DE2430851A1

DE2430851A1 - Discrete test point's three-dimensional coordinates measurement - contactless method for points marked on object

Info

Publication number: DE2430851A1
Application number: DE2430851A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Aicher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1974-06-27
Publication date: 1976-01-15
Also published as: DE2430851C3; DE2430851B2

Abstract

Test points coordinates are determined by photogrammetric methods from their projections on two different image planes. The image planes are in the form of optically active or inactive screens. Position of points projected on the screens is determined by optoelectronic scanning and corresponding points are mechanically identified. Their required three-dimensional coordinates are calculated from the image points' positions. The image plane is a photodiode matrix whose individual diodes are digitally activated and scanned. Individual brightness values are allocated to the respective diode positions. Image is scanned by a digitally controlled electron beam whose horizontal and vertical deflections are measured by counters to which deflection voltages are applied.

Description

Koordinaten-Messung mittels photogrammetrischer Methoden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Messung räumlicher Koordinaten diskreter Meßpunkte, die an einem zu vermessenden Objekt angebracht sind und deren Koordinaten mittels photogrammetrischer Methoden aus der Projektion der Meßpunkte in zwei verschiedene Bildebenen bestimmt werden und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.Coordinate measurement by means of photogrammetric methods The invention relates to a method for the non-contact measurement of spatial coordinates in a more discrete manner Measuring points that are attached to an object to be measured and their coordinates by means of photogrammetric methods from the projection of the measuring points into two different ones Image planes are determined and a device for carrying out this method.

Tragfähigkeitsuntersuchungen an Bauteilen oder kompletten Konstruktionen haben neben der Spannungs- und Dehnungsverteilung in den Tragwerkselementen die Bestimmung des Verformungszustandes zum Ziel. Die Verformungen als Funktion der Tragwerksbelastung werden meist an diskreten Punkten c,emessen und daraus der gesamte Verformungszustand konstruiert.Load capacity studies on components or complete structures In addition to the stress and strain distribution in the structural elements, the Determination of the deformation state to the target. The deformations as a function of Structural loads are mostly measured at discrete points c, em and from this the entire State of deformation constructed.

Ist das Versuchsobjekt Temperaturen ausgesetzt, die über den für die Meßwertaufnehmer zulässigen Temperaturen liegen, oder wenn die Reaktionskräfte der Meßwertaufnehmer das Meßergebnis merklich beeinflussen, bietet sich die Photogrammetrie an, um aus sicherer Entfernung und ohne Rückwirkung auf das Objekt dessen Verformung zu erfassen. Dabei werden zwei photographische Aufnahmen des mit Meßpunkten bestückten Versuchsobjektes aus jeweils verschiedenen Blickwinkeln aus angefertigt und die räumlich verteilten Meßpunkte als Bildpunkte in der Bildebene der Kamera abgebildet. Die Lage der Bildpunkte ist in beiden Photographien zu vermessen und aus den Koordinaten einander zugeordneter Bildpunkte nach motifizierten Gesetzen der Zentralprojektion die räumliche Lage des Meßpunktes zu berechnen, wozu meist elektronische Datenverarbeitungsanlagen verwendet werden.If the test object is exposed to temperatures in excess of the Transducers allowable temperatures, or if the reaction forces of the The use of photogrammetry is a good choice for measuring transducers to noticeably influence the measurement result to deform the object from a safe distance and without affecting the object capture. There are two photographic recordings of the equipped with measuring points Test object made from different perspectives and the spatially distributed measuring points mapped as image points in the image plane of the camera. The position of the image points is to be measured in both photographs and from the coordinates image points assigned to one another according to motivated laws of central projection to calculate the spatial position of the measuring point, usually including electronic data processing systems be used.

Nachteilig bei den bisher bekannten Meßverfahren ist vor allem der hohe Zeitaufwand zur Auswertung der beiden photographischen Aufnahmen, d.h., zur Vermessung der Bildpunkte.The main disadvantage of the previously known measuring methods is the high expenditure of time for evaluating the two photographic recordings, i.e. for Measurement of the pixels.

