CN1542426A - 用于物体的外形和/或变形测定尤其是干涉测定的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明用于物体的外形测定和/或变形测定,尤其是轮胎或者复合材料的结构部件。物体由光线照射,尤其是结构光,由辐射源发射且尤其包括相干光或部分相干光,特别是激光。经物体反射的光线由带有一个影像传感器的摄像机获取。为了改善影像质量,用适合第一影像区域(13)的摄像机和/或辐射源的第一调节来拍摄第一图像。此外,用适合于第二影像区域(12)的摄像机和/或辐射源的第二调节来拍摄第二图像。将两张图像组合。

Description

用于物体的外形和/或变形测定 尤其是干涉测定的方法和设备
本发明涉及一种用于物体的外形测定和/或变形测定的方法,也涉及实施该类型方法的设备。本发明具体地涉及一个物体的干涉测定的方法。该物体尤其可以包括轮胎或复合材料的部件。
该轮胎可包括客车轮胎,卡车轮胎,飞机轮胎或其他运输工具的轮胎。该方法特别适合于检查未安装的轮胎,即没有安装在轮缘上的轮胎。
复合材料在许多技术领域中使用。它们由两种或者更多种彼此相连的单独材料组成。这样的合成物可以以橡胶-金属合成物、用碳化纤维加固的聚合体、泡沫聚合体、蜂窝结构和结构构件的形式来实现。合成物也用于半成品,例如导管、杆件和板。电子电路板通常由复合材料来实现。另外,复合材料用于飞机部件,尤其是机翼、翼瓣、着陆襟翼、机身、阻流板、尾翼、操纵面外壳、方向舵组合件、顶部隔舱的门和飞机内部。在汽车工业中,复合材料用于如能量吸收、引擎罩、车顶、车门、汽车仪表板、座椅框架和机动车辆车架。合成物也用于盛装汽油和液体的容器和箱子。另外,它们也用于体育用品,例如滑雪橇、滑雪板和自行车。
在该方法和设备中,该物体或物体表面由一个辐射源发射的光线照射。该光线可以由非结构光组成。非结构光尤其可用于摄影测量法中。在这种情况下,可以用在某一角度下拍摄物体或其表面图像的两个或多个摄像机来实现外形测定和/或变形测定。然而,也可以利用结构光。结构光用在例如莫尔图方法、格雷编码(反射码)方法或者三角测量方法中。在使用结构光线时,可以用一个摄像机观察该物体或其表面。然而,也可以用相干光线或部分相干光线,尤其是激光,来照射该物体或其表面。这种类型的光线尤其使实现干涉测定的方法成为可能。
物体反射的光线可以由散射光组成并且由一个摄像机来获取。该摄像机包含一个影像传感器,尤其是一个扁平形的传感器。CCD(电荷耦合器件)传感器尤其适合这个目的。
在根据本发明的方法中,借助于斑点图像或干涉图像,尤其借助剪切干涉方法、全息术方法、ESPI方法或白光干涉测量方法来确定物体的几何形状或变形。可以用CCD传感器或其他影像传感器实现这些方法,即通过一个时间或空间的相移来使用或不使用相图像评估。一个或多个辐射源尤其是激光光源可用来照射物体。然而,利用在白光干涉测量方法中使用的照射设备也是可能的,例如热量源或发光二极管。
当实行根据本发明的方法时,在物体的一个或多个不同的变形状态下拍摄一个或多个图像,从上述图像中随后形成一个平均值。尤其是通过使物体分别经受不同的环境压力,可获得物体的各种变形状态。
尤其对于没有安装在轮缘上的轮胎,这是可能并且有利的。轮胎可被引入一个低压室或一个高压室。在一个现有的或偏离的负压或正压下达到其中一种变形状态,在该压力下轮胎故障点中封闭的空气膨胀或收缩并产生轮胎局部变形,这些变形可随后进行测量和探测。
相同的方法也可用于测量其他物体。另外,提供由透明材料板组成并且依靠外围封条相对于物体密封的一个低压室或一个高压室是可能的。在物体和板之间的密封区域中,可以调节负压或者正压,使得空气包含物膨胀或压缩。这引起了在复合材料的这些故障点上相应变形的发生,并且可以通过板来观察这些变形。
然而,也可以通过使物体经受不同温度来实现物体不同的变形状态,例如,尤其是通过辐射所产生的热。这对由复合材料组成的部件是特别有利的。
差额变形和/或其梯度可从分别代表不同变形状态的不同的状态图像中计算出来。一个或多个光源和摄像机可以以一个组合件形式来实现,该组合件代表一个测量头。
从DE 199 44 314 A1中可知一个轮胎测试装置。这个装置包括一个待测试轮胎的定位装置和一个测试装置,尤其是一个激光测试装置。测试装置可包括几个测量头,尤其是激光测量头。
从DE 101 28 334中知道一个用于干涉测量斑点剪切干涉法来照明物体的方法。在该情况下,由一个或者多个各自相干的、扩展的或扁平的辐射源从多个照射方向以不同感光矢量同时照射物体表面。待检测物体部分的被照射的局部区域可彼此完全或者部分地交迭,以便实现均匀的照射。选择在待测的物体部件表面各个点上由照射源发射的光束的入射角,使得相对于局部表面法线的各自相应的理想反射角不直接引向传感器的影像平面,并且避免了直接的照射。
EP 1 061 332 A2公开了一种用于测试轮胎的电子剪切干涉法。为了实现剪切干涉图像的改进显示,不同的图像按预定的频率存储并且随后以一个连续系列的形式显示。这样,同时展示几个显示测试物体不同区域的图像序列是可能的。
US 4 707 594描述了一种用于测试轮胎的方法,其中未安装在轮缘上的轮胎被引入一个低压室。在该情形中通过全息术方法或剪切干涉方法对轮胎进行测试。轮胎经受突然的压力变化,使得其表面在相当长的时间内逐渐蠕变。在此期间拍摄一系列连续的图像。
DE 28 06 845 C2公开了一种用于实现物体干涉测量检测的方法,其中一个影像系统在照相介质上拍摄被检测物体在两种不同物体状态下的第一和第二图像,该物体用相干光照射。
当进行最初描述的方法时,检波器的动态性能不足够高以在暗色的和亮色的影像区域获得有意义的测量数值是可能发生的,尤其是当测量与暗色的和/或强烈反射表面的不配合的物体时。这种问题尤其发生在检测十分光亮的轮胎或复合材料时。
本发明建立在改善最初描述类型的方法和设备中的图像质量的目的上。
