本發(fā)明涉及一種用于使兩個(gè)主體相對(duì)于彼此置于預(yù)定位置的方法以及用于實(shí)施這種方法的校準(zhǔn)系統(tǒng)(ausrichtsystem)，該校準(zhǔn)系統(tǒng)具有至少一個(gè)用于發(fā)射光束的發(fā)光設(shè)備和至少一個(gè)具有感光面的光檢測(cè)設(shè)備，其中由發(fā)光設(shè)備發(fā)射的光束的入射位置可記錄在感光面上。

在眾多技術(shù)領(lǐng)域存在將主體盡量準(zhǔn)確地相對(duì)于彼此布置在預(yù)定位置上的必要性。因此，可能有必要將兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝的機(jī)械部件的旋轉(zhuǎn)軸線盡量精確地對(duì)準(zhǔn)。在此，這兩個(gè)機(jī)械部件相對(duì)于彼此的空間位置和/或角度位置被確定，并被相應(yīng)地校正，直至其旋轉(zhuǎn)軸線相互對(duì)準(zhǔn)為止。例如從de202009017510u1中公知一種為此目的設(shè)置的校準(zhǔn)系統(tǒng)，該校準(zhǔn)系統(tǒng)具有用于發(fā)射光束的發(fā)光設(shè)備和具有感光面的光檢測(cè)設(shè)備，其中由發(fā)光設(shè)備發(fā)射的光束的入射位置可記錄在感光面上。

此外，還從wo01/35178a1中公知一種具有數(shù)據(jù)眼鏡(datenbrille)的系統(tǒng)，借助該數(shù)據(jù)眼鏡可以獲取待維護(hù)設(shè)備的具體的工作情況。基于檢測(cè)到的工作情況，可以由經(jīng)由雙向的數(shù)據(jù)連接與數(shù)據(jù)眼鏡相連的裝置選擇有關(guān)維護(hù)過的設(shè)備的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠顯示給數(shù)據(jù)眼鏡的用戶，其中在用戶的視線范圍中，實(shí)際的工作情況擴(kuò)充了采集到的數(shù)據(jù)或信息。類似的系統(tǒng)也在wo00/52537a1中公開。

在wo03/050626a1中公開了一種相應(yīng)的系統(tǒng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)用于創(chuàng)建工作過程的文檔以便在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中顯示。特別地，該系統(tǒng)具有跟蹤裝置和移動(dòng)計(jì)算機(jī)，該跟蹤裝置用于確定照相機(jī)相對(duì)于空間中的點(diǎn)的位置和取向，該移動(dòng)計(jì)算機(jī)用于處理由照相機(jī)拍攝的圖像信息以及照相機(jī)的位置和取向，并用于將處理過的圖像信息作為圖像數(shù)據(jù)并且將照相機(jī)的位置和取向作為跟蹤信息傳輸至遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。wo00/58799a1也公開了一種特別用于技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用的用于處理文檔的類似系統(tǒng)。

相反，ep2523061a1公開了一種具有數(shù)據(jù)眼鏡的監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)被設(shè)置成用于監(jiān)控機(jī)器。數(shù)據(jù)眼鏡具有傳感器用于在距數(shù)據(jù)眼鏡預(yù)定的距離內(nèi)檢測(cè)設(shè)備的存在。

de19942586a1涉及一種用于準(zhǔn)備以機(jī)動(dòng)車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)的方法和布置，為了進(jìn)行該碰撞試驗(yàn)，將機(jī)動(dòng)車中乘客座艙內(nèi)的試驗(yàn)假人的各個(gè)部分定位在固定的參考位置。在給試驗(yàn)準(zhǔn)備者佩戴的可自由移動(dòng)的數(shù)據(jù)顯示眼鏡中，試驗(yàn)假人的給定位置反射到試驗(yàn)準(zhǔn)備者的視野中，其中數(shù)據(jù)顯示眼鏡相對(duì)于機(jī)動(dòng)車的實(shí)際位置通過測(cè)量來確定。

在此背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法和一種校準(zhǔn)系統(tǒng)，通過該方法和該校準(zhǔn)系統(tǒng)可以將兩個(gè)主體快速、準(zhǔn)確且便捷地相對(duì)于彼此放置在預(yù)定位置。

該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法以及通過具有權(quán)利要求11的特征的校準(zhǔn)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施形式是從屬權(quán)利要求的主題。

