引导和监控大规模设施内活动的投影系统技术方案

第一投影设备包括第一激光投影仪和第一测量系统。第二投影设备包括第二激光投影仪和第二测量系统。第一投影设备与第二投影设备通过控制器互连。控制器用代表大规模工作区域的计算机辅助设计数据进行编程，并协调第一投影设备与第二投影设备之间的电子交互。第一投影设备投射出可供第二测量系统检测的第一标记，且第二投影设备投射出可供第一测量系统检测的第二标记。控制器适配为根据第二测量系统检测到的第一标记和第一测量系统检测到的第二标记来确定第一投影设备与第二投影设备在三维坐标系内的相对位置。维坐标系内的相对位置。维坐标系内的相对位置。

【技术实现步骤摘要】
引导和监控大规模设施内活动的投影系统
[0001]优先权文件
[0002]本申请主张申请日为2021年02月20日、申请号为63/151,668的美国临时专利申请的优先权权益，其全部内容通过引用归并本文。


[0003]本申请总体上涉及一种引导大规模工作区域内活动的系统及方法。本专利技术更具体地涉及多个投影仪设备，能够监控和投影激光指导以引导大规模设施内的活动。

技术介绍

[0004]一段时间以来，激光投影仪用于引导工作单元中的工作功能。例如，激光投影仪用于将激光模板投影到工作表面上，在提高准确性又缩短执行工作功能的时间方面取得了巨大成功。然而，在大型空间中使用激光投影仪的可行性可能极具挑战性。
[0005]例如，在包括但不限于大型飞机机身仓库的大型空间中，对于更多的制造设施，经证实无法在大型展示空间中使用激光投影仪。使用激光投影仪在大型空间中投影启示性标记可能出于诸多原因而失败，尤其是当投影长角距离时会失去视角。
[0006]例如，在会展中心准备展览空间时，需要为各个参展方划分空间，同时指导准备运输各种展品所需的材料。仅仅规划参展方空间便常需数周时间来协调。事实上，通常使用遮蔽胶带来部署各个参展方空间。这样所需的时间会显著影响在特定会展中心可能举行的活动数量。除了确定各个参展方空间的位置外，还希望引导运载工具和工人的移动或跟踪位置，以安全指导工作功能。
[0007]如上所述，激光投影仪已投入用于引导大型结构的组装，例如预制屋顶桁架。在本例中，激光投影仪安装在工作表面上方，通常安装在天花板上，以引导屋顶桁架的组装。激光投影仪投射模板图案来指导工人组装桁架构件。此外，投影仪可以引导通常数百英尺长的大型桌面上钉板的连接。利用类似的系统来指导大型风能结构、飞机部件甚至火箭整流罩的组装。
[0008]经证实，激光投影仪已不足以用于大型工作区域的一般用途。通常，布置于工作区域内的大型对象会阻碍激光投影仪的视野，从而导致天花板安装系统无法正常运行。再者，人员和材料在大型工作区域内的移动也会遮掩激光投影定位系统，从而导致大量错误。目前使用了固定在激光投影仪视野内工作区域中已知位置上的目标来定位工作区域内的既定投影仪。然而，目标的移动或目标的激光投影仪的视野受阻又会导致激光投影仪无法正常工作。此外，对于非常大型的空间，建立、测量和维护充足数量的已知目标位置可能成本极高或无法实行。
[0009]因而，可能期望整合迄今为止仅用于有限生产空间的激光投影仪与大型工作区域的效率。然而，目前尚未开发出独特而新颖的整合技术。

