DE102012222505A1 - Method of acquiring three-dimensional data of object to be measured i.e. face of person, involves identifying stripe indices of strips of fringe patterns, and determining three-dimensional data of object based on indexed strip - Google Patents

Method of acquiring three-dimensional data of object to be measured i.e. face of person, involves identifying stripe indices of strips of fringe patterns, and determining three-dimensional data of object based on indexed strip Download PDF

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Abstract

The method involves communicating recorded fringe patterns to an evaluation computer (10), and determining the respective individual codes for strips of the patterns. The adjacent strips are merged to form a stripe group. A sequence of single-code of a stripe group is determined. The determined sequence of the individual codes of the stripe group is compared with the known sequence of individual codes of the patterns. The stripe indices of the strips of the patterns are identified, and three-dimensional (3D) data of an object i.e. face of a person (2) is determined based on the indexed strip. An independent claim is also included for a device for acquiring 3D data of an object to be measured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, die Verwendung eines derartigen Verfahrens zur Gesichtserkennung und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for acquiring three-dimensional data of an object to be measured, the use of such a method for facial recognition and a device for carrying out such a method.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Streifenmuster auf ein zu vermessendes Objekt zu projizieren. Die projizierten Streifen des Streifenmusters spannen jeweils im Raum eine Lichtebene auf, deren Position a priori bekannt sein muss. Dies kann beispielsweise durch eine Kalibrierung der Streifen, insbesondere mittels einer rechtwinkligen Projektionsfläche, erfolgen. Aus der Position der Streifen auf der Projektionsfläche kann bei Kenntnis der Geometrie der Projektionsfläche die Lage aller Streifen im Raum bestimmt werden. Ein derartiges Verfahren ist vorteilhaft, weil sämtliche dreidimensionalen Daten des zu vermessenden Objekts mit einer einzigen Aufnahme im sogenannten „single-shot“-Verfahren erfasst werden können. Die Verwendung eines festen Streifenmusters ist erwünscht, um den Aufwand bei der Ausführung des Projektors gering zu halten. Die Streifen eines festen Streifenmusters müssen für die Bestimmung der dreidimensionalen Daten in einem aufgenommenen Bild detektiert und indiziert werden. Den Streifen wird im aufgenommenen Bild eine Streifennummer oder ein Streifenindex sowie eine Sequenz zugewiesen. Sowohl Detektion als auch Indizierung der Streifen ist problematisch. Beispielsweise ist es möglich, dass die Streifen nicht vollständig sichtbar sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Streifen aufgrund der Textur des zu vermessenden Objekts oder wegen dunkler Färbung des zu vermessenden Objekts nicht detektierbar ist. Es ist auch denkbar, dass das zu vermessende Objekt zumindest abschnittsweise Hinterschneidungen und/oder Höhensprünge derart aufweist, dass Streifen nicht durchgängig sichtbar sind. Insbesondere ist es denkbar, dass aufgrund eines Höhensprungs ein Streifen als durchgängig sichtbar erscheint, real aber ein Versatz zwischen zwei Streifen vorliegt. Im Bereich der Gesichtserkennung sind Höhensprünge insbesondere im Bereich der Nase und insbesondere bei leicht gedrehter Kopfposition bezüglich eines Projektors und/oder einer Kamera möglich.From the prior art it is known to project a striped pattern onto an object to be measured. The projected stripes of the stripe pattern each span in space a light plane whose position must be known a priori. This can be done, for example, by calibrating the strips, in particular by means of a rectangular projection surface. From the position of the strips on the projection surface, knowing the geometry of the projection surface, the position of all strips in the space can be determined. Such a method is advantageous because all three-dimensional data of the object to be measured can be detected with a single shot in the so-called "single-shot" method. The use of a solid stripe pattern is desirable to minimize the expense of running the projector. The stripes of a solid stripe pattern must be detected and indexed for the determination of the three-dimensional data in a captured image. The stripe is assigned a stripe number or stripe index and a sequence in the captured image. Both detection and indexing of the stripes is problematic. For example, it is possible that the stripes are not completely visible. For example, it is conceivable that a strip is not detectable due to the texture of the object to be measured or because of dark coloring of the object to be measured. It is also conceivable that the object to be measured at least partially undercuts and / or height jumps has such that strips are not visible throughout. In particular, it is conceivable that due to a height jump, a strip appears to be continuously visible, but in reality there is an offset between two strips. In the area of face recognition, height jumps are possible, in particular in the region of the nose and in particular with a slightly rotated head position with respect to a projector and / or a camera.