通過本申請(qǐng)的主題大大簡(jiǎn)化將兩個(gè)主體相對(duì)于彼此地放置在預(yù)定位置的過程，其中這兩個(gè)主體可以優(yōu)選是機(jī)器或機(jī)械部件。相對(duì)于傳統(tǒng)方法，確定主體的尺寸和主體相對(duì)于彼此的各自位置(對(duì)其的獲知對(duì)于定位是必須的，這是因?yàn)檫@些測(cè)量數(shù)據(jù)是在考慮到主體的尺寸和主體相對(duì)于彼此的各自位置或在此基礎(chǔ)上進(jìn)行處理)已通過如下方式如此被簡(jiǎn)化，即測(cè)量數(shù)據(jù)可以根據(jù)用數(shù)據(jù)眼鏡的圖像采集設(shè)備對(duì)主體或主體部件采集的或拍攝的圖像被確定，而不是如同已知的方法中通過具體地測(cè)量主體來獲悉這些數(shù)據(jù)并將由此獲得的測(cè)量值或從數(shù)據(jù)庫或圖表中讀取的值繁瑣地輸入手持設(shè)備或校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)中?？偟膩碚f，本發(fā)明允許完全舍棄這種類型的手持設(shè)備或校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)，原因在于測(cè)量數(shù)據(jù)被直接傳輸至數(shù)據(jù)眼鏡，這些測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于從發(fā)光設(shè)備發(fā)射的光束在光檢測(cè)設(shè)備的感光面上記錄的入射位置，在數(shù)據(jù)眼鏡處由數(shù)據(jù)眼鏡的數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行處理并將由此生成的校正值在數(shù)據(jù)眼鏡的顯示設(shè)備上顯示出來，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以具有至少一個(gè)處理器，或者該數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以是微型計(jì)算機(jī)或迷你計(jì)算機(jī)。由于常用的手持設(shè)備或校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)一般約為1kg，且在校準(zhǔn)過程期間得交替地操作且與此同時(shí)拿在手中，且不得不一再放下并重新拿起以便進(jìn)行校正，從而使用戶，例如維護(hù)人員很容易看不到設(shè)備的顯示器，該顯示器可以顯示對(duì)當(dāng)前的工作過程重要的信息，因此，無需手持設(shè)備或校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)就可實(shí)施的定位方法極大地有助于簡(jiǎn)化定位過程。特別是對(duì)機(jī)器實(shí)施真實(shí)的位置變化期間，為此所需的信息在校正中能夠被訪問或查看很重要。相對(duì)于在手持設(shè)備或校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的顯示器中顯示，這些信息如在本發(fā)明中在數(shù)據(jù)眼鏡的顯示設(shè)備中顯示的優(yōu)點(diǎn)是，這些信息始終是可見的，由此可以以便捷和有效的方式實(shí)施定位。在此，提示、警告和警報(bào)能夠以光學(xué)途徑通過顯示設(shè)備被輸出至維護(hù)人員，或者，如果校準(zhǔn)系統(tǒng)且特別是數(shù)據(jù)眼鏡具有揚(yáng)聲器，則提示、警告和警報(bào)以聲學(xué)途徑被輸出至維護(hù)人員。在此，維護(hù)人員的反饋可以任何方式，例如通過語音、接觸或觸摸、眨眼以及眼部動(dòng)作或頭部動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。

在此，本發(fā)明不局限于這樣的方法和校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中發(fā)光設(shè)備被布置在主體中的第一主體上且光檢測(cè)設(shè)備被布置在主體中的相應(yīng)的第二主體上。更確切地說，本發(fā)明也包括這樣的方法和校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備都位于同一主體上，即其中發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備被布置在同一主體上，或者其中至少一個(gè)發(fā)光設(shè)備和至少一個(gè)光檢測(cè)設(shè)備被布置在兩個(gè)主體上。特別地，發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備可以被集成在單一的模塊中。在發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備被布置在主體中的第一主體上的情況下，校準(zhǔn)系統(tǒng)還可以具有至少一個(gè)裝置，該裝置被布置在相應(yīng)的第二主體上，且確保使從發(fā)光設(shè)備朝向第二主體的方向發(fā)射的光轉(zhuǎn)向又返回到朝向第一主體的方向上并照射到布置在此處的光檢測(cè)設(shè)備的感光面上。該裝置例如可以包括諸如反射鏡的反射器或如同透鏡或棱鏡的其它光學(xué)裝置或具有多個(gè)光學(xué)裝置的光學(xué)系統(tǒng)。一般而言，可以根據(jù)需要按照校準(zhǔn)系統(tǒng)或發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備的實(shí)施形式在主體中的每一個(gè)上，也就是說既可以在兩個(gè)主體上又可以僅在這兩個(gè)主體的單個(gè)主體上設(shè)置任何光學(xué)裝置，如反射器、反射鏡、透鏡或棱鏡。

如果有必要，數(shù)據(jù)眼鏡可以具有其他裝置，例如加速度傳感器、特別是9軸傳感器、陀螺儀、指南針、傾斜儀、觸摸板、骨傳導(dǎo)揚(yáng)聲器或usb端口(通用串行總線)。電池或蓄電池形式的電源可以作為圖像采集設(shè)備和顯示設(shè)備的重量平衡體(gegengewicht)布置在眼鏡腿的端部。對(duì)于數(shù)據(jù)眼鏡的能量源例如電池或蓄電池具有不充足的容量的這種情況而言，可以設(shè)置具有附加的無線接口的附加裝置，該附加裝置例如可以佩戴在維護(hù)人員的腰帶上且經(jīng)由電纜與數(shù)據(jù)眼鏡連接。

