DE102004008904A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts Download PDF

Info

Publication number
DE102004008904A1
DE102004008904A1 DE102004008904A DE102004008904A DE102004008904A1 DE 102004008904 A1 DE102004008904 A1 DE 102004008904A1 DE 102004008904 A DE102004008904 A DE 102004008904A DE 102004008904 A DE102004008904 A DE 102004008904A DE 102004008904 A1 DE102004008904 A1 DE 102004008904A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pattern
spatial coordinates
camera
images
projection data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004008904A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Forster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102004008904A priority Critical patent/DE102004008904A1/de
Priority to US10/588,495 priority patent/US20080319704A1/en
Priority to EP05716706A priority patent/EP1718926A1/de
Priority to PCT/EP2005/050669 priority patent/WO2005080916A1/de
Publication of DE102004008904A1 publication Critical patent/DE102004008904A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2545Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with one projection direction and several detection directions, e.g. stereo
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2509Color coding

Abstract

Eine Messvorrichtung (1) zur Bestimmung von dreidimensionalen Objektdaten weist neben einem Projektor (3) wenigstens zwei Kameras (6) auf, die vom Objekt (2) verschiedene Objektbilder aufnehmen. Diese Objektbilder können in einer Datenverarbeitungseinheit (7) nach dem Strukturierten-Licht-Ansatz und nach dem Prinzip des Stereosehens verarbeitet werden. Dadurch lässt sich die Zuverlässigkeit der gewonnenen Daten wesentlich steigern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts mit:
    • – einem Projektor, der auf das Objekt ein Muster mit bekannten Projektionsdaten projiziert;
    • – einer Kamera, die ein Objektbild des auf das Objekt projizierten Musters erzeugt;
    • – einer der Kamera nachgeschalteten Datenverarbeitungseinheit, die aus dem Objektbild und den bekannten Projektionsdaten Raumkoordinaten des Objekts bestimmt.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts mit den Verfahrensschritten:
    • – Projektion eines Musters mit bekannten Projektionsdaten auf ein Objekt,
    • – Erzeugen eines Objektbilds mit Hilfe einer Kamera und
    • – Bestimmen der Raumkoordinaten aus den bekannten Projektionsdaten in einer Datenverarbeitungseinheit.
  • Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der DE 199 63 333 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren wird von einem Projektor ein zweidimensionales Farbmuster auf die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts projiziert. Eine Kamera, deren Lage bezüglich des Projektors bekannt ist, erfasst das auf das Objekt projizierte Farbmuster. Mit Hilfe eines Triangulationsverfahrens können anschließend die dreidimensionalen Koordinaten eines Punkts auf der Oberfläche des Objekts berechnet werden.
  • Die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren eignen sich insbesondere zur Vermessung von großflächigen einfarbigen Gegenständen. Wenn die Oberfläche des zu vermessenden Ob jekts jedoch in räumlicher Hinsicht oder in Bezug auf die Einfärbung des Objektes kleinteilig strukturiert ist, ist es häufig schwierig, das Objektbild zu analysieren, da entweder das projizierte Muster aufgrund von Abschattungen oder Kanten nur unvollständig im Objektbild enthalten ist oder weil das projizierte Farbmuster durch die Einfärbung der Oberfläche des zu vermessenden Objekts verfälscht wird. Darüber hinaus ist die Ortsauflösung des bekannten Verfahrens eingeschränkt, da zur Codierung der Projektionsdaten im Farbmuster Farbflächen mit einer bestimmten räumlichen Ausdehnung verwendet werden müssen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich auch kleinteilig strukturierte Oberflächen eines zu vermessenden Objekts mit großer Genauigkeit erfassen lassen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine weitere Kamera ein weiteres Objektbild erzeugt und die Datenverarbeitungseinheit aus den Objektbildern mittels eines Triangulationsverfahrens zusätzliche Raumkoordinaten des Objekts bestimmt.
