dec
11
2014

Hoe kan je het werkgebied van een scanner vergroten?

trackarm-aerospace

 

Het verschil tussen leapfrogging en scannen met targets

Elk meetinstrument heeft een vast bereik maar er bestaan wel technieken of trucjes om het bereik van een meetinstrument te vergroten. In feite zijn er twee belangrijke manieren waaruit je kan kiezen namelijk scannen met of zonder targets. Beide methodes hebben uiteraard hun voor- en nadelen. Simpel gezegd kies je er ofwel voor om het meetinstrument te bewegen en zo een referentieframe te maken, hier spreken we van leapfrogging, ofwel maak je gebruik van een vooraf bepaald frame met targets zoals referentiebollen of natuurlijke referenties. Klinkt simpel, toch?

Leapfrogging, een referentieframe maken

Wanneer je het werkgebied van een meetinstrument wil vergroten met behulp van leapfrogging komt het erop neer dat je een aantal punten, referentiepunten, gaat vastleggen met het instrument op een welbepaalde positie. Daarna meet je diezelfde punten maar nu met het instrument op een andere locatie. De nieuwe punten verbinden dan de nieuwe positie van het apparaat met de originele referentiepunten, waardoor je een frame creëert waarbinnen de eigenlijke metingen kunnen worden uitgevoerd. Hierna meet je van op verschillende locaties binnen het frame steeds opnieuw de punten en breng je die allemaal samen in één coördinatensysteem.

 

De ene fout na de andere

Een nadeel van deze methode is dat de metingen onderling afhankelijk zijn van elkaar. Het risico op “samengestelde” fouten is dan ook reëel aangezien je bij een volgende meting verdergaat op een eerdere meting die een fout kan bevatten. Aan de andere kant kunnen, door al die opstapelingen, fouten zichzelf ook neutraliseren van de ene meting naar de andere.

 

Niet bewegen, aub

Deze techniek is vooral geschikt voor metingen waarbij je het meetinstrument slechts één keer hoeft te verplaatsen. Anders kan je beter kiezen voor een techniek met behulp van targets. Bij leapfrogging komt het er dus op aan je locatie zorgvuldig uit te kiezen zodat je zo veel mogelijk kan meten met zo weinig mogelijk verplaatsingen. Om fouten te vermijden, kan je beter meer dan drie referentiepunten hebben (drie is het absolute minimum) en ervoor zorgen dat je de afstand tussen de referentiepunten zo groot mogelijk maakt. Daarnaast kan het ook helpen om je referenties niet allemaal op dezefde hoogte te hebben.

Een vooraf bepaald frame

In plaats van zelf een referentieframe op te maken, kan je ook werken met een reeks van vooraf bepaalde referenties. Hiervoor maak je gebruik van twee instrumenten, een “referentie-instrument”en een “inspectie-instrument”. Het referentie-instrument is een instrument dat grote volumes kan meten en het is dit instrument waarmee de targets bepaald worden, denk aan een laser tracker. Vervolgens plaats je het inspectie-instrument op een willekeurige plaats binnen het referentieframe en door enkele punten te meten, kan het inspectie-instrument bepalen waar het zich bevindt. Veelgebruikte methodes zijn een targetrooster en een tetrahedron of viervlak. Let wel op dat bij het opstellen van het referentieframe, het apparaat dat de referentiepunten moet meten nauwkeuriger moet zijn dat het apparaat dat de referentiepunten zal gebruiken. Dit natuurlijk om de metingen zo correct en precies mogelijk te laten verlopen.

 

Een beetje zoals zeeslag

Een populaire techniek is het gebruik van een asymmetrisch rooster dat bestaat uit targets die zich op de grond of op een plaat bevinden waar de inspectie zal plaatsvinden. Het referentie-instrument kent deze locaties en met behulp van meetsoftware kan de locatie van het inspectie-instrument bepaald worden. Ook hier is drie targets het absolute minimum en wordt er gebruik gemaakt van een asymmetrisch rooster zodat elke mogelijke positie uniek is. Een voordeel van deze methode is dat het een stuk sneller is dan leapfrogging en dat elke meting onafhankelijk is van de andere. Daarentegen is deze methode een stuk duurder om te installeren én te onderhouden. Daarnaast hebben heel wat factoren zoals de nauwkeurigheid van de gebruikte meetinstrumenten, de grootte van het rooster en omgevingsfactoren zoals temperatuur een belangrijke impact op de algehele nauwkeurigheid.

 

Een perfecte driehoek met drie vlakken

Een andere gekende methode maakt gebruik van een tetrahedron of piramide. Deze ruimtelijke, wiskundige figuur bestaat uit vier driehoekige vlakken en vier hoekpunten. De techniek is vergelijkbaar met die van het rooster met als belangrijkste verschillen dat het draagbaar is en een beperkter bereik heeft. Door eerst de drie hoeken te meten van één van de vlakken creëer je een referentie. Daarna meet je verder door het meetinstrument rond de piramide te bewegen en telkens de drie hoeken te meten van een ander vlak. Je gebruikt maar drie vlakken, het onderste vlak wordt niet gemeten. De afstand tussen al de punten is vooraf bepaald en gekend, en blijft constant. Met deze methode kan je het werkgebied van een scanner 2.5 keer zo groot maken door slechts twee maal de scanner van plaats te veranderen. De nauwkeurigheid is in theorie groter dan bij een rooster aangezien je bij een volgende meting steeds twee punten gemeenschappelijk hebt met de vorige meting. Toch kan het derde punt nog voor fouten zorgen en hebben ook hier omgevingsfactoren en de herhaalbaarheid na afbreken en opstellen van de constructie, hun invloed op de nauwkeurigheid van de meting.

Marnix van der Wolk

Marnix van der Wolk

Account Manager Laser Scanner Benelux | marnix.vanderwolk@faroeurope.com

More Posts

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *



Blog

Lees hier over trends, best practices and interessante applicaties in 3D documentatie en meettechniek.
Follow me:

Volg deze blog

By signing up, you agree to our Terms of Service and Privacy Policy.

Archief

FARO lokaal