專利名稱：用于測量系統中的測量方法和測量設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量方法和測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀 器為例的測量系統中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定 物體的形狀和尺寸。
背景技術：
在測量系統中通常使用某種形式的接觸式或非接觸式探頭，并且設 置支架以支撐和移動該探頭。支架的目的是將探頭移動到正確的位置從 而可以記錄相關的數據，即為了能夠執行測量任務所需要的數據。這種 支架的例子有坐標測量儀、被稱為"關節臂"的支架、激光跟蹤器、攝 影測量系統等。坐標測量儀和被稱為關節臂的支架的一個缺點是在支撐探頭的系 統中包含了若干機械元件和連接件，最常見的情況是不僅需要移動探 頭，還需要移動機械元件和連接件以能夠獲取需要的測量數據。激光跟蹤器和攝影測量系統的一個缺點是其需要來自物體的可以 被探頭測量的清晰的視線，這可能引起一些問題，尤其是在測量位置處 于物體內部時，例如在汽車內部。發明內容因此，本發明的一個目的是實現一種新的測量方法和新的測量設 備，其可以消除上述已知測量系統中的問題。本發明的上述實現一種新的測量方法的目的是根據本發明通過一 種測量方法實現的，在該方法中，位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀(gyroscope)中的至少一個的數據以及 基于己知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。本發明的上述實現一種新的測量設備的目的是根據本發明通過一 種測量裝置實現的，在該裝置中，位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數據以及基于已知的起始 位置計算確定該支架位置和定向的布置。
具體實施方式
通過使用連接到支架的加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一 個，并通過基于已知的起始位置計算移動和任何旋轉，可以計算由支架 支撐的位置傳感器或者探頭的每一位置。使用三個加速計和三個陀螺儀 是恰當的，通過它們的配置，可以計算所述支架的六個自由度的位置、 位置和定向。也可以單獨使用加速計，并通過恰當地布置這些加速器，不管怎樣 也可以借助于這些加速器記錄定向，并且可以通過這種方式確定準確位直。也可以將GPS接收器與加速器或陀螺儀組合使用，或者使用三個 GPS接收器，其給出位置和定向。根據本發明的測量設備可用于例如測量系統中，其中可以以無線方 式操作獨立單元。測量設備能夠安裝于機器人中，然后該測量設備完全 獨立于該機器人的操作和控制，從而該測量設備的精度完全獨立于機器 人的位置精度。利用根據本發明的測量設備的測量系統實質上是相對測量系統，但 是通過布置一個或幾個己知的參考點，該測量系統可以以絕對坐標操作 并顯示其測量結果。通常，基于來自加速器或陀螺儀的數據通過二重積分方法執行探頭 當前位置的計算。用于根據本發明的測量設備中的探頭可以是任何適當的類型，例 如，傳統的接觸式探頭或以激光掃描儀為例的非接觸式探頭。
權利要求
1、一種測量方法，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺寸，其特征在于位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數據以及基于已知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。
2、 如權利要求l所述的測量方法，其特征在于通過計算支架的六 個自由度的移動和任何旋轉來確定支架的位置和定向。
3、 如權利要求1或2所述的測量方法，其特征在于以二重積分的 形式進行計算。
4、 如前述權利要求中任一項所述的測量方法，其特征在于計算基 于來自三個加速器和三個陀螺儀的數據。
5、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于計算僅 基于來自加速計的數據。
6、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于使用GPS 接收器來確定位置以及使用加速計或陀螺儀來確定定向。
7、 如權利要求1-3中任一項所述的測量方法，其特征在于在位置 和定向的計算中使用三個GPS接收器。
8、 一種測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統 中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺 寸，其特征在于位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接 收器和陀螺儀中的至少一個的數據以及基于己知的起始位置計算確定 該支架位置和定向的布置。
9、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于測量設備包括三個 加速計和三個陀螺儀。
10、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于測量設備僅包括加速計，以提供用于計算位置傳感器的位置的數據。
11、 如權利要求8-10中任一項所述的測量設備，其特征在于位置傳感器是探頭。
12、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于布置GPS接收器 以確定位置以及布置加速計和陀螺儀以確定定向。
13、 如權利要求8所述的測量設備，其特征在于布置三個GPS接 收器以計算位置和定向。
全文摘要
一種測量方法和測量設備，用于以坐標測量儀及類似儀器為例的測量系統中，其中設置了位置傳感器以記錄其位置，從而確定物體的形狀和尺寸。位置傳感器由支架支撐，借助于來自加速計、GPS接收器和陀螺儀中的至少一個的數據以及基于已知的起始位置計算確定該支架的位置和定向。
文檔編號G01B5/004GK101233384SQ200680028251
公開日2008年7月30日 申請日期2006年8月3日 優先權日2005年8月4日
發明者B·彼得森 申請人:六邊形度量衡股份公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
