SE505305C2 - Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell form - Google Patents
Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell formInfo
- Publication number
- SE505305C2 SE505305C2 SE9503701A SE9503701A SE505305C2 SE 505305 C2 SE505305 C2 SE 505305C2 SE 9503701 A SE9503701 A SE 9503701A SE 9503701 A SE9503701 A SE 9503701A SE 505305 C2 SE505305 C2 SE 505305C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pattern
- reading
- measuring object
- measuring
- fluorescent
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000007592 spray painting technique Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2545—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with one projection direction and several detection directions, e.g. stereo
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00194—Optical arrangements adapted for three-dimensional imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1076—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof for measuring dimensions inside body cavities, e.g. using catheters
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
15 20 25 30 35 505 305 I 2 Problem involverade i projicering av mönster är att alla ingående mätelement i ett mätarrangemang måste vara mycket stabilt arrangerade i förhållande till varandra under mät- ning, speciellt mönsteralstraren både i förhållande till mätobjektet och till upptagningsanordningen.
Inmätning av mätobjekt för att få noggranna data beträffande formen på ett mätobjekt sker också ofta med berörande mätning i en koordinatmätmaskin. SE-9000546 beskriver ett optiskt förfarande för beröringsfri mätning av formen hos ett mät- objekt med hjälp av en koordinatmaskin. Därvid är ett optiskt system placerat som en mätsond i koordinatmätmaskinen. Mät- objektet är åtminstone delvis belagt med ett fluorescerande ämne, som exciteras av ett från det optiska systemet emitte- rat ljusknippe. Det optiska systemet har för fluorescens- ljuset känsliga detektororgan. Detta system ger den fördelen, att mätobjektets ytskikt blir väldefinierat för det optiska systemet, men kräver en exakt inmätning med en koordinatmät- maskin.
UPPFINNINGENS SYFTE Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en inmätning av en tredimensionell form hos ett mätobjekt med stereo- och fotogrammetrimetoder.
Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma inmätning av blanka och/eller transparenta mätobjekt.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en inmätning av ett mätobjekt med enkel efterbearbetning av mätdata. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma inmätning av trånga utrymmen, såsom kaviteter av olika slag. För detta syfte behövs en mycket liten avläsningsenhet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en inmät- ning av ett mätobjekt med enkel hoppassning (matchning) av 10 15 20 25 30 35 3 sos sus mätdata tagna från flera observationsvinklar.
Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en in- mätning av ett mätobjekt med ett enkelt och billigt mäthuvud.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för inmätning, där inmätningsanordningen kan sättas i godtyckligt läge i förhållande till inmätningsföremålet och att inmätningar vid olika tidpunkter blir likvärdiga utan att inmätningsanordningens placering vid mättillfället inverkar på mätresultatet.
Ovan nämnda syften uppnås med ett förfarande med de i patent- kravet 1 angivna kännetecknen. Ytterligare särdrag och vida- reutvecklingar av uppfinningen samt en anordning för att utföra förfarandet anges i de övriga patentkraven.
Uppfinningen avser således ett förfarande för inmätning av formen hos ett mätobjekt, där mätobjektet på sin yta förses med fluorescerande ämnen, kännetecknat av att de fluoresce- rande ämnena anbringas på mätobjektets yta så att ytan er- håller ett mönster; mönstret avläses av optiska avläsningsen- heter med avläsning av samma mönsterdelar från inbördes olika riktningar; och de avlästa mönsterdelarnas rymdpositioner beräknas med ledning av mätdata för avläsningsenheterna. Ett mönster av fluorescerande ämnen ger hög kontrast mellan mönstrade och omönstrade ytdelar. Mätdata för avläsningsen- heterna kan innefatta deras respektive avläsningspositioner i avläsningsenheten eller avläsningsenheterna, avläsningsen- hetens eller avläsningsenheternas respektive position och respektive avläsningsinriktningar vid avläsning. Mönstret är naturligtvis anpassat efter inläsningsorganet, så att det är tydligt indikerbart av detta. Mönstret kan vara ordnat, t.ex. innefatta ett rutnät, eller oordnat, t.ex. innefatta slump- mässigt placerade prickar, flingor e.d.
