用于可视地表示扫描数据的方法与流程

文档序号:14360488阅读:186来源:国知局

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于可视地表示扫描数据的方法,以及具有根据权利要求15的前序部分的具有扫描功能的测量系统。



背景技术:

3d扫描是一种非常有效的技术,用于在数分钟或数秒内生成数百万个单独的测量数据点(尤其是3d坐标)。典型的测量任务是记录诸如工业设施、建筑立面或历史建筑物的物体或物体的表面,以及事故现场和犯罪现场。具有扫描功能的测量装置例如是用于测量或创建表面的3d坐标的全站仪和激光扫描仪(诸如leicap20或leicamultistation50)。为此目的,它们必须能够将距离测量设备的测量光束(通常是激光束)引导到表面上,并且以这种方式,以指定的扫描或测量速率连续针对不同测量方向同时获取相应测量点的方向和距相应测量点的距离。方向和距离在这里是参考诸如测量装置的位置或零点的测量参考点,换句话说,位于公共参考或坐标系中,结果是各个测量方向(并进而各个测量数据)经由公共测量参考点相互关联。那么,基于距离测量值和每个点的相关测量方向,能够尤其是使用外部数据处理设施用多个扫描点来生成所谓的3d点云。

关于原理构造,这种类型的固定式扫描仪被配置成使用通常基于电光学和激光器的测距仪来捕获目标距目标点的距离作为测量点。例如,可以根据飞行时间(tof)、相位、波形数字化仪(wdf)或干涉测量的原理来设计测距仪。对于快速准确的扫描仪,尤其是需要短测量时间,同时具有高测量精度(例如,mm范围内或以下的距离精度),其中,各个点的测量时间在亚微米至毫秒的范围内。测量范围在这里是从几厘米到几公里。

同样存在的测量方向偏转单元在这里被配置成,使得测距仪的测量束被偏转成至少两个独立的空间方向,即,测量方向连续地改变,结果是可以记录(部分)球面空间测量或扫描区域。水平扫描区域在这里通常为360°,即,一个整圆,并且垂直扫描方向例如为180°,结果是至少有一个半球被覆盖。在这里通过测量的数量(或者,换句话说,每个空间区域或球面元件的测量点的数量)来获得被覆盖的扫描区域的扫描分辨率。偏转单元可以按移动镜的形式来实现,或者另选地,通过适于光辐射的受控角度偏转的其它元件(诸如,可旋转棱镜、可移动波导、可变形光学部件等)来实现。通常,测量通过确定也可以出于表示和进一步处理的目的而被转换成笛卡尔坐标的球面坐标中的距离和角度来实现。

现有技术是以投影到表面显示器的平面上的形式来表示3d扫描数据。通过这种类型的表示,能够在扫描之后在测量装置的显示器上立即将扫描数据可视化,从而允许例如对扫描质量有一定程度的检查。然而,由于扫描数据被记录在球面坐标系中,导致这需要强几何失真,例如,直线在显示器上被表示为曲线。

wo2016/055757提出了一种用于可视地表示扫描数据的方法,通过该方法能够避免几何失真。在这里,在用测量装置对外部扫描数据服务器进行扫描之后,将扫描数据投影到立方体表面上,其中,立方体的中心与投影的中心重合。扫描数据在这里被转换成球形全景纹理,随后被转换成对应的立方体映射。因此,其中公开的方法不利地需要大量的计算工作,结果是,通过测量装置的计算单元进行的或现场的可视表示是不可能的。因此,wo2016/055757将该方法描述为用于后续渲染的第一步骤。

对于几何完全正确的可视表示,扫描数据另外还需要在投影之前通过考虑后处理中的测量装置的几何误差来进行校正。这需要附加的计算能力,结果是,尤其是考虑到扫描数据的大功率,当前利用现有技术的方法不能在测量处理之后及时地进行这种几何校正表示。



技术实现要素:

