[发明专利]用于确定物体变形的非接触的变形测量方法、系统及用途

说明书

本发明涉及一种用于确定物体变形的非接触的变形测量方法、系统及用途，变形测量方法包括步骤：确定待检查物体在所述变形方面的检查区域；通过在不变形的状态中非接触地测量所述物体的检查区域以确定参考点云；确定对于所述参考点云的参考对象；通过在空气流向的情况下在变形的状态中非接触地测量所述物体的检查区域以确定变形点云；对于所述检查区域的预设部段：基于第一值与第二值的关系确定针对所述检查区域的部段的变形，其中所述第一值描述所述参考点云的相应于所述检查区域的部段的子点云相对于所述参考对象的位置，所述第二值描述所述变形点云的相应于所述检查区域的部段的子点云相对于所述参考对象的位置。

相关申请的交叉引用

本申请涉及2017年11月21日提交的德国专利申请DE 102017127401.4，其在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及变形测量领域，尤其涉及一种用于确定物体变形的非接触的变形测量方法、系统及用途。

背景技术

物体能够在力作用于物体上的情况下变形，例如在空气流向的情况下。例如，车辆的外壳能够在高的空气流动速度的情况下变形。日常在在高速公路上(＝高的速度)的篷式汽车(＝高的弹性)被遮盖时最明显地看到这种情况。变形基于，空气的流动横截面在车辆处“变窄”、在该处的流动速度相应(相反地)更大且产生横向于流动的力。变形特性能够在风洞中调整。

物体的变形或形变能够原则上以不同的方式测量，例如通过合适的测量仪器、如例如传感器或标识物安置在物体的表面处。当测量仪器能够影响或干扰测量本身时，则排除这样的途径。例如当导致物体变形的力作用如例如在风洞中通过空气流向物体而实现，则是这种情况。安置在物体的表面处的测量仪器将改变空气在物体处的流动特性，因此还有对物体的力作用和由此产生的变形。

在这样的情况下变形测量应非接触地进行，优选光学地进行。已知的非接触的测量仪例如为条形光投影仪或激光扫描仪，尤其地面激光扫描仪(TLS)。但是这些测量仪器具有缺点：测量仪器的测量误差、例如TLS的单个点的深度噪音(Tiefenrauschen)在一些情况中明显大于变形测量的期望的分辨率。

因此本发明的目的是克服现有技术所谈及的缺点且提出一种用于在风洞中的改进的非接触变形测量的方法和系统。

发明内容

根据本发明的方法基于如下的基本思想，即通过如下方式确定所述物体在所述风洞中的变形，即通过将第一测量(在其期间所述物体还处于未变形的状态中)的第一测量结果与第二测量(在其期间所述物体变形(在空气流动的情况下))的测量结果合适地进行比较，从而第一测量的测量误差和第二测量的测量误差基本上彼此抵消。

用于确定物体在风洞中变形的方法的优选的实施方式包括以下步骤：

事先确定待检查物体的在所述变形方面的检查区域。通常所述检查区域建立在物体的表面上。因此，确定所述检查区域能够例如通过将预设的片段投影到所述物体的表面上实现。CAD模型如果存在的话也能够使用以用于确定所述检查区域。

然后在所述物体处于未变形的状态中时，通过非接触地测量所述物体的检查区域确定参考点云。所述参考点云以已知的方式包括在三维空间中的点且因此在下面还称3D参考点云。

现在针对参考点云确定参考对象。所述参考对象，下面还以更详细描述的方式“表征”参考点云、即例如近似表达且简化地表示所述参考点云，在下文中用于，将第一测量的测量结果与下文描述的第二测量的测量结果相互关联。

如上文指明的那样，现在在所述物体的第二非接触测量的范围中，在所述物体处于变形的状态中时，确定变形点云(在下面还称为3D变形点云)。所述物体的变形在此由于在所述风洞中空气流向所述物体而产生。