Aus der US 2008/0237505 A1 ist die Einführung geometrischer Randbedingungen bekannt, um eine Indexierung der Streifen zu vereinfachen. Jedoch gewährleistet ein derartiges Verfahren nicht, dass ein Streifenversatz infolge eines Höhensprungs an dem zu vermessenden Objekt zuverlässig detektiert werden kann. Eine absolute Indexierung, d. h. ein Zuweisen einer absoluten Position eines Streifenmusters ist mit dem genannten Verfahren nicht möglich.From the US 2008/0237505 A1 The introduction of geometric constraints is known to simplify indexing of the stripes. However, such a method does not ensure that a streak offset due to a height jump on the object to be measured can be reliably detected. An absolute indexing, ie assigning an absolute position of a stripe pattern is not possible with the said method.

Die US 7,768,656 B2 beschreibt neben geometrischen Randbedingungen bei einer Streifenindexierung die Verwendung einer Codierung der Streifen. Jedoch ist damit nicht gewährleistet, dass eine eindeutige Identifizierung mit vertretbarem Rechenaufwand möglich ist.The US 7,768,656 B2 describes, in addition to geometric constraints in strip indexing, the use of coding the stripes. However, this does not guarantee that a clear identification with reasonable computational effort is possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts dahingehend zu verbessern, dass die Bestimmung der dreidimensionalen Daten zuverlässig möglich ist.The object of the present invention is to improve a method for acquiring three-dimensional data of an object to be measured in such a way that the determination of the three-dimensional data is reliably possible.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Streifenmuster mit mehreren Streifen, die jeweils Einzel-Codes aufweisen, in einer bekannten Folge angeordnet sind und jedem Streifen ein eindeutiger Streifenindex zugewiesen ist, auf ein zu vermessendes Objekt projiziert wird. Das projizierte Streifenmuster wird mittels einer Kamera aufgenommen und an einen Auswerterechner übermittelt. Mittels des Auswerterechners werden die jeweiligen Einzel-Codes aller Streifen des Streifenmusters bestimmt. Benachbarte Streifen werden zu einer Streifengruppe zusammengefasst und eine Abfolge der Einzel-Codes der Streifengruppe bestimmt. Die Folge der Einzel-Codes der Streifengruppe wird mit der a priori bekannten Folge von Einzel-Codes des Streifenmusters verglichen. Dadurch werden die Streifenindizes der Streifen, insbesondere aller Streifen, des Streifenmusters identifiziert. Aus den indizierten Streifen werden abschließend dreidimensionale Daten des Objekts erfasst. Dies kann beispielsweise durch Triangulation erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also insbesondere die eindeutige, absolute und zuverlässige Identifizierung einer Folge von Einzel-Codes einer Streifengruppe, unabhängig von der Geometrie des zu vermessenden Objekts. Insbesondere ist es dadurch möglich beispielsweise nur einen reduzierten Teilbereich der Bildaufnahmefläche auszuwerten. Das Verfahren ist robust und wenig fehleranfällig.The object is solved by the features of claim 1. The gist of the invention is that a stripe pattern having a plurality of stripes, each having single codes, are arranged in a known sequence and each stripe is assigned a unique stripe index, projected onto an object to be measured. The projected fringe pattern is recorded by means of a camera and transmitted to an evaluation computer. By means of the evaluation computer, the respective individual codes of all strips of the stripe pattern are determined. Adjacent stripes are combined into a stripe group and a sequence of the individual codes of the stripe group is determined. The sequence of the individual codes of the strip group is compared with the a priori known sequence of single codes of the stripe pattern. This identifies the strip indices of the strips, particularly all strips, of the strip pattern. Finally, three-dimensional data of the object are recorded from the indexed strips. This can be done for example by triangulation. The method according to the invention thus makes it possible in particular to uniquely, absolutely and reliably identify a sequence of individual codes of a strip group, independently of the geometry of the object to be measured. In particular, this makes it possible, for example, to evaluate only a reduced partial area of the image recording area. The process is robust and not prone to error.