因此,本发明的目的是提供一种用于可视地表示扫描数据的改进方法。

另一目的是提供一种用于将扫描数据可视地表示为立方体表示的简化方法。

还一目的是提供一种用于扫描数据的经误差校正后的可视立方体表示的简化方法。

该目的通过实现独立权利要求的表征特征来达成。以替代或有利方式来开发本发明的特征可见于从属专利权利要求和说明书(包括对附图的描述)中。除非另有明确说明,否则本文中例示或以其它方式公开的本发明的所有实施方式可以相互组合。

本发明涉及一种用于可视地表示扫描数据的方法,所述扫描数据使用具有用于通过测量辐射(尤其是激光辐射)记录物体表面的扫描功能的(尤其是固定式的)测量装置进行记录。测量装置优选地是激光扫描仪或全站仪。扫描数据由多个单独的测量数据项组成,这些测量数据项各自具有与相应测量方向相关联的至少一个测量值。在每种情况下,至少一个测量值是使用与位于测量方向上的表面点相关的测量辐射测量的距离测量值。所有测量方向从公共测量参考点开始,并且测量方向互不相同,使得具有预定扫描分辨率的指定扫描区域被覆盖。扫描区域优选地包括水平的360°和垂直的大致270°。

另外,通过具有取决于预定显示分辨率的多个映射点的图像映射实现扫描数据的表示。根据本发明,扫描数据的表示在这里通过用于将测量值(尤其是距离值)分配给映射点的分配规则来实现,其中,直接基于与测量值相关联的相应测量方向来实现该分配。优选地,图像映射的生成通过用于将测量值分配给映射点的分配规则来实现,其中,直接基于与测量值相关联的相应测量方向来实现该分配。

可选地,图像映射以立方体映射的形式配置,并且该表示被实现为立方体表示。立方体表示在这里优选地是无失真的,结果是获得了扫描数据的经几何校正后的表示。

作为另一选择,扫描数据的表示通过具有布置在表面上的多个显示点的显示单元来实现。表示测量值的亮度和/或颜色值通过根据要被显示为图像映射的一部分的相应视野(fov)的分配规则分配给每个显示点分配,其中,测量值属于位于视野中的记录的表面点中的一个。

在根据本发明的方法的扩展中,在分配规则中考虑了测量装置的系统装置误差(尤其是轴向误差),结果是,以装置误差校正的方式基于误差校正分配规则来实现扫描数据的表示。

可选地,通过校准参数形式的校准过程分别确定测量装置的系统装置误差,并且在基于校准参数的分配规则中考虑这些装置误差。另选地或另外地,系统装置误差涉及用于确定测量方向的角度测量,结果是在该进一步的扩展中实现了测量方向的误差校正。

在另一扩展中,执行分配,使得其与所选择的显示分辨率相匹配,即,该分配与旨在实现表示的特定分辨率相匹配。优选地,通过从大量选项中选择测量方向进而选择单独的测量数据(作为分配的部分),将整个扫描区域上的扫描分辨率均匀地降低至显示分辨率,从而实现该适应。

可选地,通过为每个映射点分配最靠近的测量方向的测量值来实现选择。然而,优选地分配给每个映射点的是靠近测量方向中的具有比较高测量值质量和/或信息含量的测量方向的测量值。换句话说,在该扩展中,在选择期间考虑质量或信息含量的标准。例如,优选地因此选择具有比较高质量的单独的测量数据(例如,具有比较好的信噪比和/或高信息含量的单独的测量数据,即,例如,表明被扫描目标表面上的大量信息的单独的测量数据)。这有利地避免了特别高质量和/或信息性扫描数据未被选择并因此未被用于表示。

作为另一选择,在这种类型的适应性分配期间,基于分配规则,并且适于所选择的显示分辨率,创建精简扫描数据集并且将其无线传送到外部数据处理装置。该传送优选地通过精简扫描数据集来实现,该精简扫描数据集初始从测量装置发送到数据传输装置(尤其是现场控制器、平板电脑或智能电话)并且通过无线电网络(尤其是通过lte)从数据传送装置传送到外部数据处理装置。另选地或另外地,编辑扫描数据集,并且通过外部数据处理装置来创建编辑后的扫描数据集。编辑后的扫描数据集的部分或整个编辑后的扫描数据集随后被传送回例如测量装置或平板电脑,其中,可选地,在利用显示单元(例如,测量装置或平板电脑)呈现扫描数据时要考虑它们。

