CN102859994A - 使空间分辨的测量结果可视化的方法及对应的测量装置 - Google Patents

Abstract

在带有测量单元(1)的测量装置(8)中提出，把用测量单元(1)从目标(16)采集的空间分辨的测量结果转换为伪彩色图像，并用显示单元(3)把伪彩色图像反射或投影到目标(16)上。

Description

使空间分辨的测量结果可视化的方法及对应的测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于使空间分辨的测量结果可视化的方法，其中利用测量单元从目标建立空间分辨的测量结果，并从空间分辨的测量结果获得伪彩色图像。

本发明还涉及一种测量装置，该测量装置包括：测量单元，该测量单元设立用来在第一立体角范围内采集空间分辨的测量结果；转换和数据处理单元，该转换和数据处理单元设立用来从空间分辨的测量结果获得伪彩色图像；和一个显示单元，用来输出伪彩色图像。

背景技术

目标的空间分辨的测量结果在这里被理解为测量值的每个二维布置，其中通过该布置描述各个测量值与目标的不同空间区域的对应关系。空间分辨的测量结果的示例是热图像、X射线图像、声图像。

已知这样的测量结果从一定距离由无接触的测量拍摄。

往往值得期待的是，以尽可能清楚的和明显的方式及方法提供测量结果的同时或几乎同时的可视化。

至今的做法是，利用测量仪器测量特性并将其转换为伪彩色图像，然后通常将该伪彩色图像显示在一个小的显示器上或存储起来。这样，用户被迫把他的注意力交替地集中在显示器上和重新集中在实际的目标上，而且他必须尝试，使在显示器上的图像与真实目标在想象中一致。

伪彩色图像在这里理解为空间分辨的测量结果的每个二维图示，在该图示中按颜色编码或亮度编码给各个测量值分别分配一个颜色值和/或亮度值。

目标有许多不可见的特性。一个这样的特性为表面温度或者黑体辐射，按照普朗克定律由每个具有有限温度的物体散发该黑体辐射。人们把无接触式测量表面温度并将测量结果转换为空间分辨的图像称为热成像，该空间分辨的图像典型地以伪彩色图示显示在显示仪器(显示器或屏幕)上。经常使用的(但任意的)颜色编码是代表温和热区域的红和黄以及代表冷区域的蓝和黑。

热成像的测量有许多应用可能性；几个示例是：

●建筑物检查，用来识别在绝热装置中的缺陷处

●在地板或墙壁内部延伸的并因而不可见和无法接近的水管的探漏时，

●在建筑物上用来证明霉菌侵害

●在设备和机器上测量，以便找到诸如泄漏或不良的机械或电气连接等缺陷(当这些可以通过温差可察觉到时)

●在电子电路上测量，以便发现如接触不良或失效元件等缺陷的迹象

●在法医上，以便在有人出现过的位置上察看余热，

●医疗检查，识别发炎病灶；这在兽医领域内也乐于采用。

测到的温差在这些应用中往往只在十分之几度的范围内，这用摄影机可以很好地采集。

典型地，在这里热成像的图像用适当的摄影机或扫描仪拍摄，并且接着在报告内处理，在该报告中印有用热成像-摄影机显示的图像和配有相应的说明。这样的报告总是有这样的缺点，即，根据通常相对低分辨的图像难以理解。此外，这种工作方式有这样的缺点，即，在借助热成像摄影机进行测量和完成报告之间过去了时间：到报告完成可能持续几天或几周。因而提高了将图像错误地分配给所观察目标的风险。

特别是在紧迫的和对时间要求严格的为寻找缺陷或探漏的测量中，例如在墙壁内部的带有管道破裂的水管或采暖管道上的测量中，建立报告是不适当的，因为在报告建立期间将出现其他损坏。对于建筑物所有人和还有应该排除问题的工匠来说重要的和有用的是，尽可能快地和直接地获悉位置，以便能迅速地和有针对性地排除问题并且在此尽可能少地引起例如由于掘开较大的墙壁区域而引起的附加损坏。此外，对于印在报告中的图像，根据往往低分辨的图像难以从报告中重新就地在目标上确定准确的(损坏)位置。

热成像的图像的低的分辨率还可以看作是热成像摄影机本身的系统典型的缺点。

可以设想的另一个应用领域是在法医或犯罪学中，其中现今也考虑其他波长范围：在紫外射线的范围内(波长小于约400nm)或者在近红外范围内的射线(波长大于约700nm至1400nm)。在调查和刑事侦查局对犯罪现场的法医分析中寻找不可见的痕迹，而上述波长范围可以提供重要的启示。有这样的传感器和摄影机，其能够在这些不可见的波长范围内拍摄图像并且因此例如可以使血迹可辨认。

因为与上述热成像仪的应用相反，这里所观察的目标典型地不是主动的发射体，所以必要时必须用附加的、适当的射线源工作并且相应地照射所观察的立体角范围；因此然后测量反射光。

