Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines visuellen Feedbacks bei der Ausrichtung eines Sensors relativ zu einer Oberfläche eines Messobjektes.

Optische Sensoren müssen häufig entsprechend ihrer technischen Spezifikation in einer definierten Ausrichtung zum Messobjekt positioniert werden, bevor die Mes sung durchgeführt werden kann.

Die Ausrichtung kann beispielsweise zum einen durch einen Winkel in X-Richtung und in Y-Richtung definiert werden, unter welcher der Sensor auf das Objekt sieht, und zum anderen durch den Abstand Z von dem Messobjekt.

Insbesondere in automatisierten, robotergestützten Messsystemen besteht der Be darf, die Ausrichtung des Sensors im Vorfeld simulieren zu können. Dazu wird übli cherweise eine Roboter-Simulationssoftware verwendet. Jedoch kann auch wäh rend der Messung selbst der Bedarf bestehen, die richtige Ausrichtung des Sensors zu visualisieren. Die Software SIMULATEplus der Anmelderin weist bereits eine Visualisierungs funktion auf, welche das visuelle Feedback zur optimalen Ausrichtung des Sensors für die drei Komponenten X-Winkel, Y-Winkel und Z-Abstand in drei getrennten Bil dern durch eine entsprechende Einfärbung der Oberfläche des Messobjektes be reitstellt. Der Bediener kann deshalb immer nur eine Komponente gleichzeitig visu ell beurteilen und muss die Optimierungsschritte nacheinander durchführen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, dem Bediener ein verbessertes visuelles Feedback bei der Ausrichtung des Sensors zu liefern, um die Spezifikation des Sensors einzuhalten und das bestmögliche Messergebnis zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche.

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bereitstellung eines visuellen Feedbacks bei der Ausrichtung eines Sensors relativ zu einer Oberfläche eines Messobjektes. Hierbei wird die Ausrichtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts in Bezug auf mindestens zwei Freiheitsgrade visualisiert. Erfin dungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass diese Visualisierung der Ausrichtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts in Bezug auf die mindestens zwei Freiheitsgrade gemeinsam in einer Ansicht des Messobjekts erfolgt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nämlich festgestellt, dass bei der getrennten Visualisierung der Freiheitsgrade und der dementsprechend nacheinan der durchgeführten Optimierungsschritte eine optimale Ausrichtung des Sensors dadurch erschwert wird, dass die einzelnen Komponenten der Ausrichtung nicht unabhängig voneinander sind. So kann beispielsweise eine bereits vorgenommene optimale Abstandseinstellung durch eine darauffolgende Winkelkorrektur wieder verschlechtert werden oder umgekehrt. Dies erkennt der Anwender im Stand der Technik jedoch erst dann, wenn er das entsprechende visuelle Feedback der Kom ponente einblendet.

Die vorliegende Erfindung sieht dagegen vor, mindestens zwei Komponenten der Ausrichtung in einem Bild darzustellen. Hierdurch erhält der Anwender während der Ausrichtung das visuelle Feedback für die mindestens zwei Komponenten der Aus richtung gleichzeitig. Dies hat mehrere Vorteile:

Der Bediener kann schneller arbeiten, da nicht mehr zwischen den Komponenten umgeschaltet werden muss. Weiterhin ist die Qualität der Einstellung besser, da ungewollte Änderungen der einen Komponente durch eine Modifikation der ande ren Komponente sofort erkennbar werden. Weiterhin wird die Bedienung intuitiver, da kein tieferes technisches Verständnis im Hinblick auf den Zusammenhang zwi schen den einzelnen Komponenten mehr notwendig ist.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die gemeinsame Visualisie rung der Ausrichtung des Sensors in Bezug auf mindestens drei Freiheitsgrade.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Visualisierung der Aus richtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts in Bezug auf min destens zwei oder drei der folgenden Freiheitsgrade gemeinsam in einer Ansicht des Messobjekts:

Winkelausrichtung des Sensors zur Oberfläche des Messobjekts in einer ersten Richtung;

Winkelausrichtung des Sensors zur Oberfläche des Messobjekts in einer zweiten Richtung; und

Abstand der Oberfläche des Messobjekts zum Sensor.

