<Desc/Clms Page number 1>
MEETSYSTEEM
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van de positie van een punt, waarbij dit punt wordt waargenomen door minstens twee afzonderlijke camera's met een aantal beeldpunten, waarbij de beeldpunten, waar het beeld van genoemd punt waargenomen wordt, bepaald worden en vervolgens de positie van dit punt berekend wordt aan de hand van de positie van deze aldus bepaalde beeldpunten.
Volgens de huidige stand van de techniek wordt, voor het bepalen van de positie van een punt, opeenvolgend voor elk beeldpunt van een camera onderzocht of het beeld van dit punt erop invalt. Aangezien de gebruikte camera's een hoge resolutie, bijvoorbeeld 2000x2000 beeldpunten, dienen te bezitten, vergt het zoeken naar het beeld van genoemd punt zeer complexe en dure apparatuur en is bovendien zeer tijdrovend.
De uitvinding wil aan deze nadelen verhelpen door een werkwijze voor te stellen welke toelaat op een zeer snelle en economisch voordelige manier de positie van een punt met grote nauwkeurigheid te bepalen, zelfs wanneer dit verplaatst wordt.
Tot dit doel wordt aan elk van de beeldpunten van beeldpunten van minstens een camera een adres toegekend en wordt een groep van deze beeldpunten geselecteerd uit de beeldpunten van deze camera, zodanig dat deze groep minstens gedeeltelijk de beeldpunten omvat waar genoemd beeld waargenomen wordt, waarbij, bij het verplaatsen van genoemd punt, deze groep
<Desc/Clms Page number 2>
aangepast wordt zodanig dat deze de beeldpunten blijft bevatten waar genoemd beeld wordt waargenomen.
Doelmatig wordt het zwaartepunt van het beeld van genoemd punt berekend, waarbij genoemde groep uit een vast aantal beeldpunten wordt samengesteld en zodanig wordt aangepast dat het zwaartepunt hiervan samenvalt met het berekende zwaartepunt van het beeld van genoemd punt.
Op een voordelige wijze kiest men een denkbeeldig venster dat genoemde groep bevat en volgt men met dit venster de baan van het beeld van genoemd punt.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het bepalen van de positie van een punt, met minstens twee afzonderlijke camera's en middelen zijn om, aan de hand van het beeld gevormd door elk van de camera's, de positie van genoemd punt te bepalen.
Deze inrichting is gekenmerkt doordat minstens één van genoemde camera's middelen bevat welke toelaten elk van de beeldpunten afzonderlijk te identificeren.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting, volgens de uitvinding, zijn middelen voorzien welke toelaten een groep van beeldpunten te selecteren uit de beeldpunten van een camera, waarbij deze groep de beeldpunten waar het beeld van genoemd punt wordt waargenomen omvat, en waarbij middelen voorzien zijn om, bij het verplaatsen van genoemd punt, genoemde groep zodanig aan te passen dat deze de beeldpunten blijft bevatten waar genoemd beeld wordt waargenomen.
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting, volgens de uitvinding, is minstens één van genoemde camera's een zogenaamde adresseerbare camera.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiema volgende beschrijving van een specifieke uitvoeringsvorm van de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding ; deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de draagwijdte niet van de gevorderde bescherming ; de hierna gebruikte verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Figuur 1 is een schematische principevoorstelling van een inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 2 is een schematische voorstelling van beeldscherm van een camera.
In de verschillende figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde of De werkwijze en de inrichting, volgens de uitvinding, hebben betrekking op een meetsysteem, meer bepaald een zogenaamd optisch coördinatenmeetsysteem, waarbij de coördinaten van een punt worden opgemeten ten opzichte van een referentie. Het punt dat dient opgemeten te worden bestaat bij voorkeur uit een lichtpunt of een element dat een optisch signaal geeft zoals bijvoorbeeld een lamp.
Op deze manier is het bijvoorbeeld mogelijk de afstand tussen twee punten te bepalen of de vorm van een voorwerp te registreren. Deze gegevens kunnen dan in het geheugen van een computer opgeslagen en aldus bewerkt worden.
In figuur 1 zijn twee camera's 1 en 2 weergegeven welke naar een punt, dat bij middel van een lichtpunt 3 aangeduid wordt, gericht zijn. Deze camera's zijn onder een hoek ten opzichte van elkaar geplaatst en hun relatieve positie is gekend. Dergelijke camera's hebben een resolutie welke, onder andere, bepaald wordt door het aantal waarop een beeld van een voorwerp kan gedetecteerd worden. Aldus is het mogelijk, wanneer de positie van het beeld van het lichtpunt 3 op de camera's 1 en 2 nauwkeurig gekend is, om de juiste positie of de juiste coördinaten van genoemd lichtpunt 3 ten opzichte van deze camera's, of opzichte van een referentie, welke vast is met deze camera's 1 en 2, te berekenen met behulp van op zich bekende driehoeksmeetkunde.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt aan elk beeldpunt van de camera's 1 en 2 een adres toegekend zodat elk beeldpunt afzonderlijk kan uitgelezen worden met behulp van een computer 8. Op deze manier kan elk beeldpunt worden en kan dus, voor elk beeldpunt, waargenomen worden of hierop een beeld gevormd
<Desc/Clms Page number 4>
wordt. In figuur 2 wordt het geheel van beeldpunten van een camera 1 of 2 schematisch voorgesteld door een rechthoek 7.