En anordning enligt uppfinningen för inmätning av formen hos ett mätobjekt, där mätobjektet på sin yta är försett med fluorescerande ämnen, omfattar att de fluorescerande ämnena 10 15 20 25 30 35 sos sus ' 4 är anbringade i form av ett mönster, minst en optisk avläs- ningsenhet finns för avläsning av samma mönsterdelar på mätobjektet från inbördes olika riktningar, och en jämförel- seanordning är kopplad till avläsningsenheten eller avläs- ningsenheterna för att jämföra de olika avläsningarna med varandra och individuellt rymdlägesberäkna de avlästa mön- sterdelarna med ledning av avvikelser mellan avläsningarna för dessa mönsterdelar.
Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, där fig. 1 visar en schematisk skiss av en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, och fig. 2 visar en schematisk skiss av en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, och fig. 3 visar schematiskt en utföringsform av ett instrument för undersökning av ett flertal mätobjekt samtidigt.
I fig. 1 visas ett mätobjekt l, vilket kan vara transparent eller ha en helblank eller "mjölkig" yta, som är svår att få exakta mätresultat från. Det bör dock observeras, att upp- finningen icke är begränsad till mätning mot mätobjekt med dessa egenskaper utan passar för mätning mot mätobjekt med vilken slags yta som helst. Mätobjektets 1 yta är i den visade utföringsformen försett med ett mönster 2, vilket i den visade utföringsformen är rutigt, men som kan ha vilken form som helst, t.ex. prickig, streckad, vågig, etc.
Inmätning mot en yta med fluorescerande beläggning har visat sig ge goda och exakta resultat. Mönstret på ytan kan därför anbringas med fluorescerande färg, vilket är det föredragna utförandet. Mönstret kan t.ex. anbringas genom pâsprutning eller bestrykning av mätobjektet med de fluorescerande ämnena eller genom att bestryka mätobjektet med de fluorescerande färgämnena med ett bestrykningsorgan med liten anliggnings- yta, såsom en penna eller tunn pensel. Mönstret kan också anbringas genom att tejpa mätobjektet med en fluorescerande tejp. 10 15 20 25 30 35 5 505 305 Mönstret kan även anbringas genom att mätobjektets yta först beläggs med ett skikt, på vilket fluorescerande partiklar har lätt att fastna, t.ex. ett klibbigt skikt, anbringning av fluorescerande partiklar. samt efterföljande Exempel på en annan möjlighet är att förse mätobjektets hela yta med en hinna med en fluorescerande färg och anbringa mönstret ovanpå denna hinna med en färg med avvikande egen- skaper, t.ex. svart och matt.
En annan möjlighet är att anbringa mönstret genom att doppa mätobjektet i en vätska, som innehåller såväl ofluorescerande som fluorescerande delar, t.ex. att använda en fluorescerande färg med transparenta mikrosfärer, vilka då bildar mönstret, eller en färg med mikrosfärer med fluorescerande färg. Förbe- handlingen av mätobjektet kan i dessa fall ske enkelt med neddoppning i färgen.
Mönstret kan även åstadkommas genom påsprayning av fluoresce- rande partiklar, t.ex. mikrosfärer, på mätobjektets yta.
Mönstret kan även förekomma som "flingor" i en färg. Flingor- na kan vara fluorescerande i en ofluorescerande färg eller vice versa.
Mönstret kan dessutom finnas i själva mätföremålets material, som då är genommönstrat. Mätning kan t.ex. vilja göras på positivt eller negativt avtryck av t.ex. tänder för att få CAD-information (CAD = Computer Assisted Design) till efter- följande datorbehandling av tändernas utseende och därpå följande datorstödd tillverkning (CAM). Avtrycket kan för detta ändamål gjutas i ett genommönstrat material, som ger en yta med lämpligt fluorescerande mönster.
Det är även möjligt att använda fototekniska metoder. En sådan metod är att anbringa en hinna av ett ljuskänsligt eller värmekänsligt material, som icke ger fäste för fluore- scerande färg, exponera ett mönster för ljus eller värme med fototeknik och avlägsna de exponerade mönsterdelarna och doppa mätobjektet i den fluorescerande färgen, som enbart 10 15 20 25 30 35 505 305 e fäster vid de delar av mätobjektet med frilagda mönsterdelar, samt eventuellt exponera den kvarvarande hinnan för ljus eller värme och avlägsna denna. De ovan angivna sätten för anbringande av ett fluorescerande mönster är enbart givna som exempel och även andra anbringningssätt är tänkbara för fackmannen med ledning av de ovan påpekade.