Zwar sind hierzu spezielle Präzisionsstereokomparatoren entwickelt worden, doch erfordern auch diese eine geschulte Bedienungsperson, die jeden einzelnen Meßpunkt mit einer Meßmarke in Deckung bringen und anschließend die Koinzidenz zwischen einem Meßgitter und einer Skala einzustellen hat. Da es hierbei wesentlich auf die Sehschärfe und Konzentration der auswertenden Person ankommt, ist sowohl die Genauigkeit der Meßergebnisse als auch ihre Reproduzierbarkeit Schwankungen unterworfen.Special precision stereo comparators have been developed for this purpose but these also require a trained operator for each individual Bring the measuring point into line with a measuring mark and then the coincidence between has to set a measuring grid and a scale. Since this is essentially based on the Visual acuity and concentration matters to the evaluating person, both is accuracy the measurement results as well as their reproducibility are subject to fluctuations.

Ein weiterer Unsicherheitsfaktor ergibt sich bei der Entwicklung der Negative. Die lichtempfindliche Schicht auf der Photoplatte quillt bei der Entwicklung stark auf und zieht sich bei der nachfolgenden Trocknung wieder zusammen. Dabei ist nicht gewährleistet, daß keine Verschiebung der belichteten Körner relatIv zueinander auftritt. Das Negativ entspricht dann hinsichtlich der Zuordnung der Meßpunkte nicht mehr exakt dem aufgenommenen Bild.Another uncertainty factor arises in the development of the Negatives. The photosensitive layer on the photographic plate swells during development and contracts again during the subsequent drying process. Included there is no guarantee that there will be no shift in the exposed Grains occurs in relation to each other. The negative then corresponds with regard to the assignment the measuring points no longer correspond exactly to the recorded image.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Meßverfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß der Auswerteprozeß wesentlich vereinfacht und auf die Notwendigkeit einer speziell geschulten Bedienungsperson zur Vermessung der Einzelbilder verzichtet werden kann. Insbesondere soll sich das erfindungsgemäße Meßverfahren durch eine starerkürzte Auswertezeit auszeichnen.The object of the present invention is therefore the measuring method of the type mentioned above to the effect that the evaluation process is essential simplified and the need for a specially trained operator to measure the individual images can be dispensed with. In particular, the Measuring methods according to the invention are characterized by a greatly reduced evaluation time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bildebenen als optisch aktive oder inaktive Schirme ausgebildet sind, daß die Position der auf den Schirmen erzeugten Bildpunkte durch optoelektronische Bildabtaster festgestellt wird und daß die Bildpunkte untereinander derart unterscheidbar sind, daß mit an sich bekannten numerischen Methoden einander zugeordnete Bildpunkte maschinell identifiziert und aus ihrer Position die gesuchten räumlichen Koordinaten der Meßpunkte errechnet werden.According to the invention, this object is achieved in that the image planes are designed as optically active or inactive screens that the position of the Image points generated on the screens are detected by optoelectronic image scanners and that the pixels can be distinguished from one another in such a way that with an known numerical methods identified image points assigned to one another by machine and the spatial coordinates of the measuring points sought are calculated from their position will.

