DE202010000700U1 - Device for controlling projection displays and for data acquisition by means of camera sensors - Google Patents

Device for controlling projection displays and for data acquisition by means of camera sensors Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Projektionsdisplays und mindestens eines Kamerasensors und zur Datenerfassung, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Vorrichtung in einem einzigen elektronischen Modul, vorzugsweise auf einer einzigen elektronischen Platine untergebracht ist.Device for controlling at least one projection display and at least one camera sensor and for data acquisition, characterized in that the entire device is housed in a single electronic module, preferably on a single electronic board.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Projektionsdisplays und Signalerfassung mittels mindestens eines Kamerasensors, zur Projektion von Mustern und einer zur Projektion synchronen Aufnahme von Kamerabildern, wobei die gesamte Steuervorrichtung auf einer einzigen elektronischen Platine bzw. in einem einzigen elektronischen Modul untergebracht ist.The The invention relates to a device for controlling at least one Projection displays and signal acquisition by means of at least one Camera sensors, for projection of patterns and one for projection synchronous recording of camera images, the entire control device on a single electronic board or in a single one electronic module is housed.

Die Vorrichtung kann beispielsweise zum berührungslosen Erfassen einer dreidimensionalen Kontur dienen. Bestimmte Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Festkörpern sind beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion von spezifischen Mustern auf mindestens einen Festkörper erfolgt und gleichzeitig die von dem mindestens einen Körper reflektierten Strahlung durch mindestens eine Kamera aufgenommen wird.The Device can, for example, for non-contact detection of a serve three-dimensional contour. Certain methods for three-dimensional optical measurement of solids are for example characterized in that a projection from specific patterns to at least one solid and at the same time the radiation reflected by the at least one body at least one camera is recorded.

Als technische Vorrichtung kommt dabei im Allgemeinen eine Rechnereinheit zum Einsatz, an die jeweils eine elektronische Kamera bestehend aus elektronischen und optischen Bauteilen über eine Standard-Schnittstelle (wie USB, Firewire oder Ethernet) und ein Projektor bestehend aus elektronischen und optischen Bauteilen über eine Schnittstelle zur Übertragung von Bildsignalen separat angeschlossen werden. Zur Synchronisierung der Projektion und der Aufnahme kann zusätzliche Elektronik verwendet werden, die Projektion und Bildaufnahme miteinander synchronisiert.When Technical device is generally a computer unit used, to each of which an electronic camera consisting from electronic and optical components via a standard interface (such as USB, Firewire or Ethernet) and a projector consisting of electronic and optical components via an interface for transmission be connected separately from image signals. To sync The projection and recording may use additional electronics be synced, the projection and image recording.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, die elektronischen Bauteile zur Steuerung der Kamera und des Projektors auf einer einzigen Steuerplatine bzw. in einem einzigen Modul zusammenzufassen. Diese Platine steuert direkt den Kamerasensor und das Projektionsdisplay. Eine Synchronisation von Projektion und Aufnahme kann ohne zusätzliche Komponenten intern auf der Steuerplatine erfolgen. Die aufgenommenen Bilddaten können dabei unmittelbar auf der Platine weiterverarbeitet werden. Mögliche Weiterverarbeitungen sind die Generierung von 3D-Daten aus den Bilddaten oder eine Anpassung der zu projizierenden Bildmuster auf Grundlage des Inhaltes der Bilddaten. Vorteilhaft kann die gesamte benötigte Funktionalität mit einem einzigen Chip realisiert werden. In einer Ausführungsform wird hierzu ein Mikroprozessor oder ein Signalprozessor eingesetzt. In einer weiteren Ausführungsform wird eine dedizierte, auf FPGA-Basis realisierter Hardware eingesetzt.The The present invention is based on the idea of electronic components to control the camera and the projector on a single control board or in a single module. This board controls directly the camera sensor and the projection display. A synchronization from projection and recording can be done without any additional components internally done on the control board. The recorded image data can thereby be processed directly on the board. Possible further processing are the generation of 3D data from the image data or an adaptation the image pattern to be projected based on the content of the Image data. Advantageously, the entire functionality required with a single Chip can be realized. In one embodiment, this is a Microprocessor or a signal processor used. In another embodiment A dedicated, FPGA-based hardware is used.