Av det ovan beskrivna framgår att både ordnat och oordnat mönster kan användas enligt uppfinningen.
I den i fig. 1 visade utföringsformen visas två kameror 3 och 4 inriktade mot mätobjektet 1. Varje kamera är försedd med en elektroniskt avläsbar bildsensor i sitt bildplan. Kamerorna är företrädesvis av en typ med en sensoryta med diskreta bildelement, s.k. pixlar. Bildsensorn kan då t.ex. vara av CCD-typ (CCD = kopplad överföring). Att annan typ av bildsensor med diskreta Charge Coupled Device, dvs gör en laddnings- bildelement eller individuellt avläsbara sensorer kan an- vändas är uppenbart för fackmannen. Alternativt kan kamerorna vara av en typ där en svepoptik överför en liten delbild av ett mätobjekt till en ytträffavkännande sensor, som avger en signal i beroende av träffpunktens koordinatläge på sensorn, t.ex. en tvådimensionell sensor av varumärket SITEK.
I stället för att ha två kameror kan en enda kamera användas.
Denna kan flyttas mellan två olika lägen, eller också kan objektet flyttas mellan två tagningar med en stationär kame- ra.
Oberoende av kameratyp och utförda mätoperationer överförs signalerna från kamerorna till en behandlings- och jämförar- enhet 5. Om två kameror används kan denna överföring ske samtidigt. Om en kamera används sker denna överföring i följd efter varandra med mellanlagring av den först överförda bilden. I denna behandlas signalerna så, att enbart de delar av de tagna bilderna, som motsvarar mönsterdelar på mätobjek- tet renodlas och övriga bilddelar således diskrimineras bort.
Användning av fluorescens i samband med mönstret på objektet 10 15 20 25 30 35 505 305 7 ger hög kontrast för det avkända mönstret, vilket ger en säker inmätning och enkel renodling av motsvarande mönsterde- lar. Dessutom ger placeringen av mönstret direkt på mätobjek- tet den fördelen, att det är stabilt på mätobjektet, så att man utan påverkan av mätresultatet fritt kan flytta på mät- objektet och dessutom kan utföra olika inmätningsmoment vid olika tidpunkter. Dessutom kan en inmätning mot ett objekt upprepas vid olika tidpunkter, mellan vilka objektets form kan ha ändrat sig, t.ex. ha deformerats efter att ha varit utsatt för temperaturförändringar eller andra typer av för- ändringar i omgivningen. Mätanordningen ger tillräcklig information från mätföremålet för att ge överbestämning av mätresultatet. Denna utnyttjas till extra väl bestämning av de ingående mätenheterna i förhållande till mätföremålet och till varandra. Detta gör mätanordningen enligt uppfinningen robust och relativt okänslig för hur den och dess enheter är placerade i förhållande till mätföremålet vid varje inmät- ning.
Mönsterdelarna tagna med de två kamerorna 3 och 4 jämförs därefter med varandra bildpunkt för bildpunkt i enheten 5.
För varje jämförd bildpunkt överförs skillnaden i läge på bildsensorn i de två kamerorna till en enhet 6 för beräkning av rymdläget för den punkt på mätobjektet, som motsvarar den gällande bildpunkten. En beräkning av rymdläget sker med ledning av kännedom om de båda kamerornas respektive inrikt- ningsvinkel i förhållande till den aktuella bildpunkten, avståndet mellan kamerorna och de respektive bildpunkternas lägen i kamerornas respektive bildplan, dvs rymdlägesberäk- ningarna sker med s.k. triangulering bildpunkt för bildpunkt i mönstret på mätobjektet. Här bör man observera att inrikt- ningen hos varje kamera för de olika bildpunkterna i bildsen- sorn kan vara olika men är helt individuellt känd och in- skriven i ett fast minne i bildbehandlings- och jämföraren- heten 5.
Varje kameras 3, 4 allmänna inriktning mot mätobjektet 1 mäts. Varje bildpunkts inriktning mot mätobjektet blir såle- des en kombination av kamerans allmänna inriktning och bild- 10 15 20 25 30 35 505 :os I ¿ punktens individuella inriktning i förhållande till kamerans.
