Mixed reality: De belangrijkste vooruitgang in grootschalige 3D-metrologie sinds de lasertracker

Dimensionale 3D-analyse en kwaliteitscontrole

Mixed reality: De belangrijkste vooruitgang in grootschalige 3D-metrologie sinds de lasertracker

Met hun hoge nauwkeurigheid over grote meetbereiken hebben lasertrackers hun reputatie verdiend als revolutionaire procesverbeteringen voor grootschalige 3D-metrologie voor onder andere de lucht-/ruimtevaart, grondtransport, energie en scheepsbouw. Het optimaliseren van lasertrackers om de efficiëntie te verbeteren omvatte het werken met twee operators, het weergeven van geometrieën op gemeten stukken met externe projectoren en het gebruik van een mobiele telefoon als afstandsbediening.

Deze technieken hebben nu hun grenzen bereikt.

Gelukkig bestaat de technologie om deze grenzen te overschrijden al. Met zijn holografische display, volgsystemen, camera's, 3D-scanner en krachtige software verbetert de slimme bril HoloLens 2 van Microsoft samen met de app PolyWorks|AR™ van InnovMetric, de meetprestaties op grote schaal met een orde van grootte. Met mixed reality zal grootschalige metrologie nooit meer hetzelfde zijn:

  • Operators meten altijd de juiste kenmerken – geleidingsgrafieken worden op het gemeten stuk gesuperponeerd
  • Grote schermen en externe projectoren – onnodig
  • Operators kunnen handsfree werken
  • Inspectietaken wijzigen kan met slechts één gebaar

Klein versus groot

 

Voor objecten kleiner dan twee meter is 3D-meting vrij eenvoudig. Operators weten te allen tijde hun positie ten opzichte van wat ze meten. Over het algemeen kunnen ze wat ze zien op een computerscherm herkennen en in verband brengen met een locatie op het op te meten stuk. En ze weten hoe ze naar het volgende meetelement moeten gaan volgens een vooraf gedefinieerde volgorde, waarbij ze snel terugkeren naar de computer als ze een muis of toetsenbord nodig hebben voor interactie met 3D-meetsoftware.

Vergroot de grootte van het te meten stuk echter tot meer dan 5 meter en de problemen met de meetprestaties nemen ook toe. Operators kunnen moeite hebben om hun positie in de ruimte te begrijpen en een meetdoel te onderscheiden van een veelheid aan andere kenmerken. Het wordt steeds moeilijker om de overeenkomst vast te stellen tussen een computerbeeldscherm en een fysieke locatie. Operators moeten mogelijk enkele meters afleggen om het volgende meetelement te bereiken. En met terugkeren naar de computer om de 3D-meetsoftware te bedienen vergt de taak meer tijd.

Met lasertrackers op locatie begonnen klanten al snel hun grootschalige meettechnieken aan te passen. Voor dergelijke taken waren vaak twee operators nodig: de ene voerde fysiek metingen uit, de andere zat achter de computer en bediende de meetsoftware om functies aan te roepen en vragen te beantwoorden. Andere aanpassingen waren het omleiden van het computerscherm naar een grote monitor, projectiescherm of lege muur, waardoor de operators beter zicht kregen. Hoewel ze beter waren, waren deze eerste oplossingen niet volmaakt. Als er twee operators nodig zijn, verdubbelen de menselijke kosten van meettaken, en het is erg moeilijk om oogcontact te houden met een vast scherm terwijl je beweegt binnen een grote assemblage.

Verbeteringen evolueren

Gelukkig konden operators dankzij twee technologieën grote prestatieverbeteringen bereiken bij grootschalige 3D-meettaken.

De eerste waren projectietechnologieën: laserprojectoren die 3D-contouren projecteren met behulp van een laserstraal en oppervlakteprojectoren die beelden projecteren. Beide typen kunnen geleidingsgeometrie en meetresultaten projecteren op het oppervlak van de te meten stukken, wat het uitvoeren van meetreeksen en het analyseren van meetresultaten vergemakkelijkt.

Het gebruik van projectoren kan echter moeilijk en beperkend zijn. Het juist lokaliseren van de projector in het coördinatensysteem van het gemeten stuk levert problemen op. En een projector kan alleen oppervlakken bereiken die zichtbaar zijn vanuit zijn gezichtspunt, waardoor het nodig kan zijn om de projector naar meerdere locaties te verplaatsen of om meerdere projectoren aan te schaffen om grote assemblages efficiënt te kunnen verwerken. Nieuwe opdrachten vereisen dan nieuwe opstellingen.

