DE10104425A1 - Device for identification of faults in painted surfaces and similar incorporates at least one optical photography system producing at least two pictures of different resolutions of object - Google Patents

Device for identification of faults in painted surfaces and similar incorporates at least one optical photography system producing at least two pictures of different resolutions of object

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DE10104425A1
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surface deviations
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optical recording
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Eris Ersue
Joerg Amelung
Stephan Wienand
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Isra Vision Systems AG
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Abstract

The device for identification of faults in a painted surface and similar incorporates at least one optical photography system (1,2) producing at least two pictures of different resolutions of an object (4). At least one evaluation unit (7,8) checks the pictures with different resolutions, analyses and/or classifies them. In a first stage, potential deviations at the lower resolution are determined and in a second stage the same deviations are checked, analyzed and/or classified at the higher resolution.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Erkennung von Oberflächenabweichungen.The invention relates to an apparatus and a method for optical Detection of surface deviations.

In einer Lackierstraße z. B. für Kraftfahrzeugkarosserien ist es nicht zu vermeiden, dass Staubpartikel zu Verunreinigungen des Lackes führen. Auch andere Lackfehler treten auf. Trotz der häufig nur geringen Größe dieser Fehlstellen sind diese mit dem bloßen Auge gut sichtbar und störend.In a painting line z. B. for motor vehicle bodies, it is not too avoid that dust particles lead to contamination of the paint. Also other paint defects occur. Despite the often small size of these Flaws are clearly visible and annoying to the naked eye.

Aus der DE 198 20 536 C1 ist eine Einrichtung zur Überprüfung einer Oberfläche eines Körpers, insbesondere einer Lackoberfläche bekannt, bei der an der Decke und den Seitenbereichen einer Prüfstation Leuchtstoffröhren parallel zueinander angebracht sind. Neben dem Kraftfahrzeugaufbau befindet sich ein mattgrauer Boden mit gelben Linien. Anhand des Verlaufs der gelben Linien, die sich in der Lackoberfläche spiegeln, kann das Prüfpersonal Unebenheiten von Flächenteilen und Farbstrukturmängel erkennen.DE 198 20 536 C1 describes a device for checking a Surface of a body, in particular a lacquer surface known, in which fluorescent tubes on the ceiling and the side areas of a test station are attached parallel to each other. Located next to the vehicle body a matt gray floor with yellow lines. Based on the course of the yellow The test personnel can create lines that are reflected in the paint surface Detect unevenness of surface parts and color structure defects.

Aus der DE 34 11 578 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Lackfehlern bekannt, bei der eine Karosserie von einer Leuchtstoffröhre angestrahlt wird. Hierbei wird eine Kamera auf das Spiegelbild der Leuchtstoffröhre fokussiert. Durch feststehende optoelektronische Mittel (CCD-Kameras) erfolgt eine Auswertung der leuchtenden Lackfehler. DE 34 11 578 A1 describes a method and an apparatus for Determination of paint defects known in which a body of one Fluorescent tube is illuminated. Here, a camera is placed on the mirror image the fluorescent tube. By fixed optoelectronic means (CCD cameras) the luminous paint defects are evaluated.  

Aus der JP 06235700 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der eine an einem Roboter geführte Kamera Karosseriebilder aufnimmt. Mit Hilfe von Bildverarbeitungstechniken werden Lackfehler bestimmt.From JP 06235700 a method and a device are known in which a camera guided on a robot takes body pictures. With help Lacquer defects are determined by image processing techniques.

Alle bekannten Vorrichtungen müssen für wenige und verhältnismäßig kleine Fehler große Flächen überprüfen. Dazu sind viele Kameras notwendig, um eine flächendeckende Analyse vorzunehmen. Erfolgt eine elektrooptische Analyse mittels bekannter Bilderkennungsalgorithmen, so sind, wie auch bei den anderen bekannten Verfahren sehr große Datenmengen zu verarbeiten. Aufgrund der großen Flächen und den verhältnismäßig kleinen Fehlern werden viele überflüssige Operationen durchgeführt. Um die gewaltigen Datenmengen zu verarbeiten, sind hohe Investitionen in leistungsfähige Rechner notwendig, was sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit der Produktion auswirkt. Werden hingegen nur wenige Kameras verwendet, so sind diese an einem schnellen und genauen Positioniersystem zu führen.All known devices have to be small and relatively small Check for errors in large areas. Many cameras are required to do this to carry out a comprehensive analysis. An electro-optical analysis is carried out by means of known image recognition algorithms, as in the case of other known methods to process very large amounts of data. Because of the large areas and the relatively small errors performed many unnecessary operations. The huge amounts of data to process, high investments in powerful computers are necessary, which has an adverse effect on the cost-effectiveness of production. Become however, only a few cameras are used, so these are fast and accurate positioning system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das die Oberflächenanalyse vereinfacht und beschleunigt und dadurch kostengünstiger ist.The object of the present invention is an apparatus and a method to provide, which simplifies and accelerates the surface analysis and is therefore cheaper.