Insbesondere können die erste und die zweite Richtung senkrecht aufeinander ste hen. Weiterhin kann es sich bei der Winkelausrichtung des Sensors um einen Winkel handeln, aus welchem der Sensor auf die Oberfläche des Messobjekts schaut.

Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Winkelausrichtung des Sensors um den Winkel einer Ebene des optimalen Fokus des Sensors relativ zur Oberfläche des Messobjekts handeln.

Weiterhin kann als Abstand der Oberfläche des Messobjekts zum Sensor der Ab stand der Oberfläche des Messobjekts zu einer Ebene des optimalen Fokus des Sensors visualisiert werden.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausrichtung des Sensors mittels eines Linienmusters visualisiert. Dies ermöglicht eine besonders intuitive Darstellung und Erfassung der Ausrichtung, insbesondere der Winkelausrichtung des Sensors.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung folgen die Linien der dreidimensio nalen Form der Oberfläche des Messobjekts.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Linienmuster der Ansicht des Messobjekts überlagert. Alternativ oder zusätzlich kann das Linienmuster eine Ansicht des Messobjekts bilden. Insbesondere wenn die Linien der dreidimensiona len Form der Oberfläche des Messobjekts folgen, kann das Linienmuster selbst eine Ansicht des Messobjektes bilden, so dass keine zusätzliche Darstellung des Messobjekts benötigt wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Verbesserung der Aus richtung und insbesondere der Winkelausrichtung des Sensors relativ zur Oberflä che des Messobjektes durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands zwischen den Linien des Linienmusters und/oder eine symmetrischere Anordnung der Linien des Linienmusters visualisiert. Dies ermöglicht ein intuitives und schnel les Arbeiten. In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den Linien des Linienmusters um virtuelle Höhenschichtlinien der Oberfläche des Messobjekts in einem Koordinatensystem des Sensors. Diese können mit bekannten Standard- Methoden schnell berechnet werden und zeigen dem Bediener intuitiv die richtige Winkelausrichtung des Sensors.

Insbesondere geben die Höhenschichtlinien bevorzugt Schnitte der Oberfläche des Messobjektes wieder, welche parallel zu einer Ebene eines optimalen Fokus des Sensors verlaufen. Hierdurch ergeben sich umso weniger Linien und ein umso symmetrischeres Linienbild, je besser die Winkelausrichtung des Sensors ist, ohne dass hierzu weitere Verarbeitungsschritte notwendig wären.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird der Abstand der Oberfläche des Messobjekts zum Sensor durch eine Färb- und/oder eine Schwarz-Weiß- Codierung visualisiert.

Insbesondere handelt es sich um eine sich über die Oberfläche des Messobjekts erstreckende Codierung, welche den jeweiligen Abstand der Oberfläche des Mess objekts vom Sensor visualisiert.

Insbesondere kann der Abstand der Oberfläche des Messobjekts von einer Ebene des optimalen Fokus des Sensors durch die Codierung visualisiert werden.

In einer ersten Ausführungsform kann es sich bei der Codierung um eine Farb- und/oder eine Schwarz-Weiß-Codierung eines Linienmusters handeln. Insbesonde re handelt es sich um eine Färb- und/oder eine Schwarz-Weiß-Codierung des oben beschriebenen Linienmusters, welches bevorzugt zur Visualisierung der Winkelaus richtung eingesetzt wird. Beispielsweise kann als Färb- und/oder eine Schwarz-Weiß-Codierung die Dicke, die Farbe, der Grau-Wert und/oder der Kontrast der Linien in Abhängigkeit von dem Abstand der Oberfläche des Messobjekts vom Sensor verändert werden.

In einer zweiten Ausführungsform kann es sich bei der Codierung um eine Farb- und/oder eine Schwarz-Weiß-Codierung der Oberfläche des Messobjekts handeln. Dieser ist bevorzugt ein Linienmuster überlagert, wie es oben beschrieben ist, wel ches bevorzugt zur Visualisierung der Winkelausrichtung eingesetzt wird.