  • Bei der Vorrichtung können die Raumkoordinaten auf zweierlei Weise bestimmt werden. Zum einen ist es möglich, die Musterbilder unabhängig voneinander auf der Grundlage der bekannten Projektionsdaten des projizierten Musters auszuwerten.
  • Vorzugsweise werden dabei die Raumkoordinaten aus den Musterbildern auf der Grundlage der Projektionsdaten des projizierten Musters bestimmt. Erst wenn einem Bildpunkt in einem der beiden Musterbilder keine Raumkoordinaten zugeordnet werden können, werden in den beiden Musterbildern zueinander korrespondierende Bildpunkte gesucht und aus den Bildkoordinaten mit Hilfe eines Triangulationsverfahrens versucht, die fehlenden Raumkoordinaten zu bestimmen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens werden die zueinander korrespondierenden Bildpunkte entlang so genannter Epipolarlinien gesucht. Die Epipolarlinien sind die Projektion der einem Bildpunkt eines Musterbilds zugeordneten Sichtlinie in ein anderes Musterbild. Das auf das zu vermessende Objekt projizierte Muster ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass die Epipolarlinien eine Vielzahl von Musterflächen durchqueren, so dass bei der Suche entlang der Epipolarlinien auf die im projizierten Muster codierte Ortsinformation zurückgegriffen werden kann.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das auf das Objekt projizierte Muster redundant codierte Ortsinformationen. Dadurch können Fehler beim Decodieren des Musters eliminiert werden.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Struktur eines Objekts; und
  • 2 eine Darstellung der Vorrichtung aus 1 mit eingezeichneten Sichtlinien und Bildkoordinatensystemen.
  • 1 zeigt eine Messvorrichtung 1 zur Bestimmung der räumlichen Struktur eines Objekts 2. Die Messvorrichtung 1 umfasst einen Projektor 3, der ein Muster 4 auf eine Oberfläche 5 des Objekts 2 projiziert. Neben dem Projektor 3 sind Kame ras 6 angeordnet, die das auf das Objekt 2 projizierte Muster 4 erfassen. Die Kameras 6 sind jeweils an einem Rechner 7 angeschlossen.
  • Die Kameras 6 erzeugen die in 2 dargestellten Musterbilder 8 und 9. Die Lagen von Bildpunkten Sl und Sr in den Musterbildern 8 und 9 werden mit Hilfe von Bildkoordinatensystemen 10 und 11 beschrieben. Weiterhin sind in 2 Objektivkoordinatensysteme 12 und 13 dargestellt, die die Lage von Objektiven der Kameras 6 verdeutlichen. In der Praxis befinden sich die Musterbilder 8 und 9 in Strahlrichtung hinter den Objektiven der Kameras 6 und 7. Der Einfachheit halber sind jedoch in 2 die Musterbilder 8 und 9 in Strahlrichtung vor den Objektivkoordinatensystemen 12 und 13 eingezeichnet. An den geometrischen Verhältnissen ändert sich jedoch dadurch nichts.
  • Ferner sind in 2 Sichtlinien 14 und 15 eingezeichnet, die jeweils von einem Objektpunkt S auf der Oberfläche 5 des Objekts 2 zu einem Ursprung Ol des Objektivkoordinatensystems 12 und zu einem Ursprung Or des Objektivkoordinatensystems 13 verlaufen. Entlang der Sichtlinien 14 und 15 wird der Objektpunkt S im Musterbild 8 auf den Bildpunkt Sl und im Musterbild 9 auf den Bildpunkt Sr abgebildet. Die Bildpunkte Sl und Sr werden auch als korrespondierende Bildpunkte bezeichnet. Die zueinander korrespondierenden Bildpunkte Sl und Sr liegen auf epipolaren Linien 16 und 17, die jeweils die Projektion der Sichtlinien 14 und 15 in das jeweils andere Musterbild 8 und 9 sind.