De tweede technologie die grootschalige meettaken verbeterde was de mobiele telefoon, die snel veranderde in een afstandsbediening via gespecialiseerde apps. Operators konden niet alleen de geleidingsgeometrie en meetresultaten visualiseren op het scherm van de mobiele telefoon, maar ze konden ook eenvoudig een kenmerk op het scherm vergelijken met een locatie op het opgemeten stuk als ze zich dicht bij het 3D-meetapparaat bevonden en een 3D-meetsoftware gebruikten die de weergave automatisch aanpaste aan de positie van het 3D-meetapparaat.

Gebruikers konden ook op afstand communiceren met de computer, waardoor grootschalige metingen in veel gevallen door één operator konden worden uitgevoerd.

Bovendien is visuele 3D-informatie op de afstandsbedieningen van mobiele telefoons altijd beschikbaar, omdat er geen schaduwzones zijn zoals bij projectoren. Toch hebben mobiele telefoons ook hun beperkingen. Veel van deze apparaten missen de sensoren om hun oriëntatie in de 3D-ruimte te meten. Schermweergaven komen alleen overeen met het zicht van de operator op het gemeten stuk wanneer de telefoon zich dicht bij het 3D-meetapparaat bevindt. Operators moeten de telefoon ook bij zich dragen tijdens het meten. Bijvoorbeeld bij klimmen op een ladder, heb een operator beide handen nodig om veilig te blijven.

Mixed reality gaat verder

De opkomende mixed-reality-technologie verandert de meettechniek op grote schaal door dezelfde voordelen te bieden als projectoren en afstandsbedieningen zonder de beperkingen, terwijl ze verschillende extra krachtige mogelijkheden biedt.

Vergeleken met het gebruik van projectoren of mobiele telefoons biedt de slimme bril HoloLens 2 van Microsoft tal van voordelen. De HoloLens 2 kan:

 

Deze slimme bril maakt het mogelijk om apps voor mixed reality te ontwikkelen die verbonden zijn met 3D-meetsoftware voor projectie en afstandsbedieningsfuncties. Stabiele geometrieën, geprojecteerd op de gemeten stukken, begeleiden en controleren de meetresultaten, ongeacht de positie van de operator en zonder schaduwgebied. Er is geen vaste opstelling; operators kunnen snel overschakelen van het ene stuk naar het volgende, waarbij ze instinctieve gebaren gebruiken voor interactie met de gebruikersinterface. Meten is veiliger omdat operators handsfree werken.

Sensoren van mixed-reality-apparaten ontsluiten ook belangrijke innovaties die niet beschikbaar zijn via projectoren of afstandsbedieningen. Aangezien de positie en het gezichtspunt van de operator altijd bekend zijn, is het omleiden van een verloren lasertrackerbundel naar de operator eenvoudig. Hetzelfde geldt voor het veranderen van de locatie van de operator als er een grote verplaatsing nodig is. Een cursor besturen en een 3D-punt maken op een specifieke locatie is eenvoudig te doen met het hoofd en de ogen, net als een aantekening maken op een kleurenkaart, een defect melden of een referentiepunt definiëren voor een uitlijning.

Operators kunnen ook hun handen gebruiken om 3D-geometrie te manipuleren binnen het coördinatensysteem van het stuk. Ze kunnen 3D-hologrammen uitlijnen om het mixed-reality-apparaat te lokaliseren ten opzichte van het stuk, en automatisch mixed-reality-beelden vastleggen die realiteit en hologrammen combineren om de traceerbaarheid van handmatige metingen te garanderen.

Grootschalige meettaken verbeteren met een orde van grootte

Die Mixed-Reality-Display-Technologie bietet innovative visuelle Hilfsmittel, die sowohl die Leistung des Bedieners als auch die Messergebnisse verbessern, wie z. B. Anweisungen, Overlays und Hologramme. Erleben Sie vor Ihren Augen eine visuelle Führung und Rückmeldung, die sicherstellt, dass Sie jedes Mal richtig messen. Sehen Sie zu, wie sich Qualität verbessert.