根据本发明,用带有权力要求1的特征的最初描述类型的方法实现该目的。用适合第一影像区域的第一调节来拍摄第一照片,用适合第二影像区域的第二调节来拍摄第二照片。随后将两张照片合并。调节可以在摄像机上进行,尤其是用影像传感器和/或透镜系统,特别是通过变化放大系数,光圈和/或快门速度和/或一个或多个其他摄像参数。作为另一种选择或者额外的措施,调节也可以在辐射源上实现,尤其是通过增加或减少辐射源的数量,通过改变一个(或多个)辐射源的发光强度,和/或改变由一个(或多个)辐射源发射的光线的方向,和/或通过变化一个或多个其它辐射源参数。
最好为各自影像区域进行优选调节。例如,为了获得一个最佳传感器输入信号,对于一个暗影像区域,调节一个高的放大系数数值。因此,对于一个强烈反射并且因此十分明亮的影像区域,可以选择一个低的放大系数数值,如果需要,连同一个额外缩短的曝光时间。
为了扩大影像传感器的动态性能,合并两张或更多的图像。这也使测量物体的过度感光的或者曝光不足的区域成为可能。可考虑使用不同的选项,以便以不同亮度在传感器上产生单独的图像。可以通过改变摄像机参数,尤其是传感器和/或透镜系统的参数,和/或通过改变辐射源的参数,实现在传感器上适应于各个影像区域的不同亮度。
如果需要,也可用由适应于相应影像区域的分别不同的调节拍摄的第三和/或额外图像来补充第一和第二图像。
这两张图像,和如果可实施的话,一张或者多张额外图像合并或组合,以填充整个影像区域。如果两张照片足够,第一图像可以覆盖整个区域的一部分,并且第二图像可以覆盖整个区域的剩余部分。
在附属的权利要求书里描述了有利的附加的改进。
图像合并可通过平均每个像素的信息来进行,最好基于质量标准来进行平均。质量标准可由可计算的对照图像构成。
另一个有利的额外改进,其特征在于:用第一调节和第二调节,和如果可实施的话,一个或者多个额外调节分别拍摄多个图像。可交替和/或连续拍摄这些图像。尤其可能用第一调节拍摄第一图像,第二调节拍摄第一图像,和如果可实施的话,用一个或者多个额外调节拍摄一张或者多张第一图像,并且随后用第一调节拍摄第二图像,用第二调节拍摄第二图像,和如果可实施的话,用一个或者多个额外调节拍摄一张或者多张第二图像。类似的,可能用第一调节和第二调节,和如果可实施的话,一个或者多个额外调节,来拍摄一张或者多张图像。
然而,也可能用第一调节拍摄第一和第二图像和如果可实施的话,一张或者多张额外图像,并且随后用第二调节拍摄第一和第二图像和如果可实施的话,一张或者多张额外图像。类似的,用一个或者多个额外调节拍摄额外的图像是可能的。
从用第一和/或第二和/或额外调节拍摄的一些或者所有图像中可以形成一个平均数值。
另一个有利的额外的改进,其特征在于:在物体的第一状态和随后在物体的第二状态中进行该方法,在第二状态中物体相对于第一状态产生变形。如果需要,也可以在物体的一个或者多个额外变形状态中进行该方法。
根据另一个有利的额外的改进,在物体不同状态中拍摄的图像之间形成差别。可以计算出这些差别,即在合成第一和第二图像之前或之后。
照射方向不同于曝光方向是有利的。
可以手动控制摄像机和/或辐射源的一个或者多个调节。
然而,在很多情况下在一个最优化算法帮助下确定对摄像机和/或辐射源进行一个或多个调节是有利的。这样可自动确定调节。
另一个有利的额外改进,其特征在于:依靠反复变化确定对摄像机和/或辐射源进行一个或者多个调节。可以手动或者自动实现该方法。这样,为在不同影像区域中的图像质量定义缺省数值。如果调节反复改变,相对于不同缺省数值拍摄和评估不同图像,直到图像达到最优为止。这种方法可以以这样的方式实现:为一张图像确定一个评估数值并且与缺省数值比较,随后反复改变一个或者多个调节直到评估数值在很大程度上符合缺省数值为止。该方法可以用多个评估数值和多个缺省数值来实现。在这种方法中,同时改变对摄像机和/或辐射源进行的不同的调节是可能的。在很多情况下首先改变对摄像机和/或辐射源进行的调节并且随后改变一个或者多个其它调节是有利的。按这种方式,成功优化了对摄像机和/或辐射源进行的调节。
根据另一个有利的额外改进,为了按这种方式获得最佳调节数值,系统地循环对摄像机和/或辐射源进行的一个或多个或所有的调节的所有可能数值是可能的。然而,在很多情况下,为了尽可能快地获得最佳调节或多个最佳调节,更有意义的是基于为每个单个图像确定评估数值和与缺省数值进行对照,确定相应的下一个调整数值。为了这个目的可以利用最优化算法。
根据另一个有利的额外的改进,从不同的方向照射该物体。
用不同的发光强度照射物体是有利的。
根据另一个有利的额外的改进,用不同数量的光源照射物体。
相对于最初描述类型的设备本发明的目的用权利要求书15的特征达到。为实现尤其是轮胎的物体的干涉测定,该设备包含一个用相干光尤其是激光照射物体的辐射源,和带有一个为获取由物体反射的光线的影像传感器的摄像机。它也包含一个这样的设备:用适合第一影像区域的摄像机和/或辐射源的第一调节拍摄第一图像,和用适合第二影像区域的摄像机和/或辐射源的第二调节拍摄第二图像,以及包括一个用来合并两张图像的设备。
在相应的从属的权利要求书中公开了根据本发明该设备有利的额外的改进。
以下在附图中举例说明和更详细地描述了本发明的实施例。附图显示如下:
图1是轮胎和测量头的侧视图;
图2是一个轮胎和一个改进的测量头,其中照射方向不同于曝光方向;
图3是一个带有两个图1中所示类型测量头的改进实施例;
图4是一个带有两个图2中所示类型测量头的改进实施例;
图5是用第一调节尤其是一个摄像机调节拍摄的第一图像,该调节适合于第一影像区域;
图6是用第二调节尤其是一个摄像机调节拍摄的第二图像,该调节适合于剩余的第二影像区域;
图7是一个由合并或组合后的第一图像和第二图像(局部图像)构成的图像(完整图像);
图8是一个待测结构部件的一个区域,其中该结构部件由复合材料构成并且从不同方向照射该部件;
图9是一个待测结构部件的一个区域,其中该结构部件由复合材料构成并且用不同的发光强度照射该部件;
图10是一个待测结构部件的一个区域,其中该结构部件由复合材料构成并且用不同数量的光源照射该部件,和
图11是在一个最优化算法的帮助下,用来自动确定摄像机调节和/或辐射源调节的参数的一个流程图。
