CN101283234A

CN101283234A - 用于无接触动态检测固体轮廓的方法

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Publication number: CN101283234A
Application number: CNA2005800516245A
Authority: CN
Inventors: 曼弗雷德·霍夫曼; 克里斯蒂安·诺沃齐克; 米夏埃多·J·瓦尔特; 安德烈亚斯·布林克曼; 迪特尔·霍夫曼
Original assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Current assignee: Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2008-10-08
Also published as: ES2304909T1; WO2007033702A1; JP2009509131A; EP1926968A1; US20080204765A1

Abstract

本发明涉及一种用于无接触动态检测固体(1)轮廓的方法，其中由激光器(2)产生并被展开形成至少一个线性光带(3)的至少一个光束被投射到该固体(1)的运动表面上，而从所述固体(1)的表面反射的光被聚焦到成像装置(5)中并通过平面的光接收元件(6)来探测，其中所述成像装置(5)的光轴关于激光器(2)的投射方向成固定的三角测量角度，并且成像装置(5)设置在离激光器(2)固定的基座距离处，之后，以依赖于所述三角测量角度和基座距离的方式，从由光接收元件(6)输出的信号在数据处理装置中，通过三角关系并结合根据固体(1)的运动速度所确定的修正值，获取所述轮廓的测量数值并将其存储为轮廓图。提出在初始距离确定固体(1)的初始条件，然后从初始条件确定检测距离。

Description

用于无接触动态检测固体轮廓的方法

技术领域

本发明涉及一种用于无接触动态地检测固体，特别是运动着的固体轮廓的方法，其中发自激光器的一个激光束展开形成一个线性光带后投射到该固体表面的一个区域上，并且从其反射回来的光被聚焦到一个成像装置，其光轴与该激光器成一个固定的三角测量角度并且设置在离该激光器一个固定的基座距离处，并通过一个平面的光接收元件以与该固体的运动速度相比为高的一个频率来进行探测，于是，由该光接收元件输出的信号在一个数据处理装置中被用作该三角测量角度和该基座距离的函数，以便通过几何关系来获得该轮廓的测量值，所述测量值被存储为一幅轮廓图。

背景技术

已知检测固体的轮廓，也就是说获得表面轮廓图，可以通过接触的方法或另外以无接触的方式来进行。因此，用于静态检测固体轮廓的后一类型的各种光学方法在Bernd Breuckmann的专著“Bildverarbeitung und optische Meβtechnik”(“图像处理与光学测量技术”)，Münich：Franzis’，1993，第6章中的“形貌测量的三维测量学”这一术语中已有说明。

激光三角测量的新发展是一个已知的技术，同样在所述专著中说明，其中激光束被展开形成一个线性光带，即所谓的光断面。DE 103 13191 A1在其开篇处说明了所述类型的一种方法，根据这一方法-特别是为了测定轨道车辆的磨损-多个这样的光断面被用于无接触地动态测量固体，特别是一个运动固体的轮廓。一个平面探测器，例如，一个视频摄相机，可在此用于探测反射光。

然而，实际上这种情况出现的问题是，待测表面的运动以及有可能存在的曲率导致失真，这必须由一个测量值的修正来抵消，否则就得不到对应于真实情况的测量值。

在这种情况下，测量值的检测时刻也起重要作用，因为错误地选择这一时刻会导致即使在修正之后测量值也不再可信。因此，根据DE103 13 191 A1提供了确定这一检测时刻的一个特殊的形式。一个滚动固体的轮廓图是从两个端面以及在外围面上同时确定的三个分量轮廓图获得的，其中单个分量轮廓图的检测时刻的选定方式为：在这一检测时刻所确定的一个测量值从至少三个测量值中取一个最大值，这些测量值位于这些端面之一中具有一定半径的一段圆弧上，它们分别在多个连续的时刻并且以单向的方式从该线性光带的多个对应长度中测定，并且在每一情况下对应于通过该圆弧的一根弦长的一半。

发明内容

本发明的目的是创造一种对开篇时所述类型的一个固体的轮廓进行动态检测的无接触式方法，它允许短的测量时间并且在严酷的工作环境下保证高的测量精度，但同时其独特之处在于一种简化确定测量值的最优检测时刻的方式和高水平的性能。