Enligt uppfinningen användes således en fotogrammetrisk metod.
De beräknade rymdlägen är nu bestämda i förhållande till en bestämd punkt på mätanordningen. Därefter kan beräkningsen- heten 6 utföra koordinattransformering för att placera den genom inmätningen erhållna tredimensionella formen hos före- målet i önskat läge i ett lämpligt koordinatsystem. En lämp- lig matematisk representation av mätföremålets form bildas således av beräkningsenheten 6. Denna kan naturligtvis även omfatta andra beräkningar än de angivna välkända för fack- mannen speciellt inom teknikområdet för bildbehandling.
Resultatet av rymdlägesberäkningsenhetens 6 beräkningar överförs till en presentationsenhet 7, t.ex. i form av en lista utskriven på en skrivare, en tredimensionell presenta- tion på en bildskärm, ett införande i ett datorprogram av CAD-typ med presentation på en bildskärm, eventuellt med ändringsmöjligheter för att åstadkomma en i något speciellt sammanhang bättre fungerande form eller med anpassning av en gjutform e.d. till den uppmätta formen hos mätobjektet 1.
I den i fig. 2 visas principen för en andra utföringsform.
Enligt denna används enbart en "kamera" för upptagning av de minst två erforderliga bilderna på ett mätobjekt. I denna utföringsform visas såsom exempel mätobjektet 9 försett med ett prickat oordnat mönster 10, t.ex. erhållet genom neddopp- ning av mätobjektet i en färg, som innehåller mönsterpunkter- na som avvikande delar i färgen.
Den i fig. 2 visade utföringsformen har ett utförande an- passat för stereoinmätning speciellt i trånga utrymmen, t.ex. mätning av ett litet hålrum i ett oorganiskt eller organiskt objekt för att undersöka en gjutning, eller mätning hos människa eller djur av hörselgången i ett öra, i matstrupen, i lungorna, e.d.
Ett fiberknippe 11 är placerat med sin ena ände 14 på den 10 15 20 25 30 35 ; sus ses plats, där en bildsensor skall vara placerad. En sensorplatta (icke visad) med ett sensorelement för varje ljusledarfiber i fiberknippet 11 är placerad vid dess andra ände. Fiberknippet 11, som verkar såsom en bildljusledare, är omslutet av ett rörformigt, styvt hölje 12, som har en del 13, som sträcker sig ett avpassat stycke A framför ytan 14. Ytteränden på delen 13 är försedd med en optik 15, som pricipiellt kan bestå av ett antal "kamera"-ögon placerade bredvid varandra utmed en yta och styrbara, så att enbart ett öga i taget är öppnat. Ytan kan vara plan eller lätt buktad för att få varje bild av mätföremålet genom de olika "kamera"-ögonen fokuserad på ytan 14.
I stället för att utgöra änden på ett ljusfiberknippe kan en bildsensor vara placerad i samma placering som 14. Sensorn har därvid en ytutbredning tvärs mot en symmetriaxel för kameran och i alla sina bildpunkter kan avkänna en delbild, t.ex. ha ett separat bildsensorelement per delbild eller vara en s.k. CCD-sensor (CCD = Charged Coupled Device).
Den avbildande optiken 15 kan omfatta två eller fler fasta linser 16, 17, 18, som från olika positioner avbildar mät- objektet (icke visat) på bildljusledarens ändyta 14. För att se till att endast bilden från en lins i taget når ändytan är varje lins försedd med en slutare i strålgången (endast schematiskt visad såsom en platta 19 framför linserna).
Slutaren kan vara av mekanisk eller mikromekanisk typ, t.ex. en roterande platta med ett eller flera hål, där enbart ett hål i taget kan komma framför en av linserna 16 - 18, eller vara en enhet med icke rörlig slutarfunktion och bestå av en platta med styrbara element av LCD-typ, vilka kan styras att valfritt öppna och sluta strålgången från objektet. I stället för linser kan små hål finnas, så att arrangemanget verkar som en hålkamera. Detta ger sämre upplösning än med linser men är betydligt billigare. I ett sådant fall kan elementen 15 och 19 eventuellt ersättas med en platta med små styrbara element av LCD-typ, vilka vart och ett vid styrning bildar en optisk öppning. 10 15 20 25 30 35 505 305 I ¿ Det är även möjligt att ha en rörlig lins (icke visad i fig. 2), som är styrbar att ändra position mellan exponering av varje bild av det genom påläggning av fluorescerande mönster- delar tydliga mönstret i eller på mätföremålet.
