專利名稱：用于測量系統(tǒng)中的測量方法和測量設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量方法和測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀 器為例的測量系統(tǒng)中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定 物體的形狀和尺寸。
背景技術：
在測量系統(tǒng)中通常使用某種形式的接觸式或非接觸式探頭，并且設 置支架以支撐和移動該探頭。支架的目的是將探頭移動到正確的位置從 而可以記錄相關的數(shù)據(jù)，即為了能夠執(zhí)行測量任務所需要的數(shù)據(jù)。這種 支架的例子有坐標測量儀、被稱為"關節(jié)臂"的支架、激光跟蹤器、攝 影測量系統(tǒng)等。坐標測量儀和被稱為關節(jié)臂的支架的一個缺點是在支撐探頭的系 統(tǒng)中包含了若干機械元件和連接件，最常見的情況是不僅需要移動探 頭，還需要移動機械元件和連接件以能夠獲取需要的測量數(shù)據(jù)。激光跟蹤器和攝影測量系統(tǒng)的一個缺點是其需要來自物體的可以 被探頭測量的清晰的視線，這可能引起一些問題，尤其是在測量位置處 于物體內(nèi)部時，例如在汽車內(nèi)部。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)一種新的測量方法和新的測量設 備，其可以消除上述已知測量系統(tǒng)中的問題。本發(fā)明的上述實現(xiàn)一種新的測量方法的目的是根據(jù)本發(fā)明通過一 種測量方法實現(xiàn)的，在該方法中，位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀(gyroscope)中的至少一個的數(shù)據(jù)以及 基于己知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。本發(fā)明的上述實現(xiàn)一種新的測量設備的目的是根據(jù)本發(fā)明通過一 種測量裝置實現(xiàn)的，在該裝置中，位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數(shù)據(jù)以及基于已知的起始 位置計算確定該支架位置和定向的布置。
具體實施方式
通過使用連接到支架的加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一 個，并通過基于已知的起始位置計算移動和任何旋轉(zhuǎn)，可以計算由支架 支撐的位置傳感器或者探頭的每一位置。使用三個加速計和三個陀螺儀 是恰當?shù)模ㄟ^它們的配置，可以計算所述支架的六個自由度的位置、 位置和定向。也可以單獨使用加速計，并通過恰當?shù)夭贾眠@些加速器，不管怎樣 也可以借助于這些加速器記錄定向，并且可以通過這種方式確定準確位直。也可以將GPS接收器與加速器或陀螺儀組合使用，或者使用三個 GPS接收器，其給出位置和定向。根據(jù)本發(fā)明的測量設備可用于例如測量系統(tǒng)中，其中可以以無線方 式操作獨立單元。測量設備能夠安裝于機器人中，然后該測量設備完全 獨立于該機器人的操作和控制，從而該測量設備的精度完全獨立于機器 人的位置精度。利用根據(jù)本發(fā)明的測量設備的測量系統(tǒng)實質(zhì)上是相對測量系統(tǒng)，但 是通過布置一個或幾個己知的參考點，該測量系統(tǒng)可以以絕對坐標操作 并顯示其測量結(jié)果。通常，基于來自加速器或陀螺儀的數(shù)據(jù)通過二重積分方法執(zhí)行探頭 當前位置的計算。用于根據(jù)本發(fā)明的測量設備中的探頭可以是任何適當?shù)念愋?，?如，傳統(tǒng)的接觸式探頭或以激光掃描儀為例的非接觸式探頭。
權利要求
1、一種測量方法，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統(tǒng)中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺寸，其特征在于位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數(shù)據(jù)以及基于已知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。
2、 如權利要求l所述的測量方法，其特征在于通過計算支架的六 個自由度的移動和任何旋轉(zhuǎn)來確定支架的位置和定向。
3、 如權利要求1或2所述的測量方法，其特征在于以二重積分的 形式進行計算。
4、 如前述權利要求中任一項所述的測量方法，其特征在于計算基 于來自三個加速器和三個陀螺儀的數(shù)據(jù)。
5、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于計算僅 基于來自加速計的數(shù)據(jù)。
6、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于使用GPS 接收器來確定位置以及使用加速計或陀螺儀來確定定向。
7、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于在位置 和定向的計算中使用三個GPS接收器。
8、 一種測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統(tǒng) 中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺 寸，其特征在于位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接 收器和陀螺儀中的至少一個的數(shù)據(jù)以及基于己知的起始位置計算確定 該支架位置和定向的布置。
9、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于測量設備包括三個 加速計和三個陀螺儀。
10、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于測量設備僅包括加速計，以提供用于計算位置傳感器的位置的數(shù)據(jù)。
11、 如權利要求8-10中任一項所述的測量設備，其特征在于位置傳感器是探頭。
12、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于布置GPS接收器 以確定位置以及布置加速計和陀螺儀以確定定向。
13、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于布置三個GPS接 收器以計算位置和定向。
全文摘要
一種測量方法和測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統(tǒng)中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺寸。位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數(shù)據(jù)以及基于已知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。
文檔編號G01B5/004GK101233384SQ200680028251
公開日2008年7月30日 申請日期2006年8月3日 優(yōu)先權日2005年8月4日
發(fā)明者B·彼得森 申請人:六邊形度量衡股份公司