Rzeczywistość mieszana: Największy postęp w pomiarach 3D obiektów wielkogabarytowych od czasu wprowadzenia trackerów laserowych

Analiza wymiarowa 3D i kontrola jakości

Rzeczywistość mieszana: Największy postęp w pomiarach 3D obiektów wielkogabarytowych od czasu wprowadzenia trackerów laserowych

 

Analiza wymiarowa 3D i kontrola jakości

Rzeczywistość mieszana: Największy postęp w pomiarach 3D obiektów wielkogabarytowych od czasu wprowadzenia trackerów laserowych

 

Dzięki wysokiej dokładności trackerów laserowych w pomiarach na duże odległości, zrewolucjonizowano procesy produkcyjne w przemyśle lotniczym i morskim, transporcie naziemnym, energetyce oraz wielu innych branżach. Efektywne metody wykorzystania trackerów opierają się na współpracy dwóch metrologów, wielkoformatowym wyświetlaniu geometrii mierzonych części oraz używaniu telefonów komórkowych jako pilotów zdalnego sterowania.

Techniki te napotkały już pewne granice.

Na szczęście, kolejny raz z pomocą przychodzi nam technologia, która pozwala pokonać te ograniczenia. Dzięki wyświetlaniu holograficznemu, systemom śledzenia, kamerom, skanerowi 3D oraz zaawansowanemu oprogramowaniu, inteligentne okulary Microsoft HoloLens 2 wraz z aplikacją PolyWorks|AR™ od InnovMetric znacząco usprawniają pomiary dużych obiektów. Rzeczywistość mieszana całkowicie odmieniła metrologię obiektów wielkogabarytowych:

  • Operatorzy zawsze mierzą odpowiednie cechy, gdyż grafiki naprowadzania wskazują co należy zmierzyć
  • Duże ekrany i projektory są już zbędne
  • Podczas pomiarów metrolodzy mają wolne ręce
  • Funkcje pomiarowe można wyzwalać gestami dłoni

Różnice między pomiarami obiektów małych i dużych

 

W przypadku obiektów o gabarycie mniejszym niż dwa metry pomiar 3D jest łatwy. Metrolodzy zawsze potrafią określić swoją pozycję względem mierzonego obiektu. Z łatwością korelują to co widzą na ekranie komputera z tym co mają zmierzyć. Doskonale wiedzą, gdzie jest następna cecha do zmierzenia, gdyż postępują z wcześniej ustaloną procedurą. Mogą też szybko podejść do komputera, gdy potrzebna jest interakcja z oprogramowaniem pomiarowym 3D.

Kiedy rozmiar mierzonych elementów przekracza 5 metrów, znacząco zwiększa się liczba problemów związanych z pomiarem. Metrolodzy mogą mieć problemy z ustaleniem swojej dokładnej pozycji w przestrzeni i lokalizacją mierzonego punktu pośród innych potencjalnych cech. Określanie zależności między elementami na ekranie komputera a fizycznymi cechami znacząco rośnie. Niejednokrotnie metrolodzy muszą pokonywać trasę kilku metrów, aby zlokalizować cechę do pomiaru. Konieczność powrotu do komputera z oprogramowaniem pomiarowym 3D znacząco wydłuża czas wykonywania zadania.

Po przyjęciu się trackerów laserowych klienci szybko rozpoczęli wdrażanie swoich własnych technik pomiarów dużych obiektów. Procedury te często wymagały obecności dwóch metrologów. Jeden z nich fizycznie wykonywał pomiary, a drugi obsługiwał komputer z oprogramowaniem pomiarowym, na którym uruchamiał funkcje i rozwiązywał problemy. Inne metody polegały na wyświetlaniu obrazu z komputera na większym ekranie, na przykład ekranie projekcyjnym lub pustej ścianie, co znacząco poprawiało widoczność.

Choć te rozwiązania usprawniają pracę, nie są idealne. Angażowanie dwóch metrologów podwaja koszty prac pomiarowych, a zapewnienie widoczności okna oprogramowania w czasie pomiaru sprawia ogromne trudności.

Technologia ewoluuje

Z czasem pojawiły się dwie technologie, które usprawniły wielkogabarytowe pomiary 3D.

Pierwszą była technologia projekcyjna: projektory laserowe wyświetlające krawędzie w 3D oraz projektory obszarowe, wyświetlające obraz. Oba urządzenia pozwalają na wyświetlanie naprowadzania na mierzone cechy i wyników pomiarów na powierzchni fizycznych obiektów, ułatwiając wykonywanie pomiarów i analizę wyników.