在此，当前的现有技术也是与在热成像中类似的工作方式：图像可以被拍摄和存储并然后带有时间延迟地加进报告中。这当然对于法庭案件审理是必要的而且足够的。然而，对于进行中的调查工作来说，时间延迟是个显著的缺点，因为这样的痕迹应该尽可能清晰、直接和立即可见。

在这种做法中的缺点在于，在测量和提交报告之间和因而在报告和可能的(预防)措施之间有相对长的时间(几小时/几天或几周)。

此外有缺点的是，在一个小的显示器上的图示无法直接地并且容易地可以让许多人、例如调查组辨认。此外，图示是间接的，而且还必须使在显示器上可辨认的图像在想象中与真实的目标一致。

另一个缺点是，这样的报告例如对于应该在确定的位置上实施维修的工匠来说也许不容易理解，并且维修因此难以进行，因为不清楚在哪里准确地产生哪些照片：在室内的详细照片例如墙壁、房间角落、暖气片和卷帘箱中绝对造成以后混淆的危险。

即使在用相应的摄影机直接就地检查时，图像仍旧是间接的，因为它们只可以在通常小的屏幕上看到并且这甚至恰好涉及不可见的测量参数。曾经用相应的仪器工作过的人都知道，在例如目标如墙壁上准确地找到正确的位置可能是绝对困难的，人们根据屏幕上显示的测量结果估计在所述墙壁下有损坏位置、诸如破损的水管。

此外，下述的显示仪器属于现有技术，该显示仪器用在按照本发明的方法中；该显示仪器突出之处至少在于下列特性：

●该显示仪器具有适当的输入端，用于由测量仪器所测量的并且在立体角内例如作为伪彩色图像空间分辨地显示所测量的特性的信号，

●该显示仪器在光线的可见波长范围内(亦即在约400nm至700nm的波长范围内)在确定的立体角范围内投影空间分辨的图像。

示例是投影机或投影仪，正如人们用它来放大显示图像数据例如演示稿或者也借助计算机播放电影，并且在商业上大量地并以众多规格可供使用。使用经典的、不相干光源例如卤素灯的仪器的问题是，在所瞄准的应用中人们一般可以不从检查平面出发。根据经典光学，这样的仪器由原理决定地大多只具有一个小的距离范围，在该距离范围内可以显示清晰的图像(小的景深)，并因此在以平面的任意观察角度的应用中或在检查非平面目标时问题是，在大多数情况下图像部分模糊。

因此，原则上更好的用来显示的可能性是基于激光的仪器，该仪器作为大的电影投影仪或者作为微型化投影仪规定用在移动电子仪器、例如移动电话中，并且也已经小批量地可供使用(2009年12月的情况)。通过激光束的光束变宽非常小的特性，与投影距离无关地产生清晰的显示。

当在本发明意义上应用动态地进行，并且所观察的立体角范围以及组合的测量和图示的地点和空间方向通过用户迅速改变时，这是特别有利的。

此外，基于激光的投影机特别小而且轻，而且它们可以例如用电池工作，这在按照本发明的应用中以有利的方式简化了能源供应。

发明内容

本发明的任务在于，找到一种方法，该方法能实现使对人眼不可见的特性尽可能直接和直接地可见。

为了解决这个任务，按照本发明，在开头所描述的类型的方法中规定，用显示单元把伪彩色图像投影在目标上。

通过把伪彩色图像投影在所检查的目标上，产生这样的可能性，即，使由适当的测量单元(例如由热成像摄影机或由为紫外线或近红外范围设计的摄影机、或者由采集目标的非直接可见的然而空间分辨地可测量的特性的其他测量仪器)所测量的空间分辨的测量结果尽可能直接和直接地可见。因此，通过这样一种方法可以以尽可能短的时间延迟并且使不可见的特性动态地可视化，这给该方法的用户显著地简化工作或使新的工作方式成为可能。

因此，对于按照本发明的方法的用户来说产生这样的优点，即，使所测量的特性直接可见，这有助于直观并且视应用而定允许更快和更准确的反应。本发明可以例如用于更简单地定位并有针对性地排除隐藏的在设备上或建筑物内的损坏位置。另一种应用可能性是在犯罪学检查领域内，当寻找在可见区域内不可辨认的目标特性时；这里清楚的和尽可能明显的可视化是重要的和值得企望的。

经济上的应用可能性是按照技术任务的定义给出的，这是在于通过以更容易的、更快的和更好的缺陷探测来节省成本的潜力或在于可行性的、例如在法医分析时的可行性的改善。

基于按照本发明的方法可以设计一种仪器，利用该仪器可以以简单的方式应用该方法；一个这样的仪器是可商业制造的，并因此以制造和销售相应仪器的形式构成一种直接的经济应用。

然而，按照本发明的用来可视化的方法不限于所描述的和可在商业上获得的测量仪器(热成像摄影机和紫外线/红外线摄影机)。该方法原则上可以与所有现在可供使用的以及将来的测量仪器结合，该测量仪器至少具有下列特性：