Die Meßpunkte werden also in der bisher üblichen Weise auf zwei verschiedene Bildebenen projiziert. Diese Bildebenen sind erfindungsgemäß nicht als Photoplatten, sondern als Schirme im weitesten Sinne ausgebildet. Sie haben die Aufgabe, das aufprojizierte Bild insoweit wiederzugeben, daß daraus die genaue Position der Bildpunkte auf optoelektronischem-Weg ermittelt werden kann. Hierfür kommen insbesondere elektronische Fernsehaufnahmeröhren in Betracht, beispielsweise das Superikonoskop, das Vidikon r die in der Lage sind, das optische Bild elektronisch abzutasten und damit ermöglichen, die zu vermessenden Bi-ldpunkte-mit numerischen Nethoden on line zu identifizieren und ihre Koordinaten zu bestimmen.The measuring points are thus in the usual way in two different ways Projected image planes. According to the invention, these image planes are not intended as photographic plates, but designed as umbrellas in the broadest sense. You have the job of the projected To reproduce the image to the extent that the exact position of the pixels is optoelectronic can be determined. Electronic television tubes in particular are used for this purpose into consideration, for example the Superikonoskop, the Vidikon r who are able to electronically scan the optical image and thus enable the to be measured Identify picture points with numerical methods on line and their coordinates to determine.

Von den zahlreichen, dem Durchschnittsfachmann geläufigen Maßnahmen zur optoelektronischen Bildabtastung sei noch auf die besonders zweckinäßige Kombination eines Bildschirmes mit einer Ehotodicdenmatrix hingewiesen, deren einzelne irjotodioden digital angesteuert und abgefragt werden, wobei die einzelnen Helligkeitswerte der tosition der jeweiligen Photodiode zugeordnet werden.Of the numerous familiar to the average specialist measures For optoelectronic image scanning, the particularly appropriate combination should be noted of a screen with an Ehotodicdenmatrix indicated whose individual irjotodioden digitally controlled and queried, whereby the individual brightness values of the tosition of the respective photodiode are assigned.

Das Ansteuern der einzelnen photodioden kann durch an sich bekannte elektronische Schalter erfolgen.The control of the individual photodiodes can be known per se electronic switches are made.

Die optoelektronisch festgestellten Bildpunktskoordinaten werden gespeichert. Mit an sich bekannten numerischen Methoden werden aus den Koordinaten einander zugeordneter Bildpunkte die räumlichen Koordinaten des Meßpunktes errechnet.The image point coordinates determined optoelectronically are stored. With numerical methods known per se, the coordinates are assigned to one another Pixels calculated the spatial coordinates of the measuring point.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren der elektronischen Bildabtastung erübrigt sich das bisher notwendige Vermessen der Einzelbilder durch eine Bedienungsperson. Der Zeitaufwand für die Auswertung wird erheblich verkürzt, näm-lich von bisher mindestens 6 Stunden auf nur noch etwa 2 Minuten. Auch die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse ist günstiger, da die Aus-Werdung rein maschinell erfolgen kann und da die unkontrollier baren Atmungsvorgänge beim Entwickeln des Filmmaterials entfallen.By the inventive method of electronic image scanning the previously necessary measurement of the individual images by an operator is no longer necessary. The time required for the evaluation is significantly reduced, namely from before at least 6 hours to just about 2 minutes. The reproducibility of the Results are more favorable because the evaluation can be done purely by machine and there the uncontrollable breathing processes when developing the film material are eliminated.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Bildabtastung mittels eines digital gesteuerten Elektronenstrahles, dessen Ablenkung in der Horizontalen und in der Vertikalen durch von den Ablenkspannungen beeinflußte Zähler festgestellt wird und daß die beim Passieren eines Bildpunktes auftretende Helligkeitsänderung die simultane Abspeicherung der Zählerstände auslöst.The image is expediently scanned digitally controlled electron beam, its deflection in the horizontal and in the Vertical is determined by counters influenced by the deflection voltages and that the change in brightness that occurs when passing a pixel is simultaneous Saving the meter readings triggers.