Vervolgens wordt een groep van beeldpunten, meer bepaald een zogenaamd venster 4, zoals voorgesteld in figuur 2, samengesteld. Het venster 4 wordt zodanig gekozen dat het de beeldpunten bevat van de camera 1 of 2 waarop een beeld 5 van genoemd beeldpunt 3 gevormd wordt. Bij voorkeur wordt ervoor gezorgd dat het zwaartepunt van dit venster 4 samenvalt met het zwaartepunt van de beeldpunten waarop het beeld 5 van genoemd beeldpunt 3 invalt.
Wanneer een dergelijk venster 4 gekozen is worden enkel nog de beeldpunten van de camera l of 2, welke in dit venster 4 liggen, beschouwd.
Aldus wordt de rekentijd van een dergelijk meetsysteem in sterke mate gereduceerd doordat slechts een beperkt aantal beeldpunten van het totale aantal beeldpunten dient aangewend te worden om de positie van genoemd lichtpunt 3 te bepalen. De te verwerken data wordt met andere woorden drastisch beperkt.
Wanneer genoemd lichtpunt 3 verplaatst wordt ten opzichte van de camera's l en 2 wordt dit waargenomen door genoemd meetsysteem doordat de positie van het beeld 5 van het lichtpunt 3 een nieuwe positie inneemt binnen het venster 4. Om deze verplaatsing te volgen wordt het venster 4 verschoven zodat het beeld 5 hierin blijft vallen. De groep van beeldpunten welke dit venster 4 vormen wordt met andere woorden zodanig aangepast dat de beeldpunten waarop het beeld 5 gevormd wordt tot deze groep blijven behoren.
Op deze manier wordt bijgevolg een denkbeeldig venster 4 gegenereerd dat de baan van de verplaatsing van het beeld 5, bij een overeenkomstige verplaatsing van het lichtpunt 3, volgt. Dit is schematisch weergegeven in figuur 2 waar, bij het verplaatsen van het lichtpunt 3, het beeld 5 zich volgens pijl 6 verplaatst naar een beeld 5'. Het venster 4 wordt overeenkomstig verschoven naar een venster 4'.
Voor het verschuiven van het venster 4 of het aanpassen van de overeenkomstige groep van beeldpunten wordt bijvoorbeeld eerst het zwaartepunt van de beeldpunten, waarop een beeld 5 van genoemd lichtpunt 3 gevormd wordt, berekend. Vervolgens wordt het venster 4 verschoven of de
<Desc/Clms Page number 5>
groep van beeldpunten zodanig aangepast dat het zwaartepunt hiervan samenvalt met het zwaartepunt van genoemd beeld 5.
Bij het verplaatsen van het beeld 5, worden eveneens de coördinaten van genoemd punt, of meer bepaald van het lichtpunt 3, berekend.
Deze berekening wordt zeer snel uitgevoerd aangezien hiervoor slechts een beperkt aantal beeldpunten in aanmerking dient genomen te worden, namelijk deze met een adres binnen genoemde groep of genoemd venster 4.
Indien het beeld van het lichtpunt 3 tijdelijk niet waargenomen wordt door de camera's 1 of2 doordat zieh bijvoorbeeld een voorwerp tussen het lichtpunt 3 en de camera's 1 en 2 bevindt, wordt genoemd venster 4 bijvoorbeeld groter gemaakt totdat het beeld 5 terug binnen dit venster valt. Wanneer aldus het beeld 5 gedetecteerd is, wordt vervolgens aan dit venster terug de oorspronkelijke grootte gegeven waarbij ervoor gezorgd wordt dat het gevormd beeld 5 volledig binnen dit venster 4 blijft.
Als gevolg van de geringe hoeveelheid data die dient verwerkt te worden om de positie van een punt te berekenen, is het mogelijk met de werkwijze, volgens de uitvinding, verschillende metingen voor eenzelfde positie van het punt of het lichtpunt 3 uit te voeren en hiervan telkens de coördinaten te berekenen. Dit laat toe als resultaat een gemiddelde van de berekende waarden te genereren, zodat de definitief berekende coördinaten van een punt een zeer geringe fout vertonen met een heel beperkte spreiding.
