[发明专利]用于测量系统中的测量方法和测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量方法和测量设备，用于以坐标测量仪及类似仪器为例的测量系统中，其中设置了位置传感器以记录其位置，从而确定物体的形状和尺寸。

背景技术

在测量系统中通常使用某种形式的接触式或非接触式探头，并且设置支架以支撑和移动该探头。支架的目的是将探头移动到正确的位置从而可以记录相关的数据，即为了能够执行测量任务所需要的数据。这种支架的例子有坐标测量仪、被称为“关节臂”的支架、激光跟踪器、摄影测量系统等。

坐标测量仪和被称为关节臂的支架的一个缺点是在支撑探头的系统中包含了若干机械元件和连接件，最常见的情况是不仅需要移动探头，还需要移动机械元件和连接件以能够获取需要的测量数据。

激光跟踪器和摄影测量系统的一个缺点是其需要来自物体的可以被探头测量的清晰的视线，这可能引起一些问题，尤其是在测量位置处于物体内部时，例如在汽车内部。

发明内容

因此，本发明的一个目的是实现一种新的测量方法和新的测量设备，其可以消除上述已知测量系统中的问题。

本发明的上述实现一种新的测量方法的目的是根据本发明通过一种测量方法实现的，在该方法中，位置传感器由支架支撑，借助于来自加速计、GPS接收器和陀螺仪(gyroscope)中的至少一个的数据以及基于已知的起始位置计算确定该支架的位置和定向。

本发明的上述实现一种新的测量设备的目的是根据本发明通过一种测量装置实现的，在该装置中，位置传感器由支架支撑，借助于来自加速计、GPS接收器和陀螺仪中的至少一个的数据以及基于已知的起始位置计算确定该支架位置和定向的布置。

具体实施方式

通过使用连接到支架的加速计、GPS接收器和陀螺仪中的至少一个，并通过基于已知的起始位置计算移动和任何旋转，可以计算由支架支撑的位置传感器或者探头的每一位置。使用三个加速计和三个陀螺仪是恰当的，通过它们的配置，可以计算所述支架的六个自由度的位置、位置和定向。

也可以单独使用加速计，并通过恰当地布置这些加速器，不管怎样也可以借助于这些加速器记录定向，并且可以通过这种方式确定准确位置。

也可以将GPS接收器与加速器或陀螺仪组合使用，或者使用三个GPS接收器，其给出位置和定向。

根据本发明的测量设备可用于例如测量系统中，其中可以以无线方式操作独立单元。测量设备能够安装于机器人中，然后该测量设备完全独立于该机器人的操作和控制，从而该测量设备的精度完全独立于机器人的位置精度。

利用根据本发明的测量设备的测量系统实质上是相对测量系统，但是通过布置一个或几个已知的参考点，该测量系统可以以绝对坐标操作并显示其测量结果。

通常，基于来自加速器或陀螺仪的数据通过二重积分方法执行探头当前位置的计算。

用于根据本发明的测量设备中的探头可以是任何适当的类型，例如，传统的接触式探头或以激光扫描仪为例的非接触式探头。