图1显示了轮胎测试装置(图中未示出)的一部分,其中处于未安装状态的轮胎3(即没有轮缘的轮胎)位于一个水平支托(图中未示出)上。一个测量头1布置于轮胎3上方,即在位于轮胎3的开口4上方的区域中。测量头1包含一个带有辐射锥5的激光光源2和一个包含CCD传感器6和带有一个曝光锥8的透镜系统7的摄像机。轮胎3的侧面9的一部分由激光光源2发射的激光照射。从轮胎3的侧面9反射的光由CCD传感器6获取。
为了便于轮胎3的整个外围区域的检查,轮胎可以绕着在轮胎测试装置中的中心轴旋转。
在依照图2的实施例中,激光源2布置在远离包含CCD传感器6和透镜系统7的摄像机的地方。因此,在辐射锥5中心中的照射方向10不同于在曝光锥8中心中的曝光方向11。
根据图3的实施例提供两个测量头1、1’,其余则符合图1所示的实施例中使用的测量头。测量头1和1’彼此相对,以便测量头扫描偏移180°的轮胎3的侧面9的区域。这意味着为了检测整个侧面9,轮胎3仅仅需要绕着其垂直中心轴旋转180°。
根据图4的实施例也提供两个如图2中所示类型的测量头1、1’,其中这些测量头相对彼此偏移180°,如在根据图3的实施例中的情形。
在轮胎3的侧面9的干涉测量方法中,侧面9分别经由辐射源2和2’发射的激光照射。从轮胎3的侧面9反射的光分别由CCD传感器6和6’获取。最初用第一摄像机调节拍摄根据图5的第一图像。利用高放大系数生成这张图像。中心影像区域12感光过度,没提供任何有意义的测量信息。CCD传感器的放大系数适合于外部影像区域13,为其获得了有意义的测量信息。
接着拍摄根据图6的第二图像。用CCD传感器6较小的放大系数拍摄这个图像。该放大系数适合于中间影像区域12并且可以获得用于中间影像区域12的有意义的测量信息。外部影像区域13看起来曝光不足并因此没有提供任何有意义的测量信息。
然后将图5的第一图像和图6的第二图像彼此合并。这形成了图7所示的整个影像区域(完整图像)并且包含整个影像区域14的有意义的测量信息。
图8显示了复合材料构成的飞机部件的一部分,其中被检测部分以矩形形式说明。首先用布置于该部分左侧上方的辐射源1.3照射该部分。生成的第一图像1.9包含一个感光过度区域1.5和一个曝光不足区域1.7。在区域1.1获得有意义的测量值。
然后用布置于该部分右侧上方的另一个辐射源1.4照射该被检测部件的部分。生成的第二图像1.10包含一个感光过度区域1.6和一个曝光不足区域1.8。在区域1.2获得有意义的测量值。
随后将第一图像1.9和第二图像1.10合并成一个完整图像1.11。该完整图像1.11的整个区域包含有意义的测量值。在图像1.9中,没有提供任何有意义的测量值的区域1.5和1.7位于垂直中心线左侧。在图像1.10中,没有提供任何有意义的测量值的区域1.6和1.8位于中心线右侧。从不同方向对待检测的部分进行照射可以获得仅包含有效测量值的完整图像。从所示的不同方向照射物体。照射方向的变化通过在不同位置布置多个辐射源来实现。在所描述的实施例中,辐射源1.3和1.4位于物体的左侧和右侧。然而,利用一个可以被移动或转移到不同位置的辐射源也是可能的。拍摄几个图像1.9、1.10并且合并成一个分别相对于感光过度和曝光不足区域最优化的完整图像1.11。
待检测部件的部分也以图9中的矩形形式说明。在该例子中,所述部分用不同发光强度照射。最初将辐射源2的发光强度调节到一个低数值。根据传感器1拍摄的图像2.1在中心区域2.3提供有意义的测量值而在边缘区域2.4曝光不足。当拍摄第二图像2.2时,设置执行器从较低数值2.7到较高数值2.8,使得辐射源2现在具有一个较高的发光强度来拍摄第二图像2.2。该图像在中心区域2.5感光过度而在外部区域2.6提供有意义的测量值。通过合并两张图像2.1和2.2可获得在整个影像区域中的有意义的测量值。发光强度可在滤波器的帮助下改变。
在图10所示的实施例中,用不同数量的光源照射该物体。在该例子中,待测轮胎的整个区域也以矩形形式来标明。该设备包括三个光源31、32、33,其在远离该部分的一个纵向侧面处并且布置在平行于所述纵向侧面的部分上方。传感器1位于待测部分的相对面上。当拍摄第一图像3.6时仅打开两个外部光源31和33。在该图像中,在中心区域3.3获得有意义的测量值,而边缘区域3.4曝光不足。
当拍摄第二图像3.1时,打开所有三个光源31,32,33。中心区域3.5现在感光过度,而在图像剩余区域中获得有意义的测量值。在图像3.6和3.1合并后,获得一张在整个影像区域中包含了有意义的测量值的图像。光源31,32,33也可以相对于其他参数不同,例如,功率和/或发散率,以进一步改善效果。
图11显示了一个用于不同图像的优化参数的流程图。在开始步骤21中的优化后,初始化参数,拍摄第一图像并且在步骤22中确定相应的评估数值。确定和调节新参数,拍摄另一个图像并且在步骤23中确定相应的评估数值。随后在步骤24中检查评估数值是否最佳。如果不是最佳,再次执行步骤23。如果评估数值是最佳的,在步骤25中调节最佳参数。随后在步骤26中检查是否需要调节额外的参数,如果需要,再执行步骤23。否则,参数最优化在步骤27中结束。
下面的标准可以用于改变摄像机参数(曝光参数)和/或辐射源参数(照射参数),即用于评估每个关于曝光不足的区域的获得亮度或者增加亮度或者感光过度的区域的变暗的参数变化,这些标准分别是:
·在传感器特性中由传感器输送的输出信号位置;当使用CDD传感器时,输送的平均灰度等级值应该位于传感器特性的线性区域中;
·当利用一个相移方法时,在由相移180°产生的灰度等级值和用相图像计算确定的对照值之间的差异可被最大化;
·感光过度的影像区域和像素可被最小化。
为了确定最佳摄像机调节(曝光调节)和/或辐射源调节(照射调节),可为单独影像区域连续优化调节。在干涉测定的方法中,对于这个目来说两个或者三个调节通常足以,即一个暗调节,一个亮调节,和如果需要,一个中间调节。然而,利用任意数量的调节也是可能的。
依靠视觉评估或者基于上述标准,可以手动确定相应的调节。然而,多数情况下,借助一个最优化算法帮助,让调节自动适应相应待测物体表面或物体表面区域是有意义的。