  • Die Oberflächenkoordinaten der Oberfläche 5 des Objekts 2 können bei der Messvorrichtung 1 zum einen gemäß dem Strukturierten-Licht-Ansatz bestimmt werden. Bei diesem Verfahren wird beispielsweise wie in 1 und 2 dargestellt, das zu vermessende Objekt mit einem Streifenmuster beleuchtet. Zu jedem Bildpunkt in den Musterbildern 8 und 9 ist nun die Ebene zu identifizieren, in der der Objektpunkt S liegt, der dem Bildpunkt Sl oder Bildpunkt Sr entspricht. Diese Aufgabe wird auch als Identifikationsproblem bezeichnet. Da die Winkel bekannt sind, unter denen ein Streifen des Musters 4 auf das Objekt 2 projiziert wird, kann der Winkel der Sichtlinie 14 oder 15 nach Identifikation der jeweiligen Ebene oder des jeweiligen Streifens im Musterbild 8 oder 9 bestimmt werden. Da ferner der Abstand zwischen dem Projektor 3 und der jeweiligen Kamera 6 bekannt ist, kann durch Triangulation der Abstand des Objektpunkts S aus einem der Musterbilder 8 oder 9 bestimmt werden.
  • Beim Codierten-Licht-Ansatz, einer abgewandelten Ausführungsform des Strukturierten-Licht-Ansatzes, wird das Identifikationsproblem dadurch gelöst, dass nacheinander verschiedene, aus Streifen zusammengesetzte Muster 4 auf das Objekts 2 projiziert werden, wobei die Streifenbreiten der Muster 4 variieren. Für jede dieser Projektionen wird ein Musterbild 8 oder 9 aufgenommen und für jeden Bildpunkt im Musterbild 8 oder 9 wird die jeweilige Farbe festgestellt. Bei Schwarz-Weiß-Bildern beschränkt sich die Feststellung der Farbe auf die Feststellung, ob der jeweilige Objektpunkt hell oder dunkel erscheint. Für jeden Bildpunkt ergibt nun die Feststellung der bei einer bestimmten Projektion angenommenen Farbe einen mehrstelligen Code, durch den die Ebene identifiziert werden kann, in der der zugehörige Objektpunkt S liegt.
  • Mit dieser Ausführungsform des Codierten-Licht-Ansatzes lassen sich besonders hohe Auflösungen erzielen. Weil jedoch bei diesem Verfahren jeder Objektpunkt S während der Projektion seine Lage beibehalten muss, eignet sich das Verfahren nur für statische unbewegte Objekte, aber nicht für sich bewegende oder sich verformende Objekte, wie beispielsweise Personen oder bewegte Objekte auf einer Transporteinrichtung.
  • Bei einer modifizierten Ausführungsform des Codierten-Licht-Ansatzes werden die jeweiligen Ebenen räumlich in ein- oder zweidimensionalen Mustern codiert, indem die Projektsdaten oder Ortsinformationen durch Gruppen von benachbarten verschiedenfarbigen Streifen oder Rechtecken oder durch verschiedene Symbole codiert werden. Die Gruppen von benachbarten verschiedenfarbigen Streifen oder Rechtecken, die eine Ortsinformation enthalten, werden im Folgenden Marken genannt. Eine derartige Marke besteht beispielsweise aus der horizontalen Folge von jeweils vier benachbarten farbigen Streifen, wobei die einzelnen Marken auch überlappen können. Die in den Musterbildern 8 und 9 enthaltenen räumlichen Marken werden im Rechner 7 decodiert und dadurch werden die Ortsinformationen zurückgewonnen. Wenn die Marken vollständig in den Musterbildern 8 und 9 sichtbar sind, lassen sich mit diesem Verfahren die Koordinaten der Oberfläche 5 des Objekts grundsätzlich auch dann gewinnen, wenn sich das Objekt 2 bewegt. Die Zuverlässigkeit bei der Decodierung der Marken kann noch weiter gesteigert werden, indem zur Codierung der Marken redundante Codes verwendet werden, die das Erkennen von Fehlern erlauben.
