der Lokalisierungseinheiten zur Beleuchtung eines der Retroreflektoren erzeugten Licht strahl handeln. Die Lokalisierungseinheiten können jeweils mindestens eine Beleuchtungs einheit aufweisen. Die Beleuchtungseinheit kann eine Lichtquelle aufweisen, insbesondere eine Laserquelle. Unter“Licht” kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung elektromagnetische Strahlung in mindestens einem Spektralbereich ausgewählt aus dem sichtbaren Spektralbereich, dem ultravioletten Spektralbereich und dem Infraroten Spektralbereich verstanden werden. Der Begriff sichtbarer Spektralbereich umfasst grundsätzlich einen Bereich von 380 nm bis 780 nm. Der Begriff Infraroter (IR) Spektralbereich umfasst grundsätzlich einen Bereich von 780 nm bis 1000 pm, wobei der Bereich von 780 nm bis 1.4 pm als nahes Infrarot (NIR), und der Bereich von 15 pm bis 1000 pm als fernes Infrarot (FIR) bezeichnet wird. Der Begriff ultraviolett umfasst grundsätzlich einen Spektralbereich von 100 nm to 380 nm. Unter einem „Lichtstrahl“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine Lichtmenge verstanden werden, welche in eine bestimmte Richtung emittiert und/oder ausgesandt wird.

Jeder der Retroreflektoren ist von mindestens einer der Lokalisierungseinheiten beleuchtet. Ein Retroreflektor kann von einer Mehrzahl von Lokalisierungseinheiten beleuchtet werden. Die Lokalisierungseinheiten können jeweils eingerichtet sein mindestens einen reflektierten Lichtstrahl von dem von der jeweiligen Lokalisierungseinheit beleuchteten Retroreflektor zu empfangen und mindestens ein Messsignal in Antwort auf den reflektierten Lichtstrahl zu erzeugen. Unter einem„Messsignal“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grund sätzlich ein beliebiges, insbesondere ein elektrisches, Signal verstanden werden, beispiels weise eine Spannung oder ein Strom, welches gemäß dem reflektierten, empfangenen Licht strahl oder unter Verwendung des reflektierten, empfangenen Lichtstrahls erzeugt wurde.

Jede der Lokalisierungseinheiten kann mindestens ein Element umfassen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Lasertracer; einem Lasertracker; einem LIDAR-Sensor, be vorzugt einem FMCW-LIDAR-Sensor. Auch eine Verwendung von einer Mehrzahl von Lichtquellen ist denkbar.

Unter einem„Lasertracer“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine beliebige Messvorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist interferometrisch ei nen Abstand, insbesondere eine Abstandsänderung, zu einem Retroreflektor zu bestimmen. Der Lasertracer kann eingerichtet sein, eine Position des Retroreflektors zu verschiedenen Zeitpunkten nachzuverfolgen. Der Lasertracer kann eingerichtet sein, einem sich im Raum bewegenden Retroreflektor mittels eines Laserstrahls zu folgen. Eine Messung der Abstand sänderung kann inkrementell erfolgen. Der Lasertracer kann ein inkrementeiles Messsys teme mit großem Blickbereich, insbesondere einem großen Schwenkbereich einer Laser strahlrichtung, sein. Beispielsweise können zur Messung der Abstandsänderung mindestens zwei aufeinanderfolgende Messungen erforderlich sein. Der Lasertracer kann einen großen Winkelbereich abdecken. Beispielsweise kann der Laserstrahl des Lasertracers in dem gro- ßen Winkelbereich schwenkbar sein. Unter einem„Lasertracker“ kann im Rahmen der vor liegenden Erfindung grundsätzlich eine beliebige Messvorrichtung verstanden werden, wel che eingerichtet ist interferometrisch einen Abstand und/oder eine Richtung eines Retrore- flektors zu bestimmen, insbesondere relativ zu Achsen, welche von einer Optomechanik des Lasertrackers definiert werden.

Unter einem„LID AR- Sensor“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine beliebige Vorrichtung verstanden werden, welche auf dem LID AR („light detection and ranging“)-Messprinzip, auch LAD AR (laser detection and ranging) genannt, basiert. Insbe sondere kann der LIDAR-Sensor eingerichtet sein, einen Lichtstrahl, beispielsweise einen Laserstrahl, zu erzeugen und zu empfangen, insbesondere den zuvor von ihr ausgesendeten und zu ihr zurückreflektierten Lichtstrahl, und daraus einen Abstand zwischen dem LIDAR- Sensor und dem Retroreflektor zu bestimmen, beispielsweise unter Ausnutzung von Unter schieden in den Rücklaufzeiten und Wellenlängen. Bevorzugt kann die Lokalisierungsein heit einen LMCW-LIDAR-Sensor aufweisen. Hierbei steht„LMCW“ als Abkürzung für den englischen Ausdruck„Lrequency Modulated Continuous Wave“. Der EMC W-LID AR- Sen sor kann eingerichtet sein, den Lichtstrahl zu erzeugen, dessen Lrequenz nach dem LMCW- Verfahren kontinuierlich durchgestimmt wird. Beispielsweise kann die Lrequenz des Licht strahls linear mit der Zeit moduliert sein. Eine Kombination von LID AR- Verfahren und LMCW-Verfahren sind dem Lachmann grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus Chip scale Lidar, Benham Behroozpur Baghmisheh, Technical Report No. UCB/EECS.2017-4. Beispielsweise kann die LIDAR-Einheit wie in US 9,559,486 B2, US 8,913,636 B2 oder US 2016/123718 Al ausgestaltet sein. LMCW-LIDAR-Sensoren sind gegenüber Lasertracem robuster und kostengünstiger. Des Weiteren können die LMCW-LIDAR-Sensoren unemp findlich gegen sogenannte line-of-sight-Unterbrechungen sein, da es sich um absolute Mess systeme handelt.

Die Messvorrichtung weist mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sechs Lokali sierungseinheiten oder mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sechs Ret roreflektoren auf. Beispielsweise kann die Messvorrichtung mindestens drei Retroreflek toren und mindestens sechs Lokalisierungseinheiten aufweisen, wobei jede der Lokalisie rungseinheiten mindestens einen Lasertracer oder mindestens einen Lasertracker umfasst.

In einer Ausführungsform kann die Messvorrichtung drei Retroreflektoren und sechs Loka lisierungseinheiten aufweisen. Einer, insbesondere ein erster der Retroreflektoren kann von maximal vier der Lokalisierungseinheiten beleuchtet sein. Die übrigen mindestens zwei Lo kalisierungseinheiten können auf die anderen beiden Retroreflektoren ausgerichtet sein und diese beleuchten. Auch andere Ausrichtungen der Lokalisierungseinheiten auf die Retrore- flektoren sind denkbar. Insbesondere können bei einer Verwendung von drei Retroreflek- toren und sechs Lokalisierungseinheiten die Lokalisierungseinheiten und die Retroreflek- toren in einer der folgenden Konfigurationen zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet sein: vier Lokalisierungseinheiten auf einen ersten Retroreflektor, eine Lokalisierungsein heit auf einen zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf einen dritten Ret roreflektor (vier-eins-eins); drei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (drei-zwei-eins); zwei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Ret roreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und zwei Lokali sierungseinheiten auf den dritten Retroreflektor (zwei-zwei-zwei).

Beispielsweise kann die Messvorrichtung den ersten Retroreflektor, den zweiten Retrore flektor und den dritten Retroreflektor aufweisen. Beispielsweise kann die Messvorrichtung eine erste Lokalisierungseinheit, eine zweite Lokalisierungseinheit, eine dritte Lokalisie rungseinheit, eine vierte Lokalisierungseinheit, eine fünfte Lokalisierungseinheit und eine sechste Lokalisierungseinheit aufweisen. Die erste, die zweite, die dritte und die vierte Lo kalisierungseinheit können auf den ersten Retroreflektor ausgerichtet sein, auch als auf die sen eingelocked bezeichnet, und diesen beleuchten. Die fünfte Lokalisierungseinheit kann auf den zweiten Retroreflektor ausgerichtet sein und diesen beleuchten. Der dritte Retrore flektor kann von der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Dies entspricht der Kon figuration vier-eins-eins. Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl in diesem als auch in den folgenden Beispielen die Ordnungszahlen der Retroreflektoren und Lokalisierungseinheiten als Bezeichnungen zur Unterscheidung verwendet werden. Dementsprechend können die Lokalisierungseinheiten untereinander austauschbar oder vertauschbar sein. Auch die Ret roreflektoren können untereinander austauschbar oder vertauschbar sein. Bezogen auf das obige Beispiel kann beispielsweise der zweite Retroreflektor von der sechsten Lokalisie rungseinheit beleuchtet sein und der dritte Retroreflektor kann von der fünften Lokalisie rungseinheit beleuchtet sein. Weitere Kombinationen sind möglich.

Beispielsweise kann der erste Retroreflektor von der ersten, der zweiten und der dritten der Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der vierten und der fünften Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration drei-zwei- eins. Beispielsweise kann der erste Retroreflektor von der ersten und der zweiten der Loka lisierungseinheit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der dritten und der vierten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der fünften und der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration zwei-zwei-zwei. Vertauschungen der Lokalisierungseinheiten untereinander und der Ret- roreflektoren untereinander sind möglich.