为这个目的,尤其是基于上述标准,定义了缺省数值。通过反复改变各自摄像机参数(曝光参数)和/或辐射源参数(照射参数),相对于不同缺省数值拍摄并且评估不同的图像,直到达到最优为止。这意味着可为每个图像确定评估数值,并且与缺省数值相比较,直到评估数值很大程度上符合缺省数值为止。这样,同时改变所有参数是可能的。然而,在多数情况下连续优化参数是有利的。
另外,在最优化期间系统地循环各自参数的所有可能值是可能的。然而,在多数情况下,基于为每个单个图像确定的评估数值和与缺省数值的对照,确定各自的下一个参数数值是更有意义的。这使得尽可能快地确定最佳参数值成为可能。为了这个目的可以利用已知的最优化算法。
本发明提出了一种方法,其中多个单独的测量如果需要,还与单独图像的单独像素中的额外质量标准的考虑相结合。用不同的摄像机调节(放大系数,光圈,快门速度等)拍摄单独的图像,即在摄像机的视角中为各自的影像区域分别对调节进行优选。例如,在暗影像区域中使用高放大系数数值,以实现最佳输入信号,而对于高反射和因此明亮的影像区域使用低放大系数数值,如果需要,并结合一个缩短的曝光时间。
最好用不同的参数,尤其是摄像机参数,在最快的可能连续中拍摄各自图像,以描述大致相同的变形状态。如果各自变形状态用时间或空间的相移方法计算,计算出的对照影像可用来作为单独像素质量的标准。可以用不同方法实现用不同参数或摄像机参数所得到的变形信息的合并,例如,依靠基于质量标准对每个像素的单个信息进行加权平均或者依靠选择对更高或最高质量做出贡献的单个贡献值。
尤其当大部分用来照射物体或轮胎的光线在入射方向被反射并且随后分别投射在影像传感器或者CDD传感器上时,会发生干涉感光过度区域。如果适宜地布置一个或多个光源,使得这些光源在远离影像传感器或者CDD传感器处以明显的侧向间距设置、且曝光方向明显不同于照射方向,这样可以减少或者甚至可以完全消除回到传感器的直接反射并且可以减小或者防止感光过度的影像区域的不期望的效应。这使得该布置对于物体表面法线方向上的变形不很敏感,而对平面内的变形(也就是物体表面方向的变形)更敏感。

Claims (18)

1.一种用于物体(3)的外形测定和/或变形测定的方法,其中物体(3)由尤其是结构光的光线照射,该光线由一个辐射源发出并尤其包括相干光线(5)或部分相干光线,尤其是激光,而物体(3)反射的光线由带有一个影像传感器(6)的摄像机来获取,其特征在于,
用适合于第一影像区域(13)的摄像机和/或辐射源的第一调节来拍摄第一图像(图5),用适合于第二影像区域(12)的摄像机和/或辐射源的第二调节来拍摄第二图像(图6),两张图像被合并(图7)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过每个像素信息的平均来进行图像合并,最好基于质量标准进行平均。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过选择具有更高质量的信息来进行图像合并。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,用第一调节和第二调节分别拍摄多张图像。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,由使用第一调节和/或第二调节拍摄的图像形成一个平均数值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,该方法通过物体(3)的第一状态来实施,随后通过相对于第一状态变形的物体(3)的第二状态来实施。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在物体(3)不同状态下拍摄的图像之间形成有差别。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,照射方向(10,10’)不同于曝光方向(11,11’)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,手动确定摄像机和/或辐射源的一个或多个调节。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,依靠最优化算法确定摄像机和/或辐射源的一个或多个调节。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,依靠反复变化确定摄像机和/或辐射源的一个或多个调节。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,从不同方向照射该物体。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,用不同的发光强度照射该物体。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,用不同数量的光源(1,2,3)照射该物体。
15.一种用于物体(3)的外形测定和/或变形测定的设备,该设备带有用尤其是结构光的光线照射该物体(3)的辐射源(2),其中该光线尤其包括相干光线(5)或部分相干光线,尤其是激光;并带有一个包含用于获取由物体(3)反射的光线的影像传感器(6)的摄像机,其特征在于,
提供一种用于用适合于第一影像区域(13)的摄像机和/或辐射源的第一调节来拍摄第一图像并用适合于第二影像区域(12)的摄像机和/或辐射源的第二调节来拍摄第二图像的设备,并提供一种用于合并两张图像的设备。
16.根据权利要求15所述的设备,其特征在于,用于合并两张图像的设备包括一个用于平均每个像素信息的设备,最好基于质量标准进行平均。
17.根据权利要求15或16所述的设备,其特征在于,用于合并图像的设备包括用于选择最高质量信息的设备。
18.根据前述权利要求15至17中任一项所述的设备,其特征在于,其包括权利要求4至13中的至少一项特征。