  • Die Decodierung derartiger Codes kann mit handelsüblichen Arbeitsplatzrechnern 7 in Echtzeit durchgeführt werden, da für jeden Bildpunkt des Musterbilds 8 oder 9 nur eine begrenzte Umgebung analysiert werden muss.
  • Wenn die zu vermessende Oberfläche 5 jedoch räumliche Strukturen aufweist, die kleiner als die projizierten Marken sind, kann es zu Schwierigkeiten bei der Decodierung kommen, da unter Umständen Marken nicht vollständig sichtbar sind. Darüber hinaus kann die Reflexion an der Oberfläche 5 auch gestört sein. Beispielsweise kann die Oberfläche 5 selbst ein Streifenmuster zeigen, das das auf die Oberfläche 5 projizierte Muster 4 stark stört. Ein solches das projizierte Muster 4 stark störendes Muster ist beispielsweise das Streifenmuster eines Barcodes. Weiterhin treten an den Rändern des Objekts 2 häufig Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Raumkoordinaten auf, da die Marken entlang den Rändern des Objekts abrupt abbrechen.
  • Bei der Messvorrichtung 1 ist zur Lösung dieser Probleme eine Vielzahl von Kameras 6 vorgesehen. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei Kameras 6 bei einer Messvorrichtung von der Art der Messvorrichtung 1 verwendet werden.
  • In einem ersten Verfahrensschritt werden die von den n Kameras 6 aufgenommenen Musterbilder 8 und 9 gemäß dem Strukturierten-Licht-Ansatz ausgewertet. Daraus ergeben sich dann n Tiefenkarten. Im Allgemeinen treten jedoch in diesen Tiefenkarten Bereiche auf, in denen aus den oben genannten Gründen kein Tiefenwert bestimmt werden konnte. In den meisten Fällen ist der Anteil der Problembereiche, in denen keine Tiefenwerte bestimmt werden können, bezüglich der Gesamtfläche verhältnismäßig klein.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt wird nun eine Stereoverarbeitung nach dem Prinzip des Stereosehens durchgeführt.
  • Gemäß dem Prinzip des Stereosehens lassen sich die Koordinaten der Oberfläche 5 des Objekts 2 gewinnen, indem die Oberfläche 5 von den Kameras 6 aus aufgenommen wird, wobei die Positionen der Kameras 6 genau bekannt sind. Wenn, wie in 2 dargestellt, die einem Objektpunkt S zugeordneten Bildpunkte Sl und Sr in den Musterbildern 8 und 9 identifiziert werden können, folgt die räumliche Position des Objektpunkts S aus dem Schnitt der mindestens zwei Sichtlinien 14 und 15. Je zwei Positionen der Kameras 6 und der Objektpunkt S bilden ein Dreieck mit einer Basis 18 bekannter Länge und bekannten Basiswinkeln φl und φr. Damit lassen sich die Koordinaten des Objektpunkts S auf der Oberfläche 5 mit Hilfe der so genannten Triangulation bestimmen.
  • Allerdings ist das Auffinden von korrespondierenden Bildpunkten Sl und Sr mit Problemen behaftet. Die Lösung des Korrespondenzproblems wird zwar zunächst dadurch vereinfacht, dass ein Objektpunkt S mit Bildpunkt Sl auf der durch Sl und die bekannte Kamerageometrie festgelegten Sichtlinie 14 liegen muss. Die Suche nach den Bildpunkten Sr im Musterbild 9 kann sich also auf die Projektion der Sichtlinie 14 in die Bildebene der anderen Kamera 6, auf die so genannte Epipolarlinie 17 beschränken. Dennoch bleibt die Lösung des Korrespondenzproblems insbesondere unter Echtzeitbedingungen schwierig.