Eine relative Position, insbesondere eine räumliche Position und/oder ein Abstand, der Ret- roreflektoren zueinander und/oder eine relative Position, insbesondere eine räumliche Posi tion und/oder ein Abstand der Lokalisierungseinheiten zueinander können bekannt sein. Bei spielsweise kann die Messvorrichtung drei Retroreflektoren aufweisen und die Retroreflek- toren können in einer Ebene in Form eines Dreiecks angeordnet sein. Die Längen der Seiten des Dreiecks können bekannt sein. Unter der Voraussetzung, dass die relative Lage der Ret roreflektoren zueinander bekannt ist, kann eine Ausgestaltung der Messvorrichtung mit drei Retroreflektoren und sechs Lokalisierungseinheiten ausreichen, um aus einer Abfolge von mit den Lokalisierungseinheiten gemessenen Längenänderungen 3D-Trajektorien aller drei Retroreflektoren, bzw. eine 6D-Trajektorie eines Systems der Retroreflektoren zu rekonstru ieren.

Die Messvorrichtung kann mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sieben Lokali sierungseinheiten oder mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sieben Ret roreflektoren aufweisen. Einer, insbesondere der erste der Retroreflektoren kann von maxi mal fünf der Lokalisierungseinheiten beleuchtet sein. Die übrigen mindestens zwei Lokali sierungseinheiten können auf die anderen beiden Retroreflektoren ausgerichtet sein und diese beleuchten. Auch andere Ausrichtungen der Lokalisierungseinheiten auf die Retrore flektoren sind denkbar. Insbesondere können bei einer Verwendung von drei Retroreflek toren und sieben Lokalisierungseinheiten die Lokalisierungseinheiten und die Retroreflek toren in einer der folgenden Konfigurationen zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet sein: fünf Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, eine Lokalisierungseinheit auf den zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (fünf-eins-eins); vier Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisie rungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (vier-zwei-eins); drei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, drei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (drei-drei-eins); drei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und zwei Lo kalisierungseinheiten auf den dritten Retroreflektor (drei-zwei-zwei). So kann einer der drei Retroreflektoren von vier der Lokalisierungseinheiten beleuchtet sein, einer der zwei weite ren Retroreflektoren kann von zwei weiteren der Lokalisierungseinheiten beleuchtet sein und der verbleibende der Retroreflektoren kann von der verbleibenden der Lokalisierungs einheiten beleuchtet sein. Insbesondere kann jeder der drei Retroreflektoren von mindestens zwei Lokalisierungseinheiten beleuchtet sein, beispielsweise unter Nutzung der oben ausge führten Konfiguration drei-zwei-zwei. Eine Ausgestaltung mit mindestens sieben Lokalisie- rungseinheiten kann vorteilhaft sein, da eine Unterbrechung einer Sichtlinie (Line-Of-Sight- Unterbrechung) zwischen einem der Retroreflektoren und einem der ihn bestrahlenden Lo- kalisierungseinheiten, insbesondere eine Unterbrechung des Beleuchtungslichtstrahls, be ziehungsweise des reflektierten Lichtstrahls, nicht zu einem Ausfall der Messvorrichtung führt. Bei dieser Ausgestaltung kann ein Verlust oder Ausfall einer Lokalisierungseinheit folgenlos bleiben, da jeder Retroreflektor von mindestens zwei Lokalisierungseinheiten ver folgt wird. Weiter kann bei dieser Ausgestaltung auf ein Einmessen oder Kalibrieren der Lokalisierungseinheiten verzichtet werden, so dass alle Lokalisierungseinheiten gleich auf ihre Messposition, also auf„ihren“ Retroreflektor, ausgerichtet werden können.

Beispielsweise kann die Messvorrichtung den ersten Retroreflektor, den zweiten Retrore flektor und den dritten Retroreflektor aufweisen. Beispielsweise kann die Messvorrichtung die erste Lokalisierungseinheit, die zweite Lokalisierungseinheit, die dritte Lokalisierungs- einheit, die vierte Lokalisierungseinheit, die fünfte Lokalisierungseinheit, die sechste Loka lisierungseinheit und eine siebte Lokalisierungseinheit aufweisen. Der erste Retroreflektor kann von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten und der fünften Lokalisierungsein heit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der siebten Lokalisierungseinheit be leuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration fünf-eins-eins. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ordnungszahlen der Retroreflektoren und Lokalisierungseinheiten als Bezeichnun gen und zur Unterscheidung verwendet werden. Beispielsweise kann der erste Retroreflektor von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten der Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der fünften und der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der siebten Lokalisierungseinheit be leuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration vier-zwei- eins. Beispielsweise kann der erste Retroreflektor von der ersten, der zweiten und der dritten Lokalisierungseinheit be leuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der der vierten, der fünften und der sechs ten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der siebten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration drei-drei-eins. Bei spielsweise kann der erste Retroreflektor von der ersten, der zweiten und der dritten Lokali sierungseinheit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der der vierten und der fünften Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der sechs ten und der siebten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration drei-zwei-zwei. Vertauschungen der Lokalisierungseinheiten untereinander und der Retrore flektoren untereinander sind möglich. Alternativ zu einer Ausgestaltung der Messvorrichtung mit mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sechs Lokalisierungseinheiten kann die Messvorrichtung mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sechs eindeutig identifizierbare Retroreflektoren aufweisen, wobei jede der Lokalisierungseinheiten mindestens einen LIDAR-Sensor um fasst. Der LIDAR-Sensor kann durch Aufweitung des Beleuchtungslichtstrahls oder Scan nen mehr als einen Retroreflektor erfassen, insbesondere den gesamten Messbereich, bei spielsweise alle Retroreflektoren. Für die Ausrichtung der mindestens sechs Retroreflek toren und mindestens drei Lokalisierungseinheiten zueinander kann auf obige Beschreibung der Ausgestaltung der Messvorrichtung mit mindestens drei Retroreflektoren und mindes tens sechs Lokalisierungseinheiten verwiesen werden, wobei die mindestens drei Retrore flektoren durch die mindestens drei Lokalisierungseinheiten und die mindestens sechs Lo kalisierungseinheiten durch die mindestens sechs Retroreflektoren ersetzt werden. Die Be leuchtungslichtstrahlen der Lokalisierungseinheiten, insbesondere der LID AR- Sensoren, können, beispielsweise mittels einer Vorrichtung zur Strahlaufweitung, derart aufgeweitet sein, dass die Lokalisierungseinheit mit dem aufgeweiteten Beleuchtungslichtstrahl mehr als einen Retroreflektor, beispielsweise zwei oder auch mehr Retroreflektoren, überstrahlt. Die mindestens sechs Retroreflektoren können beispielsweise auf diese Weise mit den Beleuch tungslichtstrahlen der mindestens drei Lokalisierungseinheiten gleichzeitig beleuchtet sein, auch wenn eine Anzahl der Lokalisierungseinheiten eine Anzahl der Retroreflektoren unter schreitet. Alternativ oder zusätzlich können die Lokalisierungseinheiten die Retroreflektoren scannen, beispielsweise mittels eines Laserlinien- oder Laserrasterscans. Beispielsweise kann mindestens eine der Lokalisierungseinheiten durch eine veränderbare Ausrichtung des Beleuchtungslichtstrahls eine Mehrzahl von Retroreflektoren, beispielsweise zwei oder auch mehr Retroreflektoren scannen, insbesondere abwechselnd in kurzen zeitlichen Abständen beleuchten.

Die Retroreflektoren können als„Fix-Stem-Himmel“ mit vergleichsweise nahen Sternen fungieren, so dass mit abstandsmessender Messtechnik eine hochgenaue Messung von Ort und Lage im Raum möglich ist. Eine derartige Anordnung mit einer Betrachtungsrichtung nach außen kann auch als„invertierte Navigation“ bezeichnet werden. Die Messvorrichtung kann in dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von Retroreflektoren aufweisen, beispiels weise eine Retroreflektorverteilung. Eine Vielzahl von Permutationsmöglichkeiten für die invertierte Navigation, insbesondere die Möglichkeit einer Verwendung einer Retroreflek torverteilung, mit welchen Line-Of-Sight-Unterbrechungen beispielsweise aufgrund von Störkonturen von Werkstück und/oder Maschine folgenlos für eine Bestimmung der 6D- Information ist, sind denkbar. Die Retroreflektoren können an dem Messobjekt angeordnet sein und die Lokalisierungs einheiten können im Raum angeordnet sein und/oder die Lokalisierungseinheiten können an dem Messobjekt angeordnet sein und die Retroreflektoren können im Raum angeordnet sein. Die Retroreflektoren können weit auseinanderhegend angeordnet sein. Die Retroreflektoren können gemeinsam mit den Lokalisierungseinheiten ein Arbeitsvolumen aufspannen und/o der definieren. Die Retroreflektoren können derart angeordnet sein, dass sie innerhalb des Arbeitsvolumens weit auseinanderhegen. Die Lokalisierungseinheiten können jeweils eine Halterung aufweisen zur Anordnung, Aufstehung und/oder Befestigung der Lokalisierungs- einheiten. Insbesondere können, beispielsweise im Falle einer Messvorrichtung mit mindes tens der Lokalisierungseinheiten in Form von LID AR- Sensoren und mindestsens sechs Ret roreflektoren, die mindestens drei LID AR- Sensoren an dem Messobjekt angebracht sein und die mindestens sechs, insbesondere sieben, Retroreflektoren können im Raum angeordnet sein. Auch die Retroreflektoren können jeweils mindestens eine Halterung aufweisen zur Anordnung, Aufstehung und/oder Befestigung der Retroreflektoren.

