Obj ekt und Proj ektionsvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ortsrichtigen Projektion einer Markierung auf ein Objekt. Die Erfindung betrifft weiter eine Proj ektionsvorrichtung mit einer Aufnahme- und/oder Messvorrichtung und einem Projektions- mittel, wobei das Proj ektionsmittel mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung derart gekoppelt ist, dass durch eine räumliche Ausrichtung der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung eine defi- nierte räumliche Ausrichtung des Proj ektionsmittels vorgegeben oder; vorgebbar ist.

Aus WO 2011/082754 AI ist eine Projektionsvorrichtung bekannt, mit welcher ein Messergebnis von einem Objekt gewinnbar, in eine Falschfarbendarstellung umwandelbar und als Falschfarbendarstellung auf das Objekt zurück projizierbar ist. Hierbei wird eine ortsrichtige Projektion der Falschfarbendarstellung dadurch erreicht, dass die Projektion auf die Aufnahmeoptik ab- : gestimmt ist .

Die vorliegende Erfindung geht weiter aus von einem Verfahren mit korrespondierender Vorrichtung gemäß DE 10 2013 009 288.4, nach welchem von einem untersuchten Objekt ein 3D-Modell mit zugehöriger Skalierung des Modells berechnet wird, indem eine Folge oder Sequenz von zweidimensionalen Bildern des Objekts aufgenommen wird, aus denen ein unskaliertes 3D-Modell berechnet wird, wobei durch Messung eines Abstands eine Skalierung des 3D-Modells vorgenommen wurde. Eine Projektion von Informationen auf das Objekt ist nicht vorgesehen.

Weiterer Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren nach DE 10 2009 050 474 AI, in welchem zu einem aufgenommenen Wärmebild zugehörige Metadaten in die Anzeige räumlich zugeordnet eingeblendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur ortsrichtigen Projektion einer Markierung auf ein Objekt anzu- geben.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur ortsrichtigen Projektion einer Markierung auf ein Objekt die Merkmale des Anspruches 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, zumindest die folgenden Schritte auszuführen: rechnergestütztes Bereitstellen eines 2D- oder 3D-Modells des Objekts,

Vorgabe wenigstens einer Markierung in dem 2D- oder 3D-Mo- dell,

Durchführung einer Messung einer räumlichen Lage und/oder Ausrichtung des Objektes,

Rechnergestützte Ermittlung einer Projektionspose des Projektionsmittels in Bezug auf die gemessene räumliche Lage und/oder Ausrichtung des Objektes durch Vergleich eines Messergebnisses der Messung mit dem 2D- oder 3D-Modell,

Einstellen des Proj ektionsmittels anhand der Projekt ions- pose zu einer ortsrichtigen Projektion der wenigstens einen Markierung auf das Objekt, und ortsrichtige Projektion der wenigstens einen Markierung auf das Objekt anhand der berechneten Ansteuerung.

Das Modell kann hierbei in zweidimensionaler Form als 2D-Modell vorliegen. Diese Variante kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn das Objekt eine flächige Gestalt hat, was zum Beispiel bei einer Zimmerwand der Fall sein kann. Das Modell kann auch mit dreidimensionalen Positionsangaben als 3D-Modell vorliegen. Diese ist besonders dann von Vorteil, wenn das Objekt eine räumliche Struktur oder allgemein eine komplexe Struktur hat. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorsehen, dass das 2D- oder 3D-Modell zum Beispiel mithilfe von Abstandsmessungen automatisch erstellt wird.

Das erfindungsgemäße Einstellen des Projektionsmittels kann hierbei beispielsweise durch Ausrichten des Proj ekt ionsmittels derart, dass die Proj ekt ionsrichtung eine ortsrichtige Projektion ergibt, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Einstellen des Proj ekt ionsmittels durch Einrichtung des Projektionsmittels erfolgen, beispielsweise durch An- Steuerung einer Proj ekt ionsmatrix oder einer Proj ekt ionsmaske oder wenigstens eines verstellbaren Spiegels,; beispielsweise eines in einer oder zwei Richtungen schwenkbaren Mikrospiegels , um die ortsrichtige Projektion der Markierung zu erhalten. Der wenigstens eine schwenkbare Mikrospiegel kann beispielsweise in MEMS-Technologie ausgeführt sein.

Die genannten Schritte können in der aufgeführten Reihenfolge oder in jeder beliebigen anderen Reihenfolge, die logisch mög- lieh ist, ausgeführt werden. Die durch die Aufzählung gegebene Reihenfolge der einzelnen Schritte ist jedoch die bevorzugte Ausführungsform . Die Projektionspose dient zur Beschreibung der Position und der Orientierung des Proj ektionsmittels in an sich bekannter Weise. Die Erfindung ermöglicht es, eine vorgegebene Markierung in einem 2D- oder 3D-Modell eines Objekts derart auf das Objekt zu projizieren, dass der Auftreff unkt der Markierung auf dem Objekt mit der Position dieser Markierung in dem 2D- oder SD- Modell übereinstimmt. Die Proj ektionspose des Projektionsmittels wird hierbei rechnergestützt in an sich bekannter Weise nach gegebenen perspektivischen und geometrischen Gesetzmäßigkeiten dadurch bestimmt, dass das mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung aufgenommene Messergebnis, beispielsweise ein Bild oder eine dreidimensionale Darstellung des Objekts, mit dem 2D- oder 3D-Modell beispielsweise dadurch verglichen wird, dass von dem 2D- oder 3D-Modell unter der Annahme einer bestimmten Proj ektionspose ein korres- pondierendes , simuliertes Messergebnis abgeleitet wird. Die tatsächliche Projektionspose ist dann diejenige, für welche sich eine Übereinstimmung des abgeleiteten simulierten Messergebnisses mit dem tatsächlich gewonnen Messergebnis ergibt. Die Einstellung des Proj ektionsmittels kann beispielsweise durch ein Verfahren, Verschwenken oder Verkippen oder Verdrehen des Projektionsmittels oder durch bewegliche Teile des Projektionsmittels wie Spiegel und dergleichen erfolgen.