根据本发明，实现这一目的的方法是，在一个初始时刻确定该固体的多个初始条件，特别是到该激光器的距离、这一距离的时间变化和/或光强分布，并且其后，从这些初始条件来确定一个检测时刻，由光接收元件输出的信号选定该时刻，从而获得该轮廓的测量值。

因此，根据本发明实现了测量值的加速测定，因为从这些初始条件来确定检测时刻意味着不再，如已知方法需要三个基本步骤：确切地记录三组测量值、比较这些测量值、选择最大值，而是仅仅需要两个步骤：确切地检测这些初始条件，现在只需要记录单独的一组测量数据，并确定测量时刻。

就设备而言，这关系到可能减少硬件支出的优点，因为在该固体的平移运动速度低于3.5m/s的情况下就不需要使用高速摄相机，或另外在使用高速摄相机的情况下，它就有可能在该固体的一个非常高速的平移运动下进行测量。因此，根据本发明可能对在最大速度下驱动ICE的轨道车辆的车轮的轮廓进行测定。另外，仅用一个展开的光带就已经足以进行精密测量，并且因此在减小硬件支出之外，还显著地减少了设置和标定测量设备的时间。

这种情况下，从这些初始条件来确定检测时刻特别地可通过能够集成到现有数据处理设备之中的一种数字信号处理器(DSP)来进行。

本发明更多的有利设计包括在从属权利要求和以下详细说明之中。

附图说明

由附图展示的一个示例性实施例用于更详细地说明本发明。在附图中：

图1为以一个示意性侧视图示出本发明的方法的基本原理的示意图；

图2为了说明本发明的方法的基本原理的目的以示意性的透视图示出该原理的进一步的图解；

图3为示出运用本发明的方法的程序流程图；和

图4为示出应用本发明的方法用于诸如铁路车轮的轨道车辆的车轮的磨损检验台的透视示图。

附图的各图示中相同的部件总是配以相同参考号，因此一般仅分别对它们说明一次。

参考号：

1 固体

1a 车轮

2 激光器

3，3a，3b 从2发出的光带

4 5中的透镜

5 成像装置

6 光接收元件

7 壳体

8 磨损测试台

9 轨道

10 轨道车辆

90 来自服务器的请求

95 系统启动

100 接收循环

101 激光距离传感器

102 信号条件

103 距离信号

104 信号评估

105 触发脉冲(触发器)

106 成像触发

107 图像矩阵

108 图像存储装置

109 定时器复位

110，111 校验用于100的退出条件

112 停止图像记录

113 数据传送到服务器

195 系统停止

A-A 6的光轴

B 基座距离

b 3、3a、3b的宽度

D_fix 轮缘内径

D_Z z的测量范围

dz_A z_A的分辨率

D₁，D₂ 1，1a的端面

H 距离4/6(图1)

L 工作距离

LB 3，3a，3b的线长

M 1，1a的外周面

O-O 2的光轴

P 轮廓

PG 轮廓图

RL 反射光

v 1，1a的平移速度

x 长度坐标

x_A RL在6上的图像斑的位置

x_max x的最大值

x_min x的最小值

z_A 测量值，3、3a、3b的入射位置

z_B 从z_A得出的修正了的测量值

z_max 最大值＝z

z_min 最小值＝z

三角测量的角度

δ 3，3a，3b的发散角

具体实施方式

首先如图1中关于测量对象的二维示意图所示，一个固体1以速度v在运动，根据本发明的方法所依据的原理，从一个激光器2发射的光束通过光学元件(未示出)来聚焦，以便该光束的宽度b落在测量范围Dz中的一个规定范围之内，该测量范围由深度或者轮廓高度z的一个最大可测量值z_max与一个最小值z_min之间的差值所产生。在这一情况下，该光束被展开形成如图2中的三维示图所示的光带3。

在固体1表面上该光带的入射位置z_A处所散射的漫射光(反射光RL)形成了一个测量光斑，它在偏离由该激光器2的光轴0-O所决定的入射方向的多个方向上也可被感知。

如果现在使该测量光斑通过成像装置的一个对应的聚焦透镜4在三角测量角度上成像到一个平面的光接收元件6上，那么像斑在该光接收元件6上建立的位置x_A就取决于该入射位置z_A在一个最小值x_min与一个最大值x_max之间的距离。