技术实现思路

[0010]第一投影设备包括第一激光投影仪和第一测量系统。第二投影设备包括第二激光投影仪和第二测量系统。第一投影设备与第二投影设备通过控制器互连。控制器用代表大规模工作区域的计算机辅助设计数据进行编程，并协调第一投影设备与第二投影设备之间的电子交互。第一投影设备投射出可供第二测量系统检测的第一标记，第二投影设备投射出可供第一测量系统检测的第二标记。控制器适配为根据第二测量系统检测到的第一标记和第一测量系统检测到的第二标记来确定第一投影设备与第二投影设备在三维坐标系内的相对位置。
[0011]确定第一投影设备与第二投影设备之间相对位置的能力允许设备能够以协调的方式投影衔接标记，而不再需要物理模板等。本申请的系统能够精确协调来自多个投影设备的投影图案，从而大型面积和表面可以通过激光投影获得指导活动的益处，同时只需最少的投影区域准备，主要安装工作仅限于投影仪的物理安装和提供合适的通信方式。
附图说明
[0012]结合附图并参照下述具体实施方式，本专利技术的其他优势将清楚明了并更加易于理解，图中：
[0013]图1示出本申请第一投影设备的环境示意图；
[0014]图2示出本申请投影系统的环境示意图；
[0015]图3示出本申请投影系统与重叠标记投影的环境示意图；
[0016]图4示出用于投射运载工具的方向标记的激光投影设备。
具体实施方式
[0017]现参照图1，本申请的投影系统总体上标以附图标记10。投影系统10包括第一投影设备12。另如下述，第一投影设备12链接到第二投影设备14，甚至多个投影设备，但通过控制器16(参见图2和图3)。本领域普通技术人员应当理解，每个投影设备12、14包括相同的部件，但本文仅针对第一投影设备12来予以详述。
[0018]第一投影设备12包括第一激光投影仪18和第一测量系统20。在一种实施例中，第一测量系统20包括第一可协作相机22。但应当理解，在本专利技术范围内，可以使用单个相机。第一激光投影仪18将图案26投射到工作区域28上以指导组装或将内容的操作和移动引导到特定目的地，如下所述。图案26可采用工作单元轮廓、模板、项目指示标识等形式。此外，第一投影仪12可以将激光光斑30投影到工作区域28内的任意位置。控制器16从第一测量系统20接收数据，其从投影到工作区域28内任意位置的激光光斑的图像中识别第一投影设备12的三维坐标系内位置。
[0019]测量系统20定义第一参考系32，其范围是由第一可协作相机22的方向和视场来定义。因而，第一参考系32仅仅是测量系统20的视场内可以测量任何对象34的区域。
[0020]在一种实施例中，第一投影设备12安装在稳定的位置，诸如设施的天花板上，使得测量系统20的视场32引导到限定工作区域28的地面或其他工作服务上。现参照图3，应当理解，多个投影设备12、14安装在天花板上，其配置提供第一测量系统20和第二测量系统36对工作区域28的审视。采取与第一测量系统20定义第一参考系32类似的方式，第二测量系统
20定义第二参考系24。同样地，第一投影设备12的第一激光投影仪18和第二投影设备14的第二激光投影仪40提供工作区域28的视图。
[0021]通过包括第一测量系统20和第二测量系统36的协调视图来增强系统10。采取与第一测量系统20类似的方式，第二测量系统36包括第二可协作相机38。因此，系统10得以增强，但使用了第一可协作相机22和第二可协作相机38中所包括的多个传感器，均包括CMOS或CCD传感器。在一种实施例中，选择美国专利US 9,200,899中描述的Virtek Vision International,Inc公司的VPS1激光投影仪设备，其全部内容通过引用归并本文。但还应理解，相机可以与激光投影仪分立，或可以使用单个相机，前提是可以针对每个投影设备12、14建立一个或多个参考系。
[0022]如上所述，多个投影仪设备12、14中的各个投影仪设备在整个工作区域28中间隔并互连到控制器16。电子连接是利用Wi
‑
Fi或蓝牙技术的无线连接(为了简单起见)，或者是通过以太网硬接线连接。多个投影仪设备12、14中的每一者可以任意定位，因为无需预先确定或以其他方式设置投影仪设备12、14的定义布置。只要第一参考系32在第二参考系24中呈现重叠42，多个投影仪设备12、14就无需建立相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于引导工作区域内活动的激光投影系统，包括：控制器；第一投影设备，包括第一激光投影仪和第一测量系统；以及第二投影设备，包括第二激光投影仪和第二测量系统，所述第一投影设备与所述第二投影设备通过所述控制器互连；所述第一投影设备投影出可供所述第二测量系统检测的第一标记，且所述第二投影设备投影出可供所述第一测量系统检测的第二标记；所述控制器适配为根据所述第二测量系统检测到的所述第一标记和所述第一测量系统检测到的所述第二标记来确定所述第一投影设备与所述第二投影设备在三维坐标系内的相对位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一测量系统定义第一参考系，且所述第二测量系统定义第二参考系，所述第二参考系布置于与所述第一投影区的相对位置。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一参考系定义与所述第二参考系的重叠。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一激光投影仪和所述第二激光投影仪中至少一者定向为将标记投影到所述重叠中，其中投影到所述重叠中的所述标记可供所述第一测量系统和所述第二测量系统两者检测。5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：布置于所述三维坐标系内已知位置上的参考标记，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特，
申请(专利权)人：维尔泰克视觉国际有限公司，
类型：发明
国别省市：