Bei der Erfindung kann die Markierung als Punkt, Linie, Kreis, Fläche oder sonstige einfache oder komplexere geometrische Form im 2D- oder 3D-Modell vorgegeben sein. Beispielsweise sind auf diese Weise Verschaltungspläne oder Leitungspläne ortsrichtig auf Objekte, an denen diese Pläne realisiert oder umgesetzt werden sollen, projizierbar. Beispielsweise sind auf diese Weise auch gewünschte Abstandsmaße in Bezug auf zu Merkmale des Objekts durch die ortsrichtige Projektion auf dem Objekt abtragbar. Denn die ortsrichtige Projektion ergibt auch eine maßstabsgetreue Darstellung von gewünschten Linien, Kreisen oder anderen Mustern.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Messung der räumlichen Lage und/oder Ausrichtung we- nigstens ein Abstand einer das Projektionsmittel aufweisenden Projektionsvorrichtung zu dem Objekt gemessen wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Information über den Abstand und somit die tatsächliche Größe des untersuchten Objekts gewinnbar ist, beispielsweise für eine Skalierung des 2D- oder 3D-Modells. Dies ist besonders dann; günstig, wenn keine absoluten Größeninformationen zu dem 3D-Modell vorliegen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn mehr als ein Abstand, beispielsweise zwei Abstände, drei Abstände oder mehr als drei Ab- stände zu unterschiedlichen Punkten am Objekt gemessen werden. Von Vorteil ist dabei, dass unmittelbar Informationen über die Lage und/oder Ausrichtung des Objekts in Bezug auf den Standort der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung gewinnbar sind. Beispielsweise ist bei flächenhaften Objekten die Messung von drei Abständen häufig ausreichend, um die Lage des Objektes im Raum und die Ausrichtung in Bezug auf die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung festzulegen.

Besonders günstig ist es, wenn das Objekt zur Messung e Vielzahl von Abständen in einem Punktraster auf dem Objekt scannt wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Messung der räumlichen Lage aus einem, beispielsweise dem bereits erwähnten wenigstens einen Abstand einer das Proj ektionsmittel aufweisenden Proj ektionsvorrichtung zu dem Objekt und/oder aus einer Sequenz von aufgenommenen Bildern des Objektes eine dreidimensionale Darstellung des Objekts berechnet und mit dem 2D- oder 3D-Modell verglichen wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zur Messung der räumlichen Lage aus einer Sequenz von aufgenommenen Bildern des Objekts eine dreidimensionale Darstellung des Objekts berechnet und mit dem 2D- oder 3D-Modell verglichen wird: Dies kann beispielsweise durch Auflösen eines Gleichungssystems, welches die aus unterschiedlichen Positionen aufgenommenen Bilder der Sequenz als Projektionen von dem Objekt beschreibt, erfolgen. Bevorzugt sind die Bilder mit einer weiter unten beschriebenen Kamera aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln aufgenommen.

Von Vorteil ist bei diesen Alternativen, dass unmittelbar Informationen über die Proj ektionspose gewinnbar sind, indem durch einen Vergleich der Formen des 2D- oder 3D-Modells einerseits und der dreidimensionalen Darstellung aus den Abstandsmessungen und/oder der Sequenz von Bildern andererseits miteinander eine räumliche Lage und Ausrichtung des Objekts in Bezug auf die Proj ektionsvorrichtung und somit umgekehrt eine räumliche Lage und Ausrichtung der Proj ektionsvorrichtung mit bekannten geometrischen Gesetzmäßigkeiten der räumlichen Geometrie berechenbar sind. Besonders günstig ist es dabei, wenn die dreidimensionale Darstellung aus einer Vielzahl von Abstandsmessungen, beispielsweise durch einen Scan des Objekts in der beschriebenen Weise, gewonnen wurde. Der Scanvorgang kann hierbei durch einen Zeilen- oder Spaltenscan oder durch Projektion von unterschiedlichen Mustern und Auswertung der durch eine Oberfläche des Objekts verzerrten Muster oder auf andere Weise erfolgen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Messung der räumlichen Lage und/oder Ausrichtung des Objekts wenigstens ein Merkmal des Objekts erfasst wird. Das wenigstens eine Merkmal kann beispielsweise eine Kante, eine Ecke, ein Punkt, eine Linie und/oder eine sonstige Markierung sein. Die Erfassung kann durch Scannen erfolgen. Zu den genannten und weiteren Merkmalen existieren jeweils Merkmals- Deskriptoren, die zur Erfassung bzw. zum Scannen des Objekts verwendet werden können. Es ist allgemein bekannt, Deskriptoren für zweidimensionale Ecken, also Ecken in einer Ebene, und für dreidimensionale Ecken, also Ecken im Raum, zu verwenden. Diese Deskriptoren können hier eingesetzt werden. Von Vorteil ist dabei, dass charakteristische Merkmale des Objekts extrahierbar sind, welche in dem 2D- oder 3D-Modell einfach auffindbar oder identifizierbar sind. Somit ist ein direkter Vergleich von korrespondierenden Einzelheiten des Objekts und des 2D- oder 3D-Modells ausführbar. Hierdurch kann die Proj ektionspose mit geringem technischem Aufwand ermittelt werden. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Messung der räumlichen Lage und/oder Ausrichtung ein Bild des Objekts aufgenommen wird. Von Vorteil ist dabei, dass das aufgenommene Bild mit einem von dem 2D- oder 3D-Modell abgeleiteten Bild vergleichbar ist. Hierbei kann das 2D- oder 3D-Modell rotiert und/oder verschoben werden, bis das abgeleitete Bild mit dem aufgenommenen Bild übereinstimmt. Aus den Parametern der Drehung beziehungsweise Verschiebung des Objekts ist anschließend die Proj ektionspose berechenbar und wird bei einer Ausgestaltung berechnet.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung der Proj ektionspose in dem 2D- oder 3D- Modell wenigstens ein Merkmal als Ausrichtungshilfe definiert ist und dass das wenigstens eine Merkmal mittels Merkmalsanalyse in dem Messergebnis identifiziert wird. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache Weise Korrespondenzen zwischen dem 2D- oder 3D-Modell und dem Messergebnis von dem Objekt gewinnbar sind, aus denen eine Proj ektionspose berechenbar ist. Als Merkmale sind beispielsweise Kanten, Ecken, Punkte, Texturen, Färb- und/oder Helligkeitswerte, Farb- und/oder Helligkeitsunterschiede oder andere aus der Bildverarbeitung bekannte Merkmale verwendbar. Besonders günstig es dabei, wenn das Messergebnis in Form eines aufgenommenen Bildes vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Messergebnis als dreidimensionale Darstellung des Objekts, beispielsweise durch die zuvor beschriebene Ab- Standsmessung oder Erkennung eines Referenzobjektes oder Maßstabes, bereitgestellt wird. Ein Referenzobjekt kann ein aufgebrachtes Objekt oder ein Marker oder ein erkanntes vorhandenes Objekt bekannter oder angegebener Größe sein. Beispielsweise kann ein solches Merkmal eine markante Form des Objekts beschreiben. Die Erfindung ermöglicht es somit, auf einfache Weise Markierungen in gewünschter Relativposition, beispielsweise in einem gewünschten Abstand und/oder einer gewünschten Ausrichtung, auf das Objekt zu projizieren. Beispielsweise können solche Merkmale zur Identifizierung von Kanten von Türen in einer Wand, der Lage von Zimmerecken, Boden und Zimmerdecke, verwendet werden. Hierdurch sind Bezugspunkte, -flächen und -raumstrukturen gegeben, auf welche Aufmaße bezogen werden können. Die erfindungsgemäße ortsrichtige Projektion ermöglicht ein maßstabgetreues Anzeichnen.

