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DE102014012677A1 - Method and device for single and multi-axis 360 ° / three-dimensional scanning of objects, in particular in connection with augmented reality technological methods and applications - Google Patents

Method and device for single and multi-axis 360 ° / three-dimensional scanning of objects, in particular in connection with augmented reality technological methods and applications Download PDF

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Germany
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dimensional
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ZIMMERMANN HOLDING AG
ZIMMERMANN HOLDING-AG
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ZIMMERMANN HOLDING AG
ZIMMERMANN HOLDING-AG
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Abstract

Verfahren und Vorrichtung (1) zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten, sowie der dreidimensionalen Darstellung von Objekten umfassend: – Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) bzw. eines drehbaren Erfassungssystems zur ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Erfassung von Objekten – Anordnen eines dreidimensionalen Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch – Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) oder (3) mittels einer Vorrichtung die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm verknüpft wird, wodurch ein 3D-Modell entsteht. – mit Hilfe der verfahrensbedingten Anwendung werden diese entstandenen Objekte mit bestimmten Augmented Reality verfahrensbedingten Erkennungsparametern versehen, welche – mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen gefunden werden können. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den verfahrensbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der verfahrensmäßig gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.Method and device (1) for single and multi-axis three-dimensional scanning of objects, as well as the three-dimensional representation of objects comprising: - Providing a rotatable about the z-axis scan table (2) or a rotatable detection system for single and multi-axis three-dimensional detection of Objects - Arranging a three-dimensional object (3) on the provided scan table - Detecting the object in the manner in which a scan in one axis (4) around an object (1) with a second scan around the second axis (5) (2 ) or (3) by means of a device which, for. B. from a computer, computer system, computer program is linked, creating a 3D model. With the aid of the method-related application, these resulting objects are provided with specific augmented reality process-related recognition parameters which are identified by means of a special computer program, by identical or similar pixels, output images, specific pixel sequences, identical or approximately similar pixel abundance, numbers, numbers, line items. or color codings can be found. For the positioning of the object in virtual space, these aforementioned memory parameters are the output for achieving a representation of the objects at the corresponding location. Through the application according to the invention, the user for the first time has the possibility to perform a 360 ° / 3D scan, to select a recognition pattern for the application on which the scanned object is stored, and to display it - and at any time, as soon as someone goes for this recognition pattern, as 360 ° / 3D-Display / Object virtual spatially (also in screen-oriented 3D) to display. Individual and partial calculations in the event of incorrect results can also be incorporated by hand with the tools associated with the method, so that the effect desired in terms of the method is achieved or supported.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum ein- und mehrachsigen Scannen von Artikeln und Gegenständen als 360° Darstellung/Objekt oder 3D Darstellung/Objekt, sowie die Verbindung mit welcher diese Objekte mit einer, (auch) automatisiert eingerichteten, Augmented Reality Anwendung abgespeichert und aufgerufen werden können.The present description relates to methods and apparatuses for single and multi-axis scanning of articles and objects as 360 ° representation / object or 3D representation / object, as well as the connection with which these objects are stored with an (also) automated Augmented Reality application and can be called.

Aufgrund der technischen Entwicklungen in Bezug auf die möglichst realitätsgetreue Darstellung von Objekten im Bereich der Unterhaltung, der Schulung, der Präsentation und Werbung, der Forschung und Untersuchung und der industriellen Produktion, das heißt im Bereich der „virtual reality” und der „augmented reality”, besteht die Notwendigkeit reale Objekte für die weitere Bearbeitung und Präsentation derart zu digitalisieren, dass diese Objekte dreidimensional dargestellt werden und aus mehreren Achsen betrachtet werden können, um diese Objekte an dafür vorgesehenen Orten/Bereichen als 360°-Objekt oder 3D-Objekt, erscheinen zu lassen, an welchen dieses gewünscht ist – bzw. ein User an einer solchen Stelle eine Verbindung zu einem solchen echten 3D-Objekt wünscht – sofern das 3D/360°-Objekt mit einer solchen Fähigkeit ausgerüstet ist (verfahrensgemäß).Due to the technical developments in terms of the most realistic representation of objects in the field of entertainment, training, presentation and advertising, research and investigation and industrial production, ie in the field of "virtual reality" and "augmented reality" For example, there is a need to digitize real objects for further processing and presentation such that these objects are displayed in three dimensions and can be viewed from multiple axes to make these objects appear in designated locations / areas as a 360 ° or 3D object to leave on, where this is desired - or a user wants to connect to such a real 3D object in such a place - if the 3D / 360 ° object is equipped with such a capability (according to the method).