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EP (1) EP1473539B1 (zh)
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CN (1) CN1542426A (zh)
DE (1) DE10319099B4 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101213440B (zh) * 2005-06-28 2010-12-08 株式会社普利司通 创建用于检查凹凸图形的主数据的方法
CN101245987B (zh) * 2007-02-16 2011-03-23 伯尼沃德·梅尼尔 尤其借助干涉测量法检测轮胎的装置和方法
CN101313213B (zh) * 2005-09-22 2011-03-30 株式会社普利司通 用于对轮胎进行x射线摄影的设备和方法
US8294104B2 (en) 2005-11-10 2012-10-23 Airbus Operations Sas System for detecting and locating water in a sandwich-type structure for aircrafts
CN103029129A (zh) * 2011-10-04 2013-04-10 株式会社安川电机 机器人系统和被加工物的制造方法
CN101896806B (zh) * 2007-12-19 2013-08-28 米其林集团总公司 通过比较所获取的图像与参考图像进行评估的方法
CN103712571A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 住友橡胶工业株式会社 测量型芯组装体的轮廓形状的装置以及使用该装置的生胎的检查方法
CN105579825A (zh) * 2013-09-26 2016-05-11 米其林研究和技术股份有限公司 用于轮胎的视觉检查的支撑和旋转装置及相关方法
CN104246469B (zh) * 2012-04-11 2017-10-13 倍耐力轮胎股份公司 在生产线中控制轮胎的方法和装置

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319099B4 (de) 2003-04-28 2005-09-08 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verfahren zur Interferenzmessung eines Objektes, insbesondere eines Reifens
DE10333802B4 (de) * 2003-07-24 2005-09-08 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Reifen
US7187437B2 (en) 2003-09-10 2007-03-06 Shearographics, Llc Plurality of light sources for inspection apparatus and method
US6934018B2 (en) * 2003-09-10 2005-08-23 Shearographics, Llc Tire inspection apparatus and method
US7436504B2 (en) * 2003-09-10 2008-10-14 Shear Graphics, Llc Non-destructive testing and imaging
US7240713B2 (en) * 2004-10-21 2007-07-10 Goldcorp Canada Limited Energy absorbing tire cage and method of use
DE102004061338B4 (de) * 2004-12-20 2011-12-29 Steinbichler Optotechnik Gmbh Automatische Bauteilprüfung
DE102006015123B4 (de) 2006-03-31 2008-03-20 Mähner, Bernward Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines Reifens, insbesondere mittels eines interferometrischen Messverfahrens
JP4889373B2 (ja) * 2006-05-24 2012-03-07 ローランドディー.ジー.株式会社 3次元形状測定方法およびその装置
DE102007009825B4 (de) 2007-02-28 2013-05-08 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verwendung einer Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberfläche eines Objekts
DE102007031774A1 (de) 2007-07-07 2009-01-15 Mähner, Bernward Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung von Objekten mittels hochdynamischer Bildaufnahmen
DE102007038176A1 (de) 2007-08-13 2009-02-19 Steinbichler Optotechnik Gmbh Reifenprüfanlage