I stället för öppning av enbart ett kameraöga i taget kan skivan 19 i stället ha olikfärgade aperturer. Varje sensor- element i fiberknippets 11 bortre, ej visade, ände kan om- fatta flera delelement, vart och ett individuellt känsligt enbart för en av färgerna i aperturerna eller alternativt kan flera CCD-sensorer, var och en känslig för en individuell färg vara kopplade till fiberknippets ände. Alternativt kan en CCD-sensor med möjlighet för individuell känslighet för olika färger användas. Bildupptagning och lagring av bilderna inför jämförelserna kan i dessa fall ske samtidigt i stället för i sekvens, liksom även själva jämförelserna.
Genom att anordningen enligt fig. 2 fungerar som en "hål"- kamera med valfria öppningar sker överlappningar av bilder från objektet på olika områden av ytan 14 i beroende av vilka av linserna som används.
Kortare utskjutande del 13 ger större överlappningsyta per vardera två linser eller hål, vilket gör att färre linser eller hål kan användas och rymdlägesberäkningar kan utföras mellan få överlappande bilder. Dock ger detta en bredare objektavkänning, vilket inte alltid är önskvärt vid under- sökning av ett litet hålrum, såsom urborrning i en tand e.d., där undersökningsinstrumentet är placerat utanför hålrummet.
Längre utskjutande del 13 ger mindre överlappningsyta per vardera två linser eller hål. Synvinkeln per tagen bild blir då mindre. Rymdlägesberäkningar bör då i de flesta fall göras genom jämförelse inom överlappningsområden för flera par av bilder, vilket kräver lagring av flera bilder under ett bildtagningsförlopp. beräknings- och Samma typ av bildbehandlings-, jämförelse-, presentationsenheter 5 - 7 som de, som beskrivits i anslut- 10 15 20 25 30 35 11 505 305 ning till fig. 1, kan användas även i utföringsformerna enligt fig. 2 och 3 och visas därför icke. Dock överförs i de flesta fall data beträffande de tagna bilderna i följd efter varandra i stället för samtidigt till bildbehandlings- och jämförarenheten 5, som därför behöver extra minneskraft för mellanlagring av en bild (icke visat).
Som angivits ovan görs mätningar mot föremål med mönster innefattande fluorescerande delar. Ett instrument innefattan- de en "kamera" av det i fig. 2 visade slaget kan därvid förses med ett vid aktivering eventuellt utskjutbart sprut- målningsmunstycke (icke visat i fig. 2) antingen vid sidan om den eller koncentriskt eller flera sprutmålningsmunstycken runt om sin periferi. Före en inmätning av ett mätobjekt aktiveras en sprutmålningsfunktion, så att mätobjektet förses med sitt mönster. Därefter utförs inmätningen med kameran.
Den i fig. 3 visade utföringsformen av ett mätinstrument är speciellt användbar för flexibel placering vid ett mätobjekt, som kan vara relativt svåråtkomligt, för inmätning av detta, såsom en tand inne i munnen hos en patient och speciellt för inmätning av en urborrning i en tand. Härvid kan ett mäthuvud 20 med den i fig. 2 visade "kamera"-utrustningen vara place- rad vid änden på ett styrorgan 21. I fig. 3 visas styrorganet 21 såsom ett handtag, vilket är enkelt manövrerbart för en operatör och vars yttre ände 20 med "kamera"-utrustningen är lätt krökt för att ge god åtkomlighet i trånga utrymmen.
Styrorganet 21 kan istället vara styrbart böjligt och/eller också kan en eventuellt styrbar arm vara förbunden med själva den yttre änden 20 för att styra den och ljusfiberknippet 11 då komma direkt från änden 20. En styrbar ljuskälla kan även vara placerad vid mäthuvudet 20 för att belysa mätobjektet under mätning.