Die Färb- und/oder eine Schwarz-Weiß-Codierung der Oberfläche des Messobjekts kann beispielsweise (ggf. bis auf das überlagerte Linienmuster) vollflächig erfolgen.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Visualisierung der Aus richtung in einer Ansicht des Messfelds des Sensors. Es wird daher gleichzeitig mit der Ausrichtung auch das Messfeld des Sensors angezeigt bzw. visualisiert.

In einer ersten möglichen Variante bildet die Ansicht des Messfelds die Ansicht des Messobjekts. Es erfolgt daher eine Darstellung des Messfelds, in welcher die Vi sualisierung erfolgt.

In einer zweiten möglichen Variante wird die Ansicht des Messfelds in einer Ansicht des Messobjekts dargestellt. Insbesondere kann das Messfeld dabei als ein Aus schnitt in einer größeren Ansicht des Messobjekts dargestellt werden. Die Visuali sierung der Ausrichtung ist bevorzugt auf das jeweilige Messfeld beschränkt.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung werden in einer Ansicht des Mess objekts mehrere Ansichten des Messfelds des Sensors, welche unterschiedlichen Posen des Sensors relativ zum Messobjekt entsprechen, jeweils mit einer zugehö rigen Visualisierung der Ausrichtung angezeigt. Hierdurch kann eine Messreihe, bei welcher der Sensor relativ zum Messobjekt bewegt wird, besser geplant werden. ln einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Sensor um einen optischen Sensor und/oder einen 3D-Sensor.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sensor mindestens einen Projektor und/oder mindestens eine Kamera.

Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen topometrischen Sensor handeln, d.h. einen Sensor, welcher mit flächigem codiertem Licht arbeitet, insbe sondere um einen auf Streifenprojektion beruhenden Sensor.

Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise auch um einen Laserscanner handeln.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren zur Vorab- Planung einer Messung eingesetzt, wobei die Ausrichtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts in einer virtuellen Ansicht des Messobjekts anhand einer geplanten Pose des Sensors relativ zum Messobjekt visualisiert wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird die virtuelle Ansicht des Messobjekts anhand von CAD-Daten erzeugt.

In einer möglichen Anwendung der Erfindung werden eine oder mehrere geplante Posen ermittelt und einer Planung einer Roboterbewegung, mit welcher der Sensor relativ zum Messobjekt verfahren werden soll, zugrunde gelegt.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren zur Ausrichtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts während einer Messung eingesetzt, wobei die Visualisierung der Ausrichtung in einer durch den Sensor auf genommenen Ansicht des Messobjekts erfolgt.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung mit einer Visualisie rungsfunktion, welche zur Durchführung eines Verfahrens, wie es oben beschrie ben wurde, eingerichtet ist. Insbesondere umfasst die Vorrichtung dabei einen Prozessor, auf welchem ein in einem Speicher abgespeichertes Computerprogramm abläuft, welches das erfin dungsgemäße Verfahren implementiert. Die Vorrichtung umfasst bevorzugt eine Anzeigeeinrichtung.

Bei der Anzeigeeinrichtung kann es sich insbesondere um einen Bildschirm han deln, auf welchem die Visualisierung angezeigt wird.

Als Anzeigeeinrichtung kann jedoch auch ein Projektor eingesetzt werden, mittels welchem die Visualisierung auf das Messobjekt projiziert wird. Als Projektor kann beispielsweise ein separater Projektor oder ein im Sensor bereits für die Messung eingesetzter Projektor zum Einsatz kommen.

Wird ein Projektor als Anzeigeeinrichtung eingesetzt, um die Visualisierung auf das Bauteil zu projizieren, so könnte man alleine mit dem Steuerpult des Roboters ar beiten, wenn man ein durch den Roboter anzufahrendes Messprogramm händisch teacht.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Vorrichtung um einen Computer, wobei die Visualisierungsfunktion bevorzugt durch eine Soft ware zur Vorab-Planung von Messungen bereitgestellt wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Messsystem, wobei die Visualisierungsfunktion bevorzugt der Ausrichtung des Sensors relativ zu der Oberfläche des Messobjekts während einer Messung dient.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm mit einer Vi sualisierungsfunktion, welche zur Durchführung eines Verfahrens, wie es oben be schrieben wurde, und/oder zur Implementierung einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, eingerichtet ist. Bei dem Computerprogramm kann es sich insbesondere um eine Software zur Vorab-Planung von Messungen und/oder um eine Betriebssoftware eines Messsys tems handeln.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 : in der linken Abbildung eine Seitenansicht einer Messsituation mit opti maler Ausrichtung des Sensors relativ zur Oberfläche des Messobjektes und in der rechten Abbildung die entsprechende Visualisierung,