US8087301B2 (en) * 2007-09-24 2012-01-03 Infineon Technologies Ag Optical systems and methods for determining tire characteristics
US8383207B2 (en) * 2009-04-28 2013-02-26 Zep Ip Holding Llc Configurable application of a tire dressing
US8379925B2 (en) * 2009-04-28 2013-02-19 Zep Ip Holding Llc Determination of tire parameters for configurable application of a tire dressing
DE102009034507A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung der Maß- und/oder Formhaltigkeit einer aus Fasermaterial bestehenden Verstärkungsstruktur
JP5315157B2 (ja) * 2009-07-27 2013-10-16 キヤノン株式会社 情報処理装置、ライン状ノイズ低減処理方法、及びプログラム
US8610899B2 (en) * 2009-12-02 2013-12-17 Lumetrics, Inc. Rotational and linear system and methods for scanning of objects
EP2353890A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-10 Snap-on Equipment Srl a unico socio Apparatus and method of determing geometrical dimensions of a tyre with optical sensors
JP2013522599A (ja) * 2010-03-09 2013-06-13 フェデラル−モーグル コーポレイション ボア検査システムおよび、これを用いた検査方法
JP5570890B2 (ja) * 2010-07-05 2014-08-13 株式会社ブリヂストン タイヤの外観検査方法および外観検査装置
GB2483481A (en) 2010-09-09 2012-03-14 Phase Vision Ltd Method and apparatus of measuring the shape of an object
CN102288164B (zh) * 2011-05-05 2012-12-19 西北工业大学 一种飞行器机翼结构变形的非接触测量方法
DE102013010402A1 (de) * 2013-06-21 2014-12-24 Steinbichler Optotechnik Gmbh Reifenprüfgerät, Reifenprüfanlage und Verfahren zur Reifenprüfung
ITMI20131157A1 (it) * 2013-07-10 2015-01-11 Pirelli Metodo e apparato per controllare pneumatici in una linea di produzione
JP6235816B2 (ja) * 2013-07-12 2017-11-22 Nok株式会社 成形品の欠陥検査装置
US20150109626A1 (en) * 2013-10-20 2015-04-23 Starrett Bytewise Development, Inc. Tire Digitizer
GB201318824D0 (en) * 2013-10-24 2013-12-11 Wheelright Ltd Tyre condition analysis
WO2016103110A1 (en) 2014-12-22 2016-06-30 Pirelli Tyre S.P.A. Apparatus for controlling tyres in a production line
RU2696343C2 (ru) 2014-12-22 2019-08-01 Пирелли Тайр С.П.А. Способ и устройство для контроля шин на производственной линии
EP3095591B1 (de) * 2015-05-19 2019-11-13 MTU Aero Engines GmbH Verfahren und vorrichtung zum zumindest bereichsweisen ermitteln einer kontur wenigstens einer generativ hergestellten bauteilschicht
DE102015114492B3 (de) * 2015-08-31 2016-11-17 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Formkörpern als Komponenten für Faserverbundbauteile
EP3391015B1 (en) * 2015-12-16 2020-10-14 Pirelli Tyre S.p.A. Device and method for the analysis of tyres
BR112018011850B1 (pt) * 2015-12-16 2022-10-11 Pirelli Tyre S.P.A. Método e aparelho para verificar um pneu
BR112018011617B1 (pt) * 2015-12-22 2022-09-20 Pirelli Tyre S.P.A. Estação e método para verificação de pneus