Gelöst wird diese Aufgabe nach einem Aspekt der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, d. h. insbesondere durch eine Vorrichtung mit mindestens einem optischen Aufnahmesystem, welches ein Objekt so abbildet, dass mindestens zwei unterschiedliche Auflösungen bereitgestellt werden. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Auswerteinheit auf, welche die unterschiedlichen Objektabbilder mit unterschiedlicher Auflösung überprüft, analysiert und/oder klassifiziert. In einem ersten Schritt werden dabei, vorzugsweise mittels bekannter Mustererkennungsalgorithmen, potentielle Oberflächenabweichungen mit einer niedrigeren Auflösung bestimmt. In einem zweiten Schritt werden die so bestimmten potentiellen Oberflächen­ abweichungen mit einer höheren Auflösung überprüft, analysiert und/oder klassifiziert. Bestätigt der zweite Schritt die Oberflächenabweichung, so wird dieser Bereich hinsichtlich seiner Kenndaten gespeichert und/oder markiert, um ihn dann einer weiteren Bearbeitung (Beseitigung) zuzuführen.This object is achieved according to one aspect of the invention with the features of claim 1, d. H. in particular by a device with at least an optical recording system that images an object so that at least two different resolutions are provided. Farther the device according to the invention has at least one evaluation unit, which the different object images with different resolution checked, analyzed and / or classified. In a first step thereby, preferably by means of known pattern recognition algorithms, potential surface deviations are determined with a lower resolution. In a second step, the potential surfaces determined in this way  deviations checked, analyzed and / or with a higher resolution classified. If the second step confirms the surface deviation, then this area is stored and / or marked in terms of its characteristics then send it for further processing (elimination).

In einer möglichen Ausgestaltungsform werden mindestens zwei optische Aufnahmesysteme eingesetzt, die das Objekt zeitlich nacheinander mit unterschiedlichen Auflösungen abbilden.In one possible embodiment, at least two are optical Recording systems used, which the object in time with map different resolutions.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform findet ein einziges optisches Aufnahmesystem Verwendung, welche das Objekt zeitlich nacheinander mit unterschiedlichen Auflösungen abbildet. Hierbei kann entweder das eine optische Aufnahmesystem zwei unterschiedliche Auflösungen bereit stellen oder die Auswerteinheit nimmt die Umwandlung vor. In dem letzten Fall bildet das optische Aufnahmesystem das Objekt mit einer höheren Auflösung ab, wonach die Auswerteinheit in einem ersten Schritt nach potentiellen Oberflächenabweichungen auf der Basis einer gröberen Rasterung des Objektabbildes und somit einer niedrigeren Auflösung sucht. In einem zweiten Schritt werden diejenigen Bereiche mit einer höheren Auflösung untersucht, in denen bei dem ersten Schritt eine potentielle Oberflächenabweichung festgestellt wurde.In a further alternative embodiment, a single optical one is found Recording system use, which the object in time with different resolutions. Here either one optical recording system provide two different resolutions or the evaluation unit carries out the conversion. In the latter case, that is optical recording system after which the object with a higher resolution the evaluation unit in a first step after potential Surface deviations on the basis of a coarse grid of the Object image and thus a lower resolution. In a second Those areas with a higher resolution are examined in a potential surface deviation in the first step was found.

Die gröbere Rasterung kann durch Pixelgruppierung oder andere bekannte Auflösungsreduktionsalgorithmen bestimmt werden.The coarser screening can be done by grouping pixels or other known ones Resolution reduction algorithms can be determined.

Zur Beschleunigung der Bestimmung sind gesonderte Auswerteinheiten für jede Auflösung vorgesehen. Hierbei kommunizieren die ggf. vorgesehenen mehreren Auswerteinheiten zum Austausch der Positionen bzw. Koordinaten der Oberflächenabweichungen miteinander. Diese bidirektionale Kommunikation ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn es sich um lernfähige Analysealgorithmen handelt, wie sie weiter unten beschrieben werden. Zur Kalibrierung des Systems dient ein Positionssystem, anhand dessen Informationen konsistente Daten sichergestellt werden. In Ausnahmefällen kann eine einzige Auswerteinheit alle Auflösungen analysieren, wobei in diesem Falle die Auswerteinheit eine höhere Rechenleistung aufweisen sollte.There are separate evaluation units for each to accelerate the determination Resolution provided. In this case, the possibly provided several communicate Evaluation units for exchanging the positions or coordinates of the Surface deviations with each other. This is bi-directional communication This is particularly of great advantage when it comes to learning  Analysis algorithms act as described below. For Calibration of the system is used by a position system, based on which Information consistent data can be ensured. In exceptional cases a single evaluation unit analyze all resolutions, in which case the evaluation unit should have a higher computing power.