Die Unterscheidbarkeit der einzelnen Meßpunkte, die zum Auffinden einander zugeordneter Bildpunkte notwendig ist, kann sich bei einfachen Objekten automatisch ergeben, etwa durch die Reihenfolge, in der die einzelnen Bildpunkte abgetastet werden. Bei komplizierten Objekten kann eine definierte Abtastfolge durch gesteuertes Aufleuchten der einzelnen Meßpunkte am Objekt erreicht werden.The ability to distinguish between the individual measuring points that need to be found image points that are assigned to one another are necessary, can arise in the case of simple objects automatically result, for example through the order in which the individual pixels are scanned. A defined scanning sequence can be used for complex objects controlled lighting of the individual measuring points on the object can be achieved.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß jeder Meßpunkt mehrere hinsichtlich seines Zentrums radialsyinmetrische Helligkeitsänderungen erzeugt, daß durch zusätzliche Zähler die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Helligkeitsänderungen erfaßt werden und daß diese Abstände zur Identifizierung der Bildpunkte gegenüber ihrer Umgebung sowie zur Identifizierung einander zugeordneter Bildpunkte dienen.It has proven to be particularly advantageous that each measuring point generates several radial symmetrical changes in brightness with respect to its center, that by additional counters the intervals between successive changes in brightness are detected and that these distances to identify the image points opposite serve their surroundings as well as to identify image points assigned to one another.

Um bei vertretbarem Aufwand zur Herstellung der Meßpunkte ihre Koordinaten möglichst exakt bestimmen zu können, ist es zweckmäßig, daß das Zentrum der Bildpunkte durch Mittelung derjenigen Zählerstände bestimmt wird, die zu äquiradialen Helligkeitsunterschieden gehören. Da die Meßpunkte zeilenweise abgetastet werden, ändert sich die erzeugte Signalfolge in Abhängigkeit von dem AbStand , unter dem die Elektronenbahn den Meßpunkt kreuzt. Durch kontinuierliche Mittelwertbildung derjenigen Koordinaten, an denen radialsymmetrische Helligkeitsänderungen auftreten, läßt sich eine höhere Bildauf lösung erzeugen als es der Bildröhre entspricht.In order to produce the measuring points for their coordinates at a reasonable cost To be able to determine as exactly as possible, it is expedient that the center of the image points is determined by averaging those counter readings that result in equiradial differences in brightness belong. Since the measuring points are scanned line by line, the one generated changes Signal sequence as a function of the distance at which the electron path reaches the measuring point crosses. By continuously averaging those coordinates at which Radially symmetrical changes in brightness occur, a higher image can be obtained Generate solution as it corresponds to the picture tube.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die x-ichtung und die y-Richtung jeweils unterschiedliche Schrittweiten bei der digitalen Abtaststeuerung gewählt werden, indem beispielsweise mit weitem Zeilenabstand und engem Spaltenabstand oder umgekehrt gearbeitet wird. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Ersparnis an Rechenzeit.It is particularly advantageous if for the x-direction and the y-direction different step sizes selected for the digital scanning control be, for example, with wide line spacing and narrow column spacing or is worked the other way around. This results in a significant saving in computing time.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand von Zeichnungen; darin zeigt Figur 1: eine Schemaskizze zur Erläuterung des Meßprinzips; Figur 2: den Aufbau eins Vidikons und Figur 3: die schematische Darstellung eines Meßpunktes mit den zugehörigen Bildsignalen, die der Abtast-Elektronenstrahl im Vidikon erzeugt.Further features of the invention emerge from the following Description of an embodiment based on drawings; therein shows figure 1: a schematic diagram to explain the measuring principle; Figure 2: the structure of a vidicon and FIG. 3: the schematic representation of a measuring point with the associated image signals, generated by the scanning electron beam in the vidicon.

In Figur 1 ist das Bauteil, dessen Verformung zu bestimmen ist, einfachheitshalber als Biegebalken 1 dargestellt. Der Balken 1 ist an seinen beiden Enden aufgehängt und soll bei Belastung die gestrichelt dargestellte Position einnehmen.In Figure 1, the component, its deformation is to be determined is, Shown as a bending beam 1 for the sake of simplicity. Beam 1 is on both of them Ends hung and should take the position shown in dashed lines when loaded.