●从一定距离采集待测量的参量

●测量是空间分辨的并覆盖一个立体角范围

●到测量参量的距离大约在几厘米直至几千米的范围内(显示仪器的或测量仪器的有效范围是受限制的)

●测量数据必须以可传输的和可处理的形式、例如以适当编码的电信号供使用；有利地以在时间上反复更新的形式，例如通过视频信号。

因此，按照本发明提出一种方法用来使对人眼不直接可见的特性的空间分辨的测量结果可视化，该特性首先被利用测量装置8的适当的测量单元1、例如利用测量仪器从一定距离在一个立体角范围R1内进行采集，并且然后在对测量数据进行可能的中间储存和借助测量装置8的转换和数据处理单元2进行转换或自动化的数据技术上的处理以转换成带有可自由选择的颜色编码或亮度编码的伪彩色图像之后，将该伪彩色图像进一步传输到测量装置8的显示单元3、例如投影仪或投影机或者基于激光的投影单元上，然后尽可能与测量同时地在对人眼可见的波长范围内作为变换后的测量值的图像直接投影到立体角范围R3内，从而对所观察的目标进行有色照明，其中局部的颜色或者亮度由测量值确定并以这样的方法使测量结果直接可视化，其中重要的是，立体角范围R1和R3有利地尽可能准确地一致，并且因此共同的立体角范围R2尽可能大，在该共同的立体角范围内立体角范围R1和R3搭接。

为了尽可能准确地使立体角范围R1和R3一致，有利的是，测量单元1和显示单元3例如显示仪器布置在空间上尽可能小的距离内，以便避免干扰性视差；另外，测量单元1的和显示单元3的限定立体角的张角应该尽可能准确地彼此协调。

一种这样的特性的示例是表面温度，该表面温度可以例如通过热成像摄影机无接触地借助不可见的热辐射(红外线，通常在8至12μm的波长范围内)进行测量。有利地在通过转换和数据处理单元2确定伪彩色图像时还可以引入一个用于可见范围的摄影机单元4的信号，以便在可见区域内考虑并补偿所观察的目标的光学特性。

在所示的测量装置8中，部件之间的连线象征表示在测量装置8中的数据流。

其他示例是紫外射线或近红外射线以及原则上其他电磁射线，诸如无线电波、微波或者也有放射性射线或者声波，只要对此有一个适当的测量仪器从一定距离用来给出空间分辨的测量。

要么在热成像摄影机的示例的情况下测量热辐射的发射，要么是在近红外光或者紫外光的示例下测量存在的射线的反射或者备选地在用适当光源照射目标时的反射。

决定性的是，测量可以从一定距离在一定的立体角范围内空间分辨地进行，从而获得静止的图像或者有利地获得运动的图像。该图像信息现在应该不是(如在至今的方法中)仅显示在显示器上或者存储，而且应该直接地和非间接地在所观察的目标上可视化，这就是说，使其可见，其中此外当然可以可选地存储和显示在显示器上。

在一个设计方案中可以规定，持续地或者反复地更新伪彩色图像。因此，可以持续地拍摄和照亮新的立体角范围。

当投影与更新的空间分辨的测量结果的建立同时进行时，可以达到特别有利的使用特性。

当然随意的是，所测量的信号附加地为了投影也显示在显示器或者屏幕5上，这在有些情况下仍然总是必需的并且此外允许经典的工作方式和例如建立报告，为此存储测量数据和或许还有可视摄影机的数据是适合的。

本方法不取决于上述元件是否集成在一个壳体内，或者模块式地存在以及为数据交换适宜地提供连接可能性并且可以有利地机械地相互连接。

本发明可用于广泛的应用领域。例如可以规定，为了建立空间分辨的测量结果，采集并且评价目标的不是直接对人眼可见的物理特性。对此的一列示例包括辐射的电磁波场和/或声波场和/或电离波场。

特别有利的是，将伪彩色图像的下述图像区域投影到相应的目标区域上，这些图像区域经由空间分辨的测量结果分别配设于目标的一个目标区域。因此可以直接检查所观察的场景。

为了支持检查可以规定，利用显示单元把附加的信息投影到目标上。

为了补偿由于场景基底造成的干扰，可以规定，对于伪彩色图像使用颜色编码和/或亮度编码，该颜色编码和/或亮度编码考虑目标的颜色特性和/或亮度特性。

为此例如可以规定，附加地在可见波长范围内拍摄目标的图像。通过对图像的评价可以获得关于颜色特性和/或亮度特性的信息，例如发射值、透射值和/或反射值。

这可以以简单的方式这样进行，即，为了采集颜色特性和/或亮度特性，利用显示单元均匀地照亮目标。

为了改善测量值采集可以规定，使用射线源来激活目标的不是直接对人眼可见的特性。

在一个设计方案中可以规定，投影借助激光束进行。在此有利的是，能够达到投影的图像的高的图像清晰度。

为了解决该任务，按照本发明在开头所述类型的测量装置中规定，显示单元设立用来将伪彩色图像投影到第二立体角范围中，该第二立体角范围与第一立体角范围搭接或一致。因此，第一立体角范围可以包含在第二立体角范围内或反之亦然，或者第一立体角范围和第二立体角范围可以具有一个共同的立体角范围。