Bilduppfångningsänden 14 i fig 2 är placerad inuti den yttre änden 20 i fig. 3. Fiberknippet il är böjligt utanför stången 21 och koherent anbragt mellan änden 14 i mäthuvudet och en elektroniskt avläsbar bildsensor 22, såsom en andra träff- punktsdetektorenhet, placerad på avstånd från mäthuvudet 20. 10 15 20 25 30 35 505 305 12 Den elektroniskt avläsbara bildsensorn 22 är kopplad till ut- värderingskretsar 23 av ovan beskrivet slag.
Vid fall av tandundersökning beläggs tänderna före mätning med en avborstbar beläggning med fluorescerande partiklar.
Detta kan ske med aktivering av en sprutmålningsutrustning kopplad till mäthuvudet 20 och innefattande en styrbar färg- enhet 24 kopplad med en slang 25 till minst ett munsstycke (icke visat) vid mäthuvudet 20. Lämpligen finns därvid arran- gemang (icke visat) vid mäthuvudet för att skydda optiken under sprutmålningsoperationen styrt från enheten 24, såsom utskjutning av munstycket eller munstyckena och/eller till- fällig förslutning av öppningen till optiken. Det är emeller- tid uppenbart, att mönsterpåläggningen av mätobjektet i stället kan göras separat, och ett instrument utan delarna 24, 25 kan användas för själva mätningen.
De ändamålsenliga bilderna tas och signalbehandlas, varefter beläggningen borstas och sköljs bort.
Många modifieringar av uppfinningen är möjliga inom den ram, som ges av de bifogade patentkraven. Exempelvis är uppmätning av såväl två- som tredimensionella ytor möjliga. Fler än två upptagningsanordningar med olika placeringar eller alterna- tivt bländare med fler än två sekventiellt öppningsbara aperturer kan användas.
Det bör observeras att de visade arrangemangen ger mer data beträffande alla undersökningspunkterna på objektet än vad som krävs för att beräkna objektets form, vilket gör att formen kan överbestämmas. Därigenom finns tillräcklig in- formation för att erhålla helt likvärdiga upptagningar för formbestämning vid olika tillfällen med mycket olika place- ringar av mätinstrumentet i förhållande till mätobjektet samt även beträffande de i instrumentet ingående komponenterna, såsom kamerorna 3 och 4 i utföringsformen i fig 1 eller användning av olika titthål i utföringsformerna i fig. 2, 3.
De olika typerna av beräkningar, som krävs, är helt geomet- riska och beskrivs därför icke. En fackman torde vara helt 505 305 13 förtrogen med hur dessa utförs och kan programmeras i en dator.
Claims (13)
1. Förfarande för inmätning av formen hos ett mätobjekt (1), där mätobjektet på sin yta förses med fluorescerande ämnen, kännetecknat av att de fluorescerande ämnena anbringas på mätobjektets yta så att ytan erhåller ett mönster (2; 10); att mönstret avläses av optiska avläsningsenheter (3, 4; 14, 15-19) med avläsning av samma mönsterdelar från inbördes olika riktningar; och att de avlästa mönsterdelarnas rymdpositioner beräknas med ledning av mätdata för avläsningsenheterna.
2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att mätdata för avläsningsenheterna innefattar deras respektive avläsnings- positioner i avläsningsenheten eller avläsningsenheterna, avläsningsenhetens (14,l5-19) eller avläsningsenheternas (3, 4) respektive position och respektive avläsningsinriktningar vid avläsning.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mönstret anbringas genom påsprutning eller bestrykning av mätobjektet med de fluorescerande ämnena.
4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att mönstret anbringas genom att bestryka mätobjektet med de fluoresceran- de färgämnena med ett bestrykningsorgan med liten anligg- ningsyta, såsom en penna eller tunn pensel.
5. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mönstret anbringas genom att doppa mätobjektet i en vätska, som innehåller såväl ofluorescerande som fluorescerande delar.
6. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mönstret anbringas genom att tejpa mätobjektet med en fluore- scerande tejp.
7. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att 10 15 20 25 30 35 505 305 15 mönstret anbringas genom att mätobjektets yta först beläggs med ett skikt, på vilket fluorescerande partiklar har lätt att fastna, samt efterföljande anbringning av fluorescerande partiklar.
8. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att mönstret anbringas med fototekniska metoder.