Die Messvorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen. Unter einer„Steuereinheit“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine Vorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist, mindestens ein Bauteil oder einen Prozess zu steuern oder zu regeln. Beispielsweise kann die Steuereinheit mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf weisen, beispielsweise mindestens einen Computer oder Mikrocontroller. Die Steuereinheit kann insbesondere als zentrale Steuereinheit für die gesamte Messvorrichtung ausgestaltet sein. Alternativ ist jedoch auch eine dezentrale Auswerteeinheit mit mehreren einzelnen, miteinander kooperierenden Bestandteilen möglich. Die Steuereinheit kann weiterhin min destens eine Benutzerschnittstehe aufweisen, beispielsweise mindestens eine Tastatur und/oder mindestens ein Display. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Lokalisie- rungseinheiten relativ zu den Retroreflektoren auszurichten. Die Steuereinheit kann einge richtet sein, eine Bewegung der Lokalisierungseinheiten zu steuern oder zu regeln. Die Messvorrichtung kann eingerichtet sein eine Geschwindigkeit einer Bewegung der Retrore flektoren zu bestimmen. Beispielsweise können die Lokalisierungseinheiten der Messvor richtung als FMCW-LIDAR-Sensoren ausgebildet sein. Die Messvorrichtung kann einge richtet sein eine Bewegung des Messobjekts durch Nach verfolgen, auch Tracking genannt, der auf dem Messobjekt angebrachten Retroreflektoren zu bestimmen. Bei einer Abstands messung der Retroreflektoren von den Lokalisierungseinheiten kann bei bewegten Retrore flektoren unter Ausnutzung der bei den FMCW-LIDAR-Sensoren auftretenden Dopplerver schiebung die Geschwindigkeiten der Retroreflektoren, insbesondere des Retroreflektoren- sembles, mit der Messvorrichtung instantan bestimmbar sein. Dies kann insbesondere für eine Bewegungsregelung einer Maschine von großem Vorteil sein. Bei Nutzung der FMCW- LIDAR-Sensoren als Lokalisierungseinheiten kann direkt ein Signal gemäß der Bewegung des Retroreflektors erzeugt werden. Die FMCW-Lidar-Sensoren können den Vorteil aufwei sen, dass sich die Bewegung eines Objektes direkt als Signal äußert. Die Bewegung des Retroreflektors kann zu einer Dopplerverschiebung einer Schwebungsfrequenz führen, wo bei die Dopplerverschiebung der Schwebungsfrequenz den Abstand des Retroreflektors ko dieren kann. Die Dopplerverschiebung der Schwebungsfrequenz kann zu jedem Zeitpunkt vorliegen. Beispielsweise kann es nötig sein, die Dopplerverschiebung der Schwebungsfre quenz zu verrechnen, um den Abstand des Retroreflektors bei sich bewegendem Retrore- flektor mit einer gewünschten Genauigkeit ermitteln zu können. Eine Information über eine Momentangeschwindigkeit des Retroreflektors kann als Messsignal in Form der Dopp lerverschiebung der Schwebungsfrequenz jederzeit vorliegen und damit die Geschwindig keit des Retroreflektors instantan bestimmbar sein. Bei Messsystemen, die auf Interferomet rie beruhen, kann die Geschwindigkeit des Retroreflektors nur aus dem räumlichen Abstand zweier zeitlich beabstandeter Messungen errechenbar sein.

Die Messvorrichtung weist weiterhin mindestens eine Auswerteeinheit auf, welche einge richtet ist, aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten die räumliche Position und Orientierung des Messobjekts zu bestimmen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein 3D-Trajektorien aller drei Retroreflektoren, bzw. eine 6D-Trajektorie eines Systems der Ret- roreflektoren zu rekonstruieren. Unter einer„Auswerteeinheit“ kann im Rahmen der vorlie genden Erfindung grundsätzlich eine Vorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist, einen oder mehrere Auswerteschritte durchzuführen. Beispielsweise kann die Auswer teeinheit mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung aufweisen, beispielsweise mindes tens einen Computer oder Mikrocontroller. Die Auswerteeinheit kann insbesondere als zent rale Auswerteeinheit für die gesamte Messvorrichtung ausgestaltet sein. Alternativ ist jedoch auch eine dezentrale Auswerteeinheit mit mehreren einzelnen, miteinander kooperierenden Bestandteilen möglich. Die Auswerteeinheit kann weiterhin mindestens eine Benutzer schnittstelle aufweisen, beispielsweise mindestens eine Tastatur und/oder mindestens ein Display. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, die Messsignale der Lokalisierungs einheiten aufzunehmen und zu verarbeiten.

Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, die räumlichen Position und Orientierung des Messob jektes aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten zu bestimmen. Die Auswerteein heit kann eingerichtet sein mindestens ein Multilaterationsverfahren, insbesondere ein weiter unten beschriebenes Multilaterationsverfahren, zur Bestimmung der 6D-Information durch zuführen. Unter einem„Multilaterationsverfahren“ kann im Rahmen der vorliegenden Er findung grundsätzlich ein beliebiges Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Position mindestens eines Punktes verstanden werden, wobei das Verfahren auf der Verwendung von Abständen des Punktes zu einer Mehrzahl von weiteren Punkten beruht. Die Abstände kön nen durch Abstandsmessungen bestimmt werden. Zur Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung eines dreidimensionalen Objekts mit dem Multilaterationsverfahren kön nen beispielsweise die räumlichen Positionen von mindestens drei von dem Objekt umfass ten Punkten bestimmt werden.

Beispielsweise kann die Messvorrichtung drei Retroreflektoren und sechs Lokalisierungs einheiten aufweisen. Der erste Retroreflektor kann von der ersten, der zweiten und der dritten der Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor kann von der vierten und der fünften Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor kann von der sechsten Lokalisierungseinheit beleuchtet sein. Die relative Position des ersten, zweiten und dritten Retroreflektors kann zueinander bekannt und/oder vorbestimmt und/oder vorbe stimmbar sein. Beispielsweise kann die relative Position in einem Datenspeicher der Aus werteeinheit hinterlegt sein, beispielsweise in Form einer Lookup-Tabelle. Beispielsweise können die drei Retroreflektoren in Form eines Dreiecks an dem Messobjekt angeordnet sein. Der Ortsvektor des ersten Retroreflektors sei der Ortsvektor des zweiten Retrore- flektors sei und der Ortsvektor des dritten Retroreflektors sei Die bekannten und/oder vorbestimmten und/oder vorbestimmbaren Abstände zwischen den Retroreflektoren mit den Ortsvektoren und und sowie und seien d _uv , d _uw und d™. Der Ortsvektor der ersten Lokalisierungseinheit sei der Ortsvektor der zweiten Lokalisierungseinheit sei der Ortsvektor der dritten Lokalisierungseinheit sei der Orts vektor der vierten Lokalisie rungseinheit sei der Ortsvektor der fünften Lokalisierungseinheit sei und der Orts

vektor der sechsten Lokalisierungseinheit sei Beispielsweise können die Ortsvektoren

der Lokalisierungseinheiten vorbekannt und/oder vorbestimmt und/oder vorbestimmbar sein, beispielsweise durch ein Kalibrierungsverfahren. Die Ortsvektoren der Lokalisierungs einheiten können in einem Datenspeicher der Auswerteeinheit hinterlegt sein, beispielsweise in Form einer Lookup-Tabelle. Die drei der sechs Lokalisierungseinheiten mit den Ortsvek toren— — > und— » können den ersten Retroreflektor mit Ortsvektor beleuchten und zu

Ml M2 M3 u

diesem die Abstände h, h und h aufweisen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, aus dem Messsignal der jeweiligen Lokalisierungseinheit die Abstände h, h und h zu bestim men. Ferner können die zwei Lokalisierungseinheiten mit den Ortsvektoren—> und—> den

M 4 MS zweiten Retroreflektor mit Ortsvektor beleuchten und zu diesem die Abstände U und h aufweisen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, aus dem Messsignal der jeweiligen

Lokalisierungseinheit die Abstände U und h zu bestimmen. Weiterhin kann die Lokalisie rungseinheit mit dem Ortsvektor— » den dritten Retroreflektor mit Ortsvektor beleuchten

M6

und zu diesem den Abstand f, aufweisen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, aus dem Messsignal der Lokalisierungseinheit den Abstand f, zu bestimmen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein die räumliche Position und Orientierung des Messobjekts nach dem folgendem Mult ilaterations- Verfahren zu bestimmen. Die Auswer teeinheit kann eingerichtet sein zur Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts das folgende Gleichungssystem zu lösen. Die Abstände f mit i = 1 bis 6 können durch die Ortsvektoren der Retroreflektoren und Lokalisierungseinheiten wie folgt beschrieben werden: für i = 1 bis 3 (1)

für i = 4 bis 5 (2)

für i = 6 (3).