Bei der Bereitstellung eines 2D-Modells kann die Proj ektionspose dadurch ermittelt werden, dass eine Lage einer Ebene, die durch das 2D-Modell beschrieben wird, bestimmt wird. Dies kann beispielsweise durch Auswertung einer Linie und eines Punktes, von zwei Linien, von drei Punkten, von einer räumlich ausgedehnten Markierung oder auf andere Weise geschehen, um eine Neigung oder Ausrichtung des durch das 2D-Modell beschriebenen Objekts zu messen oder allgemein zu bestimmen oder ermitteln.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung der Proj ekt ionspose ein aufgenommenes Bild, beispielsweise das bereits erwähnte aufgenommene Bild, und/oder eine dreidimensionale Darstellung des Objekts, beispielsweise die bereits erwähnte dreidimensionale Darstellung, einerseits und das 2D- oder 3D-Modell oder ein aus diesem abgeleitetes zweidimensionales Bild zueinander transformiert werden, bis eine Registrierung erreicht ist, wobei die Proj ekt ionspose aus Parametern der Transformation berechnet wird. Somit können den Parametern der relativen Transformation unterschiedliche Posen zugeordnet werden, welche die betreffende Transformation als perspektivische Verzerrung zu der Pose beschreiben. Die Projektionspose ist somit unmittelbar aus den Parametern ableitbar. Hierbei können nur das aufgenommene Bild beziehungsweise die dreidimensionale Darstellung oder nur das 2D- oder 3D-Modell oder ein daraus abgeleitetes zweidimensionales Bild oder beide transformiert werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Einstellung des Proj ekt ionsmittels eine Ansteuerung des Proj ekt ionsmittels aus der Proj ekt ionspose rechnergesteuert berechnet wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Einstellung des Proj ekt ionsmittels vollautomatisch rechnergestützt durchführbar ist. Dies ist besonders dann günstig, wenn das Projektionsmittel an einer Proj ekt ionsvorrichtung befestigt ist, die raumfest aufgestellt ist, beispielsweise auf einem Stativ oder dergleichen. Das Projektionsmittel kann hierbei durch Verschwenken, Verkippen oder Verschieben oder auf andere Weise zur ortsrichtigen Projektion ausgerichtet werden. Alternativ oder zusätz- lieh kann das Proj ektionsmittel durch interne oder externe Manipulation, beispielsweise durch Ansteuerung einer Projektionsmaske oder einer Proj ektionsmatrix, zur ortsrichtigen Projektion eingerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zur Ausrichtung des Proj ektionsmittels während einer Schwenkbewegung des Projektionsmittels wiederkehrend rechnergestützt geprüft wird, ob das Proj ektionsmittel zur ortsrichtigen Projektion ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Schwenkbewe- gung des Proj ektionsmittels manuell ausführbar ist. Dies kann beispielsweise durch kontinuierliche Aufnahme von Bildern des zu untersuchenden Objekts geschehen. Durch Auswertung einer Sequenz von aufgenommenen Bildern kann in an sich bekannter Weise die Schwenkbewegung zwischen den Bildern berechnet werden, wenn sich das Objekt zwischen den Aufnahmen nicht oder nur unwesentlich ändert. Somit ist eine

Bewegungserkennungseinheit bereitstellbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei Erreichung der ortsrichtigen Projektion ein akustisches Signal und/oder ein optisches Signal generiert wird, um dem Benutzer anzuzeigen, dass nun eine Projektionspose erreicht ist, in welcher die Projektion der gewünschten wenigstens einen Markierung ortsrichtig erfolgen kann . Allgemein wird unter einer ortsrichtigen Projektion eine Projektion verstanden, welche am Objekt an derjenigen Stelle auftrifft, welche in dem 2D- oder 3D-Modell als Lokalisierung der vorgegebenen wenigstens eine Markierung verzeichnet ist. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit einem Sensor, insbesondere mit einem Beschleunigungssensor, einem Schwerefeldsensor, einem Lagesensor oder einem Inertialsensor, eine räumliche Lage und/oder Ausrichtung des Projektionsmittels gemessen wird. Bevorzugt ist diese Lage und/oder Ausrichtung bezüglich eines Schwerefeldes, beispielsweise des Schwerefeldes der Erde, definiert. Von Vorteil ist dabei, dass räumliche Angaben wie horizontal und/oder vertikal bereitstehen, um beispielsweise die Lage und/oder Ausrichtung der vorgegebenen wenigstens einen Markierung einfach charakterisieren zu können.