電纜鏈路或者無線鏈路或數(shù)據(jù)傳輸鏈路或通信鏈路可以被設(shè)置在數(shù)據(jù)眼鏡與發(fā)光設(shè)備和/或光檢測(cè)設(shè)備之間，以便將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)眼鏡，其中優(yōu)選無線鏈路來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因此，數(shù)據(jù)眼鏡與光檢測(cè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路可以直接地或間接地，例如通過經(jīng)由發(fā)光設(shè)備的繞路(umweg)來構(gòu)造。特別地，無線數(shù)據(jù)傳輸可以借助wlan(無線局域網(wǎng))或藍(lán)牙連接來實(shí)現(xiàn)。如果存在具有少量數(shù)據(jù)接收量的無線網(wǎng)絡(luò)，則可以根據(jù)稱為zigbee的規(guī)范來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在一些實(shí)施例中設(shè)置成通過數(shù)據(jù)眼鏡對(duì)發(fā)光設(shè)備和/或光檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行控制，為此目的該數(shù)據(jù)眼鏡不僅可以與光檢測(cè)設(shè)備，而且還可以與發(fā)光設(shè)備相連，并且特別是通信連接。

此外，圖像采集設(shè)備可以在數(shù)據(jù)眼鏡佩戴者的視角方向上通過其記錄或拍攝圖像的方式采集一個(gè)或更多個(gè)圖像，從而使得記錄到的或拍攝到的圖像可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)眼鏡的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中，該圖像采集設(shè)備在最簡(jiǎn)單的情況下可以是照相機(jī)或攝像機(jī)，并且特別是數(shù)碼相機(jī)。因此，為了記錄或歸檔目的，可以使用圖像采集設(shè)備來采集或拍攝或記錄例如機(jī)器的有缺陷的部件的圖像。有利地，圖像采集設(shè)備與數(shù)據(jù)眼鏡的鏡框之間的角度可以是可調(diào)節(jié)的，以便放大圖像采集設(shè)備的拍攝區(qū)域。

顯示設(shè)備可以是所謂的平視顯示器(hud(head-up-display)，字面意思“頭上顯示器”)，即顯示系統(tǒng)，其中由于信息被投影到數(shù)據(jù)眼鏡的佩戴者視線范圍中，所以數(shù)據(jù)眼鏡的佩戴者可以保持其頭部姿勢(shì)或視線方向。這些信息可以與由圖像采集設(shè)備采集的圖像相結(jié)合。通常，顯示設(shè)備具有內(nèi)部投影儀和棱鏡。除了定位主體所需的數(shù)據(jù)和信息諸如數(shù)值、圖紙、平面圖、圖表、影像、圖像或文本外，可以根據(jù)顯示設(shè)備中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(augmentedrealityar)的類型在顯示設(shè)備中也顯示與進(jìn)一步維護(hù)相關(guān)的其它信息。例如維護(hù)人員在讀入機(jī)器的油位時(shí)可以通過在顯示設(shè)備中顯示的涉及待實(shí)施的工作步驟的相應(yīng)的信息來引導(dǎo)。此外，在本發(fā)明的有利的實(shí)施形式中，在出現(xiàn)問題時(shí)可以借助顯示設(shè)備通過視頻會(huì)議咨詢專家。這些專家可以借助圖像采集設(shè)備直接立刻鑒定情況，其中若有必要這些專家可以指導(dǎo)數(shù)據(jù)眼鏡的佩戴者他該去哪里以及他該看哪里。因此，專家可以直接向維護(hù)人員提供建議。

讀入油位例如也可以借助圖像采集設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其中視孔玻璃(schauglas)的圖像借助圖像采集設(shè)備被采集，數(shù)據(jù)眼鏡的圖像處理設(shè)備以該圖像為基礎(chǔ)來確定或計(jì)算油位的高度。確定的高度值可以保存在數(shù)據(jù)庫中用于歸檔目的。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實(shí)施形式中，主體是指兩個(gè)機(jī)器的可旋轉(zhuǎn)地安裝的機(jī)械部件，這些機(jī)械部件具有各自的旋轉(zhuǎn)軸線，其中在該方法中這些機(jī)械部件被相對(duì)于彼此地放置在這樣的預(yù)定位置，在該預(yù)定位置中旋轉(zhuǎn)軸線相互對(duì)準(zhǔn)，其中機(jī)械部件被同步旋轉(zhuǎn)且光束至少在轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)部件期間照射到感光面上。通過本實(shí)施形式大大簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)軸線的過程，該旋轉(zhuǎn)軸線通常等同于縱向軸線，是兩個(gè)機(jī)器的可旋轉(zhuǎn)地安裝的機(jī)械部件例如心軸、輥和轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，主體是指機(jī)器，其中至少步驟d)至g)在機(jī)器運(yùn)行期間實(shí)施。特別地，本實(shí)施形式允許持久地且實(shí)時(shí)地監(jiān)控在兩個(gè)機(jī)器運(yùn)行期間這兩個(gè)機(jī)器的相對(duì)位置，因?yàn)檫@些位置由于振動(dòng)可以隨著時(shí)間的推移而變化。如果校正值超過預(yù)定的極限值，若有必要?jiǎng)t可以中斷機(jī)器的運(yùn)行以便校正機(jī)器的相對(duì)位置。