  • Grundsätzlich besteht zwar die Möglichkeit, bestimmte Annahmen über das Musterbild 8 oder 9 zu treffen. Beispielsweise kann die Annahme getroffen werden, dass die Musterbilder 8 und 9 annähernd gleich aussehen ("Similarity Constraint"), oder angenommen werden, dass die räumliche Reihenfolge der Merkmale des Objekts 2 in allen Musterbildern 8 und 9 gleich ist ("Ordering Constraint"). Diese Annahmen treffen aber nicht unter allen Umständen zu, da das Aussehen des Objekts 2 stark vom Betrachtungswinkel abhängt.
  • Bei der Messvorrichtung 1 wird die Lösung des Korrespondenzproblems jedoch dadurch vereinfacht, dass auf das Objekt 2 das bekannte Muster 4 projiziert wird. Bei der Messvorrichtung 1 braucht daher nur entlang der Epipolarlinien 16 und 17 nach entsprechenden Markenteilen gesucht werden. Insbesondere bei einfarbigen Flächen ist das ein wesentlicher Vorteil.
  • Darüber hinaus wird der Stereoverarbeitungsschritt ausschließlich in den Problembereichen durchgeführt, in denen der Strukturierte-Licht-Ansatz keine Raumkoordinaten des Objekts 2 liefern konnte. Häufig handelt es sich bei den Problembereichen um Bereiche mit ausgeprägter optischer Struktur, die durch die Projektion des Musters 4 noch verstärkt wird. Die Problembereiche sind daher für eine Verarbeitung nach dem Prinzip des Stereosehens im Allgemeinen gut geeignet.
  • Ferner kann der Stereoverarbeitungsschritt dazu verwendet werden, die Ortsauflösung zu steigern, da auch innerhalb der Marken Korrespondenzpunkte bestimmt werden können. So ist es mit dem kombinierten Verfahren möglich, nicht nur den Marken grenzen oder anderen Markenmerkmalen, sondern jedem Pixel oder Bildpunkt der Kameras 6 einen genauen Tiefenwert zuzuordnen.
  • Schließlich können durch die Anwendung der Messvorrichtung 1 Abschattungen vermieden werden, denn die Tiefenwerte können bereits dann berechnet werden, wenn ein Bereich der Oberfläche 5 im gemeinsamen Sichtfeld von wenigstens zwei Kameras 6 oder einer Kamera 6 und dem Projektor 3 liegt.
  • Somit ist es mit der Messvorrichtung 1 im Gegensatz zu herkömmlichen Messvorrichtungen möglich, auch bei sehr kleinen oder sehr bunten Objekten mit vielen Tiefensprüngen unter unkontrollierten Aufnahmebedingungen, zum Beispiel bei starkem Fremdlicht, mit einem einzigen Paar von Musterbildern 8 und 9 genaue dreidimensionale Daten von sehr hoher Auflösung zu gewinnen. Insbesondere lassen sich dreidimensionale Daten von bewegten Objekten 2 bestimmen, wie beispielsweise von vorbeilaufenden Personen oder von Gegenständen auf einem Fließband. Die Auswertung der von den Kameras 6 gelieferten Daten kann auf einem handelsüblichen Arbeitsplatzrechner in Echtzeit erfolgen.
  • Im Vergleich zu einer Vorrichtung, die allein nach dem Prinzip des Stereosehens arbeitet, ist die Messvorrichtung 1 deutlich effizienter, und aufgrund der redundanten Codierung der Muster 4 erheblich zuverlässiger. Darüber hinaus liefert die Messvorrichtung 1 auch bei optisch unstrukturierten Oberflächen zuverlässige Daten und trägt zur Reduzierung von Abschattungen bei.
  • Im Vergleich zu Vorrichtungen, die ausschließlich nach dem Strukturierten-Licht-Ansatz arbeiten, liefert die Messvorrichtung 1 genauere Daten bei Objektkanten und kleinen Oberflächen 5. Ferner werden auch dann genaue Daten erzeugt, wenn die Reflexion der Marken gestört ist. Schließlich kann auch eine höhere räumliche Auflösung erzielt werden. Auch Abschat tungen werden im Vergleich zum Stand der Technik besser unterdrückt.
