测量系统和对目标进行自动测量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量系统，该测量系统包括:测距仪(特别地作为激光跟踪仪的的一部分)、测玮仪或激光扫描器，并且本发明涉及一种方法，该方法用于对目标进行自动测量，以及探测目标的特征和目标的计算机辅助设计(CAD)数据之间的差异，CAD数据存储在数据库中。测量系统包括用于确定目标特征的三维坐标的测量功能。测量系统还包括:本地计算机终端，其连接至测量系统或作为测量系统的一部分；指定的存储器单元，其用于存储包含CAD数据的数据库；以及指定的测量软件程序组，其用于控制测量系统。
【背景技术】
[0002]大型目标制造完成之后，在质量保证中通常实践采用测量系统来检查目标，例如激光跟踪系统。
[0003]在传统的基于激光的测量系统(诸如激光跟踪系统)中，探针靶包括测量设备，例如用于触觉或光学测量。基于激光的测量装置使用探针靶的位置确定工具(诸如激光跟踪仪)，来确定测量目标相对于激光跟踪仪的位置和姿态，并确定测量设备接近的目标上的测量点的坐标。
[0004]传统激光跟踪系统的功能典型地被如下构造:
[0005]基于激光的测量系统被设计为满足某些性能需求，例如大小、测量准确度和速度。系统动力学被设计为能够满足这些需求。提供系统控制器以根据需要的性能参数来运行系统，包括用于满足全部系统规格集的系统校准。典型地，传统激光跟踪系统具有系统软件包，其包括基本软件包和一个或更多个实现基本包的附加特征软件包。
[0006]采用基于激光的测量系统来测量目标的传统过程被如下构造:
[0007]假定可获知待测量目标的CAD数据以进行测量的准备。若满足此条件，则选择待测量目标的特征。常规地，这首先暗示着测量所选择的特征的选择方式，以及适合的测量设备的选择。若需要基准点(datum)，则选择实现基准点的方式。最后在准备阶段，选择部分程序(part progra_e)，这可以暗示有不同的自动程度，从完全手工到全部自动地生成部分程序。
[0008]准备阶段完成以后，传统测量过程的执行阶段包括以下步骤:
[0009]首先，根据需要的测量准确度和其他需要的测量和性能参数，来选择适合的基于激光的测量系统。然后典型地，将待测量目标布置在基于激光的测量系统处，同时，校准选择的测量设备，设置测量系统参数，特别地还设置期望的测量准确度和速度。执行阶段的最后步骤包括执行测量部分程序，并最终确定实时部分的CAD数据和测量数据之间的差异。
[0010]用于测量目标的基于激光的测量系统的准备占用了大量的时间和精力。此外，精确测量任意类型的目标特征需要多种专用的测量工具或部件和大量不同测量程序的可利用性。
[0011]DE10130737B4公开一种系统，其中使用多个站以测量和调节在计算机数控(CNC)机器上使用的切割工具。这些单元具有测量系统、受控轴，并连接至使用本地和远程软件的本地控制器。远程软件通过因特网连接提供给中央计算机。
[0012]DE10130737B4的发明旨在实现提供能够以灵活的方式和低的成本实施多个不同的测量任务的调节装置的目的。为此，根据DE10130737B4，系统软件的一部分并不留存在用于装置控制的本地计算机上，而是留存在外部中央计算机上，因而降低了对本地控制系统的需求。可通过因特网以销售或租用的方式向用户提供用于测量系统的远程软件包，或基于任意其他基础，仅在需要这种“额外智能(addit1nal intelligence) ”的时段内，该软件存储在外部服务器上并可从外部服务器上获取。
[0013]因此，在用户的地点上需要实现的系统需求降低了，但并未支持改善用测量系统来工作的效率，特别在进行测量准备的步骤期间。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供一种控制系统，其改善了基于激光的测量系统的性能，特别地改善了用基于激光的测量系统来工作的效率，并减少了用于测量准备的工作量。
[0015]通过根据权利要求1或2的用于对目标进行自动测量的测量系统，根据权利要求7或8的用于对目标进行自动测量的方法，或本发明的从属权利要求，来实现了上述目的。
