CN112752948B - 用于确定玻璃板，尤其是挡风玻璃板的曲率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种用于使用在横向方向(2)上具有不同位置的至少三个三角测量传感器(3、17、18)来确定至少一个玻璃板(7、8、9)的曲率的方法，包括内部三角测量传感器(17)和在内部三角测量传感器(17)外侧沿横向方向(2)布置的至少两个外部三角测量传感器(18)，其中外部三角测量传感器(18)记录在横向方向(2)上的至少两个位置的位置数据。例如，这可以通过在横向方向(2)上移动外部三角测量传感器(18)或通过增加外部三角测量传感器(18)的数量、或者通过布置同时记录横向方向(2)上多个位置的数据的三角测量传感器(17、18)来实现。

Description

用于确定玻璃板，尤其是挡风玻璃板的曲率的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定玻璃板的曲率的方法、一种用于确定挡风玻璃的曲率的方法以及一种通过前述方法之一监控挡风玻璃的生产过程的方法。

背景领域

玻璃板，特别是挡风玻璃，在工业上例如通过重力驱动的模制方法制造，在该方法中，将相应的坯件加热并且在加热时将其置于重力下的模具中，或者通过以下方法制造：通过压制方法形成一个或多个加热的坯件。特别地，挡风玻璃除了其最初的保护机动车辆的乘客免受逆风的功能之外，还越来越多地用于其他功能。例如，已知使用平视显示器，其中信息被投影到挡风玻璃中，并且驾驶员可以通过相应的反射来看到。挡风玻璃也用于固定传感器，特别是摄像机。这导致对光的透射或反射的光学质量要求很高。除了玻璃的均等性之外，特别是在封装等方面，挡风玻璃的形状对于满足这些高要求尤其重要。因此，确定挡风玻璃的曲率变得越来越重要。为此，从现有技术中已知使用被设计为点传感器的三个三角测量传感器来记录沿着挡风玻璃的三条线上的曲率数据。术语“点传感器”应理解为原则上记录来自挡风玻璃上的点的数据。挡风玻璃上一条线的数据是通过点传感器和挡风玻璃之间的相对运动记录的。原则上，三角测量传感器通过校准(例如通过三角测量传感器相对于挡风玻璃所在平面的位置)确定距离，该距离提供位置数据曲线，根据该位置数据曲线可以确定该区域中挡风玻璃的曲率。

由于对挡风玻璃曲率精度的要求不断提高，因此以这种方式获得的数据不再满足特定要求。因此，基于现有技术中已知的缺点，本发明解决的问题是提供一种用于确定玻璃板的曲率的改进方法。

该问题通过独立权利要求的特征解决。从属权利要求涉及有利的扩展。应当注意，在从属权利要求中单独列出的特征可以以任何技术上有意义的方式彼此组合，并且限定了本发明的其他实施例。另外，在说明书中更详细地描述和解释了权利要求中指定的特征，从而示出了本发明的其他优选实施例。

发明内容

根据本发明的用于确定至少一个玻璃板的曲率的方法，其中，所述至少一个玻璃板和传感器设备可以在移动方向上相对于彼此移动，并且所述传感器设备具有至少三个三角测量传感器，每个传感器具有将光发射到所述至少一个玻璃板上的发光单元，并具有检测由所述至少一个玻璃板散射的光的光检测单元，以使得所述三角测量传感器记录来自在所述移动方向上覆盖所述至少一个玻璃板的至少一个玻璃板的位置数据，所述三角测量传感器在横向于所述移动方向的横向方向上具有不同的位置，其中内部三角测量传感器和设置在所述横向方向上位于所述内部三角测量传感器外侧的至少两个外部三角测量传感器，其中所述外部三角测量传感器在所述横向方向上从至少两个位置记录位置数据。

根据本发明的方法特别是在被称为单件(singlet)的单个玻璃板上使用，但也在多个玻璃板(例如一个玻璃板位于另一个玻璃板内部)上使用。特别地，两个彼此叠置的玻璃板被称为双件(doublet)。特别地，挡风玻璃通常由彼此连接的多个玻璃板制成。作为生产过程的一部分，这种玻璃板通常被粉末层分开，但是被模制在一起，然后经受进一步的生产过程，在该过程中它们彼此连接。还存在所谓的层压式挡风玻璃，其中两个或多个单件彼此连接。