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung sowie Verfahren bereit zu stellen, mit dem es möglich ist, reale Objekte über eine oder mehrere Achsen so zu scannen, sodass daraus die Erzeugung eines dreidimensionalen virtuellen Modells durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß kann der dafür notwendige Arbeitsschritt der Freistellung mit Hilfe der Erfindung automatisch oder manuell durchgeführt werden. Die damit einhergehende (hilfsweise) Verbindung mit gängigen Augmented Reality Technologien, ist ein Verfahren welches neue Dimensionen im Scan-Bereich eröffnet.It is the object of the invention to provide an apparatus and methods with which it is possible to scan real objects via one or more axes so that the generation of a three-dimensional virtual model can be performed therefrom. According to the invention, the necessary step of the release can be carried out automatically or manually with the aid of the invention. The associated (alternative) connection with common augmented reality technologies is a process that opens up new dimensions in the field of scanning.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Möglichkeit bereitgestellt wird mit einer Vorrichtung ein einachsiges Scannen, also ein Scan in einer Achse um ein Objekt herum (1 und 2), mit einer wandernden Vorrichtung durch zu führen und die Verbindung eines zweiten Scans, in einer zweiten Achse um das Objekt, besteht.The invention is characterized in that the possibility is provided with a device of a uniaxial scanning, ie a scan in an axis around an object ( 1 and 2 ), with a traveling device through and the connection of a second scan, in a second axis around the object consists.

Claims (5)