Ferner gehen aus der Geometrie des von den drei Retroreflektoren gebildeten Dreiecks die folgenden Gleichungen hervor: duv ² = (ui - Vl ) ² + (U2 -V2) ² + (U3 - V3) ² (4)

duw ² = (ui - Wl) ² + (U2 -W2) ² + (U3 - W3) ² (5)

dvw ² = (vi - Wl) ² + (V2 -W2) ² + (V3 - W3) ² (6), wobei ui, U2 und U3 die Vektorkomponenten des Ortsvektors vi, V2 und V3 die Vektor- komponenten des Ortsvektors und wi, W2 uns W3 die Vektorkomponenten des Ortsvektors sind.

Die Abstände f können in Vektorkomponentenschreibweise folgendermaßen bestimmt wer den: li ² = (Mn - ui) ² + (Mi2 - U2) ² + (M _i3 -U3) ² für i = 1 bis 3 (?)

li ² = (Mn - vi) ² + (M _{i2 -} V2) ² + (M _i3 -V3) ² für i = 4 bis 5 (8)

li ² = (Mn - wi) ² + (M _{i2 -} W2) ² + (M _i3 -W3) ² für i = 6 (9), wobei Mn die x-Komponente des Ortsvektors der i-ten Lokalisierungseinheit, Mi2 die y- Komponente des Ortsvektors der i-ten Lokalisierungseinheit und M _ΰ die z-Komponente des Ortsvektors der i-ten Lokalisierungseinheit ist. Bei einer Anzahl von M Lokalisierungsein heiten ergeben sich somit zusätzlich zu den drei aus der Geometrie des Dreiecks folgenden Gleichung (4), (5) und (6) für die 9 unbekannten Vektorkomponenten der Vektoren und M weitere Gleichungen, so dass insgesamt M + 3 Gleichungen für 9 Unbekannte vorliegen. Dieses Gleichungssystem ist ab einer Anzahl von M = 6 Lokalisierungseinheiten eindeutig lösbar. Wie oben ausgeführt können die Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten beispielsweise durch ein Kalibrierverfahren vorbestimmt sein. Die Messvorrichtung kann eingerichtet sein die Position und Orientierung ohne bekannte Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten zu bestimmen, insbesondere auf eine Kalibrierung zu verzichten. Bei Verwendung einer Mess vorrichtung mit drei Retroreflektoren und mindestens sieben Lokalisierungseinheiten kann auf den Kalibrierungsschritt verzichtet werden. Für einen ersten Messzeitpunkt mit M Lo kalisierungseinheiten können sich 3+M Gleichungen mit 3 M + 3 -3 Unbekannten ergeben. Für jeden weiteren Messzeitpunkt können sich weitere 3+M Gleichungen und weitere 3 -3 Unbekannte ergeben. Ein solches Gleichungssystem kann eindeutig lösbar sein unter der Bedingung, dass

3+M > 3 -3 (10) gilt. Diese Bedingung ist ab einer Anzahl von M = 7 Lokalisierungseinheiten erfüllt. In ei nem solchen Fall kann die Bestimmung von der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts mittels der Messvorrichtung ohne die weiter unten noch näher erläuterte Kalib rierung durchführbar sein. Die Messvorrichtung kann eingerichtet sein eine Messung der Abstände von den Lokalisierungseinheiten zu den jeweiligen Retroreflektoren an einer Mehrzahl von Messzeitpunkten durchzuführen. Insbesondere kann die Messvorrichtung ein gerichtet sein eine Messung der Abstände von den Lokalisierungseinheiten zu den jeweili gen Retroreflektoren an N Messzeitpunkten durchzuführen. Bei M Lokalisierungseinheiten kann für die Anzahl N der Messzeitpunkte folgende Bedingung gelten

N·(3+M) > 3 ·M + N·3 ·3 (11)

N- (3+M-3+3) > 3 -M (12)

N-> (13)

^~ 3+M— 3-3

Für M = 7 Lokalisierungseinheiten kann die Messvorrichtung eingerichtet sein eine Messung der Abstände von den Lokalisierungseinheiten zu den jeweiligen Retroreflektoren an N Messzeitpunkten mit

N >— = 21 (14)

durchzuführen. Aus den 21 Messzeitpunkten ergeben sich bei 7 Lokalisierungseinheiten pro Messung 3 + M = 10 Gleichungen sowie 3 -M + 3 -3 Unbekannte für die erste Messung und jeweils 3 -3 Unbekannte für jede weitere Messung, so dass sich bei 21 Messungen 210 Glei chungen mit 210 Unbekannten ergeben und das Gleichungssystem demnach eindeutig lösbar ist. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, eine Kalibrierung durchzuführen, insbesondere zur Bestimmung der Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, bei der Kalibrierung die räumlichen Positionen der Lokalisierungseinhei ten zu bestimmen. Die Messvorrichtung kann sechs Lokalisierungseinheiten und drei Ret- roreflektoren aufweisen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Lokalisierungseinhei ten in der Kalibrierung auf einen einzigen Retroreflektor auszurichten. Zur Bestimmung der Position einer der Lokalisierungseinheiten relativ zu dem einen der Reflektoren kann zu nächst der Abstand ALj der Lokalisierungseinheit zu dem Retroreflektor zu insgesamt 6

Messzeitpunkten, gekennzeichnet mit j=l bis 6, bestimmt werden, so dass sich für die Kom ponenten des Ortsvektors— > der Lokalisierungseinheit und den gemessenen Abständen ALj

X tv

folgendes Gleichungssystem ergibt:

roreflektors zu den Messzeitpunkten j sein. Weiter können x _tr , y _tr und z _tr die Vektorkompo nenten des Vektors— » der Lokalisierungseinheit sein. In Vektorschreib weise ergibt sich:

Xtr was auch folgendermaßen geschrieben werden kann: mit j = 1 bis 6 (22)

Für die Messvorrichtung mit einer Anzahl von i Lokalisierungseinheiten, welche zur Kalib rierung alle auf einen der Retroreflektoren gerichtet sein können, und j Messzeitpunkten ergibt sich damit: und

ALji ² = (Xj - Xtr i) ² + (yj - ytr i) ² + (z; - z _tr i) ² (24)

Die Messvorrichtung, insbesondere die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten die Abstände ALji zwischen der jeweiligen Loka lisierungseinheit und dem einem Retroreflektor zu bestimmen. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein die Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten durch Lösung des Glei chungssystems (24) zu bestimmen. Bei einem Gleichungssystem (24) ergeben sich j - i Glei chungen mit 3 · i + 3 · j Unbekannten. Bei Verwendung der Messvorrichtung mit i = 6 Loka lisierungseinheiten ergeben sich also j-6 Gleichungen und 3 · 6 + 3 · j Unbekannte. Die Mess vorrichtung kann eingerichtet sein eine Bestimmung der Abstände ALi an j Messzeitpunkten durchzuführen, wobei die Anzahl der Messzeitpunkte die Bedingung j-6 > 3 -6 + 3 - j erfüllt. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein das Gleichungssystem (24) eindeutig zu lösen bei j > 6 Messzeitpunkten, beispielsweise in Form von einer Messung und fünf Wiederho lungen.