原则上，在所述玻璃板连接之前或连接期间，在两个玻璃板之间形成在玻璃板之间的或玻璃板之一上的薄膜，以形成挡风玻璃。一方面，这导致玻璃板的分隔，另一方面，可以以这种方式实现诸如碎片保护的其他功能。

三角测量传感器被理解为是基于激光的距离传感器，其以无接触且高精度地测量到参考的距离。发光单元，即激光源，将激光束投射到测量对象上，并且散射光由光接收单元以倾斜的视角成像，光接收单元通常包含相应设计的光敏芯片，例如CCD芯片。通过相应地评估所获得的测量信号，获得位置数据，该位置数据精确地表示散射界面或散射物体与参考之间的距离。如果评估了特定的界面，也可以测量厚度。因此，将相应的厚度确定为两个距离之间的差。

该测量提供位置数据，该位置数据允许在相应的三角测量传感器的横向方向位置处确定玻璃板的曲率。因此，对于三角测量传感器的每个位置(在横向方向上)，都获得了一个数据集，该数据集以二维方式表示特定界面和沿移动方向的位置之间的距离。这样，可以在横向方向的位置处确定玻璃板在移动方向上的轮廓。

根据本发明，外部三角测量传感器的每个在横向方向上从至少两个位置记录位置数据。结果，与现有技术中已知的方法相比，玻璃板因此可以被更精确地测量。这可以以简单的方式实现。例如，至少外部三角测量传感器可以在横向方向上移动，例如位置数据可以在横向方向上的三个特定位置处记录，有利地是在玻璃板沿移动方向上的整个长度上，因此至少外部三角测量传感器(或整个传感器设备)在横向方向上移动，然后在纵向方向上重新记录位置数据。可选地或附加地，可以设置一个以上的三角测量传感器，例如两个或三个，而不是一个外部的三角测量传感器。可选地或附加地，至少一个三角测量传感器可以被设计为线传感器，该线传感器记录在横向方向上特定长度上的数据。

优选的实施例包括被构造为点传感器的内部三角测量传感器和分别被构造为点传感器的两个或三个外部三角测量传感器。同样优选的实施例包括被构造为点传感器或线传感器的内部三角测量传感器和被构造为线传感器的外部三角测量传感器。

以下三角测量传感器中的至少一个：

a)内部三角测量传感器；和

b)至少一个外部三角测量传感器

优选地，仅从横向方向上的一个位置记录位置数据。

在这种情况下，内部三角测量传感器和/或至少一个外部三角测量传感器因此被设计为点传感器。如参考附图所示，这样的点传感器记录二维数据集作为测量信号，从该二维数据集可以确定一个或多个界面的(一个或多个)对应位置。

这种配置尤其允许以简单的方式对通常已经具有一个或多个点传感器的现有系统进行改装。

根据有利的实施例，该方法还包括以下步骤：

i)建立三角测量传感器在横向方向上的第一位置；

ii)传感器设备与玻璃板之间在移动方向上的相对运动，在此期间，三角测量传感器记录位置数据；

iii)在至少外部三角测量传感器的横向方向上设置与第一位置不同的第二位置；

iv)传感器设备与玻璃板之间在移动方向上的相对运动，在此期间，至少外部三角测量传感器记录位置数据。

特别地，根据步骤ii)和iv)的相对运动是在移动方向上的来回运动。因此，借助于相应的三角测量传感器在相对运动之间沿横向方向运动，可以利用单个三角测量传感器通过在运动方向上的两个相对运动在横向方向上记录两个位置的两个位置数据集。以此方式，在相同数量的三角测量传感器的情况下，确定曲率的在横向方向上的位置的数量可以加倍。