这种情况下，本发明的方法所使用装置的设置的几何关系，与该永久设定的三角测量角度

一起，由该成像装置5的聚焦光学元件4的光轴A-A相对于该激光器2的位置(由后者的光轴O-O所限定)的一个固定的基座距离B来确定。这一情况下，该基座距离B可以落在30mm到450mm的范围之内，特别地，在60mm到270mm的范围内。

通过使用三角法的关系，所测定的图像斑位置x_A可用于以下等式来确定该入射位置z_A的距离，也就是该固体1的表面到该激光器2的距离：

z_A＝H/(1-B/x_A) (1)，

如图1所示，H是该成像装置5的聚焦透镜4到其光接收元件6的距离。

这一情况下，所获得的相对测量精度dz_A/z_A是：

dz_A/z_A＝1/(1-x_A/B)*dx_A/x_A (2)，

图像斑位置的相对分辨率dx_A/x_A取决于该固体相对于频率f的速度v，在该频率下由图像提取元件6接收反射光RL，并取决于信号噪声以及该光接收元件6的类型。等式(2)中的变量dz_A在这种情况下表示测量精度的绝对值。

为了提高该分辨率，该轮廓(图1和2中记作P)的最终测定值z_B可通过将这些值z_A与根据固体1的运动速度v而确定的多个修正值Kv相结合来获得，这些修正值具体地是作为与运动速度v成比例的向量因子和/或被加数。在此，给出了运动速度v与反射光RL的探测频率f的一个相关组合，以便根据运动速度v来确定这些修正值Kv。

通过改变上述几何关系，特别是基座距离B，三角测量角度

和/或成像装置5或激光器2到固体1的表面上光带3所投射的区域的一个平均工作距离(图1中由长度L示出)，可能有利地设定测量范围Dz，和简单地通过适当选定该装置的这些几何变量来自由地分离它与该测量精度dz_A/z_A的联系。这种情况下，如图1所示，这些单独的装置不需要必须装入一个共同的壳体7。这一情况下，测量范围的扩大具有降低测量精度的效果，反之亦然。在此，该平均工作距离L可在20mm到650mm的范围内，特别是在150mm到350mm的范围内。

根据本发明，在所示设计中不是必须使用一个高速摄相机，相反，图像记录频率远低于约每秒60幅图像的一个摄相机就足以用于高达约4m/s的运动速度。因为分辨率取决于测量范围的大小，也就是说取决于该测量范围Dz，这对于确定用于实现本发明的方法的一个装置的尺寸的重要性在于探测摄像头的数量直接取决于所需的或所选定的分辨率。

如图2所示，到目前为止仅在二维空间中考虑的该系统将在三维上进行考虑，以便记录一个三维固体1的形貌。也就是说，使用被展开形成一个光带3的一个激光束来进行工作。使用了光断面法这一术语。在该反射光RL已被平面的光接收元件6和数据处理装置(未示出)，如PC，探测之后，由光接收元件6输出的信号并考虑该三角测量的角度

和基座距离B来确定轮廓P的测量值，并且所述测量值被存储在该数据处理系统中作为轮廓图PG。这样一个轮廓图PG在图2中的示意性图示中由在光接收元件6上相应标记的多段线来表示。

可商购的具有线长LB(图2)为300mm和线宽b(图1)为1.5mm的例如名称为L200的一个线性激光器被用作激光器2，其将光带3投射到该固体1的表面上。

图3所示的用于实施本发明的方法的程序流程图，是特别为轨道车辆的车轮，如铁路车轮的轮廓的无接触检测而定制的。配以参考号1a的这样一个车轮通过实例展示为图4中的一个轨道车辆10。

具体地，该程序流程图包括用于固体1或1a的轮廓的动态检测的一个接收循环100，在来自一个服务器的请求90之后，该循环在系统启动处理之后进入运行状态，这些处理在图3中以参考号95标记的一个方框表示，并且这些处理包括对轨道车辆10启动交通灯、在光接收元件6中用于图像触发的一个触发器的激活以及打开激光器2。