测量参考点优选地是测量装置的中心,和/或在采用立方体映射形式的图像映射的情况下对应于立方体的中心点。测量方向优选地采用极角和方位角的形式,即,在每种情况下,针对作为本方法的一部分的测量方向的测量确定,测量极角和方位角。优选地也可以基于与测量值相关联的相应测量方向排他性地执行分配,结果是,其它(测量)变量对分配并进而对表示(除了涉及考虑系统装置误差的方法变型,并且即使是这样,直接结合扫描过程测得的值或变量也没有被包括在分配中,而是包括之前确定的值)没有影响。

可选地,分配规则采用查找表的形式,其中,能够针对每个映射点直接检索分配的测量值,或者在多个分配的测量值的情况下,这些值是可检索的。

另选地或另外地,通过测量方向形成规则网格,并且将单独的测量值存储在带有列和行索引的对规则网格进行成像的矩阵中,其中,每个映射点被分配矩阵的一个域。

在根据本发明的方法的另一扩展中,实现根据所选择的视野的表示的自动适应(优选地,实现亮度的适应,映射点将以所述亮度被显示),和/或实现根据相对于扫描区域的表示显示单元(gui)的对准的表示的自动适应(优选地实现所表示的视野的适应)。尤其是如果所述表示如上所述在诸如智能电话、平板电脑、增强现实眼镜或平视显示器的外部装置上发生,则实现这种自动适应。

作为另一选择,诸如文本、图像、语音备忘录、cad数据、点坐标或基于扫描数据确定的两个目标点之间的距离或两行之间的角度的元数据与映射点或者通过显示点优选地永久地分配给映射点的测量值相关联,结果是,这些元数据优选地能与测量值组合地表示(即,通过被存储为附加映射层的元数据,其中,元数据层与测量值层一起显示)。

在根据本发明的方法的另一扩展中,该表示在现场实现,具体地,在测量装置的显示单元(gui)上实现。作为在测量装置的显示单元上的表示的替代或补充,该表示在连接到测量装置的外部装置上实现,该外部装置优选无线地或甚至以线装方式连接到测量装置,例如是具有显示单元(gui)的数据处理装置,优选为平板电脑或智能电话。外部装置上的表示提供了一些优点,即外部装置通常比测量装置具有更好或更大的显示器,结果是,扫描数据的可视化对于用户来说更清晰并且更具信息性是可能的。这样的装置(例如,移动计算机)另外往往具有比测量装置更方便或更简单的操作和/或更好的计算能力,结果是,例如,任何数据处理或编辑都可以通过外部设备更好地或完全地执行。如果可选地这种无线连接或线装装置是例如以增强现实眼镜的形式配置的显示单元和/或平视显示器形式的显示单元,则提供例如增强现实的已知优点,并且与手持装置相比,空出了用户的双手。

可选地,现场表示在扫描数据记录之后立即实现,或者在用于已经记录的扫描数据的扫描数据记录期间已经实现。另选地或另外地,现场表示是出于检查扫描数据的目的,优选地是为了完整性。

除了距离测量值之外,通过分配规则将以下测量值中的至少一个作为另一选项分配给立体点,并因此可以单独表示或与其它测量值组合:测量辐射的强度、噪声因子、测量精度、扫描数据密度(即,每个空间区域或表面区域存在多少独立测量数据项)、与通过照相机记录的扫描区域相关的颜色信息。优选地,将不同的测量值保持为不同的图像映射层。

在另一扩展中,通过测量装置在不同位置记录的两个或更多个扫描数据集被关联,其中,关联优选地涉及扫描数据集的相对于彼此的大致对准或者表示扫描数据集的所记录的目标表面的相对于彼此的大致对准。优选地通过在表示的显示单元上标记显示点或公共特征和/或显示区(例如通过触摸敏感显示单元),可选地基于表示来手动地实现该关联。另选地或另外地,通过使用由测量装置的位置测量单元(尤其是imu、gps接收器和/或视频跟踪器)提供的附加位置数据来自动实现关联。作为另一选项,关联之后是在显示单元上显示相关联的扫描数据集,该显示优选地用于可视地检查。