可以用不同的方式來確定主體的尺寸和/或主體相對(duì)于彼此的各自的位置。例如如此是可行的，即在采集至少一個(gè)圖像之前將至少一個(gè)參考刻度(referenzmaβstab)布置成鄰近主體中的一個(gè)或布置成鄰近主體，該參考刻度在至少一個(gè)采集的圖像中出現(xiàn)，其中主體的尺寸和/或主體相對(duì)于彼此的各自的位置通過將圖像中的尺寸與圖像中出現(xiàn)的參考刻度進(jìn)行比較得以確定。如果例如由于缺少空間很難或不可能采集用于確定尺寸和位置所需要的主體的圖像，則可以替代性地設(shè)置成就預(yù)定的空間位置而言用圖像采集設(shè)備采集主體上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)，由數(shù)據(jù)眼鏡的空間角度測(cè)量工具測(cè)量參考線與將各參考點(diǎn)與預(yù)定的空間位置相連的各連接線之間的各個(gè)角度，并將測(cè)得的角度用來確定主體的尺寸和/或主體相對(duì)于彼此的各自的位置。為此，數(shù)據(jù)眼鏡可以具有至少一個(gè)或更多個(gè)諸如傾斜儀的空間角度測(cè)量工具。特別地，傾斜度可以用加速度傳感器來確定，并且可以設(shè)置陀螺儀或指南針來獲取方位角。所有這些傳感器可以被設(shè)置在數(shù)據(jù)眼鏡中。替代地，這些傳感器也可以布置在智能手機(jī)中。

在優(yōu)選的實(shí)施形式中，圖像采集設(shè)備采集附著在主體中的一個(gè)上的至少一個(gè)標(biāo)記的圖像，并基于該標(biāo)記由數(shù)據(jù)眼鏡訪問存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)例如可以涉及主體或機(jī)器和/或機(jī)械部件的尺寸。一般而言，標(biāo)記可以涉及任何符號(hào)或代碼，例如條碼或條形碼或qr碼(快速響應(yīng)碼)形式的二維代碼。如果主體涉及機(jī)器，則這種類型的標(biāo)記例如可以附著在一個(gè)機(jī)器或兩個(gè)機(jī)器的一個(gè)基座上或更多個(gè)基座上或者可以附著在機(jī)械部件上。當(dāng)數(shù)據(jù)眼鏡將該標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別和分類之后，用于校準(zhǔn)該基座上的機(jī)器所需的信息可以在數(shù)據(jù)眼鏡的顯示設(shè)備中被準(zhǔn)確地提供給維護(hù)人員。在這種情況下，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)眼鏡的內(nèi)部存儲(chǔ)器中或數(shù)據(jù)眼鏡外的外部存儲(chǔ)器中。在后一種情況下，數(shù)據(jù)眼鏡可以有利地設(shè)置成與至少一個(gè)外部設(shè)備有線或無線地?cái)?shù)據(jù)傳輸連接或通信連接。特別地，數(shù)據(jù)眼鏡可以具有至少一個(gè)接口，通過該接口可建立到局域網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)的連接。例如，可以借助這種類型的接口使數(shù)據(jù)從內(nèi)置在主體或機(jī)器中的傳感器，諸如振動(dòng)傳感器被調(diào)出，且若有需要這些數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)眼鏡自身中或被傳輸至外部存儲(chǔ)器中。此外，存儲(chǔ)在外部的維護(hù)人員數(shù)據(jù)庫中的用于對(duì)這兩個(gè)主體或機(jī)器進(jìn)行維護(hù)的任務(wù)可以通過這種類型的接口來訪問，該任務(wù)根據(jù)檢測(cè)到的標(biāo)記得以識(shí)別。正好通過互聯(lián)網(wǎng)提供基于上下文的相關(guān)的信息是可行的。

有利地，布置發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備時(shí)在顯示設(shè)備中會(huì)顯示發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備被放置的位置。例如，在使用偽3d圖像的情況下，可以向用戶示出這些位置，這些位置能夠被制作動(dòng)畫直至所謂的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)效果。由此使用戶易于準(zhǔn)備校準(zhǔn)，因?yàn)橛脩艨梢灾苯訙?zhǔn)確地定位發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備，而無需繁瑣地致力于有關(guān)其正確位置的信息。

此外，有利的是，在采集到的圖像中的一個(gè)或更多個(gè)的基礎(chǔ)上檢查發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備是否以預(yù)定的方式來布置，其中該檢查的結(jié)果在顯示設(shè)備中顯示。這允許迅速地排除發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備可能的不正確的定位。為此目的可使發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備例如具有不同的顏色、標(biāo)志或符號(hào)。