为了实施按照本发明的方法可以构造有摄影机单元用来在可见的波长范围内拍摄。

为了使投影的图像与在该立体角范围采集的场景达到良好的一致，可以规定，测量单元和显示单元，特别是以第一立体角范围和以第二立体角范围，这样地相互定向或者可相互定向，使得视差最小化。

为了投影伪彩色图像，所述显示单元可以具有投影仪或投影机，特别是激光投影仪或激光投影机。

为了改善拍摄结果可以设有射线源，该射线源被设立用来激活被照射目标的物理特性，其中，测量仪器对该物理特性敏感。

当所述测量单元和/或所述显示单元和/或所述射线源或一个射线源和/或所述转换和数据处理单元和/或所述摄影机单元或一个摄影机单元和/或所述显示器单元或一个显示器单元设置在一个共同的外壳中，特别是作为手持式仪器时，可以达到良好的使用特性。

其他设计方案

利用本发明还可以形成其他的设计方案，下面示例性地阐述其中几个。为了进行阐述可以参见附图，写在括弧中的附图标记以非限制性方式涉及这些附图的细节。

第一设计方案：在本发明的用于使不是直接对人眼可见的特性的空间分辨的测量结果可视化方法的一个设计方案中可以规定，对首先在一个立体角范围R1内由测量单元(1)或测量仪器从一定距离测量的特性然后可能地进行中间存储或转换，或者借助转换和数据处理单元(2)或设备通过对测量数据的自动化的数据技术处理而转换成具有可自由选择的颜色编码或亮度编码的伪彩色图像，将该伪彩色图像进一步传输给显示单元(3)并且最后尽可能与测量同时地在对人眼可见的波长范围内作为变换后测量值的图像直接投影到立体角范围R3内，从而将被观察的目标进行有色照明，其中，局部的颜色或亮度由测量值确定并以这样的方式直接将测量结果在被观察的目标上可视化，其中，立体角范围R1和R3有利地尽可能准确地一致，并且测量单元(1)或测量仪器和显示单元(3)或显示装置之间的空间距离有利地尽可能小，以便使被测量的和被投影的图像之间的干扰性视差最小化；转换和数据处理单元(2)或设备(2)还可以可选地对测量结果以及可能其他信息进行易失的或者非易失的记录或储存，或把该数据传输到其他仪器、例如计算机网络上。

第一设计方案提供下列附加的优点：在犯罪学或法医学中的一种优选的应用中，对调查团队有很大好处的是，按照本发明能够使所测量的并对人眼不直接可见的特性直接在现场上并就地以及直接在目标上可见，以及利用按照本发明的方法可以非常迅速又简单地对现场和周围环境进行检查。意味着简单的是，人们例如通过一种移动的、有利地用电池驱动的仪器来应用按照本发明的方法，并且类似于“魔法手电筒”地通过来回摆动仪器来改变所观察的立体角以执行该方法，并这样寻找可能的痕迹，其中用户不是观看小的显示器，而是可以把精力集中在所检查的目标上，通过投影的伪彩色图像便使所测量的特性在该目标上可见地可视化。特别是在这样的应用中非常重要的可以是，可以尽可能迅速地识别痕迹，因为作案嫌疑犯可能处在逃窜中或者甚至人的生命处在危险之中。

同样对于优选的应用在按照本发明的用于在使用热成像测量仪器来寻找例如在地板供暖的管道上的缺陷或隐藏的泄漏的做法中一个重要的优点是，人们可以使相应的位置直接可见和可视化，从而人们可以例如用简单的笔来标出位置并然后开始维修工作。人们还可以在维修工作期间一再进行重测并分别得到直接显示的有问题的位置。

立体角范围R1和R3的一致在理论上是几乎平常的，然而在以现有的在商业上可获得的仪器的转化中却有困难，因为投影机或投影仪的光学系统采集与例如由大多数热成像摄影机标准地所测量的角度范围几乎完全不同的角度范围。因此人们需要专门匹配的透镜系统或专门匹配的基于激光的仪器作为显示单元(3)或显示仪器(3)或者甚至匹配的专用光学系统用于相应的测量单元(1)或相应的测量仪器(1)。

可以设想的另一个有利的应用是用来可视化放射性(假设有空间分辨的测量仪)，这对于在部分受污染的地区中活动的人来说可能是一个极其重要的优点，因为他可以直接看见正在走向的地方、存在污染严重的地方。

另一个应用可以借助超声波和相应的空间分辨的测量仪器来用于表征目标的硬度或者使飞行的或悬浮的目标突出可见，例如用于科学用途。

把图像数据也存储起来的可选的可能性能实现并简化经典的工作方式，在该工作方式中建立带有来自测量仪器(1)的测量数据的图片的报告；这种做法不应该被用所描述的方法代替，而是只应被改善。为文献资料目的，特别是用数据处理单元(2)存储测量数据是有用的。