über die Länge des Balkens verteilt sind mehrere Meßpunkte 2 angeordnet, aus deren Verschiebung bei Belastung des Balkens dessen Gesamtverformung rekonstruiert wird. Um die Größe der Verschiebung der Meßpunkte 2 unter Belastung zu bestimmen, müssen die Koordinaten der Meßpunkte bei unbelastetem und bei belastetem Zustand ermittelt werden. Hierzu dienen zwei Bildaufnahmeröhren 3 und 4. Aus dem mit beiden Aufnahmeröhren gewonnenen Bildpaar wird mit an sich bekannten photogrammetrischen Methoden ein dreidimensionales Bild des unbelasteten und des belasteten Balkens erzeugt1 so daß aus der Differenz der beiden Formzustände die räumliche Verformung infolge der Belastung ermittelt werden kann. Zur Bestimmung der Eameraorientierung und zur Korrektur der Abbildungsverhältnisse ist es üblich, -ein in seinen Dimensionen exakt bekanntes Gebilde 5, das im allgemeinen als Paßpunktsystem bezeichnet wird, zusammen mit dem zu prüfenden Gegenstand aufzunehmen.Several measuring points 2 are distributed over the length of the bar, the total deformation of the beam is reconstructed from its displacement when the beam is loaded will. To determine the size of the displacement of the measuring points 2 under load, must be the coordinates of the measuring points in the unloaded and loaded condition be determined. Two image pick-up tubes 3 and 4 are used for this The pair of images obtained from the pick-up tubes is combined with known photogrammetric Methods a three-dimensional image of the unloaded and loaded beam generated1 so that the spatial deformation is derived from the difference between the two shape states can be determined as a result of the load. To determine the camera orientation and to correct the image relationships it is customary to use -ein in its dimensions exactly known structure 5, which is generally referred to as the control point system, to be recorded together with the item to be tested.

Die vorläufig gemessenen Daten der Position der Aufnahmeröhren 3 und 4 hinsichtlich des Balkens 1 werden nun solange variiert, bis sich die Bildpunkte des Paßpunktsystems mit den nach den Gesetzen der Zentralprojektion errechneten so gut wie möglich decken. Hierzu werden außerdem an sich bereits bekannte Korrekturfunktionen verwendet.The preliminary measured data of the position of the pickup tubes 3 and 4 with regard to the bar 1 are now varied until the pixels of the control point system with those calculated according to the laws of central projection cover as well as possible. Correction functions that are already known per se are also used for this purpose used.

Findet die Verformung des zu prüfenden Bauteiles lediglich in einer Ebene statt, welche Voraussetzung üblicherweise nicht erfüllt ist, so genügt es selbstverständlich, mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre zu arbeiten.Only finds the deformation of the component to be tested in one Instead of level, which requirement is usually not met, it is sufficient of course, to work with a single image pickup tube.

Figur 2 zeigt die Funktion einer Aufnahmeröhre, die beispielhaft nach Art eines Vidikons funktioniert. Uber ein mit dem Bezugszeichen 6 angedeutetes Linsensystem wird das Bild des zu prüfenden Bauteiles (einschließlich des Paßpunktsystemes) auf eine lichtdurchlässige Metallschicht 7 projiziert, die mit photoempfindlichen Halbleitern besetzt ist. Das aufprojizierte Bild wird durch einen Elektronenstrahl 8 zeilenweise abgetastet. Die einzelnen Elemente der photoempfindlichen Schicht wirken als Speicherkondensatoren, die beim Darüberstreichen des Elektronenstrahls entladen werden Die entstehenden Stromstöße erzeugen in einem Widerstand R Spannungsimpulse, die als Bildsignale an einem Kondensator C abgenommen werden. Die Ablenkung des Elektronenstrahlers 8 erfolgt durch Ablenkspulen 9.Figure 2 shows the function of a pickup tube, which is exemplified according to Kind of a vidicon works. About one with that Reference number 6 the lens system indicated, the image of the component to be tested (including of the control point system) is projected onto a translucent metal layer 7, which is occupied with photosensitive semiconductors. The projected image is through an electron beam 8 is scanned line by line. The individual elements of the photosensitive Layer act as storage capacitors when the electron beam sweeps over them The resulting current surges generate voltage pulses in a resistor R, which are picked up as image signals at a capacitor C. The distraction of the Electron gun 8 is effected by deflection coils 9.