根据本发明的方法提供的优点是,由于通过图像映射进行的表示,使得忠实于几何的表示成为可能,并且在该过程中,通过直接基于与测量值相关联的相应方向来直接分配扫描数据的表示,使图像映射的生成比现有技术的方法明显更容易。简单的分配或计算规则只需要极少的计算量(即使在具有装置误差校正的本发明的实施方式中,因为校正是静态的),结果是,表示所需的计算可能不费力并且非常快速,并且例如另外与办公用计算机相比,激光扫描仪、全站仪或平板电脑或智能手机的计算能力低,结果是,能够在现场并在扫描操作之后立即进行扫描数据的可视化,并且另外以几何校正方式(尤其是通过使用立方体映射)来实现表示。这允许例如直接检查扫描数据,结果是,例如扫描误差或扫描间隙能立即被检测到,并且如果需要,可由用户进行校正。相比之下,使用现有技术的方法,不可能现场进行这种表示,而是只能在办公室中的后期处理期间进行,使得扫描误差或扫描间隙的校正复杂得多,或者有时甚至根本不可能实现。

在根据本发明的具有适于显示分辨率的分配的方法的情况下,存在进一步降低计算量的附加优点,因为不再需要考虑所有测量方向或单独的测量数据项。此外,因此可以创建减小的扫描数据集(即,较低的数据量),这使得可以快速地无线传输可表示的扫描数据,而不会将测量值信息(由于分配)丢失到外部显示器和/或数据处理装置(诸如平板电脑或智能电话或甚至办公装置)。这里有利的是,扫描数据也可以在这样的外部装置上编辑(例如也在扫描之后立即地或甚至在扫描期间),并且将扫描数据发送回测量装置。结果,例如可以由多个用户编辑从不同位置同时进行并且实现的扫描数据。

本发明此外还包括用于控制或执行根据本发明的方法的存储在机器可读载体上的计算机程序产品或由具有程序代码的电磁波实施的计算机数据信号。

本发明另外还涉及具有扫描功能的测量系统,尤其是具有激光扫描仪或全站仪形式的测量装置。测量系统具有控制和评估单元,该控制和评估单元布置在测量装置中或现场与其连接但与其物理分离的数据处理装置(诸如,平板电脑或智能手机)中。根据本发明,控制和评估单元这里被配置成执行根据本发明的方法。

附图说明

下面将参照在附图中示意性例示的陈述和应用过程来更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的设备。

具体地,

图1示出了具有扫描功能的固定式测量装置,

图2示出了测量装置和所记录的目标表面的一部分,

图3示意性地示出了根据本发明的方法的原理,

图4示意性地示出了根据本发明的通过表格的分配,

图5示意性地示出了根据本发明的方法的扩展,其中,分配适于预定的显示分辨率,

图6示意性地示出了适于预定显示分辨率的分配,其中,扫描分辨率与显示分辨率均匀降低,以及

图7a、图7b示意性地示出了根据本发明的方法的另一扩展。

具体实施方式

图1示出了具有(例如激光扫描仪形式的)用于记录目标表面100的扫描功能的固定式测量装置90。该装置在此被配置用于根据所指定的测量方向1发射测量辐射91、接收被所述表面100反射的测量辐射91,以及例如使用飞行时间或相位差方法对其进行评估。为了对目标表面100进行扫描,测量辐射91被连续地平移,并且在每种情况下,以短时间间隔连续地记录至少一个测量值(包括在每种情况下距相应目标点p的距离),结果是,获得多个测量方向1并且测量目标表面100的多个点98,从而获得相互连接并且形成扫描数据的多个单独的测量数据项。测量方向1例如由仰角或极角θ和水平或方位角(参见图1左侧的图示)获得,并且例如通过角度传感器确认。角度θ、形成角度空间。除了距离测量值之外,例如,还可以选择记录亮度或强度值。亮度是灰度值,其例如通过在分配给目标点的测量时间段内对带通滤波和放大的测量辐射进行积分来确定。