Somit kann - beispielsweise durch ein Rotieren der Projektions- Vorrichtung oder zumindest des Proj ektionsmittels - eine Linie in einem 360° Winkel oder ein Vollkreis oder ein Text davon durch ortsrichtige Projektion markiert werden. Von Vorteil ist dabei, dass somit eine gesamte Projektion im „Wasser" durchgeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können statt einer Ausrichtung auf das Schwerefeld der Erde auch Markierungen, beispielsweise Linien, in Bezug auf Objekte oder Teile von diesen durch eine ortsrichtige Projektion abgebildet werden . Zur Lösung der genannten Aufgabe und insbesondere in dem bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ist erfindungsgemäß bei einer Proj ektionsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung zur Durchführung einer Messung einer räumlichen Lage und/oder Ausrichtung eines Objekts eingerichtet ist, dass eine Recheneinheit zur rechnergestützten Ermittlung einer Proj ektionspose des Proj ektionsmittels in Bezug auf die gemessene räumliche Lage und/oder Ausrichtung des Objekts durch Vergleich eines Messergebnisses der Messung mit einem hinterlegten 2D- oder 3D- Modell des Objekts eingerichtet ist und dass die Proj ektionsvorrichtung zur Einstellung des Projektionsmittels anhand der Projektionspose zu einer ortsrichtigen Projektion wenigstens einer Markierung in dem 2D- oder 3D-Modell auf das Objekt eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine handgehaltene und/oder auf einem : Stativ möntierbare Projektionsvorrichtung geschaffen ist, mit welcher das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist. Die Einstellung des Projektionsmittels kann beispielsweise durch Einrichten oder durch Ausrichten in der beschriebenen Weise ermöglicht sein.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit zur rechnergestützten Berechnung einer Ansteuerung des Projektionsmittels zu einer ortsrichtigen Projektion der wenigstens einen Markierung auf das Objekt eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine vollautomatische ortsrichtige Projektion durchführbar ist, indem das Projek- tionsmittel entsprechend ausgerichtet wird und/oder indem die beispielsweise eine Projektionsmaske des Proj ektionsmittels entsprechend zur Einrichtung des Proj ektionsmittels befüllt wird. Hierbei oder bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Ansteuerungseinheit zur computergestützten Ansteuerung des Proj ektionsmittels zur ortsrichtigen Projektion der wenigstens einen Markierung auf das Objekt eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein manuelles Eingreifen in den Proj ektionsvorgang nicht erforderlich ist. Insbesondere ist somit ein Schwenken des Proj ektionsmittels zur Erreichung einer ortsrichtigen Projektion nicht erforderlich. Hierbei oder bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Proj ektionsmittel eine Versteileinrichtung aufweist, welche zur Verstellung des Projektionsmittels relativ zur Aufnahme- und/oder Messvorrichtung einge- richtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine definierte rela- tive Ausrichtung des Proj ektionsmittels relativ zu der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung einstellbar ist, so dass durch die räumliche Ausrichtung der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung eine definierte räumliche Ausrichtung des Proj ektionsmit- tels, nämlich die durch die relative Ausrichtung vorgegebene absolute Ausrichtung, vorgebbar ist. Von Vorteil ist dabei weiter, dass das Projektionsmittel computergestützt ansteuerbar ist, um die gewünschte wenigstens eine Markierung, beispielsweise ein Punkt, eine Linie oder ein komplexeres Muster wie ein Schalt- und/oder Leitungsplan einer Gebäudewand oder eines sonstigen Objektes, auf das Objekt zu projizieren.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Proj ektionsmittel starr mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Pose der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung unmittelbar in die Proj ektionspose umrechenbar ist. Somit kann aus einer Aufnahme- und/oder Messpose der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung zum Aufnahme- oder Messzeitpunkt eine Proj ektionspose des Proj ektionsmittels berechnet werden, da das Proj ektionsmittel mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung starr mitgeführt wird..

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung eine Kamera auf- weist. Von Vorteil ist dabei, dass Bilder des zu untersuchenden Objekts aufnehmbar sind, aus welchen, beispielsweise in der beschriebenen Weise über Merkmale und/oder perspektivische Gesetzmäßigkeiten des Abbildungsvorgangs, eine Kamerapose und über die erwähnte Kopplung eine Proj ektionspose berechenbar sind.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auf- nähme- und/oder Messvorrichtung eine Abstandsmessvorrichtung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass Abstände zwischen dem zu untersuchenden Objekt und der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung und somit Abstände zu dem Proj ektionsmittel messbar sind. Bevorzugt ist die Abstandsmessvorrichtung als Abstandsscanner ausgebildet, um eine Vielzahl von Abständen zu unterschiedlichen Punkten des Objekts messen zu können.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Proj ektionsmittel eine Laserpointer aufweist. Von Vor- teil ist dabei, dass punktförmige Markierungen einfach projizierbar sind. Von Vorteil ist dabei weiter, dass durch eine An- steuerung des Laserpointers , beispielsweise durch ein Schwenken oder' sonstiges Verstellen mittels einer Versteileinrichtung, komplexere Markierungen wie Liniensysteme und dergleichen projizierbar sind.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Projektionsmittel wenigstens einen schwenkbaren Spiegel aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Schwenken des Projektionsmittels selbst nicht erforderlich ist. Bei entsprechender Ausbildung des Spiegels sind so schnelle Schaltvorgänge ausführbar, um für den Betrachter ein komplexes Linienmuster zu projizieren, welches aus einzelnen Punkten und/oder Linien zusammengesetzt ist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Projektionsmittel zur Projektion eines zweidimensionalen Musters eingerichtet ist. Beispielsweise kann hierzu eine entsprechende Proj ektionsmaske oder Proj ektionsmatrix vorgesehen sein, welche entsprechend der zu projizierenden Markierung ansteuerbar ist und angesteuert wird. Durch diese Ansteuerung wird das Projektionsmittel eingestellt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Viel- zahl von Informationen und somit eine Vielzahl von unterschiedlichen Markierungen beliebiger Gestalt gleichzeitig anzeigbar sind.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung in das Projektionsmittel integriert ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine platzsparende robuste Proj ektionsvorrichtung bereitstellbar ist. Beispielsweise kann das Proj ektionsmittel als Laser- pointer und die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung als laserge- stützte Abstandsmessvorrichtung eingerichtet sein.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Sensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Schwerefeldsensor, zur Messung einer räumlichen Lage ünd/oder Ausrichtung des Proj ektionsmittels ausgebildet ist. Es sind auch andere Sensoren mit Vorteil verwendbar, beispielsweise Drehratensensoren oder andere Inertialsensoren . Von Vorteil ist dabei, dass die Lage und der Verlauf einer horizontalen und/oder vertikalen Linie einfach bestimmbar ist. Dies ist beispielsweise im Bauwesen günstig, wo häufig Abmessungen oder Positionen über eine horizontale und/oder eine vertikale Verbindungslinie vermittelt werden müssen.