Zur Vermeidung einer Vielzahl von optischen Aufnahmesystemen, die in einem Raster angeordnet sind, kann das optische Aufnahmesystem auf einer oder mehreren Verfahrachsen ausgerichtet werden. Die Positionssteuerung des optischen Aufnahmesystems, das die höhere Auflösung bereitstellt, erfolgt auf Grund der Daten des zeitlich vorgelagerten Aufnahmesystems. Hierbei werden die Bereiche angefahren die potentielle Oberflächenabweichungen aufweisen. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, können weitere optische Aufnahmesysteme parallel mit jeweils der gleichen Auflösung zur Abdeckung eines Auflösungsbereichs arbeiten.To avoid a variety of optical recording systems in one Arrays are arranged, the optical recording system on one or multiple traversing axes. The position control of the optical recording system that provides the higher resolution takes place on Based on the data of the upstream recording system. Here are the areas that have potential surface deviations. To increase the speed, other optical Recording systems in parallel with the same resolution for coverage of a resolution area.

Zur Verbesserung der Erkennungsrate können die Auswerteinheiten lernfähig ausgebildet sein.The evaluation units can be learned to improve the detection rate be trained.

Bekannte Verfahren verwenden gerichtetes Licht, das eine streifenförmige Abbildung von Lampen auf der zu untersuchenden Oberfläche hervorruft. Die Topologie der Fehler ergibt sich aus der geänderten Reflexionsrichtung. So erscheinen Fehler hell in dunklen Streifen und dunkel in hellen Streifen. Fehler werden somit an ihrem Hof erkannt.Known methods use directional light, which is a stripe-shaped Imaging of lamps on the surface to be examined. The The topology of the errors results from the changed direction of reflection. So errors appear bright in dark stripes and dark in light streaks. error are thus recognized on their farm.

Dieser Hof bzw. das Muster dieses Hofes sind Teil einer Menge von potentiellen Oberflächenabweichungen. Diese Menge wird ständig optimiert, indem die Muster gestrichen werden, die zwar von einer vorgelagerten Auswerteinheit als potentielle Oberflächenabweichungen bestimmt wurden, die sich jedoch bei einer Analyse mit einer höheren Auflösung als fehlerfrei erwiesen. Um neue Muster aufzunehmen, kann das System manuell auf bestimmte Oberflächenabweichungen ausgerichtet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die mit einer höheren Auflösung arbeitende Auswerteinheit in regelmäßigen Abständen das Objekt vollständig nach Oberflächenabweichungen absucht, um dann diese neuen Muster mit einer geringeren Auflösung in die Menge der Muster für potentielle Oberflächen­ abweichungen einzufügen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anpassung von Schwellwerten, wie der Fehlergröße, den geometrischen Eigenschaften und den Kontrasteigenschaften. Nachdem eine Oberflächenabweichung lokalisiert wurde, kann die Position entweder hinsichtlich ihrer Kenndaten gespeichert oder mittels bekannter Verfahren auf der Oberfläche markiert werden. Eine mögliche Form der Ausgestaltung einer Fehlermarkiereinheit besteht auch darin, die Oberflächenabweichung z. B. durch Sprühmarken zu kennzeichnen. Die Sprühvorrichtung kann auf der Verfahrvorrichtung für das optische Aufnahmesystem selbst befestigt sein.This yard or the pattern of this yard are part of a lot of potential Surface deviations. This amount is constantly being optimized by the Patterns are deleted, which are from an upstream evaluation unit as potential surface deviations were determined, which, however, an analysis with a higher resolution was found to be error-free. To new ones  The system can manually record patterns on certain Surface deviations are aligned. Another possibility is that the evaluation unit working with a higher resolution periodically complete the object Surface deviations searched, then these new patterns with a lower resolution in the amount of patterns for potential surfaces insert deviations. Another option is customization of threshold values, such as the error size, the geometric properties and the contrast properties. After localizing a surface deviation the position can either be saved in terms of its characteristics or be marked on the surface using known methods. A possible The form of the design of a fault marking unit also consists in the Surface deviation z. B. marked by spray marks. The Spray device can be on the traversing device for the optical Recording system itself be attached.

Die Koordinaten der gespeicherten Oberflächenabweichungen können ebenfalls an eine Fehlerbeseitigungseinheit übergeben werden, welche die Oberflächenabweichungen beseitigt. Die Fehlerbeseitigungseinheit kann der Einfachheit halber ebenfalls auf der Verfahrvorrichtung mit dem optischen Aufnahmesystem selbst angeordnet sein.The coordinates of the saved surface deviations can also be be passed to a debugging unit which the Surface deviations eliminated. The troubleshooting unit can For the sake of simplicity also on the moving device with the optical Recording system itself be arranged.