Ein Verfahren nach Anspruch 2 ermöglicht verschiedenwertige Codierungen des Streifenmusters. Ein binärer Code, also die Verwendung von zwei verschiedenen Einzel-Codes, ist unkompliziert und schnell auszuwerten. Derartige Einzel-Codes können vorteilhaft in einem binären System durch die Code-Zustände 0 und 1 abgebildet werden. Ein derartiger Code kann automatisiert sehr gut verarbeitet werden. Es ist auch möglich, dreiwertige, sogenannte ternäre, vierwertige, fünfwertige, sechswertige, siebenwertige, achtwertige Codes oder höherwertige Codes zu verwenden. Dadurch ist es möglich, mit weniger Streifen, mehr Informationen darstellen zu können. Ein derartiger Code weist eine erhöhte Informationsdichte auf. Das bedeutet, dass bei einem höherwertigen Code eine geringere Anzahl an zu identifizierenden Streifen ausreichend ist, um eine eindeutige Mustererkennung durchführen zu können.A method according to claim 2 allows different-valued codings of the stripe pattern. A binary code, ie the use of two different single codes, is uncomplicated and fast to evaluate. Such single codes can be advantageously represented in a binary system by the code states 0 and 1. Such a code can be processed very well automatically. It is also possible to use trivalent, so-called ternary, quadrivalent, pentavalent, hexavalent, pentavalent, octahedral or higher-order codes. This makes it possible to display more information with fewer stripes. Such a code has an increased information density. This means that for a higher-value code, a smaller number of identifying strip is sufficient to perform a unique pattern recognition can.

Ein Verfahren nach Anspruch 3 ermöglicht das zuverlässige Detektieren eines fehlerhaft durchgängigen Streifens. Als fehlerhaft durchgängiger Streifen werden zwei Streifen des Streifenmusters verstanden, die aufgrund eines Höhensprungs in dem zu vermessenden Objekt bei der Auswertung, insbesondere bei der Bilddarstellung der projizierten Streifenfläche, als ein einziger durchgängiger Streifen entlang der Streifenrichtung wahrgenommen werden können. Dadurch, dass das Verfahren einen häufigen Wechsel der Einzel-Codes aufweist, kann ein fehlerhaft durchgängiger Streifen mit erhöhter Zuverlässigkeit detektiert werden. Ein maximaler Wechsel der Einzel-Codes ist dann gegeben, wenn zwei aufeinanderfolgende Einzel-Streifen verschiedene Einzel-Codes aufweisen wie beispielsweise 1 0 1 0 1 usw. Mit einem derartigen Streifenmuster kann ein Versatz eines Streifens sicher detektiert werden. Jedoch würde aufgrund der Periodizität des Musters bei einem Versatz von zwei Streifen, da das Ausgangs-Streifenmuster und das erfasste Streifenmuster bei einem Zweistreifen-Versatz identisch übereinander angeordnet werden, nicht erfasst werden. Es ist also vorteilhaft, wenn ein häufiger Wechsel der Einzel-Codes vorgesehen ist, wobei gleichzeitig die Detektion eines Streifen-Versatzes gewährleistet sein muss. Besonders vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn ein Streifenmuster beispielsweise als Pseudozufallsrauschen zufällig generiert ist und insbesondere keine periodische Anordnung der Einzel-Codes aufweist. Für die Darstellung eines derartigen Streifenmusters hat sich ein sogenannter PN-Code, der im Folgenden noch beschrieben, als vorteilhaft erwiesen. Der PN-Code kann die Länge 31 aufweisen, sodass das Streifenmuster 31 Einzel-Codes aufweist. Ein PN-Code dieser Länge weist maximal fünf identische aufeinanderfolgende Einzel-Codes auf. Ein PN-Code gewährleistet einen häufigen Wechsel der Einzel-Codes.A method according to claim 3 enables the reliable detection of a faulty continuous strip. A defective continuous strip is understood as meaning two strips of the strip pattern which, due to a height jump in the object to be measured during evaluation, in particular in the image representation of the projected strip area, can be perceived as a single continuous strip along the strip direction. The fact that the method has a frequent change of the individual codes, a faulty continuous strip with increased reliability can be detected. A maximum change of the single codes is given when two consecutive single strips have different single codes, such as 1 0 1 0 1, etc. With such a striped pattern, a skew of a strip can be surely detected. However, due to the periodicity of the pattern in an offset of two stripes, since the output fringe pattern and the detected fringe pattern are identically stacked in a two-strip offset, it would not be detected. It is therefore advantageous if a frequent change of the individual codes is provided, at the same time the detection of a strip offset must be ensured. It is particularly advantageous, for example, if a stripe pattern is randomly generated, for example, as pseudo random noise and in particular has no periodic arrangement of the individual codes. For the representation of such a stripe pattern, a so-called PN code, which will be described below, has proved to be advantageous. The PN code may have the length 31, so that the stripe pattern 31 has single codes. A PN code of this length has a maximum of five identical consecutive single codes. A PN code ensures a frequent change of the individual codes.