有利地，用于兩個(gè)機(jī)器的可旋轉(zhuǎn)地安裝的機(jī)械部件的旋轉(zhuǎn)軸的校正值以如下方式在顯示設(shè)備中圖像化地示出，即在該方式中這些校正值覆蓋這兩個(gè)機(jī)器，以便經(jīng)此擴(kuò)大機(jī)器的視圖。在此，平移和旋轉(zhuǎn)的位移被放大示出，以便向用戶顯示各個(gè)值的符號(hào)。

在實(shí)踐中，在用于維護(hù)機(jī)器或用于校準(zhǔn)其機(jī)械部件的任務(wù)中通常會(huì)記錄相關(guān)的機(jī)器的位置。為了便于維護(hù)人員找到待維護(hù)的機(jī)器，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式中設(shè)置成在顯示設(shè)備中顯示有關(guān)主體的位置和/或引導(dǎo)至主體的方向指示的信息。例如，顯示設(shè)備可以顯示工廠平面圖，其中標(biāo)出了維護(hù)人員和待維護(hù)的機(jī)器的當(dāng)前位置。此外，顯示設(shè)備中還顯示了作為方向指示器的箭頭，該箭頭向維護(hù)人員指出應(yīng)該往哪個(gè)方向走，以便以最短或最快的路線到達(dá)待維護(hù)的機(jī)器。在這種情況下，數(shù)據(jù)眼鏡可以有利地具有接口，通過該接口可建立到導(dǎo)航系統(tǒng)的連接，該導(dǎo)航系統(tǒng)例如可以涉及gps系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng))或用于室內(nèi)導(dǎo)航的系統(tǒng)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，方法的流程圖在顯示設(shè)備中被顯示。例如如同在已知的校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)中，相應(yīng)的流程圖或工作流程可以進(jìn)行到校準(zhǔn)過程，維護(hù)人員可以從中提取自己將要實(shí)施的各個(gè)接下來的步驟。

下面將借助簡(jiǎn)單的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。圖中顯示：

圖1a)示出了具有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件的兩個(gè)機(jī)器，其中校準(zhǔn)系統(tǒng)的發(fā)光設(shè)備和光檢測(cè)設(shè)備被放置在機(jī)械部件上；

圖1b)示出了校準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)眼鏡；

圖2示出了佩戴著數(shù)據(jù)眼鏡的人，該數(shù)據(jù)眼鏡具有傾斜儀；

圖3示出了借助數(shù)據(jù)眼鏡來確定機(jī)器尺寸的參考線。

圖1a)示出了具有圓形橫截面的細(xì)長(zhǎng)的機(jī)械部件(2)的機(jī)器(1)，該機(jī)械部件可繞著其水平定向的縱向軸線旋轉(zhuǎn)地安裝，從而使得該機(jī)械部件(2)的縱向軸線同時(shí)構(gòu)成其旋轉(zhuǎn)軸線(3)。此外，機(jī)器(1)還具有支柱(4)，如本文示出的，該機(jī)器借助這些支柱被安放在底座(podest)(5)上，或者也可以被安放在其它合適的基體上，例如被安放在地面上。另一機(jī)器(6)也具有圓形橫截面的細(xì)長(zhǎng)的水平定向的機(jī)械部件(7)，其中機(jī)械部件(7)的縱向軸線同時(shí)構(gòu)成其旋轉(zhuǎn)軸線(8)，該另一機(jī)器(6)與機(jī)器(1)相鄰布置，使得這兩個(gè)機(jī)械部件(2)和(7)以其端面面向彼此。在實(shí)踐中，通常在這兩個(gè)機(jī)械部件(2)和(7)之間設(shè)置聯(lián)接裝置，但是為了清晰起見該聯(lián)接裝置在圖1a)中未示出。與機(jī)器(1)類似，機(jī)器(6)也具有支柱(9)，機(jī)器(6)借助這些支柱被安放在合適的基底上，例如如同機(jī)器(1)一樣被安放在底座(5)上，或者如圖1a)所示被安放在地面上。

為了操作兩個(gè)機(jī)器(1)和(6)，需要將其各自的機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)盡可能精確地對(duì)準(zhǔn)并相互對(duì)齊。為了使機(jī)器(1)和(6)的兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)對(duì)準(zhǔn)，設(shè)置了校準(zhǔn)系統(tǒng)，該校準(zhǔn)系統(tǒng)在本文情形中包括發(fā)光設(shè)備(10)、光檢測(cè)設(shè)備(11)以及在圖1b)中詳細(xì)示出的數(shù)據(jù)眼鏡(12)。

發(fā)光設(shè)備(10)具有激光器(13)，該激光器產(chǎn)生激光束(14)形式的光或激光。相應(yīng)地，光檢測(cè)設(shè)備(11)具有帶感光面(15)的光傳感器用于檢測(cè)由發(fā)光設(shè)備(10)產(chǎn)生的激光束(14)。特別地，感光面(15)被設(shè)置成用于將激光束(14)的入射位置記錄在感光面(15)上。