EP3397937B1 (en) 2015-12-28 2019-09-04 Pirelli Tyre S.p.A. Apparatus and method for checking tyres
BR112018012635B1 (pt) 2015-12-28 2022-11-08 Pirelli Tyre S.P.A Aparelho para verificação de pneus
US10078049B2 (en) * 2016-05-18 2018-09-18 The Boeing Company Apparatus, system, and method for non-destructive testing of an object using a laser beam directed out of a plurality of apertures
DE102017004362A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Just Vacuum Gmbh Topometrisches System zum Messen von Längenänderungen im Vakuum
US10180403B1 (en) * 2017-06-21 2019-01-15 The Boeing Company Shearography for sub microcellular substrate nondestructive inspection
US10337969B2 (en) 2017-06-21 2019-07-02 The Boeing Company High speed vacuum cycling excitation system for optical inspection systems
DE102019217181A1 (de) * 2019-11-07 2021-05-12 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zum Konfigurieren eines Bildaufnahmesystems einer Reifenprüfeinrichtung
DE102020206680A1 (de) * 2020-05-28 2021-12-02 Continental Reifen Deutschland Gmbh Vermessungsvorrichtung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514930A1 (de) * 1975-04-05 1976-10-14 Opto Produkte Ag Verfahren zur optischen ermittlung und zum vergleich von formen und lagen von objekten
US4139302A (en) * 1977-02-17 1979-02-13 Dr. Ralph M. Grant Engineering Consultants, Inc. Method and apparatus for interferometric deformation analysis
US4702594A (en) * 1982-11-15 1987-10-27 Industrial Holographics, Inc. Double exposure interferometric analysis of structures and employing ambient pressure stressing
US4707594A (en) 1985-06-27 1987-11-17 Intellicard International, Inc. Unitary, self-contained consumer transaction card
JPS6221011A (ja) * 1985-07-19 1987-01-29 Nissan Motor Co Ltd 光切断法による計測装置
JPH0719825A (ja) * 1993-06-23 1995-01-20 Sharp Corp 基板検査装置
DE19636354A1 (de) 1996-09-02 1998-03-05 Ruedger Dipl Ing Rubbert Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von optischen Aufnahmen
JP3900586B2 (ja) * 1997-04-17 2007-04-04 日産自動車株式会社 自動断面計測装置
DE19859725C2 (de) * 1998-12-23 2001-02-22 Stefan Dengler Vorrichtung zur Ermittlung von Verformungen an einer Objektoberfläche, insbesondere einer diffus streuenden Objektoberfläche und Verwendung der Vorichtung
JP2000230814A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ光を利用した形状測定方法
US6717681B1 (en) * 1999-03-31 2004-04-06 Benjamin A. Bard Portable real-time high-resolution digital phase-stepping shearography with integrated excitation mechanisms