Weiter kann die Messvorrichtung eingerichtet sein, eine aufgrund von schwankenden Luft säuleneigenschaften schwankende optische Pfadlänge zu korrigieren. Insbesondere können die Lokalisierungseinheiten der Messvorrichtung als FMCW-LIDAR-Sensoren ausgebildet sein. Die Bestimmung von Abständen zwischen den FMCW-LIDAR-Sensoren und dem je weils mindestens einen von dem FMCW-LIDAR-Sensor beleuchteten Retroreflektor kann wiederholt durchgeführt werden. Die Messung der Abstände mit den FMCW-LIDAR-Sen soren kann schnell erfolgen, derart dass aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Bestim mungen der Abstände Änderungen der optischen Pfadlänge zwischen den FMCW-LIDAR- Sensoren und den Retroreflektoren, welche auf Schwankungen der Luftsäuleneigenschaften, insbesondere auf Temperatureinflüsse, beruhen können, ermittelbar und korrigierbar sein können. Insbesondere können die Änderungen der optischen Pfadlänge langsam sein im Ver gleich zu den aufeinanderfolgenden Bestimmungen der Abstände zwischen den FMCW-LI DAR-Sensoren und den Retroreflektoren. Dies stellt einen weiteren großen Vorteil der be schriebenen Messvorrichtung mit Lokalisierungseinheiten in Form von FMCW-LIDAR- Sensoren dar. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Koordinatenmessgerät zur Vermessung mindestens eines Werkstücks vorgeschlagen. Das Koordinatenmessgerät um fasst mindestens eine Messvorrichtung gemäß einer der weiter oben beschriebenen oder ge mäß einer der weiter unten noch ausgeführten Ausführungsformen. Weiterhin weist das Ko ordinatenmessgerät mindestens ein Messobjekt auf, welches eingerichtet ist, das Werkstück abzutasten. Insbesondere kann das Messobjekt die Lokalisierungseinheiten oder die Retrore- flektoren aufweisen. Unter einem„Koordinatenmessgerät“ kann im Rahmen der vorliegen den Erfindung grundsätzlich eine beliebige Vorrichtung verstanden werden, welche einge richtet ist, zumindest eine Raumkoordinate eines Objekts, beispielsweise eine x-, y- oder z- Koordinate eines kartesischen Koordinatensystems oder eine Kugelkoordinate eines Kugel koordinatensystems, zu erfassen oder zu bestimmen. Unter einer„Vermessung“ eines Ob jekts kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Bestimmen, das Ableiten und/oder das Registrieren mindestens einer Eigenschaft des Objekts verstanden werden. Insbesondere kann es sich bei der Eigenschaft um einen Abstand des Objekts von dem Messobjekt und/o der um eine Position, eine Lage oder eine Stellung des Objekts im Raum oder relativ zu dem Messobjekt handeln. Weiter kann es sich bei der Eigenschaft auch um eine Beschaffenheit, beispielsweise eine Oberflächenbeschaffenheit handeln. Unter einem„Werkstück“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiges Objekt verstanden werden, dessen Vermessung beispielsweise im Rahmen eines Arbeitsprozesses, insbesondere zur Ausrichtung des Objekts, erforderlich oder erwünscht ist. Unter einem„Abtasten“ des Werk stücks kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein In-Wechselwirkung- Treten des Messobjekts mit dem Werkstück verstanden werden. Hierbei kann es sich bei spielsweise um ein taktiles oder ein optisches Abtasten handeln. Gleichberechtigt kann die Wechselwirkung zwischen Messobjekt und Werkstück aber auch eine Bearbeitung, bzw. allgemeiner Modifikation und/oder Manipulation sein, beispielsweise ein CNC-geregelter Präzisionsbearbeitungs- bzw. Füge- und/oder Montageschritt.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Vermessung mindestens eines Messobjekts mit einer Messvorrichtung gemäß einer der weiter oben be schriebenen oder gemäß einer der weiter unten noch ausgeführten Ausführungsformen vor geschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Messobjekts, wobei das Messobjekt die Retrore- flektoren oder die Lokalisierungseinheiten aufweist;

b) Erzeugen des mindestens einen Beleuchtungslichtstrahls mit jeder der Lokalisierungs einheiten und Beleuchten der Retroreflektoren mit den Beleuchtungslichtstrahlen, wo bei jede der Lokalisierungseinheiten mindestens einen der Retroreflektoren beleuchtet, wobei jeder der Retroreflektoren von mindestens einer Lokalisierungseinheit beleuch tet wird;

c) Empfangen jeweils mindestens eines der von den Retroreflektoren reflektierten Licht strahlen und Erzeugen mindestens eines Messsignals mit jeder der Lokalisierungsein- heiten, insbesondere aus den empfangenen Lichtstahlen, wobei jede der Lokalisie- rungseinheiten den reflektierten Lichtstrahl des von ihr beleuchteten Retroreflektors empfängt; und

d) Bestimmen der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts aus den Mess signalen der Lokalisierungseinheiten mit der mindestens einen Auswerteeinheit.

Hinsichtlich Ausführungsformen und Definitionen kann auf obige Beschreibung der Mess vorrichtung und des Koordinatenmessgeräts verwiesen werden. Die Verfahrensschritte kön nen in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, wobei einer oder mehrere der Schritte zumindest teilweise auch gleichzeitig durchgeführt werden können und wobei einer oder mehrere der Schritte mehrfach wiederholt werden können. Darüber hinaus können wei tere Schritte unabhängig davon, ob sie in der vorliegenden Anmeldung erwähnt werden oder nicht, zusätzlich ausgeführt werden.

Das Verfahren kann insbesondere in Schritt b) ein Ausrichten jeder der Lokalisierungsein heiten oder zumindest einer der Lokalisierungseinheiten umfassen derart, dass die Retrore flektoren mit den Beleuchtungslichtstrahlen beleuchtet werden, wobei jede der Lokalisie rungseinheiten mindestens einen der Retroreflektoren beleuchtet, wobei jeder der Retrore flektoren von mindestens einer Lokalisierungseinheit beleuchtet wird.

Bezüglich des Bestimmens der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts mit der Auswerteeinheit in Schritt d) kann auf das oben beschriebene Multilaterationsverfahren verwiesen werden.

Das Verfahren kann insbesondere weiterhin mindestens einen Kalibrierungsschritt aufwei sen, wobei der Kalibrierungsschritt die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

A) Beleuchten eines der Retroreflektoren mit jeder der Lokalisierungseinheiten;

B) Empfangen der von dem Retroreflektor reflektierten Lichtstrahlen und Erzeugen von Messsignalen mit den Lokalisierungseinheiten; und

C) Bestimmen von einer räumlichen Position für jede der Lokalisierungseinheiten aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten mit der Auswerteeinheit. Bezüglich des Bestimmens der räumlichen Position der Lokalisierungseinheiten mit der Auswerteeinheit kann auf die oben beschriebene Kalibrierung, insbesondere auf die Glei chungen (15) bis (24), verwiesen werden.

Insbesondere kann in Schritt A) ein einzelner der Retroreflektoren von allen Lokalisierungs- einheiten beleuchtet werden. Der Verfahrensschritt A) des Kalibrierungsschritts kann wei terhin ein Ausrichten jeder der Lokalisierungseinheiten oder zumindest eines Teils der Lo- kalisierungseinheiten umfassen derart, dass der eine, insbesondere ein einzelner, der Ret roreflektoren von allen Lokalisierungseinheiten mit jeweils mindestens einem Beleuch- tungslichtstrahl beleuchtet wird.

Weiterhin kann in Schritt B) jede der Lokalisierungseinheiten mindestens einen der von dem Retroreflektor reflektierten Lichtstrahlen empfangen und ein Messsignal erzeugen, insbe sondere aus oder gemäß dem empfangenen, reflektierten Lichtstrahl. Ferner können die Schritte A) und B) mehrfach, insbesondere mindestens fünf Mal, beispielsweise genau fünf Mal wiederholt werden, so dass die Schritte A) und B) insgesamt mindestens sechs Mal, beispielsweise genau sechs Mal, ausgeführt werden. Dadurch kann es möglich sein, mindes tens ein Gleichungssystem zur Bestimmung von Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten eindeutig zu lösen, beispielsweise im Rahmen von Verfahrensschritt C) des Kalibrierungs verfahrens. Insbesondere kann Schritt C) weiterhin das Bestimmen von Abständen zwischen dem einen Retroreflektor und den Lokalisierungseinheiten umfassen.

Der Kalibrierungsschritt kann dem Schritt b) des Verfahrens zur Vermessung mindestens eines Messobjekts vorausgehen. Dementsprechend kann sich der Schritt b) dem Schritt C) des Kalibrierungsschritts anschließen. Insbesondere kann das Beleuchten der Retroreflek toren mit den Beleuchtungslichtstrahlen in Schritt b), wobei jede der Lokalisierungseinhei ten mindestens einen der Retroreflektoren beleuchtet, wobei jeder der Retroreflektoren von mindestens einer Lokalisierungseinheit beleuchtet wird, nach dem Beleuchten des einen der Retroreflektoren mit jeder der Lokalisierungseinheiten in Schritt A) ein erneutes Ausrichten der Lokalisierungseinheiten erfordern.

Ferner wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm vorgeschlagen, das bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk zumindest Schritt d) des Ver fahrens zur Vermessung des Messobjekts in einer seiner Ausgestaltungen ausführt. Weiter hin kann das Computerprogramm eingerichtet sein, bei Ablauf auf einem Computer oder Computer- Netzwerk den Verfahrensschritt C) des Kalibrierungsschritts auszuführen. Weiterhin wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm mit Pro grammcode-Mitteln vorgeschlagen, um mindestens Schritt d) des erfindungsgemäßen Ver fahrens in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird. Weiterhin kann das Computerpro gramm mit den Programmcode-Mitteln eingerichtet sein, den Verfahrensschritt C) des Ka librierungsschritts durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer- Netzwerk ausgeführt wird. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem com puterlesbaren Datenträger gespeichert sein.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, insbesondere die Messvorrichtung und das Koordi natenmessgerät, und das erfindungsgemäße Verfahren weisen zahlreiche Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren auf.

Übliche Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung eines Mess objekts, welche auch als 6D-Information bezeichnet werden kann, erfordern eine Vielzahl von Messungen und/oder eine Vielzahl von Retroreflektoren und/oder Lokalisierungsein heiten. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren können eingerichtet sein, die Position und die Orientierung des Messobjektes gleichzeitig und mit deutlich geringerer Anzahl von Retroreflektoren und/oder Lokalisierungseinheiten zu be stimmen.