在这种情况下，通常优选的是，在记录位置数据的同时，至少一个外部三角测量传感器至少在横向方向上间歇地移动。

因此，可以在要测量的玻璃板上导航复杂的路径，因此可以在一种测量中测量玻璃板的精确定义区域的曲率。

根据有利的实施例，在内部三角测量传感器的一侧上设置两个或更多个外部三角测量传感器。这允许外部三角测量传感器在横向方向上的多个位置处并行记录位置数据。

根据有利的实施例，以下三角测量传感器中的至少一个：

a)内部三角测量传感器；和

b)至少一个外部三角测量传感器

在横向方向上从多个位置同时记录位置数据。

这尤其可以通过将相应的传感器设计为所谓的线传感器来实现，该线传感器同时记录测量对象的一条线上的数据。这产生了来自散射的三维测量信号，从中可以读取(一个或多个)相应界面的位置。

在这种情况下，特别优选的是以下三角测量传感器中的至少一个：

a)内部三角测量传感器；和

b)至少一个外部三角测量传感器

被设计为线传感器，其发光单元沿垂直于移动方向的线发光。

因此，相应的三角测量传感器在横向方向上从多个位置同时记录数据。优选地，可以从这些数据中提取位置数据，并且由此提取玻璃板在横向方向上的特定位置的曲率，使得相应的视图可以被限于玻璃板的特别相关的区域。

此外，提出了一种用于确定挡风玻璃的曲率的方法，在模制过程之后，对挡风玻璃的至少一个元件进行根据本发明的方法。

这尤其意味着，在由多个玻璃板构成的挡风玻璃的情况下，测量单个玻璃板，或者同时测量制造挡风玻璃的多个或甚至所有玻璃板。在这种情况下，三角测量传感器从存在的每个界面提供测量数据，即特别是存在的各个界面的位置数据集，可以相应地对其进行查看和评估。

所描述的方法尤其是在玻璃板的模制过程之后立即使用，但是可选地或附加地，还可以在生产过程的其他时间/地点监控至少一个玻璃板(尤其是挡风玻璃)的曲率。

在这种情况下，提出了一种用于监控挡风玻璃的生产过程的方法，其中，根据本发明的方法，至少在两个时间点确定挡风玻璃的至少一个元件的曲率，以及曲率数据。存储所获得的曲率数据并将曲率数据相互关联以便监控生产过程。

“关联性”尤其也应理解为与规范数据集的比较和/或数据集之间的变化的比较。在本文中，“元件”尤其应理解为尤其生产挡风玻璃的玻璃板，或作为生产过程的一部分而结合在一起以形成挡风玻璃的所有玻璃板。曲率数据的这种关联性使得在挡风玻璃的制造中识别不期望的发展变得容易，因为影响元件曲率的变化或故障可以被立即检测到。例如，可以在生产设施中立即发现损坏。

附图说明

将参考附图更详细地解释本发明和技术环境。应该注意的是，本发明不应限于所示的实施例。特别地，除非另有明确说明，否则还可以从附图中解释的事实中提取部分方面，并将它们与其他组件和/或来自其他附图和/或本说明书的见解组合。在附图中，以示意图形式显示：

图1是用于确定至少一个玻璃板的曲率的传感器设备的示例；

图2是对测量原理的解释；

图3至图5是用于测量至少一个玻璃板的曲率的过程的示例；和

图6是具有用于测量至少一个玻璃板的曲率的相应过程的传感器设备的另一示例。

具体实施方式

下面描述用于测量至少一个玻璃板的曲率的多种测量方法。在此，相同的元件具有相同的附图标记。

图1示意性地示出了用于确定至少一个玻璃板的曲率的传感器设备1的示例。设备1具有测量臂20，传感器支架21安装在测量臂20上，该传感器支架21可在横向方向2上移动。参照图2，其更详细地描述了至少一个三角测量传感器容纳在每个传感器支架21中或每个传感器支架21上方。在相关的传感器支架21中的三角测量传感器将激光束6发射到表面上，该激光束6到测量臂20和/或到限定的参考平面的距离将被确定。