第二设计方案：在第一设计方案中可以附加地规定，附加地还引入一个用于对人眼可见的波长范围的摄影机单元(4)或摄影机装置(4)，该摄影机单元或摄影机装置采集立体角范围R4，该立体角范围有利地与由显示单元(3)或显示器单元(3)所照亮的整个立体角范围R3或者也仅仅其中的一部分区域尽可能准确地一致，并将该立体角范围的图像信号传输到转换和数据处理单元(2)上，在那里该图像信号被以这样的方式用来修改和改善通过显示单元(3)或显示仪器的显示，即，自动考虑和补偿所观察的目标的颜色特性和亮度特性，其中，补偿例如可以在于，较暗的目标被用与较亮的目标相比更高的光强度照射，从而使待可视化的测量的特性对于用户变得尽可能均匀地可见，而又不被在可见区域内的光学特性过强地影响；摄影机单元(4)有利地在空间上尽可能靠近地处于测量单元(1)或测量仪器(1)和显示单元(3)旁；摄影机的信号要么可以连续地用于持续的修正，要么可以以适当的时间间隔内，或者当观察不同的立体角范围时分别进行拍摄，而显示单元(3)或者显示器单元(3)短时间地不投射光或完全投射白光，以便这样采集所观察的目标的颜色特性和亮度特性以及照明情况。

第二设计方案提供下列附加的优点：当人们在按照本发明的方法的应用中设想下列情况：例如在应用热成像测量装置的情况下寻找在地板供暖管道中的泄漏；地板由在光谱的可见范围中的不同颜色的面砖组成时，在转换和数据处理单元(2)中使用摄影机单元(4)的信号的优点变得明显。由此，显示单元(3)的投影的通过反射可见的图像当然取决于相应面砖的颜色。如果这通过摄影机一同被采集，则转换和数据处理单元(2)例如可以自动地使用另一种类型的伪彩色显示，或者投影图像的亮度或颜色可以被自动地局部匹配，从而对用户可见的显示变得尽可能与所观察目标在光谱可见范围内的自然颜色无关。

第三设计方案：在一种按照第一或第二设计方案中可以附加地规定，所述测量单元(1)和所述显示单元(3)附加地装备有一个可选的显示器单元(5)用来显示测量结果，在该显示器单元上必要时还可以输出关于测量数据的附加信息或者关于系统状态的或关于系统配置以及关于用户交互作用的信息。

第三设计方案提供下列附加的优点：在非常不利的环境条件下，诸如在过高的环境亮度或者物体非常暗或呈黑色时，投影在该物体上不能良好地可见，或者在物体太远时，显示器单元(5)上的显示仍然总可以是有用的。显示器显示所测量的特性的伪彩色图像，而没有由于目标光学特性的修改。此外，显示器在调整时对于测量单元(1)的拍摄参数可能有好处。

第四设计方案：在一种按照第一至第三之一的设计方案中可以附加地规定，附加地还引入一个可选的用于可见波长范围的摄影机装置，利用该摄影机装置至少所观察的整个立体角范围R1或者只是其中的部分区域可以被记录，在以测量结果的伪彩色显示的投影照亮时看起来如何，其中，该摄影机的图像还可以有选择地和可选地也由处理单元(2)储存或者显示在显示单元(5)上、显示器(5)上，或者备选地直接由所述摄影机单元存储或者传输给其他仪器；所述摄影机单元有利地可以与第二设计方案中的摄影机单元(4)一样，或者它还可以是附加的和独立的仪器。

第四设计方案提供下列附加的优点：通过附加地应用可选的摄影机单元(4)可以扩展和充实所述文献资料。绝对可以值得企望的和有利的是，尽可能准确地以这种形式同时也采集并且可选地也例如用转换和数据处理单元(2)保存采用本方法使之可见的内容。

特别地在采用本方法时例如利用热成像传感器(该传感器按照当今的现有技术与照相摄影机相比具有非常小的图像分辨率)可以比利用例如正常照相摄影机产生分辨率高很多的图像，该照相摄影机明显成本更有利。这是一种以成本很有利的方法大大提高测量仪器的空间分辨率的可能性。

特别地在这里所述的示例中在应用热成像测量仪器的情况下，这种提高图像分辨率的方法在许多情况下绝对是恰当的和允许的，因为热量倾向于力求热平衡并且分布，由此最初清晰的区别随着时间变得模糊；因此丢失少量细节或者没有丢失细节。

第五设计方案：在一种按照第一至第四之一的设计方案中可以附加地规定，显示单元(3)或者显示仪器(3)借助来自一个或多个激光源的激光束进行投影，并例如实施为激光投影机或激光投影仪，并以此由原理决定地不依赖于投影距离地在整个立体角范围R3内总是提供清晰的图像。

第五设计方案提供下列附加的优点：在显示单元(3)中应用基于激光的方法有巨大的优点，即，特别是在非正交投影时或者投影到曲面上时或者同时投影到多个同时检查和测量的并离显示单元(3)具有不同距离的物体上时，人们到处都同时获得清晰的投影图像。另外简化了显示单元(3)，因为为了聚焦图像，既不需要光学系统、又不需要机械系统。该方法原则上可以在非常大的距离上应用，因为它发出强激光，其中当然必须注意相应的安全规程。