Weiterhin kann der Einsatz von LMCW-LIDAR-Sensoren als Lokalisierungseinheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und des Verfahrens besonders vorteilhaft sein. Insbeson dere kann die Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts auf einer Abstandsmessung beruhen. Im Gegensatz zu Tracking mit nicht absolut messenden Lokalisierungseinheiten, bei welchen eine Rekonstruktion von einer 3D-Trajektorie des Ret- roreflektors im Raum nur durch Verkettung mehrerer Messungen möglich ist, kann beim Einsatz von LMCW-LIDAR-Sensoren eine Unterbrechung der Sichtverbindungen zwischen den LMCW-LIDAR-Sensoren und den von ihnen bestrahlten Retroreflektoren beinahe fol genlos sein und lediglich zum Verlust der Bestimmung der räumlichen Position und Orien tierung des Messobjekts während der Unterbrechung führen. Nach Beseitigung der Unter brechung kann es insbesondere möglich sein, dass die Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts wieder aufgenommen werden kann, insbesondere ohne dass hierzu zusätzliche Maßnahmen nötig sind.

Weiterhin kann es möglich sein, dass mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Ver fahren eine hochgenaue Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung des Mess objekts, insbesondere eine hochgenaue Bestimmung von Ort und Lage des Messobjekts im Raum, möglich ist, beispielsweise bei Einsatz von mindestens drei Lokalisierungseinheiten, insbesondere FMCW-LIDAR-Sensoren, und mindestens sechs, insbesondere sieben, Ret- roreflektoren.

Zusammenfassend sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung folgende Ausführungs- for men besonders bevorzugt:

Ausführungsform 1 : Messvorrichtung zur Bestimmung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung mindestens eines Messobjekts, wobei die Messvorrichtung min destens drei Retroreflektoren und mindestens sechs Lokalisierungseinheiten oder mindes tens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sechs Retroreflektoren aufweist, wobei jede der Lokalisierungseinheiten eingerichtet ist, mindestens einen Beleuchtungslichtstrahl zu erzeugen und mindestens einen Retroreflektor mit dem Beleuchtungslichtstrahl zu be leuchten, wobei jeder der Retroreflektoren von mindestens einer der Lokalisierungseinheiten beleuchtet ist, wobei jede der Lokalisierungseinheiten eingerichtet ist, von dem von ihr be leuchteten Retroreflektor mindestens einen reflektierten Lichtstrahl zu empfangen und min destens ein Messsignal zu erzeugen, wobei die Messvorrichtung weiterhin eine Auswer teeinheit aufweist, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, aus den Messsignalen der Lo- kalisierungseinheiten die räumliche Position und Orientierung des Messobjekts zu bestim men.

Ausführungsform 2: Messvorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei jede der Lokalisierungseinheiten mindestens ein Element umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Lasertracer; einem Lasertracker; einem LIDAR-Sensor, be vorzugt einem FMCW-LIDAR-Sensor.

Ausführungsform 3 : Messvorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die Messvorrichtung mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sechs Lokalisierungs- einheiten aufweist, wobei jede der Lokalisierungseinheiten den mindestens einen Lasertracer oder mindestens einen Lasertracker umfasst, oder wobei die Messvorrichtung mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sechs Retroreflektoren aufweist, wobei jede der Lokalisierungseinheiten den mindestens einen LIDAR-Sensor umfasst.

Ausführungsform 4: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Messvorrichtung genau drei Retroreflektoren und genau sechs Lokalisierungsein heiten aufweist, wobei einer der Retroreflektoren von maximal vier der Lokalisierungsein heiten beleuchtet ist. Ausführungsform 5: Messvorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die Lokalisierungseinheiten und die Retroreflektoren in einer der folgenden Konfigurationen zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet sind: vier Lokalisierungseinheiten auf einen ersten Retroreflektor, eine Lokalisierungseinheit auf einen zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf einen dritten Retroreflektor (vier-eins-eins); drei Lokalisierungs einheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Ret roreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (drei-zwei-eins); zwei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und zwei Lokalisierungseinheiten auf den dritten Retrore flektor (zwei-zwei- zwei).

Ausführungsform 6: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Messvorrichtung mindestens drei Retroreflektoren und mindestens sieben Loka lisierungseinheiten oder mindestens drei Lokalisierungseinheiten und mindestens sieben Retroreflektoren aufweist.

Ausführungsform 7: Messvorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die Messvorrichtung genau drei Retroreflektoren und genau sieben Lokalisierungseinheiten aufweist, wobei einer der Retroreflektoren von maximal fünf der Lokalisierungseinheiten beleuchtet ist.

Ausführungsform 8: Messvorrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die Lokalisierungseinheiten und die Retroreflektoren in einer der folgenden Konfigurationen zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet sein: fünf Lokalisierungseinheiten auf den ers ten Retroreflektor, eine Lokalisierungseinheit auf den zweiten Retroreflektor und eine Lo kalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (fünf-eins-eins); vier Lokalisierungsein heiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retrore flektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (vier-zwei-eins); drei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, drei Lokalisierungseinheiten auf den zweiten Retroreflektor und eine Lokalisierungseinheit auf den dritten Retroreflektor (drei- drei-eins); drei Lokalisierungseinheiten auf den ersten Retroreflektor, zwei Lokalisierungs einheiten auf den zweiten Retroreflektor und zwei Lokalisierungseinheiten auf den dritten Retroreflektor (drei-zwei-zwei).

Ausführungsform 9: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Retroreflektoren an dem Messobjekt angebracht sind und die Lokalisierungsein- heiten in einem das Messobjekt umgebenden Raum angeordnet sind und/oder die Lokalisie rungseinheiten an dem Messobjekt angebracht sind und die Retroreflektoren in dem das Messobjekt umgebenden Raum angeordnet sind.

Ausführungsform 10: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei eine relative Position der Retroreflektoren zueinander und/oder eine relative Position der Lokalisierungseinheiten zueinander bekannt ist.

Ausführungsform 11 : Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Messvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Lokalisierungseinheiten relativ zu den Retroreflektoren auszurichten.

Ausführungsform 12: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Messvorrichtung eingerichtet ist, Geschwindigkeiten der Retroreflektoren zu be stimmen.

Ausführungsform 13: Messvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Messvorrichtung eingerichtet ist, eine aufgrund von schwankenden Luftsäulenei genschaften schwankende optische Pfadlänge zu korrigieren.

Ausführungsform 14: Koordinatenmessgerät zur Vermessung mindestens eines Werk stücks, wobei das Koordinatenmessgerät mindestens eine Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden, eine Messvorrichtung betreffenden Ansprüche umfasst, wobei das Koordi natenmessgerät mindestens ein Messobjekt aufweist, welches eingerichtet ist das Werkstück abzutasten.

Ausführungsform 15: Koordinatenmessgerät nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei das Messobjekt die Lokalisierungseinheiten oder die Retroreflektoren aufweist.

Ausführungsform 16: Verfahren zur Vermessung mindestens eines Messobjekts mit einer Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden, eine Messvorrichtung betreffenden An sprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen des mindestens einen Messobjekts, wobei das Messobjekt die Retrore flektoren oder die Lokalisierungseinheiten aufweist;

b) Erzeugen des mindestens einen Beleuchtungslichtstrahls mit jeder der Lokalisierungs einheiten und Beleuchten der Retroreflektoren mit den Beleuchtungslichtstrahlen, wo bei jede der Lokalisierungseinheiten mindestens einen der Retroreflektoren beleuchtet, wobei jeder der Retroreflektoren von mindestens einer Lokalisierungseinheit beleuch tet wird;

c) Empfangen jeweils mindestens eines der von den Retroreflektoren reflektierten Licht strahlen und Erzeugen mindestens eines Messsignals mit jeder der Lokalisierungsein- heiten, wobei jede der Lokalisierungseinheiten den reflektierten Lichtstrahl des von ihr beleuchteten Retroreflektors empfängt; und

d) Bestimmen der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts aus den Mess signalen der Lokalisierungseinheiten mit der mindestens einen Auswerteeinheit.

Ausführungsform 17: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei das Verfahren weiterhin mindestens einen Kalibrierungsschritt aufweist, wobei der Kalibrie- rungsschritt die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

A) Beleuchten eines der Retroreflektoren mit jeder der Lokalisierungseinheiten;

B) Empfangen der von dem Retroreflektor reflektierten Lichtstrahlen und Erzeugen von Messsignalen mit den Lokalisierungseinheiten; und

C) Bestimmen von einer räumlichen Position für jede der Lokalisierungseinheiten aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten mit der Auswerteeinheit;

Kurze Beschreibung der Liguren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungs beispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Liguren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffem in den einzelnen Liguren bezeichnen dabei gleiche oder fünktions- gleiche bzw. hinsichtlich ihrer Lunktionen einander entsprechende Elemente.