9. Anordning för inmätning av formen hos ett mätobjekt (1), där mätobjektet på sin yta är försett med fluorescerande ämnen, kännetecknad av att a) de fluorescerande ämnena är anbringade i form av ett mönster (2; 10); b) minst en optisk avläsningsenhet (3, 4; l4,l3,l5-19) för avläsning av samma mönsterdelar på mätobjektet från inbördes olika riktningar; 23) kopplad ningsenheten eller avläsningsenheterna c) beräkningsanordning (5, 6; till avläs- för att jäm- föra de olika avläsningarna med varandra och indivi- duellt rymdlägesberäkna de avlästa mönsterdelarna med ledning av avvikelser mellan avläsningarna för dessa mönsterdelar.
10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att avläsnings- enheterna (3, 4) är minst två och utformade såsom kameror vardera med elektronisk träffpunktsdetektering av varje mönsterdel i kamerans bildplan.
11. Anordning enligt krav 9 eller 10, kännetecknad av att avläsningsenheten (15-19) är enbart en men är utrustad med optik för avläsning av träffpunktsdetektering, där optiken är försedd med en styrbar enhet (19) för att utföra varje av- bildning via inbördes olika optiska vägar.
12. Anordning enligt krav 11, kännetecknad av att en bild skapad av avläsningsenheten via ett optikfiberknippe (ll) är kopplad till en träffpunktsdetektorenhet (22), vars träff- punktsvärden är elektroniskt avläsbara; och att jämförelse- 505 305 16 anordningens (23) ingång är koppad till träffpunktsdetektor- enheten.
13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att avläsnings- enheten är inrymd i en mäthuvudanordning (20) avpassad för flexibel placering vid mätobjektet, och att träffpunktsdetek- torenheten (22) är stationärt placerad.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9503701A SE505305C2 (sv) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell form |
| PCT/SE1996/001329 WO1997014932A1 (en) | 1995-10-20 | 1996-10-18 | Process and device for the measuring of a three-dimensional shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9503701A SE505305C2 (sv) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell form |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9503701D0 SE9503701D0 (sv) | 1995-10-20 |
| SE9503701L SE9503701L (sv) | 1997-04-21 |
| SE505305C2 true SE505305C2 (sv) | 1997-08-04 |
Family
ID=20399911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9503701A SE505305C2 (sv) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell form |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE505305C2 (sv) |
| WO (1) | WO1997014932A1 (sv) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE510203C2 (sv) * | 1997-04-18 | 1999-04-26 | Optronic Consult Ab | Sätt och anordning för inmätning av en tredimensionell form |
| DE19848765C2 (de) * | 1998-10-22 | 2000-12-21 | Brainlab Med Computersyst Gmbh | Positionsverifizierung in Kamerabildern |
| DE19916978C1 (de) * | 1999-04-15 | 2001-04-26 | Bock Orthopaed Ind | Verfahren zum Vermessen eines Körperbereichs |
| AU756946B2 (en) * | 1999-04-15 | 2003-01-30 | Otto Bock Orthopaedische Industrie Besitz and Verwaltungs-Kommanditgesellschaft | Method of measuring a body region |
| DE10033828A1 (de) | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Robert Massen | Optische Erfasung der Raumform von Körpern und Körperteilen |
| DE10113211A1 (de) * | 2001-03-18 | 2002-09-19 | Robert Massen | Markierungssystem für die automatische photogrammetrische Digitalisierung von Körpern und Körperteilen |
| AU2002218934A1 (en) * | 2002-01-21 | 2002-03-26 | Phonak Ag | Method for the reconstruction of the geometry of the inner surface of a cavity |
| DE10339247B4 (de) * | 2003-08-26 | 2009-04-02 | Ivoclar Vivadent Ag | Verfahren zur Herstellung einer Dental-Restauration |
| FI118238B (sv) * | 2004-11-30 | 2007-08-31 | Mapvision Ltd Oy | Förfarande och system för en optisk mätning av formen i ett stycke |