图2示意性地示出了三角测量传感器3，其包括发光单元4和光检测单元5。发光单元4在待测表面的方向上发射激光束6。激光束6被引导到挡风玻璃7上，该挡风玻璃7由第一玻璃板8和第二玻璃板9组成。光束被散射并且作为散射光束10在记录了测量信号11的光检测单元5的方向上散射，如示例所示。测量信号11具有多个峰值，这些峰值尤其源自各个玻璃板8、9的界面处的信号。激光束6首先通过环境空气和第一玻璃板8之间的第一界面12、然后通过第一玻璃板8和第二玻璃板9之间的第二界面13、以及第二玻璃板9和环境空气之间的第三界面14。光的散射在具有不同峰值的测量信号11中产生可以与各个界面相关联的光谱。这使得可以确定界面12、13、14与校准参考平面之间的距离(例如由测量臂20估量)以及测量臂20与玻璃板8、9之间的相对运动的移动方向15的矢量。知道在激光束6入射在界面12、13、14上的位置处的界面12、13、14和参考平面之间的距离以及这些距离彼此之间的关联性，可以确定第一玻璃板8和第二玻璃板9的厚度。

再次参考图1，现在将描述如何将图1的传感器设备1相应地用于确定挡风玻璃7的曲率。为此目的，通过相对于挡风玻璃7移动传感器设备1和/或相对于传感器设备1移动挡风玻璃7，在测量臂20与挡风玻璃7之间沿移动方向15引起相对运动。内部三角测量传感器15通常与挡风玻璃7的中心轴16对准。结果，内部三角测量传感器17记录来自挡风玻璃7的中心轴16的位置数据。

此外，提供了两个外部三角测量传感器18，与内部三角传感器17相比，它们位于外侧，即，在内部三角测量传感器17的外侧在测量臂20上设置有两个外部三角测量传感器18，使得内部三角测量传感器17在两个外部三角测量传感器18之间。外部三角测量传感器18可以记录来自挡风玻璃7的中心轴16之外的区域的位置数据，例如来自安装挡风玻璃7之后的驾驶员或前排乘客视野中的区域的位置数据。特别是在其中挡风玻璃7的尽可能精确的轮廓越来越重要的情况下，相应的测量方法是不适当的，因为挡风玻璃7的越来越多的区域被功能化，例如，对于将信息投射到挡风玻璃7中以便驾驶员看到挡风玻璃7中的信息反射的平视显示器，或者通过提供传感器等。

因此，现在将参照图3描述另一种测量方法。仅讨论与上述方法的差异；另外，参考上面的陈述。在此，测量臂20同样具有三个传感器支架21，但是相应的外部传感器支架21分别具有两个外部三角测量传感器18。这增加了由相应的三角测量传感器发射的激光束6的数量。结果，通过挡风玻璃7和测量臂20之间的单个相对运动，可以记录来自多个测量路径的位置数据，即，在横向方向2上的多个位置处的位置数据，因此，可以以简单的方式改进曲率测量的质量。

图4示出了测量方法的另一示例，其中与结合图3公开的方法相比，在每个传感器支架21上设置了三个外部三角测量传感器18。结果，在外部三角测量传感器18的区域中记录的位置数据是图1示例中记录的位置数据的三倍。

图5显示了图4的过程示例的替代过程，但是，也可以将其与图2到3的过程组合使用。仅讨论与上述方法的差异；另外，参考上面的陈述。在此，与上述过程相比，改变了挡风玻璃7与测量臂20之间的相对运动，因为首先在移动方向15上存在第一相对运动，然后在横向于移动方向15的横向方向2上存在相对运动，然后是与移动方向15相反的第三相对运动。至少在第一和第三相对运动期间，相应的三角测量传感器17、18记录位置数据。因此，挡风玻璃7和测量臂20相对于彼此来回移动。这可以通过相应地移动挡风玻璃7和/或通过相应地移动测量臂20来实现。与根据图2至图4的过程相比，这种过程使记录的数据量增加了一倍，特别是记录的轨迹19的数量，即在横向方向2上特定位置处的位置数据以简单的方式增加了一倍。