和已知的數(shù)據(jù)眼鏡一樣，校準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)眼鏡(12)也具有作為圖像采集設(shè)備的相機(jī)(16)、作為數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器(17)和作為顯示設(shè)備的平視顯示器或hud(18)。在此，hud(18)被布置成使得其被定位在數(shù)據(jù)眼鏡(12)的佩戴者的眼睛的前面。相機(jī)(16)被布置在hud(18)旁邊、朝向數(shù)據(jù)眼鏡(12)的佩戴者的耳朵方向，而處理器(17)位于與其鄰接的眼鏡腿(19)中。此外，還設(shè)置了用于無線通信的接口(20)，數(shù)據(jù)眼鏡(12)可以經(jīng)由該接口與具有相應(yīng)接口(21)的發(fā)光設(shè)備(10)通信。此外，數(shù)據(jù)眼鏡(12)也可以與光檢測(cè)設(shè)備(11)通信，光檢測(cè)設(shè)備為此目的也具有相應(yīng)的接口(22)。

現(xiàn)在為了對(duì)準(zhǔn)機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)，首先將發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)布置在機(jī)械部件(2)和(7)上且固定在其上。為此，發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)在機(jī)械部件(2)和(7)上所布置的各個(gè)位置在hud(18)中顯示，以便使佩戴數(shù)據(jù)眼鏡(12)的維護(hù)人員可以正確地且無需花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)進(jìn)行布置。在此，發(fā)光設(shè)備(10)被布置在機(jī)械部件(2)上，使得由其產(chǎn)生的激光束(14)基本上平行于機(jī)器(1)的機(jī)械部件(2)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)在朝向機(jī)器(6)的方向上發(fā)射。相應(yīng)地，光檢測(cè)設(shè)備(11)被布置在機(jī)器(6)的機(jī)械部件(7)上，使得光檢測(cè)設(shè)備的感光面(15)面向激光器(13)，并且從激光器(13)發(fā)射的激光束(14)照射到感光面(15)上。為了檢查發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)是否正確地固定在機(jī)械部件(2)和(7)上，可以借助相機(jī)(16)拍攝發(fā)光設(shè)備(10)、光檢測(cè)設(shè)備(11)和機(jī)械部件(2)和(7)的圖像并由處理器(17)進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估的結(jié)果在hud(18)中向維護(hù)人員顯示出來，從而使維護(hù)人員在必要時(shí)可以立即校正發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)的布置。

雖然在校準(zhǔn)系統(tǒng)的本實(shí)施例中發(fā)光設(shè)備(10)被布置在機(jī)器(1)的機(jī)械部件(2)上且光檢測(cè)設(shè)備(11)被布置在機(jī)器(6)的機(jī)械部件(7)上，但是在校準(zhǔn)系統(tǒng)的其它實(shí)施形式中將發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)布置在同一機(jī)器(1)或(6)的同一機(jī)械部件(2)或(7)上也是可行的。為了確保從激光器(13)發(fā)射的激光束(14)即使在校準(zhǔn)系統(tǒng)的這種實(shí)施形式中也照射到光檢測(cè)設(shè)備(11)的感光面(15)上，設(shè)置了光學(xué)裝置，例如反射鏡、透鏡或棱鏡，這些光學(xué)裝置至少部分地被布置在發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)未位于其上的機(jī)械部件(2)或(7)上。

發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)被布置在機(jī)械部件(2)和(7)上之后，借助數(shù)據(jù)眼鏡(12)的相機(jī)(16)采集機(jī)器(1)和(6)、機(jī)械部件(2)和(7)或發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)的至少一個(gè)圖像，或者采集由機(jī)器(1)和(6)與校準(zhǔn)系統(tǒng)的發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)組成的整體布置的至少一個(gè)圖像。然后在該圖像或這些圖像的基礎(chǔ)上，由數(shù)據(jù)眼鏡(12)的處理器(17)來確定或計(jì)算校準(zhǔn)過程的機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的相關(guān)的尺寸以及其相對(duì)于彼此的各自的位置。為此，有不同的可能性，其中有三種優(yōu)選的方法繼續(xù)在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

若有關(guān)機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的尺寸和位置的必要的信息都存在，則處理器(17)會(huì)以無線的方式經(jīng)由數(shù)據(jù)眼鏡(12)的接口(20)和發(fā)光設(shè)備(10)的接口(21)促使激光器(13)發(fā)射激光束(14)。激光束在光檢測(cè)設(shè)備(11)的感光面(15)上的入射位置被光檢測(cè)設(shè)備(11)記錄下來?，F(xiàn)在，同步轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)機(jī)械部件(2)和(7)，其中固定在機(jī)械部件(2)和(7)上的發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)以如下方式實(shí)現(xiàn)，即激光束(14)在整個(gè)旋轉(zhuǎn)期間始終照射到感光面(15)上，或者機(jī)械部件(2)和(7)在沿著旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)的視角方向上具有相同的旋轉(zhuǎn)指向或相同的旋轉(zhuǎn)方向。對(duì)此，機(jī)械部件(2)和(7)優(yōu)選地一次性旋轉(zhuǎn)360°，但是在某些情況下旋轉(zhuǎn)小于360°也能夠滿足。若旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)未互相對(duì)準(zhǔn)，則激光束(14)在感光面(15)上的入射位置將發(fā)生變化并描繪橢圓形軌跡，從該軌跡可以確定旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)偏離理想對(duì)準(zhǔn)布置的程度。在整個(gè)旋轉(zhuǎn)期間，激光束(14)在感光面(15)上的入射位置這時(shí)被光檢測(cè)設(shè)備(11)記錄并生成表示這些記錄的入射位置的測(cè)量數(shù)據(jù)。這些測(cè)量數(shù)據(jù)從光檢測(cè)設(shè)備(11)經(jīng)由其接口(22)和數(shù)據(jù)眼鏡(12)的接口(20)無線地傳輸至數(shù)據(jù)眼鏡的處理器(17)，這可以實(shí)時(shí)發(fā)生或者也可以在機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)完成后發(fā)生。