In einer weiteren besonderen Ausgestaltung dienen als optisches Aufnahmesystem stationäre und/oder bewegliche Kameras und/oder Sensoren. Dabei kann für das Aufnahmesystem mit höherer Auflösung eine größere Anzahl von stationären und/oder beweglichen Kameras und/oder Sensoren dienen als für das Aufnahmesystem niedriger Auflösung.In a further special embodiment serve as an optical Recording system stationary and / or moving cameras and / or sensors. A higher resolution can be used for the recording system Number of stationary and / or moving cameras and / or sensors serve as for the low resolution recording system.

Es ist ebenfalls denkbar, dass in dem zweiten Schritt der Analyse von Oberflächenabweichung mit höherer Auflösung dieselben Kameras und/oder Sensoren als Aufnahmesystem dienen, wie in dem ersten Schritt der Analyse von Oberflächenabweichungen mit niedriger Auflösung, wobei in diesem Fall jedenfalls die Auswertung jeweils mit höherer bzw. niedriger Auflösung erfolgt.It is also conceivable that in the second step of the analysis of Surface deviation with higher resolution the same cameras and / or  Sensors serve as the recording system, as in the first step of the analysis of surface deviations with low resolution, in which case in any case, the evaluation is carried out with higher or lower resolution.

Eine verfahrensmäßige Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 20, d. h. insbesondere in einem Verfahren mit mindestens zwei Schritten, wobei in einem ersten Schritt potentielle Oberflächenabweichungen auf einem Objekt mit einer niedrigeren Auflösung bestimmt, d. h. überprüft, analysiert und/oder klassifiziert werden. In einem zweiten Schritt werden dann die festgestellten potentiellen Oberflächen­ abweichungen mit einer höheren Auflösung überprüft, analysiert und/oder klassifiziert.A procedural solution to the task is carried out according to the invention with the Features of claim 20, d. H. especially in a process with at least two steps, with potential in a first step Surface deviations on an object with a lower resolution determined, d. H. checked, analyzed and / or classified. In one The second step is the identified potential surfaces deviations checked, analyzed and / or with a higher resolution classified.

Bei der Verwendung von zwei optischen Aufnahmesystemen kann die Analyse im "Pipe-Line"-Betrieb erfolgen. Hierbei erfolgt die Bestimmung einer potentiellen Oberflächenabweichung in dem ersten optischen Aufnahmesystem und die Analyse der Oberflächenabweichungen im zweiten optischen Aufnahmesystem verschränkt nacheinander. Dabei erfolgt die Bestimmung einer potentiellen Oberflächenanalyse für ein nachfolgendes Objekt bereits während der Analyse des vorhergehenden Objektes in dem zweiten optischen Aufnahmesystem.When using two optical recording systems, the analysis can in "pipe line" mode. Here the determination of a potential surface deviation in the first optical recording system and the analysis of surface deviations in the second optical Recording system interlaced one after the other. The determination is made a potential surface analysis for a subsequent object already during the analysis of the previous object in the second optical Recording system.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Further advantageous embodiments are in the subclaims listed.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.There follows a detailed description with reference to the drawing. Thereby everyone described and / or illustrated features for themselves or in any combination, the subject matter of the invention also independently of their summary in individual claims or their relationship.

Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Analyse von Oberflächenabweichungen mit zwei optischen Aufnahmesystemen 1, 2 mit unterschiedlichen Auflösungen, wobei das zweite Aufnahmesystem 2 auf einer Verfahrvorrichtung 10 angeordnet ist, die eine Bewegung in zwei Richtungen erlaubt.The single figure shows a device for analyzing surface deviations with two optical recording systems 1 , 2 with different resolutions, the second recording system 2 being arranged on a travel device 10 which allows movement in two directions.

Bei der dargestellten Vorrichtung wird ein zu untersuchendes Objekt 4 auf einem Transportband 5 unter den optischen Aufnahmesystemen 1 und 2 hindurch gefahren.In the device shown, an object 4 to be examined is moved on a conveyor belt 5 under the optical recording systems 1 and 2 .

Auf einem Rahmen 11, 12, der auch als Roboter ausgebildet sein kann, sind die Aufnahmesysteme 1, 2 so angeordnet, dass eine Abbildung der zu untersuchenden Oberfläche des Objekts 4 möglich ist. Die Aufnahmesysteme 1, 2 können z. B. als CCD-Flächenkameras ausgebildet sein, welche die Bild­ informationen an Auswertrechner enthaltende Auswerteinheiten 7, 8 weiterleiten. Die Auswerteinheiten 7, 8 können PCs sein, die mit einer entsprechenden Schnittstellenkarte ausgestattet sind. Die PCs können unter einem Standardbetriebsystem laufen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren in Form von Software realisiert ist.The recording systems 1 , 2 are arranged on a frame 11 , 12 , which can also be designed as a robot, in such a way that the surface of the object 4 to be examined can be imaged. The recording systems 1 , 2 can, for. B. can be designed as CCD area cameras, which forward the image information to evaluation units 7 , 8 containing evaluation computers. The evaluation units 7 , 8 can be PCs that are equipped with a corresponding interface card. The PCs can run under a standard operating system, the method according to the invention being implemented in the form of software.