一个激光距离传感器101(具体地它就是光接收元件6)被用于在接收循环100中在具体目的是提供一个距离信号103的信号条件102之后，也就是说在一个初始瞬间t₀对固体1、1a的初始条件做出一项确定，例如到该激光器2的距离、一种光强分布，以及适当时作为路径对时间的一阶导数及(在加速运动的情况下)还作为二阶导数的这个距离的一个时间变化量。

在方法步骤“信号评定”104中，这些初始条件(特别是距离信号103)随后被用来确定一个检测时刻t_flash，针对这一时刻选择从光接收元件6输出的信号以便获得轮廓P的测量值z_B。详细地讲，这意味着一个触发脉冲105被输出到光接收元件6，例如输出到一个摄相机，其结果是在检测时刻t_flash进行图像触发106。这种情况下，从这些初始条件所确定的检测时刻t_flash应该借助于初始时刻t₀的最大或然时间近似值的判据来确定，因为在这种情况下，在初始时刻t₀和检测时刻t_flash所存在的这些信号在此情况下彼此之间仅有很小的差别，这对信号评定是有利的。

在此，从这些初始条件(距离信号103)来确定检测时刻tflash，可以(具体地)通过能够优选地集成到一个现存的数据处理装置之中的一个数字信号处理器(DSP)来进行。某些情况下，如果激光距离传感器101不提供数字信号，它必须连接一个上游的模数转换器。

由于其精确的可预测性以及执行希望的运算所需的极短的时间，注定要使用一个数字信号处理器(DSP)，特别是实时地(也就是说连续地)处理这些信号。它对于信号评估104的应用有利地允许以数字信号形式出现的数据的最优处理，这既关系到诸如数据移动、存储和/或数值检验之类的数据处理，也关系到诸如加法和乘法之类的数学运算。因此，关于数学运算，在信号评估104中有可能在几个毫秒的范围内进行滤波、折叠以及傅里叶、拉普拉斯和/或z变换。至于该数据处理，在数据存储或者长距离的数据传输之前有可能通过一个DSP来进行一种高效的数据压缩，同样是在几个毫秒的范围之内。

通过使用一个DSP，还有可能从这些初始条件来确定固体1、1a到激光器2的距离的时间变化量，也就是说，例如，固体1、1a的多个单独子区域的速度，这些子区域与动态轮廓检测特别相关，它们能够优选地用来确定检测时刻t_flash，如果这一速度不是通过直接确定被检测为属于这些初始条件，或者它被永久性地规定或设定。

为了快速信号处理的目的，以及因此为了初始时刻t₀与检测时刻t_flash之间的时间近似性，有利的是在该初始时刻t₀确定固体1、1a的这些初始条件时，使用由光接收元件6输出的信号以便获取一种模式，特别是一个二进制编码的掩模件，并且优选地借助这一模式的存在的判据，也就是这一模式的识别来确定检测时刻t_flash。

为了获取并识别该模式，在此情况下有利的可能性是以一个直方图来检测在初始时刻t₀和/或检测时刻t_flash固体1、1a上出现的一种光强分布，特别是一种透明度分布的形式，并且，优选地使用经过某种图像变换，特别是某种阈值运算，例如优选地通过拉普拉斯变换，来进行的高通滤波的一个查询表(LUT)。在此，一个查询表(LUT)被理解为(按照图像处理的惯例)具有多个输出值的一个字段的多个指数的一种关联性连接结构。所谓的色谱图或者调色板就是一种已知LUT的实例。它用于将多个颜色与强度值赋给一个有限的颜色指标数，通常是256个。具体地，在本发明的范围内，有可能将多个测定的和/或然后经过变换的查询表动态地适配到相应的初始时刻t₀的这些初始条件上。这一信号处理因此能够最优的处理随机变化或者按规律地出现的环境条件，例如，由于室内灯光而导致的照明条件的变化，在考虑室外的情况下，有太阳的位置或者季节性的影响例如雪的影响。