Der in Figur 3 dargestellte Meßpunkt besteht aus einem Mittelfeld 10 und drei ihn umgebenden Ringen 12, 13 und 14. Die Bahn des den Meßpunkt überstreichenden Elektronenstrahles ist durch gestrichelte Linien angedeutet.The measuring point shown in Figure 3 consists of a central field 10 and three rings 12, 13 and 14 surrounding it. The trajectory of the measuring point Electron beam is indicated by dashed lines.

Um die Bilder in den Bildaufnahmeröhren rationell auswerten zu können, bedarf es einer Punkterkennungslogik. Diese hat als' erstes festzustellen, ob der Elektronenstrahl einen Meßpunkt überstreicht-und wenn ja, welche Koordinaten zu diesem Meßpunkt gehören und um welchen Meßpunkt es sich handelt, damit einander zugeordnete Meßpunkte in beiden Bildaufnahmeröhren identifiziert werden können.In order to be able to efficiently evaluate the images in the image pick-up tubes, a point recognition logic is required. The first thing to do is to determine whether the Electron beam sweeps over a measuring point - and if so, which coordinates to belong to this measuring point and which measuring point it is, thus each other assigned measuring points can be identified in both image pickup tubes.

Überstreicht ein Elektronenstrahl einen Meßpunkt nahezu durch dessen Zentrum, so ergibt sich etwa die in Figur 3 gezeigte Signalfolge. Diese diskrete Signalfolge ist von den rein bauteilbedingten Signalen so stark verschieden, daß es mit an sich bekannten Methoden möglich ist, die Signalfolge als Meßpunkt zu erkennen und seine Koordinaten zu speichern. Im einzelnen ergibt sich folgender Funktionsablauf: Der das Bild zeilenweise abtastende Elektronenstrahl wird digital gesteuert, wobei die Ablenkspannungen in x- und y-Richtung durch jeweils einen zugehörigen Zähler hochgezählt werden. Die beiden Zählerstände definieren somit zu jedem Zeitpunkt den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem abzutastenden Bild.If an electron beam sweeps a measuring point almost through it Center, the result is approximately the signal sequence shown in FIG. This discreet The signal sequence is so different from the purely component-related signals that it is possible with methods known per se to recognize the signal sequence as a measuring point and save its coordinates. The following functional sequence results in detail: Of the The electron beam, which scans the image line by line, is digitally controlled, whereby the Deflection voltages in the x and y directions are incremented by an associated counter will. The two counter readings thus define the point of impact at each point in time of the electron beam on the image to be scanned.