Somit sind beispielsweise Linien in der Projektion anzeigbar, die sich in Bezug auf die wenigstens eine Markierung oder auf einen Referenzpunkt am Objekt in horizontaler Richtung beziehungsweise in vertikaler Richtung erstrecken, beispielsweise in einem vorgegebenen Abstand zu der wenigstens einen Markierung oder dem Referenzpunkt.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit zu einer rechnergestützten Transforma- tion eines aufgenommenen Bildes, beispielsweise des bereits erwähnten aufgenommenen Bildes, und/oder einer dreidimensionalen Darstellung des Objekts, beispielsweise der erwähnten dreidimensionalen Darstellung des Objekts, einerseits und des 2D- oder 3D-Modells andererseits rechnergestützt relativ zueinander, bis eine Registrierung erreicht ist, eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass aus Parametern der zur Registrierung nötigen Transformation mit einfachen geometrischen Gesetzmäßigkeiten eine Projektionspose des Proj ektionsmittels berechenbar ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit zur Berechnung einer dreidimensionalen Darstellung des Objektes aus Messergebnissen der Aufnahme- und/der Messvorrichtung eingerichtet ist. Von Vorteil ist da- bei, dass eine dreidimensionale Darstellung gewinnbar ist, die direkt mit dem 2D- oder 3D-Modell verarbeitbar ist. Nachbildungen der Aufnahme- und/oder Messvorgangs sind so verzichtbar. Die dreidimensionale Darstellung des Objekts kann beispielsweise aus aufgenommenen Bildern und/oder aus wenigstens einem gemessenen Abstand berechnet sein, bevorzugt in der bereits beschriebenen Weise.

Besonders günstig ist es, wenn die Proj ektionsvorrichtung Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbeson- dere des zuvor beschriebenen und/oder in einem der auf ein Verfahren gerichteten Schutzansprüche beanspruchten Verfahrens, aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass die Vorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Vorteilen einer erfindungsge- mäßen Proj ektionsvorrichtung kombinierbar sind.

Bevorzugt ist die Proj ektionsvorrichtung als Handgerät ausgebildet.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.

Es zeigt in stark vereinfachter Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens :

Figur 1 die Verwendung einer erfindungsgemäßen

Proj ektionsvorrichtung in einem erfindungsgemäßen

Verfahren,

Figur 2 die ortsrichtige Projektion einer Markierung mit der erfindungsgemäßen Proj ektionsvorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 eine weitere erfindungsgemäße Proj ektionsvorrichtung mit verstellbarem Proj ektionsmittel ,

Figur 4 eine weitere erfindungsgemäße Proj ektionsvorrichtung mit verstellbarem Spiegel, Figur 5 eine weitere erfindungsgemäße Proj ektionsvorrichtung mit drahtlos verbundenem Anzeigemittel,

Figur 6 die ortsrichtige Projektion bei dem erfindungsge- mäßen Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung nach Figur 5, einen ersten Schritt eines weiteren

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 8 einen zweiten Schritt des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 7 ,

Figur 9 die ortsrichtige Projektion wenigstens einer Markierung bei dem Verfahren gemäß Figur 7 und Figur 8 und Figur 10 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit K des

Anzeigemittels der Proj ektionsvorrichtung bei dem Verfahren gemäß Figur 7 bis Figur 9.

Figur 1 zeigt in stark vereinfachter Prinzipdarstellung eine im Ganzen mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Proj ektionsvorrichtung .

Die Proj ektionsvorrichtung 1 hat: eine Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2, welche zur Durchführung einer Messung einer räumlichen Lage und/oder Ausrichtung eines Objekts 3 eingerichtet ist, wie im Folgenden noch genauer beschrieben wird.

Die Proj ektionsvorrichtung 1 hat weiter ein Proj ektionsmittel 4, mit welchem beliebige Markierungen, beispielsweise Punkte, Linien, Kreise oder andere geometrische Formen oder andere komplexere Muster, auf das Objekt 3 projizierbar sind.

Die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 und das Proj ektions- mittel 4 sind miteinander fest verbunden und somit starr gekoppelt, so dass durch die räumliche Ausrichtung der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung eine definierte räumliche Ausrichtung des Proj ektionsmittels 4 vorgegeben ist.

Im Inneren der Proj ektionsvorrichtung 1 ist eine Recheneinheit 5 angeordnet, mit welcher Messergebnisse der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 auswertbar sind. Hierbei ist die Recheneinheit 5 durch Programmierung so eingerichtet, dass aus der gemessenen räumlichen Lage und Ausrichtung- des Objektes 3 eine Proj ektionspose des mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 gekoppelten Projektionsmittels 4 berechenbar ist.

Zur Erstellung des Messergebnisses weist die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 eine Abstandsmessvorrichtung 6 auf, die in an sich bekannter Weise zur Messung von Abständen in das als Laserpointer ausgebildete Proj ektionsmittel 4 integriert ist.

Hierzu erzeugt das Projektionsmittel 4 einen Laserstrahl 7, welcher auf das Obj ekt 3 gerichtet wird, um mit der Abstandsmessvorrichtung 6 einen Abstand zu messen. Das Proj ektionsmit - tel 4 ist somit zwischen einem Proj ektionsmodus und einem Ab- standsmessmodus umschaltbar.

Die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 weist ferner eine Kamera 8 auf, mit welcher ein Bild des Objektes 3 aufnehmbar ist. Die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 ist auf einem Stativ 9 dreh- und/oder schwenkbar gelagert und kann mittels Handgriff 10 zumindest in den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen verkippt oder verschwenkt werden. Hierdurch wandert der Laser- strahl 7 über das Objekt 3.

Durch Auswertung einer Sequenz von aufgenommenen Bildern des Objektes 3 kann die Recheneinheit 5 eine Schwenkbewegung der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 und somit der Abstands- messvorrichtung 6 erfassen. Somit bildet die Recheneinheit 5 mit der Kamera 8 eine Bewegungserkennungseinheit 25.

Durch Verschwenken oder Verkippen der Aufnahme- und/oder Mess- Vorrichtung 2 in den durch das Stativ 9 vorgegebenen Freiheitsgraden können somit eine Vielzahl von Abständen zu unterschiedlichen Auftreffpunkten 11 des Laserstrahls 7 auf dem Objekt 3 gemessen werden. Es ist daher ein Abstandsscan an dem Objekt 3 durchführbar.

Durch die Erfassung des Schwenk- oder Kippwinkels des Projektionsmittels 4 mit der Recheneinheit 5 ergibt sich somit eine winkelabhängige Abstandsinformation, aus der eine dreidimensionale Darstellung des Objekts, beispielsweise durch Darstellung der wesentlichen Formen des Objekts 3, in der Recheneinheit 5 berechenbar ist.