第六设计方案：在一种按照第一至第五之一的设计方案中可以附加地规定，该显示单元(3)或显示仪器(3)实施为投影仪或者投影机。

第六设计方案提供下列附加的优点：投影机或投影仪也可提供非常高的光强度，这允许利用这样的仪器作为显示单元(3)即使在较强的存在的环境光下或从较大距离也可应用本方法，因为投影的图像更亮并因此更清晰可见。另外，从符合发展趋势地更大的距离处应用是可能的，而不会像在使用激光时受安全规程限制。

第七设计方案：在一种按照第一至第六之一的设计方案中可以附加地规定，所述测量单元(1)或者所述测量仪器(1)是一个热成像摄影机，该热成像摄影机对电磁波谱的远红外范围中的、波长例如在约8至12μm范围内的射线敏感。

第七设计方案提供下列附加的优点：因为热辐射对人眼不是直接可见的，所以热成像摄影机是一种按照本发明优选的测量仪器，用于可视化的本方法适合于该测量仪器。一种优选的应用例如是在隐藏的管道中寻找泄漏或者在设备或建筑物上寻找缺陷。

另一种可能性是用热成像信息成本有利地建立高分辨的图像，当例如热成像图像被投影到整个建筑物或到其中一部分上并用商业上常见的摄影机再次拍摄时；目前热成像摄影机比常规的数码摄影机价格昂贵多倍，而热成像测量仪器仅具有其像素分辨率的一小部分。

典型地在热成像测量中这种提高图像分辨率的方式在许多情况下绝对是恰当的和允许的，因为热量倾向于力求热平衡并且分布，由此最初清晰的区别随着时间变得模糊；因此丢失热特性的少量细节或者没有丢失热特性的细节，但大大获得了分辨率，其中，该图像当然同时地与正常的可见图像结合。

第八设计方案：在一种按照第一至第七之一的设计方案中可以附加地规定，测量单元(1)或者测量仪器(1)由无线电波、微波、太拉赫射线、放射性射线、X射线或由声波拍摄图像，并在必要时可选地使用射线源(6)用于以适当波长范围的电磁射线照射至少立体角范围R1，或使用带有适当频率的声波的发送器，以便能够向测量仪器(1)提供足够强的(反射)信号。

第八设计方案提供下列附加的优点：电磁频谱的其他范围以及自然声波或(放射性)粒子射线是对人眼不直接可见的，并因此这些射线也适合于用按照本发明的方法可视化，只要有一个适当的测量单元(1)或适当的测量仪器(1)，利用该测量单元或测量仪器可以拍摄空间分辨的图像。

若目标不发出射线，或者来自于其他源的射线在测量单元(1)上产生不足够强的信号，适合的是，以适当的射线源(6)来照射待检查的目标并在测量仪器上确保足够强的信号。

可以设想的一个有利的应用是放射性的可视化(以有空间分辨的测量仪器为前提)，这对于例如在局部污染的区域内活动的人来说是一个也许极其重要的优点。自然同样有利的是，人们在移动期间可以实际地注意环境，并不注意测量仪器的显示。

另一个应用可以借助超声波和相应的空间分辨的测量仪器用于表征目标的硬度或者使飞行的或悬浮的目标突出可见，例如用于科学用途。

第九设计方案：在一种按照第一至第八之一的设计方案中可以附加地规定，所述测量单元(1)或者测量仪器(1)是摄影机，该摄影机的传感器记录波长小于400nm的紫外射线或者波长大于约700nm的近红外范围内的射线，并且可选地采用射线源(6)用来以适当波长范围的电磁射线照射至少立体角范围R1，以便使测量单元(1)或测量仪器(1)能够获得足够强的(反射)信号。

第九设计方案提供下列附加的优点：因为紫外射线是对人眼不直接可见的，所以适合于该光谱范围的摄影机是按照本发明优选的测量单元(1)，这适合于用来可视化的本方法。

同样近红外射线是对人眼不直接可见的，并且因此一个适合于该光谱范围的摄影机是按照本发明优选的测量单元(1)，这适合于用来可视化的本方法。

如果来自环境的在紫外线范围或近红外范围中的射线不足以利用所述测量单元(1)采集出良好的图像，则适合的是，以一个适当的人造射线源(6)确保足够的照明和因此足够的反射信号，这由测量单元(1)能够采集。

第十设计方案：在一种按照第一至第九之一的设计方案中可以附加地规定，所述测量单元(1)、显示单元(3)、射线源(6)、转换和数据处理单元(2)，摄影机单元(4)和显示器单元(5)以任意的组合实施为单独仪器或者部分组合地实施到一个共同的壳体中，其中，各仪器分别配备有适当的用来相互传输信号的装置，从而可以发送或接收各自重要的数据；各仪器有利地在机械方面这样设计，使得人们可以至少把单元或仪器(1)、(3)和可选地还有(4)在空间上布置得尽可能彼此接近，并且立体角范围R1和R3和必要时R4可以良好地一致；特别有利的可以是，把转换和数据处理单元(2)与显示单元(3)一起组合在测量装置(8)的一个共同的壳体中，这然后可以与不同的测量单元(1)或测量仪器(1)组合。