| DE102006039803A1 (de) * | 2006-08-25 | 2008-03-20 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Verfahren und Anordnung zur optischen Vermessung des Oberflächenprofils von Ojekten |
| DK2014220T3 (da) | 2007-07-09 | 2013-03-25 | Widex As | Anordning til opnåelse af geometriske data med hensyn til et hulrum |
| AU2010262191B2 (en) | 2009-06-17 | 2015-04-23 | 3Shape A/S | Focus scanning apparatus |
| CN102573602B (zh) * | 2009-08-27 | 2015-04-01 | 纳维瑞士股份公司 | 内窥镜及其使用方法 |
| WO2015118120A1 (en) | 2014-02-07 | 2015-08-13 | 3Shape A/S | Detecting tooth shade |
| EP4098971A1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-12-07 | OptiNav Sp. z o.o. | Determining a three-dimensional geometry of a workpiece |
| CN114264247A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-04-01 | 芜湖长信新型显示器件有限公司 | 一种车载曲面玻璃盖板轮廓度检测装置及检测方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615968B2 (ja) * | 1986-08-11 | 1994-03-02 | 伍良 松本 | 立体形状測定装置 |
| DD252119A1 (de) * | 1986-09-01 | 1987-12-09 | Zeiss Jena Veb Carl | Anordnung zur bestimmung der oberflaechen von objekten mittels moretechnik |
| SE464048B (sv) * | 1990-02-15 | 1991-02-25 | Johansson Ab C E | Foerfarande vid optisk maetning paa ytor |
| DE4034007C2 (de) * | 1990-10-25 | 2001-05-10 | Sirona Dental Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Erfassung von Oberflächenstrukturen an Zähnen |
| DE4130237A1 (de) * | 1991-09-11 | 1993-03-18 | Zeiss Carl Fa | Verfahren und vorrichtung zur dreidimensionalen optischen vermessung von objektoberflaechen |
| US5175601A (en) * | 1991-10-15 | 1992-12-29 | Electro-Optical Information Systems | High-speed 3-D surface measurement surface inspection and reverse-CAD system |
| DE4206499C2 (de) * | 1992-03-02 | 1994-03-10 | Haeusler Gerd | Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung |
-
1995
- 1995-10-20 SE SE9503701A patent/SE505305C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-10-18 WO PCT/SE1996/001329 patent/WO1997014932A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9503701D0 (sv) | 1995-10-20 |
| WO1997014932A1 (en) | 1997-04-24 |
| SE9503701L (sv) | 1997-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE505305C2 (sv) | Förfarande och anordning för inmätning av en tredimensionell form | |
| Dai et al. | Biomimetic apposition compound eye fabricated using microfluidic-assisted 3D printing | |
| US11629954B2 (en) | Intraoral scanner with fixed focal position and/or motion tracking | |
| CN109938837B (zh) | 光学跟踪系统及光学跟踪方法 | |
| JPH11513483A (ja) | 位置及び方位を決定する方法及び装置 | |
| Sjödahl | Some recent advances in electronic speckle photography | |
| CN109791044A (zh) | 用于在已知运动的情况下对运动的对象进行三维测量的方法 | |
| CN113240732B (zh) | 光学跟踪系统及光学跟踪系统的标记部姿势及位置算出方法 | |
| GB2429173A (en) | Ball launch monitoring system | |
| EP1645841A4 (en) | DEVICE FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL FORMS | |
| JP2016530485A (ja) | 改善された高いダイナミックレンジを有するレーザラインプローブ | |
| FR2695024A1 (fr) | Mesurage de dents sans corps de calibration. | |
| CN109426818B (zh) | 用于识别视线外对象的装置 | |
| KR20060132715A (ko) | 표면 검사 방법 및 시스템 | |
| EP3015817A1 (en) | Optical method of and apparatus for determining positions and orientations of a plurality of mirrors in the field of view of an objective lens | |
| CN106767526A (zh) | 一种基于激光mems振镜投影的彩色多线激光三维测量方法 | |
| JP5278878B2 (ja) | 管内面形状測定装置 | |
| JP2009285778A (ja) | ロボットハンドの姿勢検知システム | |
| CN109781068A (zh) | 面向空间应用的视觉测量系统地面模拟评估系统及方法 | |
| CN109477714A (zh) | 非接触式测头和操作方法 | |
| JP7236689B2 (ja) | 3次元形状データ作成システムの作動方法、及び3次元形状データ作成システム | |
| SE510203C2 (sv) | Sätt och anordning för inmätning av en tredimensionell form | |
| Matthias et al. | A 3D measuring endoscope for hand-guided operation | |
| JP2023135943A (ja) | アノテーション方法 | |
| CN106872990B (zh) | 一种三维空间目标精准定位和追踪方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 9503701-6 Format of ref document f/p: F |