由處理器(17)對(duì)所接收到的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在此生成至少一個(gè)校正值，該校正值指明機(jī)器中的哪一個(gè)的哪個(gè)位置將如何改變，以便將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)置于互相對(duì)齊的取向。該校正值例如可以涉及在水平方向或垂直方向上的平移位移值，或者涉及繞預(yù)定軸線的旋轉(zhuǎn)角度。該校正值這時(shí)在hud(18)中顯示，從而使佩戴數(shù)據(jù)眼鏡(12)的維護(hù)人員可以根據(jù)該校正值或這些校正值直接改變機(jī)器(1)或(6)中的一個(gè)或兩個(gè)機(jī)器(1)和(6)的位置。在這種情況下，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線(2、8)圖像化地以其覆蓋這兩個(gè)機(jī)器(1、6)的方式顯示，以便由此擴(kuò)大機(jī)器(1、6)的視圖。在此，平移和旋轉(zhuǎn)的偏移被放大顯示，以便向使用者顯示各個(gè)值的符號(hào)。位置的變化例如可以通過在機(jī)器(1)和(6)下面放置適當(dāng)?shù)膲|圈或借助為此適合的移動(dòng)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行。如有必要，機(jī)械部件(2)和(7)的旋轉(zhuǎn)可以重復(fù)任意多次，以便根據(jù)從中獲得的校正值多次重復(fù)改變機(jī)器(1)和(6)的位置，直到旋轉(zhuǎn)軸線(3)和(8)充分地互相對(duì)準(zhǔn)。

在實(shí)施整個(gè)方法期間，流程圖可以在hud(18)中向維護(hù)人員顯示，以便隨時(shí)通知維護(hù)人員接下來將要實(shí)施的工作步驟。

借助由相機(jī)(16)采集或拍攝的圖像來確定機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的尺寸的可能性在于，將參考刻度布置成鄰近機(jī)器(1)和(6)中的一個(gè)或布置成鄰近機(jī)器(1)和(6)，使得該參考刻度在由相機(jī)(16)拍攝的由機(jī)器(1)和(6)以及校準(zhǔn)系統(tǒng)的發(fā)光設(shè)備(10)和光檢測(cè)設(shè)備(11)組成的布置(anordnung)的圖像中出現(xiàn)。由于圖像中出現(xiàn)的參考刻度，處理器(17)能夠通過簡(jiǎn)單的比例構(gòu)成從圖像中出現(xiàn)的可視長(zhǎng)度確定實(shí)際長(zhǎng)度。

用于借助由相機(jī)(16)采集的圖像來確定機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的尺寸的另一種可能性在圖2和圖3中示出。在此，數(shù)據(jù)眼鏡(12)配備有諸如傾斜儀的空間角度測(cè)量工具。這種類型的數(shù)據(jù)眼鏡(12)在圖2中被人(23)佩戴著。如此一來，數(shù)據(jù)眼鏡(12)位于地面上方的預(yù)定高度h上。如果人以平行于地面的視線方向向前看，則傾斜儀會(huì)測(cè)量到一個(gè)直角作為視線方向和與地面的垂直線或法線之間的傾斜角。若人如圖2所示瞄準(zhǔn)或用相機(jī)(16)采集地面上的點(diǎn)，則其視線方向和與地面的垂直線之間的傾斜角α減少且在這時(shí)小于90°。由于高度h和由傾斜儀測(cè)得的傾斜角α是已知的，因此，處理器(17)用已知的方式通過三角函數(shù)確定人與瞄準(zhǔn)點(diǎn)或采集點(diǎn)的水平距離l1以及數(shù)據(jù)眼鏡與該點(diǎn)的距離l2是可行的。如果此外還已知與瞄準(zhǔn)點(diǎn)的水平角或方位角，則可以從中確定具有長(zhǎng)度和兩個(gè)空間角的空間矢量。