Użycie projektorów nie zawsze jest jednak możliwe i podlega pewnym ograniczeniom. Szczególne trudności sprawia odpowiednie umieszczenie projektora w układzie współrzędnych mierzonego elementu. Projektor może rzutować obraz tylko na powierzchnie widoczne z jego punktu widzenia. Wiąże się to z koniecznością przenoszenia projektora między miejscami albo, co gorsze, zakupem wielu projektorów, aby móc skutecznie mierzyć duże złożenia. Co więcej do każdego nowego zadania musimy zmieniać ich ustawienie.

Drugą technologią, która usprawniła procesy pomiaru dużych obiektów, były telefony komórkowe. Można ich bez problemu używać do zdalnego sterowania przy użyciu specjalnych aplikacji. Wykorzystując te urządzenia, metrolodzy mogą nie tylko podglądać na ich ekranach instrukcje naprowadzania oraz wyniki pomiarów, ale również szybko lokalizować cechy do pomiaru dzięki dynamicznej wizualizacji aktualnego położenia urządzenia pomiarowego względem mierzonego obiektu w 3D. Umożliwiają też użytkownikom zdalne obsługiwanie komputera. Dzięki temu w większości przypadków jedna osoba spokojnie poradzi sobie z pomiarem dużych obiektów.

Telefon komórkowy działający jak pilot zapewnia ciągłą informację wizualną, w przeciwieństwie do projektorów, które mają martwe strefy.

Telefony komórkowe mają także swoje ograniczenia. Wiele z dostępnych modeli nie ma czujników pozwalających na ustalanie ich orientacji w przestrzeni 3D. Obraz prezentujący mierzony obiekt, wyświetlany na ekranie jest zgodny z punktem widzenia metrologa tylko jeśli on sam odpowiednio ułoży telefon. Kolejnym minusem jest to, że metrolodzy muszą w jakiś sposób trzymać to urządzenie w dłoni. W momencie konieczności wspięcia się po drabinie potrzebujemy obu rąk by zachować bezpieczeństwo.

Rzeczywistość mieszana daje większe możliwości

Nowa technologia rzeczywistości mieszanej zmienia pomiary dużych obiektów, łącząc korzyści projektorów i zdalnego sterowania, jednocześnie eliminując ich ograniczenia. Co więcej, wprowadza też kilka nowych, zaawansowanych funkcji.

W odróżnieniu od projektorów lub telefonów komórkowych inteligentne okulary Microsoft HoloLens 2 oferują liczne korzyści, między innymi:

 

Inteligentne okulary umożliwiają rozwój aplikacji rzeczywistości mieszanej współpracujących z oprogramowaniem do pomiarów 3D w celu wyświetlania hologramów i zdalnego sterowania. Stabilne wyświetlanie hologramów na mierzonych częściach umożliwia naprowadzanie i przeglądanie wyników pomiarów, niezależnie od pozycji operatora i miejsca, które mierzymy. W tym przypadku nie ma żadnej ustalonej konfiguracji. Metrolodzy mogą szybko przechodzić od pomiaru jednej części do drugiej, używając intuicyjnych gestów do obsługi interfejsu użytkownika. Dodatkowo pomiar jest znacznie bezpieczniejszy, gdyż metrolodzy nie muszą trzymać urządzeń w dłoniach.

Czujniki urządzeń rzeczywistości mieszanej pozwalają też korzystać z funkcji niedostępnych na projektorach lub telefonach komórkowych. Zapewniają one informacje o pozycji metrologa i w rezultacie jego punkcie widzenia, dlatego przekierowanie zgubionej wiązki trackera laserowego jest bardzo łatwe. Nie ma również problemów z przemieszczaniem się, gdy należy znacząco zmienić położenie części. Przesuwanie wskaźnika i tworzenie punktów w przestrzeni 3D w dowolnym miejscu wykonuje się za pomocą ruchów głowy i gałek ocznych. Równie łatwe jest dodawanie opisów na mapie kolorów, zgłaszanie wad lub definiowanie punktu referencyjnego do wyrównywania.

Metrolodzy mogą też używać swoich dłoni do manipulowania geometrią 3D w układzie współrzędnych części. Mogą wyrównywać hologramy 3D w celu ustalenia pozycji urządzenia rzeczywistości mieszanej względem mierzonej części, a także automatycznie rejestrować zdjęcia rzeczywistości mieszanej przedstawiające fizyczny detal i nałożony na niego hologram, aby umożliwić śledzenie ręcznych pomiarów.

Wznosimy pomiary dużych obiektów
na nowy poziom

Technologia wyświetlania mieszanej rzeczywistości zapewnia innowacyjne narzędzia wizualne, takie jak instrukcje, nakładki i hologramy poprawiające zarówno wydajność pracy operatora, jak i wyniki pomiarów. Korzystaj z instrukcji wizualnych i informacji zwrotnych wyświetlanych przed oczami, które zapewnią za każdym razem prawidłowy pomiar. Zobacz, jak poprawia się jakość.