一个α通道(αchannel)，优选地一个二进制α通道，特别地能够用来获取和识别该模式，特别是该二进制编码的掩模件。一个α通道在此应理解为(在成像与处理背景下的数字图像中)是常用的三个颜色通道之外存在的一个通道，并且它还保存多个单独像素的颜色空间编码的颜色信息之外的透明度。作为举例，它有可能为此目的为每个像素提供一个字节，其结果是(正如所述)2⁸＝256个可能的光强级别。一个二进制的α通道是基于每个透明度码仅仅使用一位，并且因此它只能够规定一个像素要么是完全透明的(黑色)要么是完全不透明的(白色)。

在之前通过举例说明的程序之中和与其并列和/或作为其补充或替代，有可能为了提取与识别一个识别模式而使用包含在名称“智能图像处理”之下的一些方法中的其他方法，特别是一些滤波运算，例如所谓的图像锐化或者产生布光效果(chrome effect)。

在检测时刻t_flash进行图像触发106时，特别地，探测一个图像矩阵107(特别是作为该触发脉冲105之后的第一幅完整的图像)，并且将所获取得图像输出到一个存储装置108。这一情况下同时进行一个定时器的复位109。正如接收循环100所表明，所述这些操作重复地运行。

参考号110和111表示的方框所指示的条件校验在接收循环100中用作退出判据。这种情况下，对该定时器是否已经运行超过10s进行一个校验(方框110)，一方面，关于是否已经记录(方框111)轨道车辆10的所有车轴进行校验。如果满足了这些条件之一，则停止成像(方框112)。这种情况下，关于该定时器是否已经运行超过10s的问题意在明确固体1或1a是否已经进入静止状态。在成像停止112之后，所存储的图像数据108被发送到该服务器(方框113)。有可能同时进行由标记为参考号195的方框所表示的一些系统停机操作：“关闭触发器”、“关闭激光器2”以及“驱动用于轨道车辆10的交通灯”。

图4示出本发明的方法的一个典型应用，确切地说用于测定磨损。该示意图示出一个磨损测试台8的透视示图，该测试台是为车轮1a形式的多个被测固体1而设计的，这些车轮在铁轨9上滚动，并且以一个平移速度v和一个角速度ω通过。为了实施根据图3中的程序序列所示的(特别是接收循环100的)操作，在此可能在测试台8中结合适当的硬件，从而可能有利地实施一个客户-服务器回路，其中该客户位于轨道9处，而该服务器在空间上位于远处。

从图4中的图解说明可见，这个磨损测试台8配备有作为位于固体1的表面上多个区域的轮廓图分量的两个轮廓图PG。在这一端，投射了两个光带3a、3b，并且根据本发明相应的轮廓P通过分配给所述光带的多个成像装置5来测定。

但是必须强调的是(正如已说明的)，即使只有一个扩展光带，例如标记为参考符号3a的光带或者另外的光带3b，对于精密测量来讲也是足够的。

轨道车辆10的车轮1a构成一个旋转对称的固体1，其基本形状本质上是圆柱形或圆环形，这些光带3a、3b所投射的区域位于这两个端面D₁、D₂和该圆柱体或圆环体的外圆周面M上。

在此情况下，相应带3a、3b可以用一个圆柱形光学元件来展开，其方式是(如图所示)在每一情况下固体1的表面中的不同侧面D₁、D₂、M中的一个以上由一个光带3、3b来照亮，前提是激光器2的适当定位(距离B)。

因此，在所示情形中，光带3a具体照亮车轮1a的前端面D₁以及外周面M，而光带3b具体照亮车轮1a的后端面D₂以及外周面M。通过光接收元件6的高图像分辨率，例如像素密度，在这种情况下考虑按照以上分级的等式(2)的含义进行的强力光束扩展，从而对于分别测定的轮廓P，即使光带3a、3b有很大的发散角δ，例如一个大于45°的发散角δ，优选地大于60°，也能保证测量精度。