為了獲取方位角，圖3中標(biāo)繪了數(shù)據(jù)眼鏡(12)至機(jī)器(6)的支柱(9)中的一個(gè)的示例性的參考線(24)。此外，圖3中還標(biāo)繪了至機(jī)器(1)和(6)以及其機(jī)械部件(2)和(7)的不同的標(biāo)識(shí)點(diǎn)的視線方向，這些視線方向分別具有到參考線(24)的不同的方位角β。因此，通過測(cè)量到確定點(diǎn)的方位角和傾斜角可以確定各自的空間矢量并且又從中確定各個(gè)點(diǎn)之間的距離。因此，為了確定機(jī)器(1)和(6)以及其機(jī)械部件(2)和(7)的尺寸，用數(shù)據(jù)眼鏡(12)瞄準(zhǔn)或用相機(jī)(16)采集機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的相關(guān)點(diǎn)就足夠了，從而使得數(shù)據(jù)眼鏡(12)可以借助空間角度測(cè)量工具來測(cè)量這些點(diǎn)的方位角和傾斜角，并且處理器(17)在數(shù)據(jù)眼鏡(12)的位置已知時(shí)能夠確定所尋求的尺寸。

一種特別簡(jiǎn)單的借助用相機(jī)(16)采集的圖像來確定機(jī)器(1)和(6)以及機(jī)械部件(2)和(7)的尺寸的變型在于，在機(jī)器(1)和(6)上附上相應(yīng)的標(biāo)記，這些標(biāo)記清楚地標(biāo)示出相應(yīng)的機(jī)器(1)或(6)。當(dāng)處理器(17)評(píng)估由相機(jī)(16)拍攝的在其上出現(xiàn)了這些標(biāo)記中的一個(gè)的圖像時(shí)，處理器就能夠識(shí)別出該標(biāo)記并且清楚地將所屬的機(jī)器(1)或(6)識(shí)別出來。因此，可以訪問其中存儲(chǔ)著相關(guān)機(jī)器(1)或(6)的尺寸的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫可以位于數(shù)據(jù)眼鏡(12)的存儲(chǔ)器中、校準(zhǔn)系統(tǒng)的附加模塊中或者在外部存儲(chǔ)系統(tǒng)中。如果該數(shù)據(jù)庫位于校準(zhǔn)系統(tǒng)的附加模塊中，則數(shù)據(jù)眼鏡(12)可以具有無線地或有線地?cái)?shù)據(jù)傳輸連接或通信連接至該數(shù)據(jù)庫的可能性，以便能夠訪問其上所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)庫設(shè)置在外部的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，則數(shù)據(jù)眼鏡(12)為了訪問數(shù)據(jù)庫可以具有通向網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)的接口，該網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)眼鏡(12)與存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如lan(局域網(wǎng))，內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)連接起來。特別地，為了所有的這些目的可以設(shè)置上述接口(20)。

包括發(fā)光設(shè)備(10)、光檢測(cè)設(shè)備(11)以及數(shù)據(jù)眼鏡(12)的校準(zhǔn)系統(tǒng)的另一種應(yīng)用可能性在于，在機(jī)器運(yùn)行期間持久地監(jiān)測(cè)兩個(gè)相對(duì)于彼此布置在預(yù)定位置上的機(jī)器的定位。在此，發(fā)光設(shè)備(10)被布置在兩個(gè)機(jī)器中的一個(gè)上并且光檢測(cè)設(shè)備(11)被布置在兩個(gè)機(jī)器中的相應(yīng)的另一個(gè)上，從而使得從發(fā)光設(shè)備(10)發(fā)射的激光束(14)落在光檢測(cè)設(shè)備(11)的感光面(15)上。如果這兩個(gè)機(jī)器相對(duì)于彼此的位置因機(jī)器運(yùn)行期間出現(xiàn)的振動(dòng)而改變，那么與此相應(yīng)地，激光束(14)在光檢測(cè)設(shè)備(11)的感光面(15)上的入射位置改變，并且因此由數(shù)據(jù)眼鏡(12)以所描繪的方式確定的校正值也改變。可以為校正值設(shè)置極限值，當(dāng)校正值超過極限值時(shí)，兩個(gè)機(jī)器的相對(duì)位置與其預(yù)定位置的偏差已超過了臨界值。在這種情況下，相應(yīng)的信號(hào)可以在數(shù)據(jù)眼鏡(12)的平視顯示器(18)中或者以其他方式，例如通過揚(yáng)聲器輸出，以便向用戶指出必須停止機(jī)器并且重新校正其位置，校正值可以用于此目的。通過這種方式在機(jī)器運(yùn)行期間實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器的相對(duì)位置是可行的。

參考標(biāo)記列表

1.機(jī)器

2.機(jī)械部件

3.旋轉(zhuǎn)軸線

4.支柱

5.底座

6.機(jī)器

7.機(jī)械部件

8.旋轉(zhuǎn)軸線

9.支柱

10.發(fā)光設(shè)備

11.光檢測(cè)設(shè)備

12.數(shù)據(jù)眼鏡

13.激光器

14.激光束

15.感光面

16.相機(jī)

17.處理器

18.平視顯示器

19.眼鏡腿

20.數(shù)據(jù)眼鏡的接口

21.發(fā)光設(shè)備的接口

22.光檢測(cè)設(shè)備的接口

23.人

24.參考線