Fig. 2: in der linken Abbildung eine Seitenansicht einer Messsituation mit einer nicht spezifikationsgemäßen Winkelausrichtung des Sensors und in der rechten Abbildung die entsprechende Visualisierung,

Fig. 3: in der linken Abbildung eine Seitenansicht einer Messsituation mit einem nicht spezifikationsgemäßen Abstand der Oberfläche des Messobjektes zum Sensor und in der rechten Abbildung die entsprechende Visualisie rung, und

Fig. 4: eine virtuelle Ansicht des Messobjektes mit mehreren simulierten Mess feldern des Sensors.

In Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die linke Abbildung gibt dabei jeweils die Ausrichtung des Sensors 1 relativ zu einer Oberfläche 3 eines Messobjektes in einer Seitenansicht wieder. Mit dem Bezugszeichen 2 sind die Randstrahlen des Messfeldes eingezeichnet. Bezugszei chen 4 gibt die Ebene des optimalen Fokus des Sensors 1 wieder. In der rechten Abbildung ist jeweils das Messfeld 5 des Sensors 1 , das heißt der durch den Sen- sor aufgenommene Bildausschnitt, sowie die erfindungsgemäße Visualisierung 6 der Ausrichtung dargestellt.

Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches im Folgenden näher dargestellt wird, erfolgt ein visuelles Feedback zur optimalen Ausrichtung des Sen sors für die drei Freiheitsgrade bzw. Komponenten:

- X-Winkelausrichtung,

- Y-Winkelausrichtung,

- Z-Abstand.

Bei der X-Winkelausrichtung und der Y-Winkelausrichtung handelt es sich jeweils um die Winkelausrichtung, unter welcher der Sensor 1 auf die Oberfläche 3 des Messobjektes blickt, in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung, welche bevorzugt senkrecht aufeinander stehen. Anders ausgedrückt handelt es sich um den Winkel der Oberfläche 3 des Messobjektes relativ zu der Ebene 4 des optima len Fokus des Sensors 1 in eine erste Richtung X und eine zweite Richtung Y.

Die Y-Winkelausrichtung kann dabei beispielsweise einem Verkippen des Sensors 1 um eine horizontale Achse und die X-Winkelausrichtung einem Verschwenken des Sensors um eine vertikale Achse entsprechen.

Bei dem Z-Abstand handelt es sich um den Abstand der Punkte der Oberfläche 3 des Messobjektes vom Sensor 1. Bevorzugt wird der Nullpunkt des Abstands dabei in die Ebene 4 des optimalen Fokus 4 des Sensors 1 gelegt, so dass der Z-Abstand den Abstand der Punkte der Oberfläche 3 des Messobjektes von der Ebene 4 des optimalen Fokus 4 des Sensors 1 wiedergibt.

In den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen werden alle drei Frei heitsgrade bzw. Komponenten der Ausrichtung gemeinsam in einem Bild darge stellt. In alternativen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung könnten jedoch auch nur zwei dieser Komponenten dargestellt werden, beispielsweise nur die Win kelausrichtungen.

Im Ausführungsbeispiel wird die X-Winkelausrichtung und die Y-Winkelausrichtung des Sensors zum Messobjekt über ein Linienmuster dargestellt. Insbesondere wer den hierzu Höhenschichtlinien der Oberfläche des Messobjektes wiedergegeben. Bei diesen Höhenschichtlinien handelt es sich um Linien gleichen Z-Abstands vom Sensor bzw. von der Ebene des optimalen Fokus 4.