Im Einzelnen zeigen:

Ligur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfin dungsgemäßen Messvorrichtung;

Ligur 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Mess vorrichtung; und

Ligur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Messvorrichtung 110 zur Bestimmung von mindestens einer räumlichen Position und Orientierung mindestens eines Messobjekts 112. Wie in Figur 1 zu sehen, kann die Messvorrichtung 110 insbesondere drei Retroreflektoren 114 und sechs Lokalisierungsein heiten 116 aufweisen. Jede der Lokalisierungseinheiten 116 ist eingerichtet, mindestens ei nen Beleuchtungslichtstrahl 117 zu erzeugen und mindestens einen Retroreflektor 114 mit dem Beleuchtungslichtstrahl 117 zu beleuchten, wobei jeder der Retroreflektoren 114 von mindestens einer der Lokalisierungseinheiten 116 beleuchtet ist. Jede der Lokalisierungsein heiten 116 ist eingerichtet, von dem von ihr beleuchteten Retroreflektor 114 mindestens ei nen reflektierten Lichtstrahl 121 zu empfangen und mindestens ein Messsignal zu erzeugen. Die Beleuchtungslichtstrahlen 117 und die reflektierten Lichtstrahlen 121 sind in den Figu ren 1 und 2 jeweils durch Doppelpfeile symbolisiert. Die Messvorrichtung 110 weist weiter hin eine Auswerteeinheit 118 auf, wobei die Auswerteeinheit 118 eingerichtet ist, aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten 116 die räumliche Position und Orientierung des Messobjekts 112 zu bestimmen. Dazu kann jede der Lokalisierungseinheiten 116 mit der Auswerteeinheit 118, insbesondere mit jeweils einem Kabel 119, verbunden sein. Auch ka bellose Verbindungen sind jedoch denkbar.

Wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen, können die Lokalisierungseinheiten 116 insbesondere als Lasertracer 120, aus gebildet sein. Einer der Retroreflektoren 114 kann von maximal vier der sechs Lokalisierungseinheiten 116 beleuchtet sein. Die übrigen mindestens zwei Loka lisierungseinheiten 116 können auf die anderen beiden Retroreflektoren 114 ausgerichtet sein und diese beleuchten. Auch andere Ausrichtungen der Lokalisierungseinheiten 116 auf die Retroreflektoren 114 sind denkbar. Insbesondere können bei einer Verwendung von drei Retroreflektoren 114 und sechs Lokalisierungseinheiten 116 die Lokalisierungseinheiten 116 und die Retroreflektoren 114 in einer der folgenden Konfigurationen zueinander ange ordnet und/oder ausgerichtet sein: vier Lokalisierungseinheiten 116 auf einen ersten Ret roreflektor 114, eine Lokalisierungseinheit 116 auf einen zweiten Retroreflektor 114 und eine Lokalisierungseinheit 116 auf einen dritten Retroreflektor 114 (vier-eins-eins); drei Lo kalisierungseinheiten 116 auf den ersten Retroreflektor 114, zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und eine Lokalisierungseinheit 116 auf den dritten Retroreflektor 114 (drei-zwei-eins); zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den ersten Ret roreflektor 114, zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den dritten Retroreflektor 114 (zwei-zwei-zwei). Wie in Figur 1 gezeigt, kann einer der drei Retroreflektoren 114 von drei der Lokalisierungs einheiten 116 beleuchtet sein, einer der zwei weiteren Retroreflektoren 114 kann von zwei weiteren der Lokalisierungseinheiten 116 beleuchtet sein und der verbleibende der Retrore flektoren 114 kann von der verbleibenden der Lokalisierungseinheit 116 beleuchtet sein. Die Konfiguration drei-zwei-eins ist in Figur 1 zu sehen und soll zum besseren Verständnis der Konfigurationen hier noch einmal beispielhaft beschrieben werden. Die drei Retroreflek toren 114 können als erster Retroreflektor 136, zweiter Retroreflektor 138 und dritter Ret- roreflektor 140 bezeichnet werden. Die sechs Lokalisierungseinheiten 116 können als erste Lokalisierungseinheit 142, zweite Lokalisierungseinheit 144, dritte Lokalisierungseinheit 146, vierte Lokalisierungseinheit 148, fünfte Lokalisierungseinheit 150 und sechste Lokali- sierungseinheit 152 bezeichnet werden. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise der erste Retroreflektor 136 von der ersten Lokalisierungseinheit 142, der zweiten Lokalisie- rungseinheit 144 und der dritten Lokalisierungseinheit 146 beleuchtet sein. Der zweite Ret roreflektor 138 kann von der vierten Lokalisierungseinheit 148 und der fünften Lokalisie- rungseinheit 150 beleuchtet sein. Der dritte Retroreflektor 140 kann von der sechsten Loka- lisierungseinheit 116 beleuchtet sein. Dies entspricht der Konfiguration drei-zwei-eins und ist in Figur 1 zu sehen. Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl in diesem als auch in den folgenden Beispielen die Ordnungszahlen der Retroreflektoren 114 und Lokalisierungsein- heiten 116 lediglich veranschaulichen sollen, wie viele der Lokalisierungseinheiten 116 ge meinsam auf denselben Retroreflektor 114 ausgerichtet sein können. Dementsprechend kön nen die Lokalisierungseinheiten 116 untereinander austauschbar oder vertauschbar sein. Auch die Retroreflektoren 114 können untereinander austauschbar oder vertauschbar sein. Bezogen auf das obige Beispiel kann beispielsweise der zweite Retroreflektor 138 von der sechsten Lokalisierungseinheit 152 beleuchtet sein und der dritte Retroreflektor 140 kann von der fünften Lokalisierungseinheit 150 beleuchtet sein. Weitere Kombinationen sind möglich.

Die Retroreflektoren 114 können an dem Messobjekt 112 angeordnet sein und die Lokali- sierungseinheiten 116 können im Raum, beispielsweise in einem das Messobjekt umgeben den oder umfassenden Raum, angeordnet sein. Insbesondere kann eine relative Position, ins besondere eine räumliche Position und/oder ein Abstand, der Retroreflektoren zueinander, wie in den Figuren 1 und 2 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet, bekannt sein. Weiter hin kann die Messvorrichtung 112 eine Steuereinheit 154 aufweisen, wobei die Steuereinheit eingerichtet sein kann, die Lokalisierungseinheiten 116 relativ zu den Retroreflektoren 114 auszurichten. Insbesondere kann es sich bei dem Messobjekt 112 um ein Werkzeug 122 handeln. Insbesondere können die Retroreflektoren 114 derart an dem Werkzeug 122 ange- bracht sein, dass ein geometrischer Mittelpunkt des Werkzeugs und ein geometrischer Mit telpunkt eines von den drei Retroreflektoren gebildeten Dreiecks zusammenfallen können, wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Messvor richtung 110 umfassend drei Retroreflektoren 114 und sieben Lokalisierungseinheiten, wo bei einer der Retroreflektoren 114 von maximal fünf der Lokalisierungseinheiten 116 be leuchtet sein kann. Die übrigen mindestens zwei Lokalisierungseinheiten 116 können auf die anderen beiden Retroreflektoren 114 ausgerichtet sein und diese beleuchten. Auch an dere Ausrichtungen der Lokalisierungseinheiten 116 auf die Retroreflektoren 114 sind denk bar. Insbesondere können bei einer Verwendung von drei Retroreflektoren 114 und sieben Lokalisierungseinheiten 116 die Lokalisierungseinheiten 116 und die Retroreflektoren 114 in einer der folgenden Konfigurationen zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet sein: fünf Lokalisierungseinheiten 116 auf den ersten Retroreflektor 114, eine Lokalisierungsein heit 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und eine Lokalisierungseinheit 116 auf den drit ten Retroreflektor 114 (fünf-eins-eins); vier Lokalisierungseinheiten 116 auf den ersten Ret roreflektor 114, zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und eine Lokalisierungseinheit 116 auf den dritten Retroreflektor 114 (vier-zwei- eins); drei Lo kalisierungseinheiten 116 auf den ersten Retroreflektor 114, drei Lokalisierungseinheiten 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und eine Lokalisierungseinheit 116 auf den dritten Retroreflektor 114 (drei-drei-eins); drei Lokalisierungseinheiten 116 auf den ersten Retrore flektor 114, zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den zweiten Retroreflektor 114 und zwei Lokalisierungseinheiten 116 auf den dritten Retroreflektor 114 (drei-zwei-zwei).

Wie in Figur 2 gezeigt, kann einer der drei Retroreflektoren 114 von drei der Lokalisierungs einheiten 116 beleuchtet sein, einer der zwei weiteren Retroreflektoren 114 kann von zwei weiteren der Lokalisierungseinheiten 116 beleuchtet sein und der verbleibende der Retrore flektoren 114 kann von den zwei verbleibenden der Lokalisierungseinheiten 116 beleuchtet sein. Die Konfiguration drei-zwei-zwei ist in Figur 2 zu sehen und soll zum besseren Ver ständnis der Konfigurationen hier noch einmal beispielhaft beschrieben werden. Die drei Retroreflektoren 114 können als der erste Retroreflektor 136, der zweite Retroreflektor 138 und der dritte Retroreflektor 140 bezeichnet werden. Die sieben Lokalisierungseinheiten 116 können als die erste Lokalisierungseinheit 142, die zweite Lokalisierungseinheit 144, die dritte Lokalisierungseinheit 146, die vierte Lokalisierungseinheit 148, die fünfte Lokalisie rungseinheit 150, die sechste Lokalisierungseinheit 152 und siebte Lokalisierungseinheit 156 bezeichnet werden. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise der erste Retroreflektor 136 von der ersten Lokalisierungseinheit 142, der zweiten Lokalisierungseinheit 144 und der dritten Lokalisierungseinheit 146 beleuchtet sein. Der zweite Retroreflektor 138 kann von der vierten Lokalisierungseinheit 148 und der fünften Lokalisierungseinheit 150 be leuchtet sein. Der dritte Retroreflektor 140 kann von der sechsten Lokalisierungseinheit 152 und der siebten Lokalisierungseinheit 156 beleuchtet sein. Weitere Kombinationen und/oder Vertauschungen sind möglich.