Verfahren und Vorrichtung (1) zum ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Scannen von Objekten, sowie der dreidimensionalen Darstellung von Objekten umfassend: – Bereitstellen eines um die z-Achse drehbaren Scantisches (2) bzw. eines drehbaren Erfassungssystems zur ein- und mehrachsigen dreidimensionalen Erfassung von Objekten – Anordnen eines dreidimensionalen Objekts (3) auf dem bereitgestellten Scantisch – Erfassung des Objekts in der Art, indem ein Scan in einer Achse (4) um ein Objekt herum (1) mit einem zweiten Scan um die zweite Achse (5) (2) oder (3) mittels einer Vorrichtung die, z. B. von einem Computer, Rechnersystem, Computerprogramm verknüpft wird, wodurch ein 3D-Modell entsteht. – mit Hilfe der verfahrensbedingten Anwendung werden diese entstandenen Objekte mit bestimmten Augmented Reality verfahrensbedingten Erkennungsparametern versehen, welche – mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen gefunden werden können. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den verfahrensbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der verfahrensmäßig gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.Method and device ( 1 ) for one- and multi-axis three-dimensional scanning of objects, as well as the three-dimensional representation of objects comprising: - providing a scan table rotatable about the z-axis ( 2 ) or a rotatable detection system for single and multi-axis three-dimensional detection of objects - arranging a three-dimensional object ( 3 ) on the provided scan table - capturing the object in the way by performing a scan in one axis ( 4 ) around an object ( 1 ) with a second scan around the second axis ( 5 ) ( 2 ) or ( 3 ) by means of a device which, for. B. from a computer, computer system, computer program is linked, creating a 3D model. With the aid of the method-related application, these resulting objects are provided with specific augmented reality process-related recognition parameters which are identified by means of a special computer program, by identical or similar pixels, output images, specific pixel sequences, identical or approximately similar pixel abundance, numbers, numbers, lines. or color codings can be found. For the positioning of the object in virtual space, these aforementioned memory parameters are the output for achieving a representation of the objects at the corresponding location. Through the application according to the invention, the user for the first time has the possibility to perform a 360 ° / 3D scan, to select a recognition pattern for the application on which the scanned object is stored and to display it - and at any time, as soon as someone goes for this recognition pattern, as 360 ° / 3D-Display / Object virtual spatially (also in screen-oriented 3D) to display. Individual and partial calculations in the event of incorrect results can also be incorporated by hand with the tools associated with the method, so that the effect desired in terms of the method is achieved or supported. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer wandernden optischen Erfassungseinrichtung (7) mit der es möglich ist reale Objekte (3) in einer (4) und auch mehrachsig (5) dreidimensional zu digitalisieren.Apparatus according to claim 1, comprising a traveling optical detection device ( 7 ) with which it is possible real objects ( 3 ) in a ( 4 ) and also multiaxial ( 5 ) digitize three-dimensionally. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Objektaufnahme einen Scantisch (2) aufweist, welcher um die Längsachse (z) drehbar ist.Device according to claim 1 or 2, wherein the object holder has a scanning table ( 2 ) which is rotatable about the longitudinal axis (z). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dessen jeweilige Signale der optischen Erfassungseinrichtung über die Datenleitung (8) an einen Computer (9) o. ä. übertragen werden und in einer Form abgespeichert werden, die für ein computer-implementiertes Verfahren verarbeitbar ist.Device according to one of the preceding claims, whose respective signals of the optical detection device via the data line ( 8th ) to a computer ( 9 ) o. Ä. Are transmitted and stored in a form that is processable for a computer-implemented method. Verfahren, welches mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms, durch gleiche bzw. ähnliche Pixel, Ausgangsbilder, bestimmte Pixelfolgen, gleiche oder näherungsweise ähnliche Pixelfülle, Zahlen, Nummern, Strich- oder Farbcodierungen finden kann. Für die Positionierung des Objektes im virtuellen Raum sind diese zuvor genannten Speicherparameter der Ausgang für die Erreichung einer Darstellung der Objekte an dem entsprechenden Ort. Durch die erfindungsgemäße Anwendung hat der Anwender erstmals die Möglichkeit einen 360°/3D-Scan durchzuführen, anwendungsbedingt ein Erkennungsmuster auszuwählen auf dem das gescannte Objekt abgespeichert wird, sowie zur Darstellung zu bringen – und jederzeit, sobald jemand auf dieses Erkennungsmuster geht, als 360°/3D-Darstellung/Objekt virtuell räumlich (auch in bildschirmgerechten 3D) anzuzeigen. Einzel- und Teilberechnungen bei fehlerhaften Ergebnissen, können mit den verfahrensbedingt zugeordneten Werkzeugen auch von Hand eingearbeitet werden, sodass der verfahrensmäßig gewünschte Effekt erreicht oder unterstützt wird.Method, which by means of a special computer program, by the same or similar Pixels, output images, certain pixel sequences, the same or approximately similar pixel abundance, numbers, numbers, bar or color codes can be found. For the positioning of the object in virtual space, these aforementioned memory parameters are the output for achieving a representation of the objects at the corresponding location. Through the application according to the invention, the user for the first time has the possibility to perform a 360 ° / 3D scan, to select a recognition pattern for the application on which the scanned object is stored and to display it - and at any time, as soon as someone goes for this recognition pattern, as 360 ° / 3D-Display / Object virtual spatially (also in screen-oriented 3D) to display. Individual and partial calculations in the event of incorrect results can also be incorporated by hand with the tools associated with the method, so that the effect desired in terms of the method is achieved or supported.
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