Solche Höhenschichtlinien haben die Eigenschaft, dass bei einer optimalen Aus richtung nur wenige Höhenlinien erkennbar sind, und die Höhenlinien außerdem möglichst symmetrisch angeordnet sind. Hierdurch erhält der Bediener ein äußerst intuitives und sofort verständliches Feedback im Hinblick auf die Winkelausrichtung.

Der Z-Abstand wird dagegen über eine Färb- oder Schwarz-Weiß-Codierung der Höhenlinien dargestellt. Insbesondere kann sich die Darstellung, die Dicke, die Farbe, der Grauwert oder der Kontrast der Höhenlinien in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand des Bereiches der Oberfläche des Messobjektes vom Sensor verändern.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Visualisierungsfunktion eine Reihe von Einstellmöglichkeiten zur Verfügung stellen. Insbesondere können eine oder mehrere der folgenden Parameter einstellbar sein:

- Einstellung der zur Visualisierung eingesetzten Höhenabstufung der Höhen schichtlinien (Anzahl/Dichte)

- Einstellung der Dicke der Höhenlinien

- Einstellung der Färb- oder SW-Codierung der Höhenlinien. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass zwischen zwei oder mehreren Codierungen umgeschaltet werden kann, und/oder dass der Variationsbereich einer Codie rung einstellbar ist. - Einstellung der Transparenz der Höhenlinien, welche zur Visualisierung ein gesetzt werden, auf dem Messobjekt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Höhenlinien einer Darstellung des Messobjektes überlagert werden.

Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils unterschiedliche Ausrichtungen und deren Visualisie rung in einem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Z-Abstand über den Kontrast der Höhenschichtlinien visualisiert wird.

In Figur 1 ist dabei eine optimale Ausrichtung wiedergegeben, bei welcher sowohl die Winkelausrichtungen als auch der Abstand der Spezifikation entsprechen. Die Höhenschichtlinien weisen einen großen Abstand auf und sind symmetrisch im Messfeld des Sensors 5 angeordnet. Zudem weisen sie einen hohen Kontrast auf, über welchen der optimale Abstand in Z-Richtung visualisiert wird.

Figur 2 zeigt eine Situation, bei welcher die Y-Achse des Koordinatensystems des Sensors nicht laut Spezifikation parallel zur Oberfläche 3 des Messobjektes ausge richtet ist. Hierdurch steigt die Anzahl und Dichte der Höhenlinien in Y-Richtung. Zudem ändert sich der Kontrast der Höhenlinien, welche außerhalb des Fokus ge raten und nicht mehr den optimalen Z-Abstand aufweisen.

In Figur 3 ist eine Situation dargestellt, in welcher die Winkelausrichtung zwar opti mal ist, der Z-Abstand (Fokus) jedoch nicht der Spezifikation entspricht. Die Hö henschichtlinien entsprechen hier in Anzahl und Dichte jenen aus Figur 1 , weisen jedoch insgesamt einen geringeren Kontrast auf, da sie außerhalb der Fokusebene liegen.

Anstelle eines unterschiedlichen Kontrastes könnte auch eine beliebig andere Farb- oder Schwarz-Weiß-Codierung eingesetzt werden.

Beispielsweise könnten die Höhenlinien eine erste Farbe, beispielsweise grün, auf weisen, wenn der Abstand in Z-Richtung korrekt eingestellt ist. Wird der Abstand kleiner, könnten sich die Höhenlinien in Richtung auf eine zweite Farbe, beispiels- weise blau, verfärben. Wird er dagegen größer, können sie sich in Richtung auf eine dritte Farbe, beispielsweise rot, verfärben. Selbstverständlich sind auch belie bige andere Farbvarianten denkbar.

Weiterhin wäre auch eine Darstellung über Grauwerte oder die Dicke oder sonstige Darstellung der Linien eine Möglichkeit, um den Z-Abstand darzustellen.

Alternativ zu einer Färb- oder Schwarz-Weiß-Codierung der Höhenlinien könnte auch eine vollflächige Färb- oder Schwarz-Weiß-Codierung des Messbildes erfol gen, um den Abstand in Z-Richtung wiederzugeben. Eine solche vollflächige Codie rung könnte dann mit dem Linienmuster der Höhenlinien überlagert werden, durch welche die Winkelausrichtung visualisiert wird.