Ein Verfahren nach Anspruch 4 ermöglicht eine besonders vorteilhafte Auswertung des aufgenommenen Streifenmusters. Dazu weist eine verwendete Codierung perfekte oder fast perfekte Autokorrelationseigenschaften auf. Das bedeutet, dass eine derartige Codierung für eine Synchronisation vorteilhaft ist. Dadurch ist es möglich, einen Zusammenhang zwischen den benachbarten Einzel-Codes zuverlässig und eindeutig festzustellen. Perfekte Autokorrelationseigenschaften im Sinne dieser Anmeldung sind dann gegeben, wenn das Streifenmuster eine Folge von Einzel-Codes derart aufweist, dass eine zugehörige Autokorrelationsfunktion ein ausgeprägtes Maximum hat. Insbesondere ist das Maximum mittig und insbesondere an einer Stelle „Null“ angeordnet. Insbesondere ist die Autokorrelationsfunktion symmetrisch bezüglich der Position des Maximums ausgebildet. Der Wert der Autokorrelationsfunktion an der Stelle des Maximums entspricht der Länge der Folge der Einzel-Codes. Die übrigen Funktionswerte der Autokorrelationsfunktion neben dem Maximum sind 0. Fast perfekte Autokorrelationseigenschaften im Sinne dieser Anmeldung sind dann gegeben, wenn die Funktionswerte der Autokorrelationsfunktion neben dem Maximum deutlich kleiner sind und beispielsweise 1 oder –1 betragen. Codierungen, die fast perfekte Autokorrelationseigenschaften aufweisen, sind beispielsweise ein PN-Code oder ein Barker-Code, die später noch erläutert werden. Unter Synchronisation ist in diesem Zusammenhang die Zuweisung der a priori bekannten Streifengruppe mit Einzel-Codes zu verstehen. Die Zuweisung ermöglicht die Zuordnung der absoluten Streifenindizes. A method according to claim 4 allows a particularly advantageous evaluation of the recorded stripe pattern. An encoding used for this purpose has perfect or almost perfect autocorrelation properties. This means that such coding is advantageous for synchronization. This makes it possible to reliably and unambiguously establish a relationship between the adjacent individual codes. Perfect autocorrelation properties in the context of this application are given when the fringe pattern has a sequence of individual codes such that an associated autocorrelation function has a pronounced maximum. In particular, the maximum is centered and arranged in particular at a position "zero". In particular, the autocorrelation function is symmetrical with respect to the position of the maximum. The value of the autocorrelation function at the location of the maximum corresponds to the length of the sequence of the individual codes. The remaining function values of the autocorrelation function in addition to the maximum are 0. Almost perfect autocorrelation properties in the sense of this application are given if the function values of the autocorrelation function are significantly smaller in addition to the maximum and, for example, amount to 1 or -1. Codes having almost perfect autocorrelation properties are, for example, a PN code or a Barker code, which will be explained later. Synchronization in this context means the assignment of the a priori known strip group with individual codes. The assignment allows the allocation of the absolute strip indices.