在此有利的是，以一种在一个壳体里的实施方式可以特别良好地保证在空间上的接近。另外，通过该构造可以保证立体角范围R1和R3和必要时还有R4之间良好的一致。此外，这样一种实施方式特别易于操作。

壳体部分分开的一种实施方式允许例如把显示单元(3)同通常是相对昂贵的资本物的不同测量仪器简单地组合。这时，各个仪器可以模块化地组装并且各部分可以用于不同的用途。可能地在仪器上的维修可更简单地或更成本有利地进行。例如可以设想，显示单元(3)以及转换和数据处理单元(2)或者传输和转换单元(2)不仅可以与热成像测量仪器、而且可以与用于紫外光的摄影机一起使用。

一个优选的实施例是测量装置8作为集成的仪器用来执行本方法，如图1和2中所示，它可以看起来与在图3和4中示意性所示出的类似。测量装置8具有一个测量单元1例如热成像摄影机、一个显示单元3例如基于激光的投影仪、一个可视的用来在可见范围内补偿可视的目标特性的摄影机单元4以及最后对于通过相应的修正把测量数据转换成伪彩色图像所必需的转换和数据处理单元2，该转换和数据处理单元例如可以以可编程电子电路的形式在壳体内部实现。在朝向用户的背面上有一个作为显示器的显示器单元5用来直接显示测量结果以及可能的附加信息和用来与用户交互；适宜地还设有合适的开关元件。仪器、即测量装置8具有可与商业上常见的数码摄影机可相比拟的尺寸，从而用户可以容易地手持和移动。理想地，为使移动的使用成为可能，该仪器具有例如用电池的供电装置并且测量数据的储存可以例如在基于闪存的储存卡上实现。

附图用于示例并示意性地阐明按照本发明的方法。未示出机械设备，该机械设备使装置的元件在空间上彼此固定和定向，这是有用的，但是对于本方法并不是主要的；这可以例如通过适当的壳体或者还有支架来实现。用于与用户交互的开关和操作元件以及不同元件的所必要的供能装置同样没有示出，因为这对于本方法并不是主要的。标记元件以及立体角的附图标记贯穿所有附图，使得例如测量单元总用数字1标记。

图1示出用于执行按照本发明的方法的测量装置8的重要元件的俯视图。在这里示例性地这样示出具有一传感器单元的测量单元1，即，带有表示出的物镜9的传感器的视向或者传感器开孔的视向指向上方。所观察的立体角在该二维俯视图中是角度范围R1。测量单元1的传感单元的测量数据通过适当的传输连接而到达转换和数据处理单元2的一中间接入的元件，该中间接入的元件能实现在数据技术上处理测量数据并能实现转换为伪彩色图像。该伪彩色图像进一步传输到显示单元3上，该显示单元处于测量单元1旁边并同样指向上方，并以此照亮立体角范围R3，其中，R1大致地或准确地等于R3。立体角范围R1和R3在一个共同的立体角范围R2中搭接。另外可以看出一个(不希望的)视差，这是由测量单元1的传感器单元和显示单元3彼此处于有限的距离内而引起的。1和3的物镜9、10越接近，视差变得越小。

图2附加地示出扩展可能性，正如这些扩展可能性在其他权利要求中有所描述。各个元件为进行数据交换11而彼此连接，这通过线条表示。详细地说，这些是：一个作为可视摄影机的摄影机单元4，该摄影机采集立体角范围R4，其中R4有利地等于或大致等于R3和/或R1；一个显示器单元5，其带有一个用来附加地或者备选地显示测量结果以及用来与用户交互以便操作和辅助各种调整的显示器；一个带有存储介质7的用来处理数据的扩展的装置，特别是用来以易失的或非易失的方式例如存储在商业上常见的带有闪存的存储卡上，或用来例如通过无线网络连接传输到其他用于数据处理的仪器上；一个射线源6，必要时可以利用该射线源以适当频谱范围的射线15照射或照亮所观察的目标，以便能为测量单元1的传感器实现足够好的(反射的)信号。

图3示出一个具体壳体形式的一个可能的示例，其中选择了借鉴商业上常见的数码摄影机的结构方式。可以看见安置在壳体13内的测量装置8的前侧17，该测量装置的前侧带有以下三个重要的元件：用于测量单元1的传感器的物镜9或开孔；用于例如基于激光的显示单元3的开孔或物镜10，该开孔或物镜作为矩形示出，以便表示不需要透镜系统；以及摄影机单元4的可视摄影机，利用该摄影机根据基底、例如按照上述有利的第一设计方案连同上述有利的第二设计方案对投影的颜色或亮度进行修正。为了与图4相比更便于空间定向，在图3中在上侧14上示出一个示例性的操作元件12(示例地作为开关示出)，该操作元件在图4中也再次可以找到。