Diese Software basiert vorzugsweise auf bekannten Muster­ erkennungsalgorithmen, die gerichtetes Licht und deren Reflexion auswerten.This software is preferably based on known patterns recognition algorithms that evaluate directed light and its reflection.

In der dargestellten erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind zwei Auswerteinheiten 7, 8 vorgesehen, die miteinander vernetzt sind. Die Vernetzung dient vorzugsweise zum Austausch von Koordinateninformationen der festgestellten Oberflächenabweichungen. Von dem Aufnahmesystem 1 werden Objektabbilder mit einer niedrigen Auflösung aufgenommen und zur Überprüfung, Analyse und/oder Klassifizierung an die Auswerteinheit 7 weitergegeben. Die Auswerteinheit 7 überträgt Koordinateninformationen von potentiellen Oberflächenabweichungen an die Auswerteinheit 8, die gleichzeitig die Aufgabe besitzen kann, das Aufnahmesystem 2 auszurichten. Die Ausrichtung des Aufnahmesystems 2 kann mit einer Verfahrvorrichtung 10 in mehreren Verfahrachsen 6 erfolgen. Nachdem das Aufnahmesystem 2 ausgerichtet ist, werden von dieser Objektabbilder mit einer höheren Auflösung aufgenommen und zur Überprüfung, Analyse und/oder Klassifizierung an die Auswerteinheit 8 weitergegeben. Dieser überprüft an Hand von Mustern, Fehler­ größen, geometrische Eigenschaften und Kontrasteigenschaften, ob die in dem ersten Schritt festgestellten Oberflächenabweichungen tatsächlich einer Nachbearbeitung bedürfen. Sollten Fehler nachbearbeitet werden müssen, werden diese gespeichert und an eine Fehlermarkiereinheit und/oder Ausbesserungseinheit weitergeleitet.In the illustrated embodiment according to the invention, two evaluation units 7 , 8 are provided which are networked with one another. The networking is preferably used to exchange coordinate information of the detected surface deviations. Object images are recorded with a low resolution by the recording system 1 and forwarded to the evaluation unit 7 for checking, analysis and / or classification. The evaluation unit 7 transmits coordinate information of potential surface deviations to the evaluation unit 8 , which can simultaneously have the task of aligning the recording system 2 . The alignment of the receiving system 2 can be carried out with a traversing device 10 in a plurality of traversing axes 6 . After the recording system 2 is aligned, object images of this are recorded with a higher resolution and passed on to the evaluation unit 8 for checking, analysis and / or classification. Using patterns, defect sizes, geometric properties and contrast properties, the latter checks whether the surface deviations identified in the first step really need to be reworked. If errors have to be reworked, these are saved and forwarded to an error marking unit and / or repair unit.

Die Fehlermarkierungen können durch eine Sprühvorrichtung erfolgen, die z. B. ebenfalls auf der Verfahrvorrichtung 10 angeordnet ist. Die Ausbesserungseinheit kann eine Poliereinheit sein, die ebenfalls auf der Verfahrvorrichtung 10 angeordnet ist, um festgestellte Oberflächenabweichungen zu beseitigen.The error marks can be made by a spray device, the z. B. is also arranged on the moving device 10 . The repair unit can be a polishing unit, which is likewise arranged on the moving device 10 in order to eliminate detected surface deviations.

Durch den Austausch von Koordinateninformationen zwischen den Auswertungsrechnern 7, 8 ist es notwendig, dass die Auflösungsbereiche sowie die Verfahrvorrichtung 10 aufeinander abgestimmt sind. Dieser Abgleich wird durch ein Positionsmesssystem 3 vorgenommen, das überprüft, ob das zweite Aufnahmesystem 2 richtig ausgerichtet ist.As a result of the exchange of coordinate information between the evaluation computers 7 , 8 , it is necessary for the resolution areas and the traversing device 10 to be coordinated with one another. This adjustment is carried out by a position measuring system 3 , which checks whether the second recording system 2 is correctly aligned.