DE19944314C2 (de) * 1999-09-03 2003-03-13 Steinbichler Optotechnik Gmbh Prüfgerät für Reifen
US6219143B1 (en) * 1999-06-16 2001-04-17 Bandag, Incorporated Method and apparatus for analyzing shearogram images by animation
US6791695B2 (en) * 1999-06-16 2004-09-14 Bandag Licensing Corporation Shearographic imaging machine with archive memory for animation data and air handling system
JP2001317916A (ja) 2000-05-10 2001-11-16 Fuji Mach Mfg Co Ltd エッジ検出方法および装置
JP4010753B2 (ja) 2000-08-08 2007-11-21 株式会社リコー 形状計測システムと撮像装置と形状計測方法及び記録媒体
EP1215465A1 (de) * 2000-11-29 2002-06-19 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Verformung von Objekten
DE10128334A1 (de) * 2001-02-09 2002-08-29 Frank Voessing Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Beleuchtung von Objekten für die Interferometrische Speckle Shearografie mit verschiedenen Sensitivitätsvektroren aus unabhängig voneinander eingesetzten Strahlquellen
US6674531B2 (en) * 2001-08-17 2004-01-06 Maehner Bernward Method and apparatus for testing objects
DE10319099B4 (de) 2003-04-28 2005-09-08 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verfahren zur Interferenzmessung eines Objektes, insbesondere eines Reifens
US6934018B2 (en) * 2003-09-10 2005-08-23 Shearographics, Llc Tire inspection apparatus and method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101213440B (zh) * 2005-06-28 2010-12-08 株式会社普利司通 创建用于检查凹凸图形的主数据的方法
CN101313213B (zh) * 2005-09-22 2011-03-30 株式会社普利司通 用于对轮胎进行x射线摄影的设备和方法
US8294104B2 (en) 2005-11-10 2012-10-23 Airbus Operations Sas System for detecting and locating water in a sandwich-type structure for aircrafts
CN101245987B (zh) * 2007-02-16 2011-03-23 伯尼沃德·梅尼尔 尤其借助干涉测量法检测轮胎的装置和方法
CN101896806B (zh) * 2007-12-19 2013-08-28 米其林集团总公司 通过比较所获取的图像与参考图像进行评估的方法
CN103029129A (zh) * 2011-10-04 2013-04-10 株式会社安川电机 机器人系统和被加工物的制造方法
US9132553B2 (en) 2011-10-04 2015-09-15 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system and method for producing a to-be-processed material
CN104246469B (zh) * 2012-04-11 2017-10-13 倍耐力轮胎股份公司 在生产线中控制轮胎的方法和装置
CN103712571A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 住友橡胶工业株式会社 测量型芯组装体的轮廓形状的装置以及使用该装置的生胎的检查方法
CN105579825A (zh) * 2013-09-26 2016-05-11 米其林研究和技术股份有限公司 用于轮胎的视觉检查的支撑和旋转装置及相关方法
CN105579825B (zh) * 2013-09-26 2019-06-14 米其林集团总公司 用于轮胎的视觉检查的支撑和旋转装置及相关方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1473539B1 (de) 2016-09-28
DE10319099B4 (de) 2005-09-08
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US20040212795A1 (en) 2004-10-28
US7456973B2 (en) 2008-11-25

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