Zur Parametrisierung der Projektion und der Aufnahme sowie zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen Bilddaten kann die Steuerplatine über eine Verbindungsmöglichkeiten zum Anschluss an eine Rechnereinheit verfügen.to Parametrization of projection and recording as well as further processing the recorded image data, the control board via a Connectivity to connect to a computer unit.

Claims (15)

Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Projektionsdisplays und mindestens eines Kamerasensors und zur Datenerfassung, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Vorrichtung in einem einzigen elektronischen Modul, vorzugsweise auf einer einzigen elektronischen Platine untergebracht ist.Device for controlling at least one projection display and at least one camera sensor and for data acquisition, characterized in that the entire device is housed in a single electronic module, preferably on a single electronic board. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Projektionsdisplay und mindestens ein Kamerasensor unmittelbar über ihre elektrischen Anschlüsse angesteuert werden können.Device according to the preceding claim, characterized characterized in that at least one projection display and at least a camera sensor directly over their electrical connections are controlled can be. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Projektionsdisplay und der mindestens eine Kamerasensor durch geeignete Optiken und Lichtquellen zu vollständigen Projektoren und Kameras ergänzt sind.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the at least one projection display and the at least one camera sensor by suitable optics and light sources to complete Projectors and cameras added are. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auch die Lichtquellen steuert.Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the device also controls the light sources. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem mindestens einen Kamerasensor gelieferten Bilddaten ohne zusätzliche Komponenten erfasst werden.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the of the at least one camera sensor supplied image data without additional Components are detected. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisierung von Projektion und Kameraaufnahme ohne zusätzliche Komponenten erfolgt.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a synchronization of projection and camera recording without additional Components takes place. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Weiterverarbeitung der Bilddaten oder eine Anpassung der zu projizierenden Muster in der Vorrichtung erfolgt.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a further processing of the image data or an adaptation of the patterns to be projected in the device he follows. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese mittels geeigneter Schnittstellen an eine zweite Rechnereinheit angeschlossen werden kann.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that this by means of suitable interfaces can be connected to a second computer unit. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Signalprozessor aufweist.Device according to one or more of claims 1-8, characterized characterized in that it comprises a signal processor. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Mikroprozessor mit Signalprozessor-Funktionen aufweist.Device according to one or more of claims 1-8, characterized characterized in that it has a microprocessor with signal processor functions having. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein programmierbares Gate-Array (FPGA) aufweist.Device according to one or more of Claims 1-8, characterized in that it has a programmable gate array (FPGA). Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass diese in ein Mobiltelefon integriert ist.Device according to one or more of claims 1-11, characterized characterized in that it is integrated in a mobile phone. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass diese das bestimmende Funktionselement einer dreidimensionale Bilder aufnehmenden Kamera bildet.Device according to one or more of claims 1-11, characterized in that it is the determining functional element of a forming three-dimensional images taking camera. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass diese das bestimmende Funktionselement einer Web-Cam (Internet-Kamera) mit dreidimensionaler Bilderfassung bildet.Device according to one or more of claims 1-11, characterized characterized in that this is the determining functional element of a web cam (Internet camera) with three-dimensional image capture forms. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–11, zur Vermessung von Entfernungen und/oder räumlichen Koordinaten mindestens eines Gegenstandes und/oder deren zeitlicher Änderung, wobei mindestens ein Projektor mindestens ein räumlich strukturiertes Lichtmuster erzeugt, das Lichtmuster auf den Gegenstand abgebildet, mindestens ein Bild der Oberfläche des Gegenstandes erfasst wird und aus dem mindestens einen erzeugten Bild die Entfernungen und/oder räumlichen Koordinaten des mindestens einen Gegenstandes und/oder deren zeitliche Änderungen bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Vorrichtung zur Steuerung und zur Datenerfassung von mindestens einem Projektionsdisplay nebst Lichtquellen und mindestens einem Kamerasensor in einem einzigen elektronischen Modul, vorzugsweise auf einer einzigen elektronischen Platine untergebracht ist.Device according to one or more of claims 1-11, to Measurement of distances and / or spatial coordinates at least an object and / or its temporal change, wherein at least one Projector at least one spatially structured light pattern creates the light pattern on the object imaged, at least one image of the surface of the object detected becomes and from the at least one generated image the distances and / or spatial Coordinates of the at least one item and / or their temporal changes be determined, characterized in that the entire device for Control and data acquisition of at least one projection display together with light sources and at least one camera sensor in a single electronic Module, preferably housed on a single electronic board is.
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