[0016]根据本发明的测量系统，用于自动测量目标，并且探测目标的特征和目标的CAD数据之间的差异，CAD数据存储在数据库中，该测量系统包括:测量装置，其具有用于测量至少一个远程目标点的位置的测距仪；本地计算机终端，其连接至测量系统或为测量系统的一部分；指定的存储器单元，其用于存储包含CAD数据的数据库；以及指定的测量软件程序组，其用于控制测量系统。在一个实施方式中，该测量系统的其特征在于，目标的所存储的CAD数据包括目标的特征的典型尺寸和公差，并且用于控制测量系统的所指定的测量软件程序组包括用于测量各个特征的优化算法，该优化算法被设计为特别地根据待测量目标的特征的所存储的典型尺寸和公差来自动选择测量系统的测量参数和/或来自测量软件程序组的测量软件程序。
[0017]在另一实施方式中，根据本发明的测量系统包括:输入设备，其用于由用户选择包含目标的特征的尺寸的特征数据、和/或包含用于自动测量的速度或公差水平的测量数据；以及指定的测量软件程序组，其用于控制测量系统，该测量软件程序组包括用于测量特征的优化算法，该优化算法被设计为特别地根据选择的特征数据和/或测量数据，来自动选择测量系统的测量参数、和/或来自测量软件程序组的测量软件程。
[0018]在一个实施方式中，测量装置适于通过确定测量辅助设备的位置和定向来测量目标点的位置，特别地其中，测量装置为激光跟踪仪，测距仪为激光测距仪，以及测量辅助设备包括后向反射器和光学可感知图案，特别地包括光点。
[0019]在另一实施方式中，测距仪为激光测距仪，测量装置包括测地(geodetic)测量装置、特别地测玮仪或全站仪、激光扫描器、和/或激光跟踪仪。
[0020]在又一实施方式中，指定的存储器单元至少部分地设置在:本地计算机终端的地点处，私用云或公用云中，和/或网络和/或因特网服务器的中央计算机上，且可分别通过本地网络连接和/或因特网连接进行访问，特别地其中，本地计算机终端与因特网连接。
[0021]在一个实施方式中，用于控制测量系统的指定的测量软件程序组至少部分地安装在:本地计算机终端的地点处，私用云或公用云中，和/或在网络和/或因特网服务器的中央计算机上，且可分别通过本地网络连接和/或因特网连接进行访问。
[0022]测量系统的一个实施方式另外包括待呈现的另一组特征，受优化算法的影响，在操作者选择待测量目标的特征之后，向操作者呈现该另一组，该另一组包括如下各项中的至少一个:需要的特征软件包，可能的准确度水平，用于操作者选择需要的准确度水平的输入选项，以及用于操作者选择特征软件包的输入选项。
[0023]根据本发明的方法、该方法用于采用测量系统对目标进行自动测量，并且用于自动探测目标的特征和目标的CAD数据之间的偏差，CAD数据存储在数据库中，该测量系统包括:测量装置，其具有用于测量至少一个远程目标点的位置的测距仪；本地计算机终端，其连接至测量系统或作为测量系统的一部分；指定的存储器单元，其用于存储包含CAD数据的数据库；以及指定的测量软件程序组，其用于控制测量系统，该方法包括以下步骤:选择待被测量系统测量的目标的特征；选择测量系统的测量参数；测量目标的特征；探测特征和CAD数据之间的偏差；以及呈现特征和CAD数据之间的偏差，该方法的特征在于:存储的目标的CAD数据包括目标的特征的典型尺寸和公差，以及在选择测量系统的测量参数的步骤中，用于测量各个特征的优化算法特别地根据待测量目标的特征的存储的典型尺寸和公差来自动选择测量系统的测量参数、和/或来自测量软件程序组的测量软件程序。
[0024]根据本发明的方法，该方法采用测量系统对目标进行自动测量，该测量系统包括:测量装置，其具有用于测量至少一个远程目标点的位置的测距仪；本地计算机终端，其连接至测量系统或作为测量系统的一部分；输入设备，其用于由用户选择包含目标的特征的尺寸的特征数据、和/或包含用于自动测量的速度或公差水平的测量数据；以及指定的测量软件程序组，其用于控制测量系统，该方法包括以下步骤:选择待被测量系统测量的目标的特征；选择测量系统的测量参数；测量目标的特征；以及呈现测量特征的结果，其特征在于，在选择测量系统的测量参数的步骤中，用于测量各个特征的优化算法特别地根据所选择的特征数