  • Die hier beschriebene Messvorrichtung 1 eignet sich für die robuste Erfassung von fein strukturierten Oberflächen in Echtzeit auch bei sich schnell bewegenden, farbigen Objekten 2 in unkontrollierten Umgebungen wie im Freien, in öffentlichen Gebäuden oder in Fabrikhallen. Im Zusammenhang mit der Konstruktion besteht die Notwendigkeit, Gegenstände für Nachbauten, für die Herstellung von Ersatzteilen oder der Erweiterung bestehender Anlagen oder Maschinen dreidimensional zu vermessen. Diese Aufgaben können mit Hilfe der Messvorrichtung 1 erfüllt werden. Auch in der Qualitätssicherung kann die Messvorrichtung 1 eingesetzt werden. Die Messvorrichtung 1 ist ferner für die Identifizierung und Authentifizierung von Personen anhand biometrischer Merkmale geeignet, zum Beispiel für die Gesichtserkennung oder die dreidimensionale Verifikation durch eine Überprüfung der Handgeometrie. Die Messvorrichtung 1 kann ferner auch für Aufgaben wie die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln oder das dreidimensionale Erfassen von Gegenständen für die Modellierung von Objekten für virtuelle Realitäten im Multimedia- und Spielebereich eingesetzt werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts (2) mit: – einem Projektor (3), der auf das Objekt (2) ein Muster (4) mit bekannten Projektionsdaten projiziert, – mit einer Kamera (6), die ein Objektbild (8) des auf das Objekt (2) projizierten Musters (4) erzeugt, und mit – einer der Kamera (6) nachgeschalteten Datenverarbeitungseinheit (7), die aus dem Objektbild (8) und den bekannten Projektionsdaten Raumkoordinaten des Objekts (2) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Kamera (6) ein weiteres Objektbild (9) erzeugt und die Datenverarbeitungseinheit (7) aus den Objektbildern (8, 9) mittels eines Triangulationsverfahrens zusätzliche Raumkoordinaten des Objekts (2) bestimmt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (4) redundant codierte Projektionsdaten enthält.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Epipolarlinien (16, 17) eine Vielzahl von Marken des Musters (4) durchqueren.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (7) die Suche nach korrespondierenden Bildpunkten (Sl, Sr) auf Problembereiche beschränkt, in denen eine Auswertung der Musterbilder (8, 9) allein ein fehlerhaftes Ergebnis liefert.
  5. Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts (2) mit den Verfahrensschritten: – Projektion eines Musters (4) mit bekannten Projektionsdaten auf ein Objekt (2); – Erzeugen eines Objektbilds (8) mit Hilfe einer Kamera ( 6); und – Bestimmen der Raumkoordinaten aus den bekannten Projektionsdaten in einer Datenverarbeitungseinheit (7), dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer weiteren Kamera (6) ein weiteres Objektbild (9) aufgenommen wird und dass bei einer fehlerhaften Bestimmung der Raumkoordinaten auf der Grundlage der Projektionsdaten und einem der Musterbilder (8, 9) zusätzliche Raumkoordinaten des Objekts (2) durch eine Suche nach korrespondierenden Bildpunkten (Sl, Sr) in den Objektbildern (8, 9) und eine nachfolgende Triangulation bestimmt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierenden Bildpunkte (Sl, Sr) entlang von epipolaren Linien (16, 17) gesucht werden.