Bei X-Winkelausrichtung, Y-Winkelausrichtung und Z-Abstand handelt es sich je weils um Winkel bzw. Abstände im Koordinatensystem des Sensors 1. Dieses Ko ordinatensystem kann zusätzlich zu der in Figuren 1 bis 3 dargestellten Visualisie rung der Ausrichtung des Sensors in der Ansicht des Messobjekts mittels eines Dreibeins 9, wie es in Figur 4 dargestellt ist, visualisiert werden.

Die vorliegende Erfindung kann dabei insbesondere in einer Software mit einem 3D-Viewer der vom Sensor gesehenen Szene zum Einsatz kommen. Hierbei kann es sich um eine tatsächlich von einem Sensor während einer Messung gesehenen Szene oder um eine virtuelle, für die Planung einer Messung generierte Szene handeln.

Für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung müssen dabei die technischen Spe zifikationen des Sensors bekannt und/oder in die Software eingebbar sein. Insbe sondere kann es sich bei der technischen Spezifikation um das Messvolumen und Winkelbedingungen für die optimale Ausrichtung handeln. Die vorliegende Erfindung kommt insbesondere bei der 3D-Vermessung von Ober flächen zum Einsatz. Als Sensor kann insbesondere ein optischer Sensor einge setzt werden.

Als Sensor kann insbesondere ein Sensor eingesetzt werden, welcher mindestens einen Projektor und/oder mindestens eine Kamera umfasst.

Der Sensor kann beispielsweise auf der Projektion und Erfassung von strukturier tem Licht, insbesondere auf Streifenprojektion beruhen. Alternativ kann es sich um einen Laser-Scanner handeln.

Als Sensor könnte auch eine TimeOfFlight(TOF)-Kamera eingesetzt werden, um die 3D-Daten zu erzeugen. Hierbei wird kein Projektor benötigt.

Weiterhin könnte als Sensor könnte auch ein Inline-Sensor eingesetzt werden, z.B. ein Laser-Radar-Sensor. Hierbei wird an Stelle eines Projektors, welcher ein Bild projiziert, lediglich eine Lichtquelle benötigt. Weiterhin kann an Stelle einer Kamera ein optischer Sensor ohne Bildauflösung eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Visualisierung kann in unterschiedlichen An wendungen zum Einsatz kommen.

Die Visualisierung kann zum einen während eines laufenden Messvorgangs einge setzt werden, um den Sensor optimal bezüglich der zu vermessenden Oberfläche auszurichten.

Die erfindungsgemäße Visualisierung kann in diesem Fall in das von dem Sensor aufgenommene Messbild eingeblendet oder mit diesem überlagert werden. Alterna tiv kann die Visualisierung das Messbild auch ersetzten, da mit dem Linienmuster ohnehin die dreidimensionale Form des Messobjekts erkennbar wird und daher auch das Linienmuster selbst eine Ansicht des Messobjekts bildet. Die Erzeugung des Linienmusters erfordert eine Kenntnis von der dreidimensiona len Oberfläche des Messobjekts. Bei der Visualisierung der Ausrichtung des Sen sors während einer laufenden Messung kann hierbei auf die vom Sensor ermittelten 3D-Daten zurückgegriffen werden.

Im Hinblick auf die Position des Sensors relativ zum Messobjekt werden jedoch zusätzliche 3D-lnformationen dazu benötigt, an welcher absoluten Position der Sensor sich relativ zum Bauteil befindet. Diese können sich entweder aus einer be kannten Position des Sensors ergeben, beispielsweise wenn dieser mittels eines Roboters bewegt wird, oder aus dem 3D-Messverfahren. Hierbei kann beispiels weise die Position des Sensors über eine weitere Messanordnung getrackt werden und/oder die Position des Sensors durch Erfassung von Markern und Triangulation ermittelt werden.