在壳体13上、特别是在上侧14上，仍旧可以布置另外的以从数码摄影机已知的方式构成的指示单元，用来支持操作和/或显示测量装置8的工作状态。

图4示出图3的示例性具体实施形式的背侧18。表示出显示器单元5的显示器以及传感器1和显示单元3的示出的立体角范围R1和R3，它们由于空间上接近是相对小的；为视图画得更清晰些，没有画出可视摄影机单元4的立体角范围R4。图3中示例性的操作元件12(例如开关)可再次看到，并应使空间定向与图3的视图相比简化。

总而言之，以本发明可以如下地实施。

1.用来可视化的方法

2.1目标有对人眼不可见的特性，但是这些特征被可空间分辨地测量、而且至今典型地在显示器上示出。该方法应能实现更好地、更直接地使该特性可视化。

2.2用测量单元1或测量仪器1对一种特性、例如表面温度以空间分辨的方式进行测量，将其转换为伪彩色图像，然后该伪彩色图像传输到显示单元3上并投影到所观察的目标上，并因此直接在目标上被可视化。

2.3在犯罪现场寻找痕迹的犯罪学技术人员例如这样使用用来执行本方法的带有紫外线摄影机的仪器作为测量仪器，即，他像用“魔法手电筒”那样搜查犯罪现场，其中他不必看小的显示器，而是可以直接集中精力到待检查的区域上，在该区域上借助投影可视地突出在其他情况下不可见的痕迹。

在带有测量单元1的测量装置8中提出，把用测量单元1从目标16采集的空间分辨的测量结果转换为伪彩色图像，并用显示单元3把伪彩色图像反射或投影到目标16上。

Claims (17)

1.用来使空间分辨的测量结果可视化的方法，其中，用测量单元(1)从目标(16)建立空间分辨的测量结果，并从该空间分辨的测量结果获得伪彩色图像，其特征在于，用显示单元(3)把所述伪彩色图像投影到目标(16)上。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，持续地或反复地更新所述伪彩色图像。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述投影与更新的空间分辨的测量结果的建立同时进行。

4.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，为了建立空间分辨的测量结果，采集并且评价目标(16)的不是直接对人眼可见的物理特性、特别是辐射的电磁波场和/或声波场和/或电离波场。

5.按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，将伪彩色图像的下述图像区域投影到相应的目标区域上，这些图像区域经由空间分辨的测量结果分别配设于目标(16)的一个目标区域。

6.按照权利要求1至5之一项所述的方法，其特征在于，利用所述显示单元(3)将附加的信息投影在目标(16)上。

7.按照权利要求1至6之一项所述的方法，其特征在于，对于伪彩色图像使用颜色编码和/或亮度编码，该颜色编码和/或亮度编码考虑目标(16)的颜色特性和/或亮度特性。

8.按照权利要求1至7之一项的方法，其特征在于，附加地在可见波长范围内拍摄目标(16)的图像。

9.按照权利要求1至8之一项所述的方法，其特征在于，为了采集颜色特性和/或亮度特性，优选利用显示单元(3)均匀地照亮目标。

10.按照权利要求1至9之一项所述的方法，其特征在于，使用射线源(6)来激活目标(16)的不是直接对人眼可见的特性。

11.按照权利要求1至10之一项所述的方法，其特征在于，投影借助激光束进行。

12.测量装置(8)，包括：测量单元(1)，该测量单元设立用来在第一立体角范围(R1)内采集空间分辨的测量结果；转换和数据处理单元(2)，该转换和数据处理单元设立用来从空间分辨的测量结果获得伪彩色图像；和用来输出伪彩色图像的显示单元(3)，其特征在于，所述显示单元(3)设立用来将伪彩色图像投影到第二立体角范围(R3)中，该第二角度范围(R3)与第一立体角范围(R1)搭接或一致。

13.按照权利要求12所述的测量装置(8)，其特征在于，构成有摄影机单元(4)用来在可见波长范围内拍摄。

14.按照权利要求12或13所述的测量装置(8)，其特征在于，所述测量单元(1)和所述显示单元(3)，特别是以第一立体角范围(R1)和第二立体角范围(R3)，相对彼此这样地定向或可定向，使得视差最小化。

15.按照权利要求12至14之一项所述的测量装置(8)，其特征在于，所述显示单元(3)具有投影仪或投影机、特别是激光投影仪或者激光投影机。

16.按照权利要求12至15之一项所述的测量装置(8)，其特征在于，设有射线源(6)，该射线源设立用来激活被照射的目标(16)的物理特性，其中，测量单元(1)对该物理特性敏感。

17.按照权利要求12至16之一项所述的测量装置(8)，其特征在于，所述测量单元(1)、所述显示单元(3)、射线源(6)、所述转换和数据处理单元(2)、摄影机单元(4)和/或显示器单元(5)布置在一个共同的壳体(13)内，特别是作为手持式仪器。

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