如所例示的,在此例如通过逐步或连续地将测量装置90的上部部分96相对于基座围绕第一垂直轴a1(相对缓慢地)旋转而发生平移,使得测量辐射91水平平移,并且多个测量方向1在水平对准上互不相同,并且通过将可平移光学组件(例如,枢转镜)围绕水平轴a2(相对快速地)旋转,结果是,测量辐射91垂直平移,并且多个测量方向1在水平对准上互不相同。结果,例如,利用如所例示的具有预定点密度或扫描分辨率98的线栅格对目标表面100进行扫描。这里在预定的扫描区域94内实现扫描,该扫描区域的边界由水平和垂直平移宽度来确定。扫描区域94优选地在水平方向上为360°(即,围绕垂直轴a1的一个完整旋转),并且在垂直方向上为270°,结果是获得球面扫描区域94,从而对所有空间方向上的几乎整个环绕区域进行成像。然而,任何期望的其它扫描区域94也是可能的。

图2示出了测量装置和目标表面100的一部分,测量辐射91由测量单元99发射,该测量单元99具有测量辐射源(例如,激光二极管或sled)和测量辐射检测器,并且通过光学偏转元件97被引导到目标表面100上,在该示例中,光学偏转元件97能够围绕两个轴a1和a2旋转,这两个轴相对于彼此正交。随着偏转光学单元97的蓄意移动,测量辐射91在目标表面100上平移。通过利用测量单元99以等步长来检测测量数据,确定测量方向1a、1b、1c,这些方向从相同的测量参考点2开始并且理想地至少具有彼此间相同的角距离(在该示例中,描绘了水平角距离w)。对于相应的测量方向1a-1c,在每种情况下,因此至少捕获一个测量值并且将其与相应的测量方向1a-1c相关联。这里,在每种情况下,至少一个测量值是到目标表面的点pa、pb、pc的距离测量值,该距离测量值通过评估使用测量辐射检测器检测到的反射的测量辐射91来确定。由于(参照公共测量参考点)每种情况下的距离与作为单独的测量数据项的方向的当前关联,相对于多个点,能够从扫描数据生成表示目标表面的3d点云。除了距离测量值之外,相应单独的测量数据项可选地具有至少一个其它测量值,所述至少一个其它测量值相对于相应测量方向1a-1c被捕获的并且与该测量方向相关联。这样的测量值例如是测量辐射91的接收强度、针对测量精度的数据或相应的噪声系数。

通过以等步长统一记录单独的测量数据项,由测量方向1a-1c形成规则网格5,向该网格分配行ra、rb、rc和列ca、cb、cc。因此,扫描数据被组织成矩阵,即,保持在带有列和行索引的表中。在每种情况下包含测量值和相应单独的测量值或者参考它们的矩阵的每个域因此对应于测量方向1a-1c中的一个(参见图4)。

图3示出了根据本发明的用于表示扫描数据的方法原理上是如何发生的。该表示通过立方体映射形式的图像映射3被实现为立方体表示。立方体的中心在此与测量参考点2相同,结果是,测量装置90可以被视为位于立方体的中心处。这里的立方体映射3具有多个映射点,通过示例例示了其中的三个点d1、d2和d3,这些点位于六个立方体侧面f1-f6中的三个不同的立方体侧面上。根据本发明,直接基于测量方向,发生将被呈现给映射点的测量值的分配,例如,这通过三个映射点d1-d3被示出:测量方向1a被分配给点d1,测量方向1b被分配给测量点d2,并且测量方向1c被分配给测量点d3。因此,实现单独的测量数据-图像映射点的分配,而无需考虑距与相应测量方向1a-1c(参照图2)相关联的相应目标表面点的距离,而是仅基于相应测量方向1a-1c,独立于与测量方向1a-1c相关联的测量值或目标点。与相应测量方向1a-1c本身相关联的测量值因此没有被包括在图像映射的生成中,而是基于分配被分配给相应映射点。如果在每种情况下不止一个测量值与测量方向相关联(即,除了距离测量值,还有噪声系数或所接收的测量辐射的强度),则这些测量值作为单独的层进行处理。通过根据本发明的方法创建的立方体映射3允许在扫描之后直接实现无失真表示(或甚至在扫描期间实现针对已经被扫描的目标点或部分区域的表示),并因此还允许通过用户对扫描数据进行目视检查,结果是可以例如甚至现场进行扫描完整性的检查。