Insbesondere kann jeder der drei Retroreflektoren 114 von mindestens zwei Lokalisierungs- einheiten 116 beleuchtet sein, beispielsweise unter Nutzung der oben ausgeführten und in Figur 2 dargestellten Konfiguration drei-zwei-zwei. Insbesondere kann dies vorteilhaft sein, da eine Unterbrechung einer Sichtlinie zwischen lediglich einem der Retroreflektoren 114 und einer der ihn bestrahlenden Lokalisierungseinheiten 116, insbesondere eine Unterbre chung des Beleuchtungslichtstrahls 117 und/oder des reflektierten Lichtstrahls 121, nicht zu einem Ausfall der Messvorrichtung führt.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Vermessung mindestens eines Messobjekts 112 mit einer Messvorrichtung 110 gemäß einer der weiter oben beschriebenen oder gemäß einer der weiter unten noch ausgeführten Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des mindestens einen Messobjekts 112 , wobei das Messobjekt 112 die Retroreflektoren 114 oder die Lokalisierungseinheiten 116 aufweist;

b) Erzeugen des mindestens einen Beleuchtungslichtstrahls 117 mit jeder der Lokalisie rungseinheiten 116 und Beleuchten der Retroreflektoren 114 mit den Beleuchtungs lichtstrahlen 117, wobei jede der Lokalisierungseinheiten 116 mindestens einen der Retroreflektoren 114 beleuchtet, wobei jeder der Retroreflektoren 114 von mindestens einer Lokalisierungseinheit 116 beleuchtet wird;

c) Empfangen jeweils mindestens eines der von den Retroreflektoren 114 reflektierten Lichtstrahlen 121 und Erzeugen mindestens eines Messsignals mit jeder der Lokali sierungseinheiten 116, insbesondere aus den empfangenen Lichtstahlen, wobei jede der Lokalisierungseinheiten 116 den reflektierten Lichtstrahl 121 des von ihr beleuch teten Retroreflektors 114 empfängt; und

d) Bestimmen der räumlichen Position und Orientierung des Messobjekts 112 aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten 116 mit der mindestens einen Auswerteein heit 118.

Die Auswerteeinheit 118 ist eingerichtet, die räumlichen Position und Orientierung des Messobjektes 112 aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten 116 zu bestimmen. Zur Bestimmung der räumlichen Position und Orientierung eines dreidimensionalen Objekts kann mindestens ein Multilaterationsverfahren verwendet werden. Insbesonder kann die Auswerteeinheit 118 eingerichtet sein, die räumliche Position und Orientierung des Mess objekts 112 nach dem bereits weiter oben beschriebenen Mult ilaterations- Verfahren, insbe sondere anhand der Gleichungen und Gleichungssysteme (1) bis (14), zu bestimmen.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens, wobei Bezugszeichen 128 Ver fahrensschritt a) bezeichnet, wobei Bezugszeichen 130 Verfahrensschritt b) bezeichnet, wo bei Bezugszeichen 132 Verfahrensschritt c) bezeichnet und wobei Bezugszeichen 134 Ver fahrensschritt d) bezeichnet.

Die Verfahrensschritte können in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, wobei einer oder mehrere der Schritte zumindest teilweise auch gleichzeitig durchgeführt werden können und wobei einer oder mehrere der Schritte mehrfach wiederholt werden können. Beispielsweise kann eine Wiederholung mindestens eines Verfahrensschritts systemausle gungsabhängig notwendig sein. Darüber hinaus können weitere Schritte unabhängig davon, ob sie in der vorliegenden Anmeldung erwähnt werden oder nicht, zusätzlich ausgeführt werden, beispielsweise, um die Kriterien für die Lösbarkeit der Gleichungssysteme zur ein deutigen Ermittlung der 6D-Information zu erfüllen.

Insbesondere kann das Verfahren einen in den Figuren nicht gezeigten Kalibrierungsschritt umfassen, wobei der Kalibrierungsschritt die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

A) Beleuchten eines der Retroreflektoren 114 mit jeder der Lokalisierungseinheiten 116;

B) Empfangen der von dem Retroreflektor 114 reflektierten Lichtstrahlen 121 und Erzeu gen von Messsignalen mit den Lokalisierungseinheiten 116; und

C) Bestimmen von einer räumlichen Position für jede der Lokalisierungseinheiten 116 aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten 116 mit der Auswerteeinheit 118.

Die Auswerteeinheit 118 kann eingerichtet sein, eine Kalibrierung durchzuführen, insbeson dere zur Bestimmung der Ortsvektoren der Lokalisierungseinheiten 116. Die Auswerteein- heit 118 kann eingerichtet sein bei der Kalibrierung die räumlichen Positionen der Lokali sierungseinheiten 116 zu bestimmen. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 118 eingerich tet sein, eine Kalibrierung nach dem bereits weiter oben beschriebenen Verfahren durchzu führen, insbesondere anhand der Gleichungen und Gleichungssysteme (15) bis (24).

Insbesondere kann der Kalibrierungsschritt dem Schritt b) des Verfahrens zur Vermessung mindestens eines Messobjekts 112 vorausgehen. Insbesondere kann das Verfahren den Ka librierungsschritt umfassen, wenn die bei dem Verfahren eingesetzte Messvorrichtung 112 drei Retroreflektoren 114 und sechs Lokalisierungseinheiten 116 aufweist. Insbesondere kann auf den Kalibrierungsschritt verzichtet werden, wenn die bei dem Verfahren einge setzte Messvorrichtung 110 drei Retroreflektoren und mindestens sieben, insbesondere sie ben, Lokalisierungseinheiten 116, aufweist.

Insbesondere kann in Schritt A) ein einzelner der Retroreflektoren 114 von allen Lokalisie- rungseinheiten 116 beleuchtet werden. Der Verfahrensschritt A) des Kalibrierungsschritts kann weiterhin ein Ausrichten jeder der Lokalisierungseinheiten 116 oder zumindest eines Teils der Lokalisierungseinheiten 116 umfassen derart, dass der eine der Retroreflektoren 114 von allen Lokalisierungseinheiten 116 mit jeweils mindestens einem Beleuchtungslicht- strahl 117 beleuchtet wird. Weiterhin kann in Schritt B) jede der Lokalisierungseinheiten 116 mindestens einen der von dem Retroreflektor 114 reflektierten Lichtstrahlen 121 emp fangen und ein Messsignal erzeugen, insbesondere aus oder gemäß dem empfangenen, re flektierten Lichtstrahl 121. Ferner können die Schritte A) und B) mehrfach, insbesondere mindestens fünf Mal, beispielsweise fünf Mal, wiederholt werden, so dass die Schritte A) und B) insgesamt mindestens sechs Mal, beispielsweise sechs Mal, ausgeführt werden. Wei terhin kann Verfahrensschritt C) ein Lösen eines Gleichungssystems mit der Auswerteein- heit 118 umfassen, insbesondere zum Bestimmen von der räumlichen Position für jede der Lokalisierungseinheiten 116 aus den Messsignalen der Lokalisierungseinheiten 116. Insbe sondere kann Schritt C) weiterhin das Bestimmen von Abständen zwischen dem einen Ret roreflektor 114 und den Lokalisierungseinheiten 116 umfassen.

Der Kalibrierungsschritt kann dem Schritt b) des Verfahrens zur Vermessung mindestens eines Messobjekts 112 vorausgehen. Dementsprechend kann sich der Schritt b) dem Schritt C) des Kalibrierungsschritts anschließen. Insbesondere kann das Beleuchten der Retrore flektoren 114 mit den Beleuchtungslichtstrahlen 117 in Schritt b) nach dem Beleuchten des einen der Retroreflektoren 114 mit jeder der Lokalisierungseinheiten 116 in Schritt A) ein erneutes Ausrichten der Lokalisierungseinheiten 116 erfordern.

Bezugszeichenliste Messvorrichtung

Messobjekt

Retroreflektor

Lokalisierungseinheit

Beleuchtungslichtstrahl

Auswerteeinheit

Kabel

Lasertracer

reflektierter Lichtstrahl

Werkzeug

geometrischer Mittelpunkt des Werkzeugs

geometrischer Mittelpunkt des von den drei Retroreflektoren gebildeten

Dreiecks

Verfahrensschritt a)

V erfahrensschritt b)

Verfahrensschritt c)

Verfahrensschritt d)

erster Retroreflektor

zweiter Retroreflektor

dritter Retroreflektor

erste Lokalisierungseinheit

zweite Lokalisierungseinheit

dritte Lokalisierungseinheit

vierte Lokalisierungseinheit

fünfte Lokalisierungseinheit

sechste Lokalisierungseinheit

Steuereinheit

siebte Lokalisierungseinheit