In einem Speichermittel 12 im Inneren der Proj ekt ionsvorrich- tung 1 ist ein nicht weiter dargestelltes 3D-Modell 13 (vgl. Figur 7, hier jedoch in Form eines Würfels entsprechend dem dargestellten Objekt _: 3) hinterlegt. Statt des 3D-Modells 13 kann ist bei einer Alternative ein 2D-Modell hinterlegt, welches ein flächenartiges Objekt beschreibt. Die Recheneinheit 5 vergleicht das 3D-Modell mit der berechneten dreidimensionalen Darstellung des Objektes 3 und wendet auf das 3D-Modell und/oder die dreidimensionale Darstellung eine Transformation aus elementaren Verschiebungs- , Drehungs- und/oder Skalierungsoperationen an, um zu ermitteln, aus welcher Pose die dreidimensionale Darstellung von dem Objekt 3 aufgenommen wurde . Da das Proj ektionsmittel 4 fest mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 verbunden gekoppelt ist, ergibt sich auf diese Weise die Proj ektionspose des Proj ektionsmittels 4 zum Zeitpunkt der Aufnahme der dreidimensionalen Darstellung des Obj ekts 3.

Zur Erzeugung der dreidimensionalen Darstellung wird die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 manuell verstellt, um den Laserstrahl 7 über das Objekt 3 zu führen. Hierzu ist es besonders günstig, wenn der Benutzer den Laserstrahl 7 in Nachbarschaft einer Kante 14 an dem Objekt 3 führt, um die Kante 14 mit der Abstandsmessvorrichtung 6 abzuscannen.

Auf diese Weise ergibt sich in der dreidimensionalen Darstel- lung aus dem Abstandscan eine entsprechende Kante, welche besonders einfach an dem 3D-Modell als korrespondierende Einzelheit identifizierbar ist. Dies erleichtert die Ermittlung der Proj ektionspose des Proj ektionsmittels 4. Figur 1 zeigt das Abscannen einer Kante 14 des Objekts 3, in dem der Laserstrahl 7 mit dem Handgriff 10 quer zur Er- streckungsrichtung dieser Kante 14 geführt wird. Tatsächlich wird dieser Vorgang für weitere Kanten des Objekts wiederholt. Nach Kenntnis der Proj ektionspose des Proj ektionsmittels 4 kann nun eine Markierung, die in dem 3D-Modell vorgegeben ist, ortsrichtig auf das Objekt projiziert werden. Es sei zur Erläuterung der Erfindung angenommen, dass in dem 3D-Modell des Objekts 3 eine Markierung in Form eines Punktes an einer Stelle vorgegeben ist, welche dem Auftreff unkt 11 in Figur 2 entspricht.

Der Benutzer verschwenkt nun die Proj ektionsvorrichtung 1 solange, bis der Laserstrahl 7 auf diesen Auftreffpunkt 11 gelangt. Hierbei wird der Schwenkwinkel in der bereits beschriebenen Weise durch Aufnahme eines Bildes des Objektes 3 in der Kamera 8 und anschließende Aufbereitung einer Sequenz von aufgenommenen Bildern mit der Bewegungserkennungseinheit 25 ermittelt.

Ist dieser Auftreffpunkt 11 erreicht, so generiert die Projek- tionsvorrichtung 1 ein akustisches und/oder optisches Signal, welches dem Benutzer das Erreichen des Auftreffpunktes 11 zur ortsrichtigen Projektion der Markierung aus dem 3D-Modell anzeigt. Somit zeigt der Laserstrahl 7 die Lage dieser Markierung auf dem Objekt 3 ortsrichtig an.

Figur 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Proj ekt ionsvorrichtung 1. In Figur 3 sind zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 konstruktiv und/oder funktionell gleichartige oder identische Einzelheiten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Ausführungen zu Figur 1 und 2 gelten daher zu Figur 3 entsprechend .

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Projektionsmittel 4 und die Kamera 8 der Aufnahme- und/oder Mess- Vorrichtung 2 nicht starr gekoppelt sind, sondern über eine VerStelleinrichtung 15 miteinander gekoppelt sind.

Diese Versteileinrichtung 15 ist in an sich bekannter Weise zur Messung des jeweils eingestellten Winkels zwischen dem Projektionsmittel 4 und der Kamera 8 eingerichtet. Somit ist bei Kenntnis der Pose der Kamera 8 eine definierte Proj ektionspose des Proj ektionsmittels 4 vorgebhar, indem die Versteileinrichtung 15 entsprechend betätigt oder eingestellt wird.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist das Projektionsmittel 4 zusätzlich als Abstandsmessvorrichtung 6 zur Messung eines Abstandes mit dem Laserstrahl 7 eingerichtet. Im Unterschied zum vorangehenden Ausführungsbeispiel wird nun während der Erstellung der dreidimensionalen Darstellung nicht die ganze Proj ektionsvorrichtung 1, sondern nur die Abstandsmessvorrichtung 6 verschwenkt. Die Kamera 8 bleibt hierbei raumfest auf das Objekt 3 gerichtet.

Aus den gemessenen Abständen zwischen der Abstandsmessvorrichtung 6 und dem jeweiligen Auftreffpunkt 11 und den jeweils zugehörigen Winkeln an der Versteileinrichtung 15 konstruiert die Recheneinheit 5 wieder eine dreidimensionale Darstellung.

Dies kann dadurch zusätzlich unterstützt werden, dass die Auftreffpunkte 11 jeweils in aufgenommenen Bildern der Kamera 8 identifiziert werden. Nach Vergleich der dreidimensionalen Darstellung mit dem hinterlegten 3D-Modell in der zuvor beschriebenen Weise wird nun die Versteileinrichtung 15 automatisch angesteuert, um eine im 3D-Modell vorgegebene Markierung, beispielsweise einen Punkt, eine Linie oder ein anderes geometrisches Muster, ortsrichtig auf das Objekt 3 zu projizieren.

Hierzu wird die entsprechende Ansteuerung für die Verstellein- richtung 15 in der Recheneinheit 5 aus der Projektionspose berechnet und an eine Ansteuerungseinheit 27 der Versteileinrichtung 15 übermittelt.