随后例如在测量装置本身的显示单元(gui)上,或优选地在连接到例如测量装置或平板电脑或智能电话的增强现实眼镜或平视显示器上,实现扫描数据的表示。与测量装置显示器相比,这样的外部装置除其它之外还具有提供更清晰的扫描表示的优点。如果通过外部装置来实现表示,例如通过根据视野自动适应亮度来实现表示的自动适应,出于此目的,例如,连接到测量装置的照相机或外部装置本身的照相机提供与视野中的光条件相关的必要信息。另选地或另外地,实现的是对装置的对准的检测以及对所表示的视野或扫描区域的部分的适应。图像映射3的点d1-d3的数量在这里取决于预定的显示分辨率,而该预定的显示分辨率又可取决于所预期的显示单元。换句话说,显示分辨率越大,立方体映射3的点的数量越多,每立方体区域f1-f6的显示点密度越大。

图4示意性地示出了根据本发明的通过表格的分配。图4首先示出了具有行ra-rc和列ca-cc的矩阵4,其中,根据扫描网格来组织扫描数据。矩阵4的各个域在这里表示相应的测量方向(作为其一部分,示出了测量方向1a-1c),并且包含与相应测量方向相关联的测量值m1-m9。图4还以表格的形式示出了图像映射3,该图像映射3以行和列的形式(每个域表示一映射点)组织映射点,作为其一部分,示出了点d1-d3。现在,通过针对每个映射点具有对应测量方向的索引的图像映射表3来执行测量点到映射点的分配6,结果是,测量值m1-m9被分配给每个映射点。举例来说,图像映射域x1y1(或映射点d1)与测量方向1a相关联,使得测量值m1被分配给映射点d1,图像映射域x2y1(或映射点d2)与测量方向1b相关联,使得测量值m2被分配给映射点d2等。

如果不止一个测量值m1-m9与测量方向1a-1c相关联(即,例如,除了距离测量值之外,还有噪声系数或诸如扫描数据密度的测量值),则这些测量值被同样分配给相应的图像映射域。另外,在该方法的一个扩展中,元数据(诸如文本文件、图像、cad数据、点坐标或确定的目标点坐标之间的距离值)与测量方向1a-1c或图像映射点d1-d3相关联。这例如通过用户标记显示在显示单元上的映射点d1-d3并且将文本或图像与该点相关联来实现。该关联被存储为图像映射3的附加层,使得该附加层是可图形表示的,优选地与其它层一起表示。

由于在预定的扫描区域和预定的扫描分辨率的情况下,扫描网格还有测量方向1a-1c已经是已知的(至少原则上以预定测量方向的形式,除了偏离实际实现的测量方向的目标外),并且还基于预定的显示分辨率和待表示的扫描区域预先确定了图像映射3,因此分配也可以预先确定或预先计算分配6达一定高度。换句话说,为了创建分配规则,例如不必首先根据所记录的扫描数据来计算3d目标点坐标分配。如果通过表格(如根据图4的示例中)来实现分配6,则因此预先(即,在记录目标点或测量值之前已经)限定矩阵4的域与图像映射3的域的关联,例如,索引x1y1(映射点d1)的映射域与矩阵域raca(测量方向1a)的关联。在该情况下,仅需要将通过扫描确定的测量值m1-m9置于矩阵4中,结果是,基于预定的分配6,测量值m1-m9还被分配给相应的图像映射点,并且可以显示在显示器上。因此,与现有技术的方法相比,根据本发明的方法需要显著更少的计算量,从而允许立即表示扫描数据,并且即使具有相对低的计算能力,如在激光扫描仪或全站仪中的情况,但使得能够甚至直接在这样的测量装置的显示器上进行表示。