在此两个光带3a、3b的使用包括以下的优点：因为事实上固体1，1a的这些初始条件103根据本发明是在一个初始时刻t₀确定的，并且其后从这些初始条件103来确定检测时刻t_flash，选定在该时刻从光接收元件6输出的信号来获取轮廓P的测量值z_B，所以有可能通过这个或这些激光器2来将这些光带3a、3b参照该外周面M上的一个位置而投射到同一个位置(同时的或另外有一个时间差)。反过来，这使之有可能令固体1的表面的不同侧面D₁、D₂、M的各个区域(它们由于光带3a、3b的优选的横向照明方式而造成的由于光带3a、3b遮敝所以没有被检测)成为能够由相应地另一光带3b、3a来进行检测，前提是这些该激光器2彼此相对的适当定位。通过这一方法确定的该分量轮廓图PG随后可以被存储到该数据处理装置之中，并且从而可以通过叠加包含总轮廓图。

如图4所示，为了确定总轮廓图的目的，这两个光带3a，3b并不在一个投射平面内。这些光带3a、3b没有必要平行于车轮1a的轴。自该轴向平行度的一个相应偏差，例如所示出的这些光带3a，3b关于该车轮1a的端面D₁、D₂的正割状的轮廓可以由以下事实来补偿：该轮廓P的这些测量值z_B是结合多个依照固体1、1a的表面区域而确定的修正值Ko来确定的。这些修正值Ko可以是，特别地，依照固体1，1a的表面区域而建立或者确定的多个因子和/或被加数。

一个测定的轮廓图PG(如在以上情况下确定的这些分量轮廓图)与该总轮廓图，连同(适当时)一个对应的参考轮廓图和/或(特别是表示磨损值的)该确定的轮廓图PG与该参考轮廓图之间的这些偏差有利地可以参照一个具有长期不变性的永久的基本几何变量，如一个不磨损的轮缘内径D_fix。该不磨损的轮缘内径D_fix一方面可以用作在车轮1a的外周面M上测定的轮廓高度的这些测量值z_B的基准线，另一方面它还能用于确定多个修正值Ko，这些修正值依照由光带3或3a、3b照明的固体1的表面区域而被考虑在内。

对于确定这样一个轮缘内径D_fix不同可能性其本身是已知。因此，该轮缘内径D_fix可以，例如，通过无接触动态测量以同样的方式从在该运动的车轮1a上进行的三个测量值来确定，但特别地是在一个方向上，也就是说，使用与该轮廓图PG的检测相同的相应光带3a、3b的排列。在此情况下这些测量值可以是在正在寻求的该轮缘内径D_fix的一段圆弧之上的三个测量值，它们在一个笛卡尔坐标系中被确定为纵坐标值，并且它们进行变换的方式为使它们分别代表穿过该圆弧的一根弦长的一半。滚轮1a的不磨损的轮缘内径D_fix随后可以通过解算一个方程组来确定，该方程组包括这些相应的经过变换的纵坐标值、相关的横坐标值以及该轮缘内径D_fix。

然而，有利的可能性是利用来自于固体1的(如果有的话)一份技术图纸，或者来自于一次更早的，例如存储的测量的一个不磨损的轮缘内径D_fix作为具有长期不变性的基本几何变量。

本发明的方法有利地允许在一个极短的测量时间内检测一个轮廓。因此，安排在让轨道车辆10滚过的这些轨道9的两侧的这些激光器2与成像装置5可以用来为例如五个车架，也就是十个轮组，在实时操作中创建一个相应的三维轮廓图，它立即可供用于进一步的处理。对于这样一个测定的轮廓图PG，在此可以实现一个小于2.0mm的分辨率，特别是一个小于0.2mm的分辨率。

本发明并不局限于所示的示例性实施例，特别不局限于使用DSP来进行信号评估104或信号处理，而是覆盖了在本发明的背景下具有相同效果的所有装置和措施。另外，本技术领域的熟练人员可以给本发明补充一些额外的有利措施，例如为固体1增添基于这些测定轮廓图PG的一些处理过程，而不脱离本发明的范围。

参照图4，例如，有可能从中得出上述测试台相对于一个轨道车辆的车轮1a的尺寸关系，可以说明的是，一个为了应用本发明的方法而设计的测试台8是可以具有比所示尺寸远小得多而且总体尺寸更紧凑的尺寸，例如大约是一个鞋盒尺寸的两倍。结果，有利地可能性是在大多数情况下，在一个轨道设备中实现这一测试台8时可能免去复杂的混凝土工件。