Insbesondere ist ein Ausgabewert der fast perfekten Autokorrelationsfunktion neben dem Maximum deutlich kleiner als das Maximum, insbesondere kleiner als 20 Prozent des Maximalwerts und insbesondere kleiner als 10 Prozent des Maximalwerts der Autokorrelationsfunktion.In particular, an output value of the near-perfect autocorrelation function next to the maximum is significantly smaller than the maximum, in particular less than 20 percent of the maximum value and in particular less than 10 percent of the maximum value of the autocorrelation function.

Ein Verfahren nach Anspruch 5 ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Durchführung der Synchronisierung bei der Indexierung der Folgen der Einzel-Codes. Insbesondere ist es möglich, auf aus der Literatur bekannte binäre Codierungen, insbesondere auf einen Barker-Code oder auf ein Pseudozufallsrauschen, eine sogenannte PN-Sequenz, zurückzugreifen. Weitere binäre Codierungen, die fast perfekte Autokorrelationseigenschaften aufweisen und daher für die Durchführung der Synchronisierung besonders geeignet sind, sind an sich bekannte Codierungen von Lindner, Golay, Boehmer und Schroeder. Eine ternäre Codierung, die perfekte Autokorrelationseigenschaften aufweist, ist eine Codierung von Ipatov. Es ist insbesondere nicht erforderlich, neue Codierungen zu generieren. Erfindungsgemäß wurde also erkannt, dass an sich bekannte Codierungen besonders vorteilhaft bei der Auswertung eines Streifenmusters eingesetzt werden können.A method according to claim 5 enables a fast and reliable performance of the synchronization in the indexing of the sequences of the individual codes. In particular, it is possible to resort to binary codings known from the literature, in particular to a Barker code or to a pseudo random noise, a so-called PN sequence. Further binary encodings, which have almost perfect autocorrelation properties and are therefore particularly suitable for performing the synchronization, are well-known encodings by Lindner, Golay, Boehmer and Schroeder. A ternary encoding that has perfect autocorrelation properties is an Ipatov encoding. In particular, it is not necessary to generate new codings. According to the invention, it has therefore been recognized that codings known per se can be used particularly advantageously in the evaluation of a stripe pattern.

Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet eine zuverlässige, sichere und insbesondere schnelle Auswertung eines Streifenmusters. Es ist möglich nur eine reduzierte Anzahl an Streifen eines Streifenmusters auszuwerten, um eine eindeutige Identifikation sämtlicher Streifen des Streifenmusters zu erhalten. Es ist also möglich, einen reduzierten Teilbereich des aufgenommenen Bildes auszuwerten, um daraus die gesamte Sequenz aller Streifen des Bildes zu rekonstruieren. Eine Mindeststreifenzahl, die zur zuverlässigen Auswertung des Streifenmusters erforderlich ist und die vorteilhafterweise möglichst klein sein sollte, ergibt sich aus einer Gesamtzahl der verwendeten Einzel-Codes einer PN-Sequenz. Insbesondere ist es ausreichend, dass sechs oder sieben Einzel-Codes einer Streifengruppe ausgewertet werden, um ein gesamtes Streifenmuster auswerten und identifizieren zu können. Die Größe des gesamten Streifenmusters, also die Anzahl der Streifen des Streifenmusters wird durch die zu erzielende Messauflösung vorgegeben. Es ist möglich, eine PN-Sequenz derart auswählen, dass das gesamte Streifenmuster mit einer einzigen PN-Sequenz abgebildet werden kann. Das bedeutet, dass eine derartige PN-Sequenz mindestens so viele Einzel-Codes aufweist wie die Anzahl der Streifen des Streifenmusters, die durch die zu erzielende Messauflösung vorgegeben ist. Es ist auch möglich, das gesamte Streifenmuster in Teil-Streifenmuster zu unterteilen, wobei jedes der Teil-Streifenmuster entsprechend ausgewertet wird. Für die Auswertung eines derartigen Teil-Streifenmusters kann die verwendete PN-Sequenz eine reduzierte Länge aufweisen, sodass zur Indizierung einer derartigen, reduzierten PN-Sequenz eine reduzierte Anzahl von Einzel-Codes zur eindeutigen Indizierung ausreichend ist. Die Erfassung der dreidimensionalen Daten des zu vermessenden Objekts erfolgt auf Basis einer möglichst geringen Untermenge an Einzel-Codes. Auf Basis der klassifizierten Streifen kann eine korrekte Streifenindizierung erfolgen. Die einzelnen Teil-Streifenmuster werden dann zu einem Gesamtbild zusammengefügt.A method according to claim 6 ensures a reliable, safe and in particular fast evaluation of a stripe pattern. It is possible to evaluate only a reduced number of stripes of a stripe pattern in order to obtain a unique identification of all stripes of the stripe pattern. It is thus possible to evaluate a reduced partial area of the recorded image in order to reconstruct the entire sequence of all strips of the image. A minimum number of strips which is required for the reliable evaluation of the fringe pattern and which should advantageously be as small as possible results from a total number of the individual codes of a PN sequence used. In particular, it is sufficient that six or seven individual Codes of a strip group are evaluated to evaluate an entire stripe pattern and identify. The size of the entire stripe pattern, that is, the number of stripes of the stripe pattern is determined by the measurement resolution to be achieved. It is possible to select a PN sequence such that the entire fringe pattern can be imaged with a single PN sequence. This means that such a PN sequence has at least as many individual codes as the number of stripes of the stripe pattern, which is predetermined by the measurement resolution to be achieved. It is also possible to divide the entire stripe pattern into sub-stripe patterns, with each of the sub stripe patterns being evaluated accordingly. For the evaluation of such a partial stripe pattern, the PN sequence used may have a reduced length, so that a reduced number of individual codes is sufficient for indexing such a reduced PN sequence for unique indexing. The acquisition of the three-dimensional data of the object to be measured is based on the smallest possible subset of individual codes. On the basis of the classified strips, a correct strip indexing can be carried out. The individual partial stripe patterns are then combined to form an overall image.

Ein Verfahren nach Anspruch 7 ermöglicht eine Fehlertoleranz bei der Identifizierung der Streifenindizes. Sofern beispielsweise eine Mindestanzahl an Streifen für eine eindeutige Identifikation erreicht ist, können zusätzliche identifizierte Streifen einer derartigen Streifengruppe, die zu einer Überbestimmung des Ergebnisses führen, eine Fehlertoleranz bei der Identifizierung der Streifenindizes ermöglichen.A method according to claim 7 allows fault tolerance in the identification of the strip indices. For example, if a minimum number of strips is reached for unique identification, additional identified strips of such a strip group that result in overdetermination of the result may allow for error tolerance in the identification of the strip indices.