Beginnt man in Figur 3 mit einem Elektronenstrahl, der längs der obersten gestrichelten Linie auf den Meßpunkt auftrifft und diesen von links nach rechts überquert, so verursacht der äußere Ring 14 einen Hell-/Dunkelübergangw wodurch zunächst die zu diesem Hell-/Dunkelübergang gehörenden Zählerstände gespeichert werden und ein neues Zählwerk ausgelöst wird, das die Schritte bis zum darauffolgenden Dunkel-/Hellübergang zählt. Diese Schrittzahl muß innerhalb einer bestimmten Toleranz liegen, andernfalls wird die Signalfolge als irrelevant erkannt und die gespeicherten Werte wieder gelöscht. Die Toleranzbedingung wird nur von solchen Elektronenstrahlen erfüllt, die den Meßpunkt nahe dessen Zentrum überqueren. Durch die Vielzahl der Hell-/Dunkelübergänge bzw. der Dunkel-/Hellübergänge an den Ringen 12 bis 14, deren Distanz jeweils innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegen-muß, ist sichergestellt, daß tatsächlich nur echte Meßpunkte registriert werden. Signale, die durch die Form oder Farbgebuiig des Bauteiles oder aber durch eine randnahe Überquerung eines Meßpunktes erzeugt werden, bleiben unberücksichtigt. Erst wenn alle aufeinanderfolgenden Helligkeitsänderungen innerhalb der Toleranzgrenze liegen, werden die zu jeder Helligkeitsänderung gehörenden x- und y-Koordinaten abgespeichert, wobei das Zentrum des Meßpunktes durch Mittelung der zu äquiradialen Helligkeitsunterschieden gehörenden Zählerstände bestimmt wird.If one starts in FIG. 3 with an electron beam that runs along the uppermost dashed line hits the measuring point and this from left to right crossed, so the outer ring 14 causes a light / dark transitionw whereby first the counter readings belonging to this light / dark transition are saved and a new counter is triggered that carries out the steps up to the following Dark / light transition counts. This number of steps must be within a certain tolerance otherwise the signal sequence is recognized as irrelevant and the stored ones Values deleted again. The tolerance condition is only for such electron beams met that cross the measuring point near its center. Due to the multitude of Light / dark transitions or the dark / light transitions on the rings 12 to 14, their Distance must be within specified tolerance limits, it is ensured that only real measuring points are actually registered. Signals by the form or colored structure of the component or by crossing a measuring point close to the edge are not taken into account. Only when all successive changes in brightness are within the tolerance limit, those associated with each change in brightness will be x and y coordinates are stored, the center of the measuring point being averaged the counter readings belonging to equiradial differences in brightness is determined.

Schließlich muß noch festgestellt werden, zu welchem Meßpunkt die so ermittelten Koordinaten gehören, damit in beiden Bildaufnahmeröhren die einander zugeordneten Meßpunkte identifiziert werden können. Es kommt also praktisch darauf an, jeden Meßpunkt mit einer Hausnummer zu versehen, damit die in der Aufnahmeröhre 3 und die in der Aufnahmeröhre 4 ermittelten Koordinaten des gleichen Meßpunktes erkannt und für die weitere numerische Behandlung zur Bestimmung der räumlichen Koordinaten weitergegeben werden. Die deshalb notwendige Unterscheidbarkeit der Meßpunkte voneinander wird durch unterschiedliche Breite der Außenringe 12 und/oder 13 und/oder 14 herbeigeführt. Je nach dem in welchen Toleranzbereich die an den Außenringen auftretenden Helligkeitsunterschiede hineinpassen, wird der Meßpunkt numerisch identifiziert.Finally it has to be determined to which measuring point the coordinates determined in this way belong to both image recording tubes the mutually assigned measuring points can be identified. So it comes in handy on giving each measuring point a house number so that the one in the pick-up tube 3 and the coordinates of the same measuring point determined in the receiving tube 4 recognized and for further numerical treatment to determine the spatial Coordinates are passed on. The necessary differentiation of the Measuring points from each other is determined by different widths of the outer rings 12 and / or 13 and / or 14 brought about. Depending on the tolerance range in which the The measuring point is used to fit in the differences in brightness that occur on the outer rings identified numerically.

Damit der Abstand der Aufnahmeröhren von dem zu prüfenden Bauteil ohne Einfluß auf die obenerwähnten Toleranzen ist, beruht die Punkterkennung sowie die Punktidentifizierung nicht auf den absolut gemessenen Schrittweiten des Elektronenstrahls, sondern auf dem Verhältnis dieser Schrittzahlen zu derjenigen Schrittzahl, die für die zentrale Durchquerung des Mittelfeldes 10 erforderlich ist. Als Bezugsgröße dient also das für alle Meßpunkte gleich große Mittelfeld 10.This means the distance between the receiving tubes and the component to be tested is without influence on the above-mentioned tolerances, the point detection is based as well the point identification is not based on the absolute measured step sizes of the electron beam, but on the ratio of these number of steps to the number of steps that are necessary for the central crossing of the middle field 10 is required. As a reference The middle field 10, which is the same size for all measuring points, is used.