In der Proj ektionsvorrichtung 1 ist weiter ein Beschleunigungs - sensor 26 angeordnet, mit welchem die Orientierung der Projektionsvorrichtung 1 im Schwerefeld der Erde messbar ist. Auf diese Weise steht eine Information zur Verfügung, welche eine horizontale und eine vertikale Ausrichtung kennzeichnet. Die Versteileinrichtung 15 kann nun so angesteuert werden, dass das Proj ektionsmittel 4 zur Zeichnung einer horizontalen oder einer vertikalen Linie auf dem Objekt 3 verschwenkt wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist statt des Beschleunigungssensors 26 ein anderer Sensor, beispielsweise ein Lagessensor oder ein Inertialsensor wie ein Gyroskop, zur Bestimmung der Ausrichtung im Schwerefeld der Erde vorhanden.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Figur 4 sind konstruktive und/oder funktionelle Einzelheiten, die identisch oder ähnlich zu den vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispielen ausgeführt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Ausführungen zu den Figuren 1 bis 3 gelten daher zu Figur 4 entsprechend . Die Projektionsvorrichtung 1 gemäß Figur 4 unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass das Projektionsmittel 4 starr mit der Kamera 8 gekoppelt ist, wobei zusätzlich wenigstens ein verstellbarer Spiegel 16 vorgesehen ist, welcher den Laserstrahl 7 auf unterschiedliche Auftreff- punkte 11 des Objekts 3 bringen kann, um mehrere Abstandsmessungen durchzuführen. Aus dem Stellwinkel des verstellbaren Winkels 16 und der Abbildung des Auftreffpunktes 11 in einem von der Kamera 8 aufgenommenen Bildes kann so aus den Abstandsinformationen eine dreidimensionale Darstellung berechnet werden. Figur 4 zeigt die Situation, bei welcher der Auftref fpunkt 11 an einer Ecke 17 liegt, die durch drei aufeinander zulaufende Kanten 14 gebildet ist.

Die Ecke 17 ergibt sich in der dreidimensionalen Darstellung dadurch, dass die drei Kanten 14 nacheinander abgescannt werden.

Der verstellbare Spiegel 16 kann manuell verstellt werden, ist jedoch bei einem Ausführungsbeispiel automatisch ansteuerbar, um einen vorgegebenen Scanvorgang zur Erfassung des Objekts 3 auszuführen.

Nach Ermittlung der Pro ekt ionspose des Proj ekt ionsmittels 4 in der bereits beschriebenen Weise wird der verstellbare Spiegel 16 durch die Recheneinheit 5 so angesteuert, dass der Laserstrahl 7 auf eine durch wenigstens eine Markierung in dem hinterlegten 3D-Modell gekennzeichnete Position ortsrichtig an dem Objekt 3 gerichtet wird. Somit wird das Projektionsmittel 4 zur ortsrichtigen Projektion der gewünschten Markierung automatisch eingestellt, d.h. in diesem Fall eingerichtet.

Somit ergibt sich eine ortsrichtige Projektion dieser Markierung . Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Proj ektionsvorrichtung 1. Konstruktive und/oder funktionell zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gleich- artige oder identische Einzelheiten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Ausführungen zu den Figuren 1 bis 4 gelten daher zu Figur 5 und 6 entsprechend. Figur 5 zeigt die Erstellung einer dreidimensionalen Darstellung des Objektes 3 in der Recheneinheit 5.

Hierbei ist die Proj ektionsvorrichtung 1 auf einem motorisch verfahrbaren Stativ 9 angeordnet. Über eine drahtlos verbundene Bedieneinheit 18 kann die Proj ektionsvorrichtung 1 mit der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 und dem starr angekoppelten Projektionsmittel 4 verschwenkt werden, um den Laserstrahl 7 über das Objekt 3 zu führen. Durch Erfassung der zugehörigen Verstellwinkel der VerStelleinrichtung 15 ergibt sich wieder eine dreidimensionale Darstellung des Objektes 3.

Anschließend wird die berechnete dreidimensionale Darstellung des Objektes 3 mit dem hinterlegten 3D-Modell zu dem Objekt 3 verglichen, um die Pose des Proj ektionsmittels 4 relativ zu dem Objekt 3, also die Lage und Orientierung des Projektionsmittels 4, unter welchen die Abstandsmessungen vorgenommen wurden, zu berechnen .

Mit dieser Proj ektionspose steuert die Recheneinheit 5 die Versteileinrichtung 15 an, um den Laserstrahl 7 an die ortsrichtige Position an dem Objekt 3 zu einer Markierung in dem 3D-Mo- dell zu bringen. Diese Situation zeigt Figur 6. Somit wird das Projektionsmittel 4 durch die Recheneinheit 5 automatisch zur ortsrichtigen Projektion eingestellt. Dies erfolgt hier dadurch, dass das Proj ektionsmittel 4 durch die integrierte An- Steuerungseinheit 27 über die VerStelleinrichtung 5 des Stativs 9 entsprechend ausgerichtet wird.

In Figur 5 ist noch ersichtlich, dass an der Proj ektionsvor- richtung 1 außenseitig ein Beschleunigungssensor 26 in Form eines Neigesensors angebracht ist.

Mit diesem Beschleunigungssensor 26 wird eine Ausrichtung der Proj ektionsvorrichtung 1 im Schwerefeld der Erde gemessen, so dass für die ortsrichtigen Projektionen eine horizontale Rich- tung und eine vertikale Richtung und Richtungen im beliebigen Winkel zu der horizontalen oder vertikalen Richtung als Referenzlinien zur Verfügung stehen.

Figur 7 bis Figur 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei den Figuren 7 bis 10 sind funktionell und/oder konstruktiv zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen identische oder ähnliche Einzelheiten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Ausführungen zu den Figuren 1 bis 6 gelten daher zu den Figuren 7 bis 10 entsprechend.

Das Verfahren in den Figuren 7 bis 10 beginnt damit, dass in einer Projektionsvorrichtung 1 ein 3D-Modell 13 eines Objektes 3 bereitgestellt wird. Das 3D-Modell 13 gibt nicht alle Einzel- heiten des realen Objekts 3 wieder. Beispielhaft ist die Wandstruktur 23 des Objekts 3 nicht im 3D-Modell 13 enthalten.

In diesem 3D-Modell 13 ist eine Markierung 20 vorgegeben. Zur Verdeutlichung der Erfindung wird hier beispielhaft eine Wand eines Zimmers als Objekt 3 dargestellt, an der eine elektrische Leitung als Markierung 20 im 3D-Modell 13 definiert ist. Es sind jedoch auch beliebige andere Objekte und Markierungen verwendbar.

