用于辅助操作者测量物体的部分的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增强现实装置以及一种用于辅助操作者执行计量操作的方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，增强现实(Augmented reality,简称AR)装置可以用于辅助试验检测以及组装程序方面的作业。
[0003]专利申请FR2949587公开了一种用于计算机辅助组装的方法。操作者操作一台显示有工作空间的AR便携式装置，所显示的工作空间中含有叠加的由计算机生成的有关组装和质量操作步骤的视觉信息。该AR装置引导操作者无需纸件设计图和指南地完成组装步骤。
[0004]专利申请EP1295099公开了一种用于汽车领域的在质量缺陷检查过程中辅助测试员的方法和AR系统。该系统包括数据处理单元和适于数据输入/输出的AR用户设备。该AR设备用于在质量工序期间通过收集数据以及使工序步骤和指令可视化来辅助用户处理最终检测到的质量缺陷。
[0005]专利申请US2002044104公开了一种具有移动装置的AR系统。该AR系统用于辅助工序，尤其是通过根据实际情况嵌入组装指令来辅助工序。该系统允许通过位于远程位置的专家来远程辅助配备了 AR移动装置的现场技术人员。信息可以通过叠加技术人员双眼可见的数字图像来显示信息。该信息可以包括安装指令、操作细节以及与被观测物体所处情况相关的指令。
[0006]然而，这些AR装置主要是通过提供指令、可视化信息以及远程辅助来实现辅助操作者的目的。
【发明内容】
[0007]本发明一方面目的在于提供适用于测量操作中实时质量监控的实时数据收集。
[0008]本发明另一方面目的在于提高测量操作的速度以及减少检修操作成本。
[0009]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现:
[0010]本发明提供了一种用于辅助操作者测量物体的部分的方法，该方法包括以下步骤:
[0011]为所述操作者配备电子设备和尺寸测量仪器，所述电子设备包括显示器、至少一个摄像机以及数字处理器；
[0012]利用所述至少一个摄像机拍摄所述物体的图像；
[0013]利用所述处理器识别和/或标识所述图像中所述物体的所述部分；
[0014]获取所述物体的所述部分的模型；
[0015]在所述显示器上显示待测尺寸的指示；
[0016]在所述处理器中获取所述尺寸测量仪器所测得的所述尺寸的数值；
[0017]基于所述模型处理所述数值。
[0018]在一优选实施方式中，所述方法还包括以下步骤:借助于所述电子设备，建议一个利用所述尺寸测量仪器进行尺寸测量的可操作流程。
[0019]在一实施方式中，所述在所述显示器上显示待测尺寸的指示还包括:显示如何利用所述尺寸测量仪器来测量尺寸的指示。
[0020]所述方法辅助操作者来执行测量操作。利用所述方法，操作者不需要纸件类设计图(plans)、教程和/或指南以及纸张记录，就可以执行测量操作。
[0021 ] 在一优选实施方式中，所述显示器是透视式头戴显示器。该透视式头戴显示器在执行测量时既不限制操作者的移动自由度，也不干扰操作者的注意力。而且，两个透视式头戴显示器提供了固有的增强现实功能和3D显示功能。
[0022]在一个实施方式中，所述尺寸测量仪器是便携式测量仪器。
[0023]在一优选实施方式中，所述尺寸测量仪器是便携式的、手动测量仪器，例如游标卡尺、千分尺、高度尺、卷尺、量规。
[0024]在另一实施方式中，所述尺寸测量仪器是坐标测量机(CMM)、CMM的支臂或CMM的一部分。
[0025]在一实施方式中，所述尺寸测量仪器是非接触式测量机器，例如激光跟踪仪或光学测量仪器。
[0026]在一实施方式中，所述电子设备是便携式的。
[0027]在一实施方式中，所述电子设备包含一组物理上独立的元件，所述元件之间通过一个或更多个数据链路互连。所述多个数据链路中的一些数据链路可以被设置成准许与位于远程位置的元件进行数据交换和/或数据存取。
[0028]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:利用所述摄像机拍摄一系列图像；利用所述处理器识别和/或标识该系列图像中操作者的预定手势和/或姿势。可以利用一组预定手势和姿势(优选的，手和指尖)与所述电子设备进行交互。
[0029]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:在所述显示器上显示所述模型的表示形式。在一实施方式中，显示所述表示形式以使其叠加在所述图像内的所述物体或所述物体的部分上。
[0030]在一优选实施方式中，所述表示形式显示在一个或多个透视式头戴显示器上，以使所述表示形式叠加在操作者视野内的所述物体上。在所述显示器上显示所述模型的表示形式可以通过操作者的一组预定手势或姿势(优选的，手和指尖)来操纵。在所述物体或所述物体的图像上叠加所述表示形式，使得操作者能够识别出所述模型与所述物体之间的不一致之处。
[0031]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:投影所述物体的部分或所述物体的3D全息图像。该全息图像可以通过操作者的一组预定手势或姿势(优选的，手和指尖)来操纵。
[0032]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:显示标记，以便于指示所述物体的所需测量的表面或所述物体的所需测量的部分的末端。优选的，在操作者的视野范围内或所拍摄图像内显示所述标记。
[0033]在一实施方式中，所述尺寸测量仪器是CMM的支臂，所述方法包括以下步骤:显示标记，所述标记指示用于执行测量的所述支臂的位置。
[0034]在一实施方式中，待测尺寸的指示包括尺寸的范围或所在区间。在一优选实施方式中，所述待测尺寸的指示包括尺寸的公差范围或公差区间。
[0035]在一优选实施方式中，所述方法还包括以下步骤:在所述显示器上显示一指示符，所述指示符用于指示处理后的尺寸数值是否位于所述公差范围或公差区间内。
[0036]所述处理所述数值还可以基于所述物体的所述部分和/或所述物体的模型公差值。
[0037]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:显示处理所述数值所得到的结果。优选的，可以在操作者的视野内或者所拍摄图像内显示附加的图形元素，以使所述结果可以与所述物体的所述部分或者与所述物体相链接。
[0038]在一实施方式中，所述显示所述结果包括以下步骤:显示一指示符，所述指示符用于指示所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值的处理结果是否位于所述指示所定义的公差范围或公差区间内。
[0039]在一实施方式中，所述显示所述结果包括以下步骤:显示一标记，以便指示所述物体部分的已测表面或末端。
[0040]在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤:拍摄所述尺寸测量仪器的模拟显示或刻度的图像，以便在所述处理器5内识别或标识所指示的模拟值并将所述模拟值转换成数字值。
[0041]在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤:拍摄所述尺寸测量仪器的数字显示的图像，以便于在所述处理器5内识别所显示的模拟值并且将所述模拟值转换成数字值。
[0042]在一实施方式中，所述获取所述尺寸测量仪器所测得的尺寸的数值包括以下步骤:通过一数据链路，从所述尺寸测量仪器向所述处理器发送数字数据。
[0043]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:获取所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。优选的，可以利用数字式电子设备中的热传感器获取所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。所述数值的处理还可以基于所述物体的所述部分和/或所述物体的温度。在一优选实施方式中，可以在所述电子设备中的所述显示器上显示物体温度警报指示符。
[0044]在一实施方式中，所述方法包括以下步骤:获取所述尺寸测量仪器的温度。可以通过一数据链路来由所述处