使用这里描述的过程，尤其可以更精确地测量区域，该区域在以后的操作中例如用作平视显示器的投影表面。挡风玻璃7的精确限定的曲率在此特别重要，因为挡风玻璃7的曲率及其在该区域中的精度允许在平视显示器中看到的数据尽可能清晰地显示，并且异常容易引起挡风玻璃7不能使用。

图6示出了一个示例，其中三个线传感器被设计为测量臂20上的三角测量传感器17、18。这些线传感器记录来自一条线的数据，而不是来自单个点的数据。这种处理使得可以从三角测量传感器17、18获得的数据中选择要测量曲率的各个轨迹19(在此仅以示例的方式示出)。然后从由相应的三角测量传感器17、18整体获得的位置数据中提取相应的位置数据。原则上，三角测量传感器17、18可以被设计为使得它们在横向方向2上完全捕获挡风玻璃7。

附图标记列表

1.传感器设备

2.横向方向

3.三角测量传感器

4.发光单元

5.光检测单元

6.激光束

7.挡风玻璃

8.第一玻璃板

9.第二玻璃板

10.光束

11.测量信号

12.第一界面

13.第二界面

14.第三界面

15.移动方向

16.中心轴

17.内部三角测量传感器

18.外部三角测量传感器

19.轨迹

20.测量臂

21.传感器支架

Claims (9)

1.一种确定至少一个玻璃板（7、8、9）的曲率的方法，其特征在于，

其中所述至少一个玻璃板（7、8、9）和传感器设备（1）可沿移动方向（15）相对于彼此运动，并且所述传感器设备（1）具有至少三个三角测量传感器，每个三角测量传感器均具有将光发射到所述至少一个玻璃板（7、8、9）上的发光单元（4），并具有检测由所述至少一个玻璃板（7、8、9）散射的光的光检测单元（5），使得所述三角测量传感器记录来自在所述移动方向（15）上覆盖所述至少一个玻璃板（7、8、9）的位置数据，

其中，所述三角测量传感器在横向于所述移动方向（15）的横向方向（2）上具有不同的位置，包括：内部三角测量传感器（17）和在所述横向方向（2）上位于所述内部三角测量传感器（17）外侧的至少两个外部三角测量传感器（18），所述外部三角测量传感器（18）在所述横向方向（2）上从至少两个位置记录位置数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部三角测量传感器（17）在所述横向方向（2）上仅从一个位置记录位置数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立所述三角测量传感器在所述横向方向（2）上的第一位置；

所述传感器设备（1）和所述玻璃板（7、8、9）在所述移动方向（15）上相对运动，在此期间，所述三角测量传感器记录位置数据；

在至少所述外部三角测量传感器（18）的所述横向方向（2）上设置与所述第一位置不同的第二位置；

所述传感器设备（1）和所述玻璃板（7、8、9）之间在所述移动方向（15）上相对运动，在此期间，至少所述外部三角测量传感器（18）记录位置数据。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在记录位置数据的同时，至少一个所述外部三角测量传感器（18）至少在所述横向方向（2）上间歇地移动。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，两个或更多个外部三角测量传感器（18）在所述内部三角测量传感器（17）的一侧上。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以下三角测量传感器中的至少一个：

a）所述内部三角测量传感器（17）；和

b）至少一个所述外部三角测量传感器（18）

在所述横向方向（2）上从多个位置同时记录位置数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以下三角测量传感器中的至少一个：

所述内部三角测量传感器（17）;和

至少一个所述外部三角测量传感器（18）

被设计为线传感器，其所述发光单元（4）沿垂直于所述移动方向（15）线发光。

8.一种用于确定挡风玻璃的曲率的方法，其特征在于，在模制过程之后，对挡风玻璃的至少一个玻璃板（7、8、9）进行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种用于监控挡风玻璃的生产过程的方法，其特征在于，根据权利要求1-7中任一项所述的方法，至少在两个时间点确定挡风玻璃的至少一个玻璃板（7、8、9）的曲率，所获得的曲率数据被存储，并且所述曲率数据被彼此关联，以监控所述生产过程。

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