图5示意性地例示了该方法的扩展,其中,通过用于分配的测量方向的数量等于立方体点d1-d3的数量来实现适于预定显示分辨率的分配。如果扫描分辨率大于所期望的显示分辨率(通常是这种情况),则实际存在的(测量的)测量方向1a-1c的数量大于在表示扫描时将要考虑的测量方向1a-1c的数量。换句话说,并不是使用基于扫描存在的所有测量方向,而是如图5中所示,例如,仅使用每隔一个的测量方向(如果存在两倍于表示点的测得的测量方向)。图5示出了目标表面100的一部分,在该部分上测量了三个表面点pa-pc,这些表面点pa-pc与从测量参考点2开始的相应测量方向1a-1c相关联。扫描分辨率大于所期望的显示分辨率,并因此测量点pa-pc的数量大于将由映射3表示的映射点的数量,通过示例示出了其中的一个点d1。换句话说,从所有测量方向1a-1c中进行选择,例如,测量方向1b用于分配,因为它最靠近点d1,而在分配时不考虑测量方向1a和1c。因此,表面点pb的测量值被分配给映射点d1,并且最终被表示为显示器上的亮度或颜色值,并且在表示扫描数据时不考虑点pa和pc的测量值。

代替基于最靠近相应映射点的测量方向的这种简单、规则的薄化或分辨率降低,另选地,从位于例如限定角度或方向区域内的一组测量方向中选择与具有最高质量和/或信息含量的测量值(例如,最精确的距离值)相关联的测量方向。如果(在图5的示例中)属于目标点pa(或测量方向1a)的测量值比点pb(或方向1b)的测量值精度高得多,则使用测量方向1a进行分配。例如,因为点pa位于目标边缘处,而点pb位于已经充分已知或者由其它记录的表面点(诸如pc)描述的目标表面中,所以如果属于目标点pa的测量值导致比目标点pb显著更大的附加表面信息量,则另外地或另选地应用该过程。属于结构丰富表面部分的目标点pa-pc通常具有高信息含量,而位于规则平坦表面上的点pa-pc具有低信息含量(从三个点理想地已经充分知道一个平面)。在远大于显示分辨率的扫描分辨率的情况下,目标点密度和测量方向密度也远大于映射点密度,结果是,例如测量方向1a与1b之间的偏差实际上是可忽略的。

为此原因,在某些边界内,基于质量标准的这样的选择实际上不与相对于表示的缺点以及基于该表示的扫描数据的评估相关联。质量依赖性分配可选地包括扫描区域被划分成多个局部区域,其中,局部区域的数量对应于图像映射点的数量,并且在每种情况下,选择在相应局部区域内与相应局部区域的其它单独的测量数据相比较具有最高质量的那些测量方向。

经常以如此高的扫描分辨率记录扫描数据,使得在任何情况下,在视觉表示中它们的细度不可感知,并且通常也不与扫描数据的评估相关。为此原因,根据本发明的扫描分辨率降低至显示分辨率通常实际上不与缺点相关联。然而,该过程提供了相对于扫描数据量的优点,因为可以在扫描数据和扫描数据评估的视觉感知期间减小该量而没有实际的缺点,从而使得能够更快地处理扫描数据,例如,以便在发生扫描的情况下仍然现场进行表示或编辑并且将数据从测量装置无线传送到诸如智能电话或平板电脑的外部数据处理装置。

以这种方式再现的数据量使得可以例如可由位于例如远程位置处并且在扫描之后立即被发送减小的扫描数据集的其它用户来执行元数据的上述插入。另外,作为其它的可选和有利步骤,由此补充的扫描数据或其部分可以被传送回测量装置,并随后例如因此实现的扫描数据可在(测量装置或现场的智能电话的)显示器上呈现给第一用户。例如,没有被完全记录、记录不足或有误差地记录并且因此必须被(再次)扫描的区域在现场显示给执行扫描的用户。因此,根据本发明的方法允许扫描数据的快速(初始)评估,其结果是,例如,可以快速识别误差或校正扫描的要求,并且由用户立即进行现场补救,从而导致所需的成本和时间显著降低。

