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Pose (Technik)
Als Pose oder räumliche Lage wird im technischen Zusammenhang die Kombination von Position und Orientierung eines Starrkörpers bezeichnet.
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Grundbegriff
Eine Pose, auch räumliche Lage genannt, ist im technischen Zusammenhang die Kombination aus Position und Orientierung eines Starrkörpers. Ein Starrkörper ist ein Körper, dessen Form bei der Betrachtung unverändert bleibt. Zur Beschreibung stellt man sich ein Koordinatensystem vor, das fest mit dem Körper verbunden ist. Dessen Position und Orientierung werden relativ zu einem Bezugskoordinatensystem angegeben.
Man kann das Verhältnis dieser beiden Koordinatensysteme auch als Bewegung im Raum verstehen: Das Bezugskoordinatensystem wird so verschoben und gedreht, dass es in das Koordinatensystem der Pose übergeht. In der Mathematik wird eine Pose als Element der speziellen euklidischen Gruppe SE(3) beschrieben.
Position und Orientierung
Nach DIN EN ISO 8373, dem Wörterbuch für Industrieroboter, ist die Pose die Kombination von Position und Orientierung im dreidimensionalen Raum.
Die Position einer punktförmigen Masse relativ zu einem kartesischen Koordinatensystem wird durch die Abstände entlang der Koordinatenrichtungen x, y und z festgelegt. Ein kartesisches Koordinatensystem besteht aus senkrecht aufeinander stehenden Achsen.
Für die Orientierung spannt man an diesem Punkt ein zweites kartesisches Koordinatensystem auf. Seine Orientierung beschreibt, wie stark seine Achsen gegenüber den entsprechenden Achsen des Basiskoordinatensystems verdreht sind. Dafür sind zusätzlich drei Winkel nötig. Insgesamt beschreibt die Pose also drei Ortsangaben und drei Winkelangaben.
Bestimmung und Darstellungen
Die Pose einer Kamera kann bestimmt werden, wenn die Positionen von Markern sowohl im Raum als auch im Bild bekannt sind. Marker sind erkennbare Bezugspunkte, deren Lage zur Berechnung genutzt wird. Umgekehrt kann eine Kamera aus Markern, die zum Beispiel an einem Roboter angebracht sind, die Position des Endeffektors bestimmen. Der Endeffektor ist das Werkzeug oder Arbeitsende eines Roboters. Diese Methode wird auch bei der Roboterkalibrierung eingesetzt.
Eine Möglichkeit, die Transformation zwischen Koordinatensystemen anzugeben, sind Roll-Nick-Gier-Winkel, auf Englisch roll-pitch-yaw angle. Transformation bedeutet hier die Verschiebung und Drehung von einem Koordinatensystem in ein anderes. Weitere Konventionen sind Kardanwinkel, Eulerwinkel sowie die Darstellung durch „Drehachse & Winkel“.