Ein möglicher Prozessablauf bei Verwendung von zwei Aufnahmesystemen 1, 2, die räumlich hintereinander angeordnet sind, ist der "Pipe-Line"-Betrieb. Zu jedem Auswertzeitpunkt befinden sich unter den Aufnahmesystemen 1, 2 jeweils ein Objekt 4. Jedes Aufnahmesystem 1, 2 ermittelt ein Objektabbild, das durch die zugehörige Auswerteinheit 7, 8 auf potentielle Oberflächenabweichungen untersucht, analysiert und/oder klassifiziert wird. Die ermittelten Koordinateninformationen werden dann an die nachfolgende Station weitergeleitet. Aufgrund der Parallelität der Bearbeitung kann es notwendig sein, dass die Koordinateninformationen zwischengespeichert werden müssen, bevor sie z. B. vor der zweiten Auswerteinheit 8 berücksichtigt werden können. A possible process sequence when using two recording systems 1 , 2 , which are arranged spatially one behind the other, is the "pipe line" operation. At each evaluation time, there is an object 4 under the recording systems 1 , 2 . Each recording system 1 , 2 determines an object image, which is examined, analyzed and / or classified for potential surface deviations by the associated evaluation unit 7 , 8 . The determined coordinate information is then forwarded to the subsequent station. Due to the parallelism of the processing, it may be necessary that the coordinate information has to be buffered before e.g. B. can be considered before the second evaluation unit 8 .

BezugszeichenlisteReference list

11

optisches Aufnahmesystem mit niedrigerem Auflösungsbereich
optical recording system with a lower resolution range

22nd

optisches Aufnahmesystem mit höherem Auflösungsbereich
optical recording system with a higher resolution range

33rd

Positionsmesssystem
Position measuring system

44

Objekt
object

55

Transportsystem
Transport system

66

Verfahrachsen des Positionsmesssystems
Traversing axes of the position measuring system

77

Auswerteinheit für niedrigere Auflösung
Evaluation unit for lower resolution

88th

Auswerteinheit für höhere Auflösung
Evaluation unit for higher resolution

1010th

Verfahrvorrichtung
Traversing device

1111

Rahmen
frame

1212th

Rahmen
frame

Claims (28)