Die Identifizierung der Meßpunkte ist selbstverständlich nicht allein durch die Ringbreite, sondern ebenso durch die Ringzahl oder durch andere Parameter möglich. Unterteilt man die Meßpunkte in vier Quadranten, so ergeben sich außerordentlich hohe Variationsmöglichkeiten, d.h., entsprechend viele Meßpunkte können deutlich unterscheidbar gekennzeichnet werden.The identification of the measuring points is of course not alone by the ring width, but also by the number of rings or by other parameters possible. If the measuring points are divided into four quadrants, the result is extraordinary high variation possibilities, i.e. a corresponding number of measuring points can be clearly must be clearly marked.

Außerdem besteht die Möglichkeit, daß die Meßpunkte aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Rechtecken oder anderen geometrischen Figuren bestehen, die eine exakte Bestimmung des Eleßpunkt-Zentrums zulassen.There is also the possibility that the measuring points consist of several concentric consist of mutually arranged rectangles or other geometric figures, which allow an exact determination of the point center.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß bei der Beschreibung von Figur 3 grundsätzlich von Meßpunkten gesprochen wurde, obwohl strenggenommen Bildpunkte vorliegen, die aus der Projektion der Meßpunkte in die Bildebene der Aufnahmeröhre 3 oder 4 entstanden sind.Finally it should be noted that in the description FIG. 3 basically spoke of measuring points, although strictly speaking There are pixels that from the projection of the measuring points into the Image plane of the pickup tube 3 or 4 have arisen.

Aufgrund der wie oben beschrieben optoelektronisch ermittelten Bildpunktskoordinaten wird mit den üblichen photogrammetrischen Methoden hunter Zuhilfenahme von EDV-Anlagen die Berechnung der räumlichen Meßpunktskoordinaten vorgenommen. Dabei werden die üblichen Korrekturverfahren zum Ausgleich der Bildverzerrung automatisch mit durchgeführt.Based on the image point coordinates determined optoelectronically as described above is hunted with the usual photogrammetric methods with the help of EDP systems the calculation of the spatial measuring point coordinates is carried out. The the usual correction procedures to compensate for the image distortion are carried out automatically.

Claims

Method for the non-contact measurement of spatial coordinates more discrete Measuring points that are attached to an object to be measured and their coordinates by means of photogrammetric methods from the projection of the measuring points into two different ones Image planes are determined, characterized in that the image planes are optical active or inactive screens (i) are designed that the position of the on the Screen generated pixels by optoelectronic image scanners (3, 4) determined and that the pixels are distinguishable from one another in such a way that with numerical Methods assigned to each other image points identified by machine and from their Position the spatial coordinates of the measuring points (2) sought can be calculated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the image plane is designed as an ehotodiode matrix, the individual photodiodes of which are digitally controlled and queried, the individual brightness values of the position of the respective Photodiode are assigned.

3. The method according to claim 1, characterized in that the image scanning takes place by means of a digitally controlled electron beam whose deflection in the horizontal and the vertical are influenced by deflection voltages Counter is determined and that the occurring when passing a pixel Change in brightness triggers the simultaneous storage of the counter readings.

4. The method according to claiml-3, characterized in that each measuring point (2) several changes in brightness which are radially symmetrical with respect to its center generated that by additional counters the distances between successive Changes in brightness are detected and that these distances to identify the Image points in relation to their surroundings as well as to identify those assigned to one another Serving pixels.

5. The method according to claim 4, characterized in that the center of the pixels is determined by averaging those counter readings that become equiradial Differences in brightness belong.

6. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 5, characterized in that the measuring points have the shape of a crosshair with several koneentrjshn Rings' and that the number and / or the distance and / or the thickness of the rings is different for each measuring point.