Die erfindungsgemäße Visualisierung kann dann dem Messbild überlagert oder anstelle des Messbildes angezeigt werden, um dem Benutzer ein unmittelbares visuelles Feedback im Hinblick auf die korrekte Positionierung des Sensors relativ zum Messobjekt zu geben. Ein solches visuelles Feedback ist insbesondere auch bei handgeführten Sensoren von besonderem Vorteil.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Visualisierung der Ausrichtung im Rahmen der Planung einer Messung eingesetzt werden, insbesondere bei der Simulation der Messung im Vorfeld. Hierdurch kann dem Bediener der Simulationssoftware ein visuelles Feedback bei der Ausrichtung des Sensors zur Verfügung gestellt werden, um die Spezifikation des Sensors einzuhalten und das bestmögliche Messergebnis zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Visualisierung kann in diesem Fall in eine virtuelle Darstel lung des Messobjekts eingeblendet werden oder eine solche virtuelle Darstellung des Messobjekts bilden. Bei einer solchen Vorab-Simulation einer Messung können die Daten zur dreidi mensionalen Form der Oberfläche des Messobjektes aus CAD-Daten einer Soll- Geometrie des Messobjektes entnommen werden, wenn solche vorliegen. Weiter hin können die Daten zur dreidimensionalen Form der Oberfläche des Messobjek tes durch einen 3D-Scan eines Exemplars des Messobjektes erzeugt werden. Die ses Vorgehen kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn dem Mess techniker keine CAD-Daten vorliegen. Die Positionsinformation im Hinblick auf die Position des Sensors relativ zum Messobjekt ergeben sich aus der geplanten Mes sung, welche simuliert wird.

Insbesondere kann es sich bei der Simulationssoftware um eine Roboter- Simulationssoftware handeln, bei welcher eine Reihe von Posen des Sensors er mittelt werden, aus welchen das Messobjekt vermessen werden soll, und welche dann mittels eines Roboters von dem Sensor abgefahren werden.

Figur 4 zeigt eine 3D-Ansicht 7 eines Messobjektes 8, wie sie von einer solchen Simulationssoftware erzeugt werden könnte, und in welcher mehrere Messfelder 5, 5‘ und 5“ eingeblendet sind, welche unterschiedlichen Posen des Sensors entspre chen.

In den einzelnen Messfeldern 5, 5‘ und 5“ erfolgt dabei jeweils eine erfindungsge mäße Visualisierung der jeweiligen Ausrichtung des Sensors zur Oberfläche des Messobjekts im Messfeld des Sensors. In dem mittleren Messfeld 5‘ wird eine weit gehend optimale Ausrichtung visualisiert, welche an den weit auseinanderliegen den, gleichmäßigen und kontrastreichen Flöhenschichtlinien erkennbar ist. Im linken Messfeld 5 ist zwar die Winkelausrichtung optimal, der Abstand zur Fokusebene ist es jedoch noch nicht, was an dem geringen Kontrast der Flöhenlinien erkennbar ist. Im rechten Messfeld 5“ ist zwar der Abstand innerhalb der Spezifikation, was an den kontrastreichen Flöhenlinien erkennbar ist, die Winkelausrichtung jedoch nicht optimal, was an den sehr nah beieinander liegenden Flöhenlinien erkennbar ist. Dabei wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Kontrast der Höhenlinien um so kleiner, je weiter der Bildbereich von der optimalen Position entfernt ist. So kann der Bediener sofort anhand des Kontrastes der Höhenlinien erkennen, dass er den Abstand korrigieren muss. Wird eine Farb-Codierung eingesetzt, so kann der Be diener zusätzlich auch noch erkennen, in welche Richtung der Abstand korrigiert werden muss.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit die Darstellung aller relevanten Infor mationen in einem Bild. Hierdurch ergibt sich eine bessere Erkennbarkeit, ob und welche Korrekturen an der Ausrichtung vorgenommen werden müssen. Zudem ergibt sich ein schnelleres Arbeiten, da nicht zwischen drei unterschiedlichen Infor mationskanälen umgeschaltet werden muss. Gleichzeitig ist die Qualität der Ein stellung besser, da ungewollte Änderungen bei der Modifikation der Ausrichtung sofort erkennbar werden. Zudem ist die Bedienung intuitiver, da kein tieferes tech nisches Verständnis mehr notwendig ist.