1. Vorrichtung zur optischen Erkennung von Oberflächenabweichungen, z. B. Oberflächenfehlern lackierter Oberflächen,
  • - mit mindestens einem optischen Aufnahmesystem (1, 2), welches mindestens zwei Abbilder unterschiedlicher Auflösungen eines Objektes (4) erzeugt,
und
  • - mit mindestens einer Auswerteinheit (7, 8), welche die Abbilder mit unterschiedlichen Auflösungen überprüft, analysiert und/oder klassifiziert, wobei in einem ersten Schritt potentielle Oberflächenabweichungen bei der niedrigeren Auflösung bestimmt und in einem zweiten Schritt die in dem ersten Schritt bestimmten potentiellen Oberflächenabweichungen bei der höheren Auflösung überprüft, analysiert und/oder klassifiziert werden.
1. Device for the optical detection of surface deviations, for. B. surface defects of painted surfaces,
  • with at least one optical recording system ( 1 , 2 ) which generates at least two images of different resolutions of an object ( 4 ),
and
  • - With at least one evaluation unit ( 7 , 8 ) which checks, analyzes and / or classifies the images with different resolutions, potential surface deviations being determined at the lower resolution in a first step and potential surface deviations determined in the first step checked, analyzed and / or classified at the higher resolution.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit mindestens zwei optischen Aufnahmesystemen (1, 2), welche die Abbilder mit unterschiedlichen Auflösungen des Objektes (4) zeitlich nacheinander erzeugt. 2. Device according to claim 1, with at least two optical recording systems ( 1 , 2 ), which generates the images with different resolutions of the object ( 4 ) in succession. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem einzigen optischen Aufnahmesystem (1, 2), welches die Abbilder mit unterschiedlichen Auflösungen des Objektes (4) zeitlich nacheinander erzeugt.3. Device according to claim 1, with a single optical recording system ( 1 , 2 ), which generates the images with different resolutions of the object ( 4 ) one after the other in time. 4. Vorrichtung zur optischen Erkennung von Oberflächenabweichungen, z. B. Oberflächenfehlern lackierter Oberflächen,
  • - mit einem optischen Aufnahmesystem (1, 2), welches ein Abbild des Objektes (4) mit einer vergleichsweise höheren Auflösung erzeugt,
und
  • - mit wenigstens einer Auswerteinheit (7, 8), welche in einem ersten Schritt auf Grund einer gröberen Rasterung des Abbildes des Objektes mit einer vergleichsweise niedrigeren Auflösung nach potentiellen Oberflächenabweichungen sucht und in einem zweiten Schritt dann die Bereiche, in welchen in dem ersten Schritt eine potentielle Oberflächen­ abweichung festgestellt wurde, mit der vergleichsweise höheren Auflösung überprüft, analysiert und /oder klassifiziert.
4. Device for the optical detection of surface deviations, eg. B. surface defects of painted surfaces,
  • with an optical recording system ( 1 , 2 ) which produces an image of the object ( 4 ) with a comparatively higher resolution,
and
  • - With at least one evaluation unit ( 7 , 8 ) which, in a first step, searches for potential surface deviations with a comparatively lower resolution due to a coarser rastering of the image of the object, and then in a second step the areas in which in the first step a potential surface deviation was determined, checked, analyzed and / or classified with the comparatively higher resolution.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Aufnahmesystem (1, 2) mit unterschiedlicher Auflösung eine besondere Auswerteinheit (7, 8) zugeordnet ist, wobei die Auswerteinheiten (7, 8) miteinander kommunizieren können, um die Positionen von Oberflächenabweichungen auszutauschen.5. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that each recording system ( 1 , 2 ) with different resolution is assigned a special evaluation unit ( 7 , 8 ), the evaluation units ( 7 , 8 ) being able to communicate with one another, to exchange the positions of surface deviations. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Auswerteinheit (7, 8) alle Auflösungen überprüft, analysiert und/oder klassifiziert. 6. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a single evaluation unit ( 7 , 8 ) checks, analyzes and / or classifies all resolutions. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Auswerteinheit (7, 8) einen Auswertrechner aufweist, auf dem bekannte Bildanalysealgorithmen und/oder Mustererkennungsalgorithmen ablaufen.7. The device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the at least one evaluation unit ( 7 , 8 ) has an evaluation computer on which known image analysis algorithms and / or pattern recognition algorithms run. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein optisches Aufnahmesystem (1, 2) auf einer oder mehreren Verfahrachsen (6) positionierbar ist, wobei das optische Aufnahmesystem (1, 2) mit höherer Auflösung, anhand von zeitlich vorgelagerten Analysen des Aufnahmesystems (1, 2) mit niedrigerer Auflösung so steuerbar ist, dass potentielle Oberflächenabweichungen angefahren werden.8. The device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that at least one optical recording system ( 1 , 2 ) can be positioned on one or more travel axes ( 6 ), the optical recording system ( 1 , 2 ) having a higher resolution, on the basis of previous analyzes of the recording system ( 1 , 2 ) with a lower resolution, it can be controlled in such a way that potential surface deviations are approached. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere optische Aufnahmesysteme (1, 2) parallel mit jeweils der gleichen Auflösung zur Abdeckung eines Auflösungsbereichs arbeiten.9. The device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of optical recording systems ( 1 , 2 ) work in parallel, each with the same resolution to cover a resolution area. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, mit wenigstens einem Positionsmesssystem (3) beim Einsatz von mehreren optischen Aufnahmesystemen (1, 2) und/oder mehreren Auswerteinheiten (7, 8), wobei das Positionsmesssystem (3) eine Abstimmung der Positionen der von den Aufnahmesystemen (1, 2) erfassten Oberflächenabweichungen vornimmt.10. The device according to one or more of claims 1 to 9, with at least one position measuring system ( 3 ) when using a plurality of optical recording systems ( 1 , 2 ) and / or more evaluation units ( 7 , 8 ), the position measuring system ( 3 ) being coordinated the positions of the surface deviations recorded by the recording systems ( 1 , 2 ). 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheiten (7, 8) lernfähig sind, wobei die Menge der Muster für potentielle Oberflächenabweichungen der vorgelagerten mit niedriger Auflösung arbeitenden Auswerteinheit (7) von dem Analyseer­ gebnis der nachgeschalteten, mit einer höherer Auflösung arbeitenden Auswerteinheit (8) bestimmt wird, indem die Muster aus der Menge der potentiellen Oberflächenabweichungen gestrichen werden, bei denen nach einer Analyse mit höherer Auflösung über eine bestimmte Periode keine Oberflächen­ abweichungen festgestellt werden konnten.11. The device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the evaluation units ( 7 , 8 ) are capable of learning, the amount of patterns for potential surface deviations of the upstream evaluation unit ( 7 ) working with low resolution from the analysis result of downstream evaluation unit ( 8 ) working with a higher resolution is determined by deleting the pattern from the amount of potential surface deviations, in which no surface deviations could be determined after analysis with higher resolution over a certain period. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in bestimmten Abständen eine flächendeckende Analyse des Objektes (4) mit einer höheren Auflösung erfolgt, wobei Muster für Oberflächenabweichungen, die durch die vorgeschaltete, mit einer niedrigeren Auflösung arbeitende Auswerteinheit (7) nicht erkannt wurden, in die Menge der Muster für potentielle Oberflächenabweichungen eingefügt werden.12. The device according to claim 11, characterized in that at certain intervals a comprehensive analysis of the object ( 4 ) is carried out with a higher resolution, patterns for surface deviations which were not recognized by the upstream evaluation unit ( 7 ) working with a lower resolution , are inserted into the set of patterns for potential surface deviations. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Fehlermarkiereinheit, welche festgestellte Oberflächenabweichungen markiert.13. The device according to one or more of claims 1 to 12, characterized by a fault marking unit, which was found Surface deviations marked. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermarkiereinheit auf der Verfahrvorrichtung (10) des optischen Aufnahmesystems (1, 2) angeordnet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the error marking unit is arranged on the moving device ( 10 ) of the optical recording system ( 1 , 2 ). 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine z. B. als Poliereinrichtung ausgebildete Fehlerbeseitigungseinheit, welche festgestellte Oberflächenabweichungen beseitigt.15. The device according to one or more of claims 1 to 14, characterized by a z. B. trained as a polishing device Troubleshooting unit, which detected surface deviations eliminated. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerbeseitigungseinheit auf der Verfahrvorrichtung (10) des optischen Aufnahmesystems (9) angeordnet ist. 16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the troubleshooting unit is arranged on the moving device ( 10 ) of the optical recording system ( 9 ). 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als optisches Aufnahmesystem (1, 2) stationäre und/oder bewegliche Kameras und/oder Sensoren dienen.17. The device according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that stationary and / or movable cameras and / or sensors serve as the optical recording system ( 1 , 2 ). 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für das Aufnahmesystem (2) höherer Auflösung eine größere Anzahl von stationären und/oder beweglichen Kameras und/oder Sensoren dienen als für das Aufnahmesystem (1) niedriger Auflösung.18. The device according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that a larger number of stationary and / or movable cameras and / or sensors are used for the recording system ( 2 ) of higher resolution than for the recording system ( 1 ) of low resolution. 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt der Analyse von Oberflächenabweichungen mit höherer Auflösung dieselben Kameras und/oder Sensoren als Aufnahmesystem (2) dienen, wie in dem ersten Schritt der Analyse von Oberflächenabweichungen mit niedrigerer Auflösung, wobei die Auswertung jeweils mit höherer bzw. niedrigerer Auflösung erfolgt.19. The device according to one or more of claims 1 to 18, characterized in that in the second step of analyzing surface deviations with higher resolution, the same cameras and / or sensors serve as the recording system ( 2 ) as in the first step of analyzing surface deviations with lower resolution, whereby the evaluation is carried out with higher or lower resolution. 20. Verfahren zur optischen Erkennung von Oberflächenabweichungen, in mindestens zwei Schritten,
  • - wobei in einem ersten Schritt potentielle Oberflächenabweichungen auf einem Objekt mit einer niedrigeren Auflösung bestimmt werden,
und
  • - wobei in einem zweiten Schritt die in dem ersten Schritt bestimmten potentiellen Oberflächenabweichungen mit einer höheren Auflösung überprüft, analysiert und/oder klassifiziert werden.
20. Method for the optical detection of surface deviations, in at least two steps,
  • in a first step, potential surface deviations on an object are determined with a lower resolution,
and
  • - In a second step, the potential surface deviations determined in the first step are checked, analyzed and / or classified with a higher resolution.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinaten der Oberflächenabweichung gespeichert werden. 21. The method according to claim 20, characterized in that the Coordinates of the surface deviation can be saved.   22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinaten zur automatischen Markierung der Oberflächenabweichung verwendet werden.22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that the coordinates for the automatic marking of the surface deviation be used. 23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinaten zur automatischen Fehlerbeseitigung verwendet werden.23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the coordinates are used for automatic troubleshooting. 24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der potentiellen Oberflächenabweichungen und die Analyse der Oberflächenabweichungen verschränkt nacheinander erfolgen, wobei die Bestimmung einer potentiellen Oberflächenabweichung für ein nachfolgendes Objekt bereits erfolgt, während die Analyse des vorhergehenden Objektes durchgeführt wird.24. The method according to one or more of claims 20 to 23, characterized characterized that determining the potential Surface deviations and the analysis of the surface deviations interlaced successively, the determination of a potential Surface deviation for a subsequent object has already occurred while the analysis of the previous object is carried out. 25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt eine gröbere Rasterung eines hochauflösenden Abbildes für die Bestimmung einer potentiellen Oberflächenabweichung verwendet wird, um dann in dem zweiten Schritt die Analyse der Oberflächenabweichung mit dem hochauflösenden Objektabbild vorzunehmen.25. The method according to one or more of claims 20 to 24, characterized characterized in that in the first step a coarse grid of a high-resolution image for the determination of a potential Surface deviation is then used in the second step Analysis of the surface deviation with the high-resolution object image to make. 26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 verwendet wird.26. The method according to one or more of claims 20 to 25, characterized characterized in that a device according to one or more of the Claims 1 to 19 is used. 27. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 19, für die Überprüfung von lackierten Oberflächen von Karosserien.27. Use of a device according to claims 1 to 19, for which Inspection of painted surfaces of car bodies. 28. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 20 bis 26, auf die Überprüfung von lackierten Oberflächen von Karosserien.28. Application of the method according to claims 20 to 26, on the Inspection of painted surfaces of car bodies.
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