Hardwareentwicklungen

Neben Prüfeinrichtungen werden in der Geodätischen Sensorik und Messtechnik auch Hardwarekomponenten entwickelt, die insbesondere Aufgaben in der Fertigungsmesstechnik ermöglichen.

A-TOM

A-TOM ist der wesentliche Bestandteil einer neuartigen instrumentellen Lösung (TOM, Trackingfähiges Optisches Messsystem), die in Kombination mit einem Lasertracker echtzeitnah neben der Position auch die drei Orientierungsparameter eines Objektes liefert. In der ersten Entwicklungsphase ist das System als Adapter zu einem Präzisionsnahbereichsscanner konzipiert. Auf diese Weise kann der (sehr kleine) Arbeitsbereich (< 1 m³) eines solches Scanners durch Neupositionieren entlang des zu vermessenden Objekts erheblich erweitert werden, weil sich mit A-TOM die drei Orientierungsparameter und in Kombination mit dem Lasertracker die äußere Orientierung des Scanners (6DOF) erfassen lassen.

Die Leistungsfähigkeit von A-TOM ist auf die Genauigkeit handelsüblicher Präzisionsscanner abgestimmt: Der Gier- und der Nickwinkel kann mit einer Wiederholgenauigkeit besser als 7 μm/m (7 μrad) pro Meter Messweg am besten bestimmt werden. Die erreichbare Reproduzierbarkeit des Rollwinkels schneidet mit weniger als 30 μm/m pro m Messweg (30 μrad/m) etwas schlechter ab. Die mit A-TOM erreichbare Posenunsicherheit erlaubt in einem Arbeitsbereich von 10 m die äußerst präzise Bestimmung eines gescannten Oberflächenpunktes: Der Posenunsicherheitsbeitrag an die Messunsicherheit der Tiefenkomponente beträgt etwa 50 μm und die der Querkomponente etwa 70 μm und kommt damit in die Größenordnung der Messunsicherheit eines Präzisionsnahbereichscanners.

Literatur zu A-TOM

Hennes, M. / Richter, E.

Ein neuartiges Verfahren zur 6DOF-Bestimmung.

Luhmann, T. / Müller, C. (Hrsg.): Photogrammetrie - Laserscanning - Optische 3D-Messtechnik: Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2009, Oldenburg, 28.-29.01.2009, Wichmann Verlag Heidelberg, S. 254-261.

Hennes, M. / Richter, E.

A-TOM - eine neuartige instrumentelle Lösung für die hochpräzise und echtzeitnahe 6DOF-Bestimmung

In: Allgemeine Vermessungsnachrichten (AVN), Heft 08-09/2008, S.301-310. (peer reviewed paper)

Active hub

Das Active hub ist ein Reflektorträger, der den Arbeitsbereich eines CCRs erweitert, idem er um eine mit dem Reflektorzentrum koinzidierende Achse gedreht wird. Der Arbeitsbereich ist nun lediglich durch die Verkabelung auf etwa 270° begrenzt. Die Schrittweite ist mit 0.2° weitaus kleiner als im praktischen Gebrauch erforderlich. Die Rotationsachse bleibt innerhalb von 5 °m stabil, so dass sich lediglich die ebenfalls geringen Zentrierabweichungen des Glaskörpers in seinem Stahlkugelgehäuse auf die Stabilität des Mittelpunktes auswirken. Für weniger herausfordernde Genauigkeitsansprüche wurde eine Zweiachsausführung entwickelt, bei der durch entsprechende Justierung eine Zentrumsstabilität von 0.1 mm erreicht werden kann. Alle Varianten erreichen eine Winkelgeschwindigkeit bis zu 20°/s. Die Drehung erfolgt entweder durch manuelle Steuerung mittels eines PCs oder anhand eines vorgegebenen zeitlichen Ablaufs in Echtzeit, wobei die durch WINDOWS bedingten Verzögerungen den Flaschenhals darstellen. Die Systeme können in allen räumlichen Orientierungen betrieben werden.

Funktionsmuster der präzisen Einachsversion Zweiachsversion

Active Hub - Clip

Kurzfilm über die nachführende Reflektorhalterung Active Hub.

PMM

Das PMM (Pose-and-Mark-Module) ist ein Reflektoradapter, der die Markierung eines abzusteckenden Punktes mit einem elektronischen Gravierschreiber erlaubt. Da die Aufsatzfläche des Moduls in der Regel nicht horizontal ausgerichtet ist, reicht die Absteckung allein nach Lagekoordinaten nicht aus. Die Absteckung ist räumlich entlang der Markierungsrichtung (blau) vorzunehmen, die vorgängig aus mehreren (verschiedenen) Positionen des PMM bestimmt wird. Danach werden die Koordinaten des abzusteckenden Punktes entsprechend dem Reflektoroffset entlang der Markierungsrichtung korrigiert.

Reflektor mit PMM (Pose-and-Mark-Module)

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