Bij de huidige meetmethoden is, door de enorme hoeveelheid te verwerken data, het niet mogelijk om meerdere metingen van een zelfde positie uit te voeren en deze metingen uit te middelen.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt aldus een hoge beeldresolutie, bijvoorbeeld 2000x2000 beeldpunten, gecombineerd met een hoge uitleessnelheid van deze beeldpunten, wat heel nauwkeurige metingen toelaat. Onder uitleessnelheid wordt verstaan de snelheid waarmee informatie van een bepaald beeldpunt beschikbaar is voor verwerking door middel van bijvoorbeeld een computer 8. Deze hoge snelheid wordt bereikt doordat aan elk beeldpunt een eigen adres toegekend wordt.
<Desc/Clms Page number 6>
In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de beeldpunten in bepaalde zones ingedeeld, waarbij aan de beeldpunten binnen eenzelfde zone eenzelfde adres toegekend wordt. Aldus bestaat een dergelijke zone bijvoorbeeld uit een kolom van beeldpunten. De hierboven beschreven werkwijze wordt hierop toegepast waarbij genoemde zone verwerkt wordt zoals een enkel beeldpunt.
De inrichting, volgens de uitvinding, welke toelaat de positie van een punt, of meer bepaald de coördinaten van dit punt, ten opzichte van een referentie te meten is schematisch weergegeven in figuur I. Deze bevat twee camera's 1 en 2 welke naar een lichtpunt 3 gericht zijn en middelen 8 om, aan de hand van het beeld gevormd door elk van de camera's I en 2, de positie van dit lichtpunt 3 te bepalen. Genoemde middelen bevatten bij voorkeur een computer met een aangepast programma.
Minstens een van de camera's 1 en 2 bevat middelen die toelaten elk beeldpunt van de camera 1 of 2 afzonderlijk te identificeren. Aldus is het mogelijk om, met behulp van de computer 8, van een vooraf bepaald beeldpunt, een signaal te ontvangen dat aangeeft of op dit beeldpunt een beeld van het lichtpunt 3 gevormd wordt. De inrichting, volgens de uitvinding laat eveneens toe om een zone van beeldpunten te identificeren, zoals bijvoorbeeld een kolom beeldpunten.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting, volgens de uitvinding, is aldus minstens een van beide camera's 1 of 2 een adresseerbare camera. Bij voorkeur wordt echter elk van beide camera's gevormd door een dergelijke adresseerbare camera.
Verder zijn middelen voorzien welke toelaten een groep van beeldpunten te selecteren uit de beeldpunten van een camera zodanig dat deze groep de beeldpunten, waar het beeld van genoemd punt wordt waargenomen, omvat. Deze middelen bestaan, in de uitvoeringsvorm van de inrichting, zoals voorgesteld in figuur 1, een computer 8 met computerapparatuur.
Deze computer 8 zorgt er eveneens voor dat, bij het verplaatsen van genoemd punt, genoemde groep, of met andere woorden het
<Desc/Clms Page number 7>
venster 4, zodanig aangepast wordt dat deze de beeldpunten blijft bevatten waar het beeld 5 wordt waargenomen.
Hiertoe wordt bijvoorbeeld met de computer 8 het zwaartepunt van het beeld van genoemd punt berekend en wordt genoemde groep beeldpunten zodanig aangepast dat het zwaartepunt hiervan samenvalt met het berekende zwaartepunt van het beeld van genoemd punt.
De inrichting, volgens de uitvinding is verder uitgerust met een lichtpunt 3. Dit lichtpunt 3 wordt bijvoorbeeld gevormd door een lamp die op een houder met een puntvormig uiteinde gemonteerd is. Aldus wordt dit uiteinde van de houder tegen een voorwerp gehouden op een plaats waarvan men de positie wenst te kennen. Door middel van genoemde camera's 1 en 2 en de computer 8 wordt de positie bepaald van een of, bij voorkeur, twee of meerdere lampen, die vast zijn met de houder en zich dus op een gekende afstand bevinden van dit puntvormig uiteinde. Verder kunnen dan, uitgaande van de gedetecteerde positie van genoemde lampen, de juiste coördinaten van de plaats, waar het puntvormig uiteinde van genoemde houder zich bevindt, berekend worden.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting, volgens de uitvinding, wordt genoemd lichtpunt 3 gevormd door een lichtdiode (d. i. een zogenaamde LED).
De uitvinding is natuurlijk niet beperkt tot de hierboven beschreven werkwijze en in bijgaande figuren voorgestelde inrichting voor het bepalen van de positie van een punt. Zo kunnen meerdere lichtpunten gebruikt worden om de positie van eenzelfde punt te bepalen. Ook kunnen meer dan twee camera's voorzien zijn, wat de nauwkeurigheid van de meting van een positie kan verbeteren.