DE102004008904A 2004-02-24 2004-02-24 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts Withdrawn DE102004008904A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004008904A DE102004008904A1 (de) 2004-02-24 2004-02-24 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts
US10/588,495 US20080319704A1 (en) 2004-02-24 2005-02-16 Device and Method for Determining Spatial Co-Ordinates of an Object
EP05716706A EP1718926A1 (de) 2004-02-24 2005-02-16 Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von raumkoordinaten eines objekts
PCT/EP2005/050669 WO2005080916A1 (de) 2004-02-24 2005-02-16 Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von raumkoordinaten eines objekts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004008904A DE102004008904A1 (de) 2004-02-24 2004-02-24 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004008904A1 true DE102004008904A1 (de) 2005-09-08

Family

ID=34833002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004008904A Withdrawn DE102004008904A1 (de) 2004-02-24 2004-02-24 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Raumkoordinaten eines Objekts

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080319704A1 (de)
EP (1) EP1718926A1 (de)
DE (1) DE102004008904A1 (de)
WO (1) WO2005080916A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061712A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Tropf, Hermann Erstellung eines Abstandsbildes
EP1955829A1 (de) * 2007-02-09 2008-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung eines Gegenstands, eines Systems oder einer Einrichtung und zugehörige Bearbeitungsvorrichtung
DE102011121696A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zur 3D-Messung von tiefenlimitierten Objekten
DE102012222505B4 (de) * 2012-12-07 2017-11-09 Michael Gilge Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, Verwendung eines derartigen Verfahrens zur Gesichtserkennung und Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US10161742B2 (en) 2006-12-01 2018-12-25 Datalogic Usa, Inc. Range finder
DE102012013079B4 (de) 2012-06-25 2023-06-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen einer dreidimensionalen Kontur

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8244025B2 (en) 2006-03-20 2012-08-14 Siemens Energy, Inc. Method of coalescing information about inspected objects
US7689003B2 (en) 2006-03-20 2010-03-30 Siemens Energy, Inc. Combined 2D and 3D nondestructive examination
US8477154B2 (en) 2006-03-20 2013-07-02 Siemens Energy, Inc. Method and system for interactive virtual inspection of modeled objects
JP2013210254A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Canon Inc 三次元計測装置、三次元計測方法及び三次元計測プログラム
DE102013111761B4 (de) * 2013-10-25 2018-02-15 Gerhard Schubert Gmbh Verfahren und Scanner zum berührungslosen Ermitteln der Position und dreidimensionalen Form von Produkten auf einer laufenden Fläche
WO2015152829A1 (en) 2014-04-03 2015-10-08 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Structured-stereo imaging assembly including separate imagers for different wavelengths
CN105783770A (zh) * 2016-01-22 2016-07-20 西南科技大学 一种基于线结构光的冰形轮廓测量的方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357108A (en) * 1980-06-06 1982-11-02 Robotic Vision Systems, Inc. Method for reproducton of object surfaces
US4842411A (en) * 1986-02-06 1989-06-27 Vectron, Inc. Method of automatically measuring the shape of a continuous surface
US5589942A (en) * 1990-04-05 1996-12-31 Intelligent Automation Systems Real time three dimensional sensing system
NO302055B1 (no) * 1993-05-24 1998-01-12 Metronor As Fremgangsmåte og system for geometrimåling
US6028672A (en) * 1996-09-30 2000-02-22 Zheng J. Geng High speed three dimensional imaging method
DE19623172C1 (de) * 1996-06-10 1997-10-23 Univ Magdeburg Tech Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektoberflächen
US7068825B2 (en) * 1999-03-08 2006-06-27 Orametrix, Inc. Scanning system and calibration method for capturing precise three-dimensional information of objects
DE19963333A1 (de) * 1999-12-27 2001-07-12 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten
CA2306515A1 (en) * 2000-04-25 2001-10-25 Inspeck Inc. Internet stereo vision, 3d digitizing, and motion capture camera
JP2002157576A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Nec Corp ステレオ画像処理装置及びステレオ画像処理方法並びにステレオ画像処理用プログラムを記録した記録媒体
EP1213912A3 (de) * 2000-12-07 2005-02-02 Sony United Kingdom Limited Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen von Daten, sowie zur Erkennung und Wiederherstellung der eingefügten Daten