另外,扫描数据量的这种减少有利于表示及其更进一步的处理。例如,在该方法的扩展中,不同(邻近)位置或扫描区域的扫描数据集的关联可以手动地通过用户标记表示中的扫描区域的对应点或局部区域来实现,或者自动地实现,其中,为此使用附加位置数据,这些位置数据使用测量装置的传感器单元(例如,imu或gps接收器)来确定。

图6例示了适于预定显示分辨率的分配6',其中,在通过矩阵或表的分配6'的情况下,扫描分辨率均匀降低至显示分辨率。图6与图4一样,示出了具有测量值m1-m9的矩阵4,测量值m1-m9与相应的测量方向(部分标记的是测量方向1a-1c)以及表格形式的图像映射3'相关联。图6与图4的不同之处在于,显示分辨率低于扫描分辨率,结果是,表3'现在仅具有四个域,而不是九个,即,少于矩阵4。映射点不是分配给每个测量值m1-m9,而是仅分配给每隔一列和行的那些测量值。例如,测量值m1被分配给具有索引x1y1的点d1,并且测量值m3被分配给具有索引x2y1的点d2(而不是测量值m2,如具有相同扫描和显示分辨率的图4的示例中的情况)。

图7a和图7b示意性地例示了根据本发明的方法的另一扩展。这里,作为该方法的部分,在分配规则中考虑系统的(即,可再现的)装置误差。具有扫描功能的这种类型的测量装置的误差主要是轴向误差或由角度测量(用于确定测量方向)与距离测量之间的同步中的等待时间引起的误差。由于可重复性,在通过分配规则来生成图像映射时要考虑这些,结果是,扫描数据的表示因此以其已经在测量误差方面被校正的方式来实现。由此,优选地补偿与角度测量(通过其确定测量方向)相关的装置误差。可选地,通过校准过程针对测量装置独立地确定装置误差,并然后在分配基于由此确定的校准参数的分配规则中考虑这些装置误差。装置误差在这里可基本上由以下校准参数来表示:双轴倾斜角度传感器的指示误差、或竖轴偏度、垂直角度传感器的指示误差(角度偏移)、目标线的准直误差以及倾斜轴偏度。在交付测量装置之前,在此通过工厂设置来实现校准过程以及将校准参数包括在分配规则中。另外,可选地另外执行(例如在每个扫描过程之前)通过用户进行的校准参数或规则的重新校准和更新。

图7a示意性地例示了在分配规则中包括装置误差。由于装置误差(例如,轴向误差),测量方向1a-1c的实际实现的分布进而目标点pa-pc的分布偏离理想规则网格(参见图5)。为此原因,在这种情况下,测量方向1b不是最靠近映射点d1(如根据图5的理想情况),而是测量方向1c最靠近映射点d1。为此原因,基于测量方向1c(不是基于测量方向1b,如没有装置误差的情况)来实现针对映射点d1的分配。因此,将属于测量方向1c或目标点pc的测量值分配给映射点d1。

图7b以表格形式示出了校正测量误差的这种类型的分配6”。图7b是基于图6(其示出了选择的适于较低显示分辨率的分配6',其中,每隔一个测量方向或网格的每隔一列和行被简单地省略)。这里例示的分配6”仍然基于该原理,但是相对于图6,通过实现装置误差补偿对其进行了改进,其事实上基于包括已知测量误差来选择最合适的测量方向。其结果是,它不再是例如分配给映射点d2的测量值m3(如没有装置误差的情况),而是测量值m2,并且代替测量值m7,它是被分配给映射点d3的测量值m4。因此,根据测量值m2来实现显示器上的映射点d1的表示,并且根据测量值m4来实现映射点d3的表示。

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