另外，本发明不局限于权利要求1中限定的特征的组合，而是还能由总体上所披露的具体特征中的任何其他所希望的组合来限定。这就意味着，原则上几乎权利要求1的任何单个特征都可以省略和/或由本申请中其他位置披露的至少一个单个特征替代。从这个意义上讲，权利要求1应理解为仅仅是定义本发明的一个初步尝试。

Claims

1、一种用于无接触动态检测一个固体(1，1a)，特别是一个运动着的固体的轮廓(P)的方法，将来自一个激光器(2)的一个激光束展开形成一个线性光带(3，3a，3b，3c，3c1，3c2，3c3)投射到所述固体(1，1a)表面的一个区域，从其反射回来的光(RL)被聚焦到一个成像装置(5)中，所述成像装置的光轴(A-A)与所述激光器(2)的投射方向(O-O)成一个固定三角测量角度

并且它被安排在离所述激光器(2)的一个固定的距离(B)处，并且通过一个平面的光接收元件(6)来反射，在此由所述光接收元件(6)输出的信号在一个数据处理装置中用作所述三角测量角度

以及所述基座距离(B)的一个函数，以便获得通过几何关系而获取所述轮廓(P)的多个测量值(z_B)，所述的值被存储为一幅轮廓图(PG)，其特征在于，所述固体(1，1a)的多个初始条件，特别是到所述激光器(2)的一个距离、所述距离的一个时间变化量和/或一个光强分布是在一个初始时刻(t₀)被确定，并且其后由这些初始条件来确定一个检测时刻(t_flash)，对这一时刻选定由所述光接收元件(6)输出的多个信号以便获得所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用一个数字信号处理器(DSP)来确定所述检测时刻(t_flash)，对这一时刻选定由所述光接收元件(6)输出的多个信号以便获得所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由这些初始条件来确定的所述检测时刻(t_flash)是借助对所述初始时刻(t₀)的最大或然时间近似的判据来确定的。

4、根据权利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，为了在所述初始时刻(t₀)确定所述固体(1，1a)的这些初始条件，使用由所述光接收元件(6)输出的这些信号来获取一个模式，特别是一个二进制编码的掩模件，而所述检测时刻(t_flash)优选地借助这一模式存在的判据，也就是借助这一模式的识别来确定。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了获取和识别所述模式，在所述初始时刻(t₀)和/或所述检测时刻(t_flash)，在一个直方图中检测存在于所述固体(1，1a)上的一个光强分布，特别是一种透明度分布的形式，并且优选地使用一个查询表(LUT)，经过一种图像变换，特别是一种阈值运算例如优选地通过拉普拉斯变换来进行的高通滤波。

6、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，一个α通道，优选地一个二进制的α通道，被用来获取与识别所述模式，特别是所述二进制编码的掩模件。

7、根据权利要求4到6之一所述的方法，其特征在于，使用了智能图像处理的多种方法，特别是多种滤波运算，例如锐化一幅图像或者制造一个不光效果，以便获取并识别所述模式。

8、根据权利要求1到7之一所述的方法，其特征在于，所述固体(1，1a)是一个基本上旋转对称体，特别是一个车轮(1a)，并且进行滚动即同时平移与转动的运动。

9、根据权利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)是与根据所述固体(1，1a)的表面区域而确定的多个修正值(Ko)相结合而获得的。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，依照所述固体(1，1a)的表面区域而确定的这些修正值(Ko)是多个矢量因子，被确定为所述旋转对称体的一个不磨损的轮缘内径(D_fix)的一个函数，和/或多个被加数。

11、根据权利要求1到10之一所述的方法，其特征在于，通过使用位于所述固体(1，1a)表面的不同侧面((D₁，D₂，M))上两个光带(3，3a，3b)所投射的多个区域(D₁，D₂，M)，将多个轮廓图(PG)确定为多个分量轮廓图，并且从它们获得一个总轮廓图(GPG)。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，这些光带(3，3a，3b)同时或者以一个时间差被投射到同一个测量位置上，特别是参照所述固体(1，1a)的一个外周面(M)上的一个位置，在此为这两个光带(3，3a，3b)从这些初始条件确定所述检测时刻(t_flash)，对这一时刻选定由所述光接收元件(6)输出的多个信号以便获得所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)。