US6492651B2 (en) * 2001-02-08 2002-12-10 3D Systems, Inc. Surface scanning system for selective deposition modeling
US6868194B2 (en) * 2001-12-19 2005-03-15 General Electric Company Method for the extraction of image features caused by structure light using image reconstruction
DE10232690A1 (de) * 2002-07-18 2004-02-12 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur dreidimensionalen Erfassung von Objekten sowie Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens
US20050068544A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Gunter Doemens Panoramic scanner
US20070115484A1 (en) * 2005-10-24 2007-05-24 Peisen Huang 3d shape measurement system and method including fast three-step phase shifting, error compensation and calibration

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10161742B2 (en) 2006-12-01 2018-12-25 Datalogic Usa, Inc. Range finder
DE102006061712A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Tropf, Hermann Erstellung eines Abstandsbildes
EP1955829A1 (de) * 2007-02-09 2008-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung eines Gegenstands, eines Systems oder einer Einrichtung und zugehörige Bearbeitungsvorrichtung
DE102011121696A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zur 3D-Messung von tiefenlimitierten Objekten
DE102012013079B4 (de) 2012-06-25 2023-06-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen einer dreidimensionalen Kontur
DE102012222505B4 (de) * 2012-12-07 2017-11-09 Michael Gilge Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, Verwendung eines derartigen Verfahrens zur Gesichtserkennung und Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
US20080319704A1 (en) 2008-12-25
WO2005080916A1 (de) 2005-09-01
EP1718926A1 (de) 2006-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1718926A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von raumkoordinaten eines objekts
EP1523654B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dreidimensionalen erfassung von objekten sowie verwendung der vorrichtung und des verfahrens
EP0970435B1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen identifizierung von objekten
DE10020893B4 (de) Verfahren zur optischen Formerfassung von Gegenständen
DE102017118767B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von dimensionellen und/oder geometrischen Eigenschaften eines Messobjekts
DE102015116047A1 (de) Prüfvorrichtung und Steuerverfahren für eine Prüfvorrichtung
DE19963333A1 (de) Verfahren zur Ermittlung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten
EP2105701A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der 3D-Koordinaten eines Objekts
DE19728513A1 (de) Meßmarke und Verfahren zur Erkennung von Meßmarken sowie Verfahren zur Objektvermessung
DE102006055758A1 (de) Verfahren zur Kalibrierung von Kameras und Projektoren
EP3775767B1 (de) Verfahren und system zur vermessung eines objekts mittels stereoskopie
DE19634254A1 (de) Optisch-numerisches Verfahren zur Ermittlung der gesamten Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts
CH709003B1 (de) Distanzbestimmung aus Bildern mit Referenzobjekt.
DE102014214089A1 (de) Überwachungsanordnung mit Reflektionseinrichtung und Korrespondenzmodul und Verfahren zum Einrichten der Überwachungsanordnung
DE102017010683B4 (de) Verfahren zur automatischen Wiederherstellung eines eingemessenen Zustands eines Projektionssystems
EP3274652B1 (de) Streifenprojektionsverfahren, streifenprojektionsvorrichtung und computerprogrammprodukt
DE19953063A1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektoberflächen
DE102006061712A1 (de) Erstellung eines Abstandsbildes
EP2031348A1 (de) Vorrichtung für ein spiegelndes Metallband mit einer Inspektionseinheit zum Detektieren von Oberflächendefekten und/oder Vermessen der Oberflächentopographie
DE102019208474A1 (de) Verfahren und System zum optischen Vermessen eines Objekts mit spiegelnder und/oder teilspiegelnder Oberfläche sowie entsprechende Messanordnung
DE4301546C2 (de) Einrichtung zum Prüfen von Oberflächen von Werkstücken
DE102021121121A1 (de) Vorrichtung zur Ermittlung geometrischer Eigenschaften einer Oberfläche mittels polarisierten Lichts
DE102009006089B4 (de) Verfahren zur Zuordnung von Bildpunkten
DE102010029627B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Struktur einer spiegelnden Oberfläche eines Objekts
DE102019220364A1 (de) Kalibriereinrichtung und Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120901