Der Benutzer möchte diese Markierung 20 ortsrichtig auf dem Objekt 3 darstellen, um die tatsächliche Lage dieser elektrischen Leitung zu ermitteln.

In Figur 7 ist ersichtlich, dass in dem 3D-Modell 13 Ausrichtungshilfen 21 hinterlegt sind, die automatisch identifizier- bare ^: Merkmale (features) des 3.D-Modells 13 beschreiben.

In einem nächsten Schritt (Figur 8) wird von dem Objekt 3 mit der Kamera 8 ein Bild 22 aufgenommen.

In diesem Bild wird mittels Merkmalsanalyse nach den Merkmalen der Ausrichtungshilfen 21 rechnergestützt gesucht.

Durch die Lage dieser automatisch identifizierten Merkmale der Ausrichtungshilfen 21 in dem aufgenommenen Bild 22 des Objektes 3 wird anschließend in der Recheneinheit 5 berechnet, unter welcher Pose die Aufnahme des Objektes 3 erfolgte. Hierzu wird das aufgenommene Bild 22 mit den identifizierten Ausrichtungs - hilfen 21 mit einem von dem 3D-Modell 13 abgeleiteten Bild verglichen. Die beiden Bilder werden gegeneinander rechnergestützt solange transformiert, bis eine Registrierung der Ausrichtungs - hilfen 21 erreicht ist. Aus Parametern dieser Transformation ergibt sich anschließend mit bekannten geometrischen und perspektivischen Gesetzmäßigkeiten die Pose der Kamera 8 zum AufnahmeZeitpunkt . Das Proj ektionsmittel 4 ist starr mit der Kamera 8 der Auf ^¬ nahme- und/oder Messvorrichtung 2 gekoppelt, so dass aus der Pose der Kamera 8 die Proj ekt ionspose des Projektionsmittels 4 berechnet werden kann.

Unter Kenntnis dieser Proj ekt ionspose berechnet die Recheneinheit 5 nun eine Ansteuerung des Projektionsmittels 4, um die Markierung 20 ortsrichtig auf das Objekt 3 zu projizieren. Diese Ansteuerung wird an eine integrierte Ansteuerungseinheit 27 übermittelt, welche das Projektionsmittel 4 entsprechend einstellt. Durch diese Ansteuerung wird das Proj ekt ionsmittel 4 somit zur ortsrichtigen Projektion eingestellt, hier insbesondere durch Definition einer Proj ekt ionsmaske eingerichtet. Das Projektionsmittel 4 ist hierbei zur Projektion eines zweidimensionalen Musters eingerichtet.

Zur Kontrolle wird das Objekt 3 erneut mit der Kamera 8 aufge ^¬ nommen und an einem Anzeigemittel 19 dargestellt (Figur 10) .

Durch Vergleich der Darstellungen an dem Anzeigemittel 19 in Figur 7 und in Figur 10 ist ersichtlich, dass die Markierung 20 in dem Bild 22 - erkennbar an dem Bild 24 der Wandstruktur 23, die nicht im 3D-Modell 13 enthalten ist, - ortsrichtig proji- ziert wurde.

In den Figuren ist noch ersichtlich, dass die Proj ekt ionsvor- richtung 1 jeweils mit einer bereits erwähnten Bewegungserken- nungseinheit 25 ausgestattet ist, die im Inneren der Projek- t ionsvorrichtung 1 angeordnet ist. Diese Bewegungserkennungs - einheit 25 dient zur Erfassung von Schwenkbewegungen und/oder Verschiebungen der Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2, beispielsweise in der bereits beschriebenen Weise durch Auswertung einer Sequenz von mit der Kamera 8 aufgenommenen Bildern. Hierzu kann beispielsweise ein optischer Fluss in diesen Bildern berechnet werden, aus welchen sich bei im Wesentlichen unverändertem Objekt eine korrespondierende Bewegung der Auf- nähme- und/oder Messvorrichtung 2 berechnen lässt.

Zusätzlich ist in den Proj ektionsvorrichtungen 1 der gezeigten Ausführungsbeispiele ein Beschleunigungssensor 26 angeordnet, mit welchem eine Ausrichtung der Proj ektionsvorrichtung 1 im Schwerefeld der Erde messbar ist und gemessen wird. Das Ausgangssignal dieses Beschleunigungssensors 26 wird verwendet, um horizontale oder vertikale Linien oder Linien in einem bestimmten Winkel zur horizontalen oder vertikalen Richtung in ^' der Projektion anzeigen oder zur Berechnung von Projektionen als Bezugslinien verwenden zu können. Somit kann beispielsweise eine horizontale Linie, das sogenannte „Wasser", entlang eines Winkelbereichs, insbesondere entlang eines Vollkreises von 360°, durch Rotieren des Proj ektionsmittels 4 oder sonstige geeignete Ansteuerung markiert werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 durch das Projektionsmittel 4 und die Kamera 8 gebildet, wobei die Ausrichtung des Projektionsmittels 4 in Bezug auf eine optische Achse der Kamera 8 kali- briert ist. Durch Bestimmung einer Bildposition des Auftreff- punkts 11 des Laserstrahls 7 auf dem Objekt 3 in einem mit der Kamera 8 aufgenommenen Bild wird ein Abbildungsabstand zu dem Objekt 3 bestimmt. Details hierzu sind in DE 10 2010 005 042 B3 beschrieben. Durch Abscannen des Objekts 3 mit einem Laser- strahl 7 wird wieder eine dreidimensionale Darstellung des Objekts 3 berechnet, aus welcher durch Vergleich mit dem hinterlegten 3D-Modell 13 eine Proj ektionspose des Projekt ionsmittels 4 berechnet wird. Durch Ansteuerung des Projektionsmittels 4 wird dieses zur ortsrichtigen Projektion einer Markierung in der bereits beschriebenen Weise eingestellt.

Bei der Proj ektionsvorrichtung 1 wird vorgeschlagen, mit einer Aufnahme- und/oder Messvorrichtung 2 eine räumliche Lage und/oder Ausrichtung eines Objektes 3 zu messen, aus einem Ergebnis dieser Messung eine Proj ektionspose eines Projektionsmittels 4 zu berechnen und das Proj ektionsmittel 4 so einzustellen, dass eine in einem 2D- oder 3D-Modell 13 des Objekts 3 vorgegebene Markierung 20 ortsrichtig auf das Projekt 3 projiziert wird.

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