13、根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，给定基本上成圆柱形或者圆环形的一个固体(1，1a)，如一个车轮(1a)，这些光带(3，3a，3b)在其上投射的多个区域位于所述圆柱体或圆环体的这两个端面(D₁，D₂)和所述外周面(M)上。

14、根据权利要求1到13之一所述的方法，其特征在于，将一个确定的轮廓图(PG)与，如果适当的话，一个参考轮廓图(PG)参照一个具有长期不变性的固定的基本几何尺寸，例如一个不磨损的轮缘内径(D_fix)。

15、根据权利要求1到14之一所述的方法，其特征在于，一个提供数字化信号的装置，例如一个触发器控制的CCD摄相机，被用作光接收元件(6)。

16、根据权利要求1到15之一所述的方法，其特征在于，所述光带(3，3a，3b)具有0.3mm到6.5mm的范围内的一个宽度(b)，特别是在0.8mm到2.2mm的范围内。

17、根据权利要求1到16之一所述的方法，其特征在于，所述光带(3，3a，3b)具有50mm到750mm的范围内的一个长度(LB)，特别是在200mm到400mm的范围内。

18、根据权利要求1到17之一所述的方法，其特征在于，所述光带(3，3a，3b)具有大于45°，优选地大于60°的一个发散角(δ)。

19、根据权利要求1到18之一所述的方法，其特征在于，所述三角测量角度

具有15°到40°的范围内特别是在20°到30°的范围内的值。

20、根据权利要求1到19之一所述的方法，其特征在于，通过所述光接收元件(6)探测所述固体(1，1a)表面的反射光(RL)所采用的频率(f)在从25Hz到100kHz的范围内，优选地在从1kHz到10kHz的范围内。

21、根据权利要求1到20之一所述的方法，其特征在于，所述固体的一个平动速度(v)大于4.0m/s。

22、根据权利要求1到21之一所述的方法，其特征在于，所述光带(3，3a，3b)投射所经过的从所述激光器(2)和/或所述成像装置(5)到所述固体(1、1a)的表面区域的一个平均工作距离(L)处于从20mm到650mm的范围内，特别是在从150mm到350mm的范围之内。

23、根据权利要求1到22之一所述的方法，其特征在于，所述成像装置(5)，特别是所述成像装置(5)的一个聚焦透镜(4)的中点，与所述激光器的光轴(O-O)之间的基座距离(B)处于从30mm到450mm的范围内，特别是在从60mm到270mm的范围之内。

24、根据权利要求1到23之一所述的方法，其特征在于，选定由所述光接收元件(6)输出的多个信号以便获得所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)的所述检测时刻(t_flash)的确定是在一个接收循环(100)之中进行的，为了它的实施，一个硬件部分被结合到位于一个轨道(9)上的一个测试台(8)中。

25、根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述接收循环(100)在一个带有空间远程服务器的客户-服务器回路中的客户端上实施，多个系统启动过程(95)，如开启用于轨道车辆(10)的交通灯、激活一个用于成像触发(106)的触发器以及/或者打开所述激光器(2)，是通过来自所述服务器的一个请求(90)来开始运行。

26、根据权利要求25所述的方法，其特征在于，这些测量值(z_B)，特别是所存储的图像数据(108)，在获取所述轮廓(P)的这些测量值(z_B)之后，特别是在停止(112)成像之后，被发送(113)到所述服务器。

27、根据权利要求24到26之一所述的方法，其特征在于，通过一个激光距离传感器(101，6)在信号条件(102)之后，如果合适的话，通过包括一个模数转换器在所述接收循环(100)中提供一个用于这些初始条件的信号(103)，从这些初始条件中由一个信号评估(104)来确定一个检测时刻(t_flash)，在所述时刻将一个触发脉冲(105)输出到所述光接收元件(6)，其结果是进行图像触发(106)，获取一个图像矩阵(107)，并且所获取的图像被传送到一个存储装置(108)。

28、根据权利要求24到27之一所述的方法，其特征在于，所述接收循环(100)包括作为退出判据的多个条件校验(110，111)，它们连接到一个定时器和/或多个预定测量上。