Ein Verfahren nach Anspruch 8 ermöglicht eine zusätzliche Beschleunigung bei der Durchführung der Identifikation der Streifenindizes. Dadurch, dass vor dem Projizieren des Streifenmusters ein Aufteilen des zu vermessenden Objekts in mehrere Teilbereiche erfolgt, wobei anschließend die weiteren Verfahrensschritte für jeden der Teilbereiche analog durchgeführt werden, ist es möglich, die Mindestanzahl der zu identifizierenden Einzel-Codes für eine eindeutige Identifikation zu reduzieren. Beispielsweise ist es denkbar, ein Bild in einen oberen Bildteil und in einen unteren Bildteil aufzuteilen, wobei eine Zuordnung einer Folge von Einzel-Codes zu dem jeweiligen Bildteil direkt und unkompliziert möglich ist. Die Teilbereiche für sich sind kleiner als das Gesamtobjekt, sodass die Identifikation der Folge von Einzel-Codes schneller erfolgen kann. In Abhängigkeit des zu vermessenden Objekts kann eine Aufteilung in mehr als zwei Teilbereiche erfolgen. Dadurch ist es möglich, besonders große Bilder in mehrere Bildteile zu unterteilen. Jeder einzelne Bildteil kann eindeutig auf Basis einer vorher festgelegten Mindeststreifenzahl indiziert werden. Es ist möglich, große Bildbereiche, die in mehrere Bildteile unterteilt sind, auf Basis weniger Einzel-Codes eindeutig und direkt zu identifizieren.A method according to claim 8 allows additional acceleration in performing the identification of the strip indices. By dividing the object to be measured into several subareas before projecting the stripe pattern, with the subsequent method steps being carried out analogously for each of the subareas, it is possible to reduce the minimum number of individual codes to be identified for unambiguous identification , For example, it is conceivable to divide an image into an upper image part and into a lower image part, wherein an assignment of a sequence of individual codes to the respective image part is possible directly and simply. The subareas themselves are smaller than the overall object, so that the identification of the sequence of single codes can be faster. Depending on the object to be measured, a division into more than two subregions can take place. This makes it possible to divide very large images into several image parts. Each individual part of the image can be clearly indexed on the basis of a predetermined minimum number of strips. It is possible to uniquely and directly identify large image areas that are divided into several image parts based on a few individual codes.

Ein Verfahren nach Anspruch 9 ermöglicht eine besonders vorteilhafte Realisierung der Codierung. Eine derartige Codierung ist besonders unkompliziert umzusetzen. Es ist beispielsweise denkbar, ein festes, also statisches Muster zu erzeugen, das mittels eines feststehenden Dias und einer Lichtquelle in einem Projektor auf das zu vermessende Objekt projiziert wird. Eine Helligkeits-Codierung ermöglicht die Gestaltung geometrisch identischer Streifen, wobei die Helligkeit der Streifen auf dem zu vermessenden Objekt unterschiedlich ist. Um eine Helligkeits-Codierung erzeugen zu können, können verschiedene Grauwertstufen-Codes oder Rasterungen verschiedener Dichten für die jeweiligen Streifen verwendet werden. Unter einer Helligkeits-Codierung im Sinne dieser Anmeldung wird auch eine Codierung der Farbe verstanden. Eine Helligkeits-Codierung kann also dadurch erzeugt werden, dass Einzel-Codes verschiedene Farben, also verschiedene Farb-Codes aufweisen, die beispielsweise durch eine RGB-Codierung oder durch eine CMYK-Codierung identifiziert werden können. Für die Projektion unterschiedlicher Farb-Codierungen wird Licht verschiedener Wellenlängen verwendet.Ein Verfahren mit einer periodischen Modulation der Helligkeits-Codierung ermöglicht eine verbesserte Zuverlässigkeit bei der Auswertung bzw. bei der Erfassung des Codes. Die periodische Modulation erfolgt insbesondere entlang der Streifenrichtung.A method according to claim 9 enables a particularly advantageous realization of the coding. Such coding is particularly uncomplicated implement. It is conceivable, for example, to generate a fixed, ie static pattern, which is projected on the object to be measured by means of a fixed slide and a light source in a projector. Brightness coding enables the design of geometrically identical stripes, the brightness of the stripes being different on the object to be measured. In order to be able to generate a brightness coding, different gray level codes or screens of different densities can be used for the respective strips. Under a brightness coding in the sense of this application, a coding of the color is understood. A brightness coding can therefore be generated by having individual codes having different colors, that is, different color codes, which can be identified, for example, by RGB coding or by CMYK coding. Light of different wavelengths is used for the projection of different color codings. A method with a periodic modulation of the brightness coding enables an improved reliability in the evaluation or in the detection of the code. The periodic modulation takes place in particular along the strip direction.

Ein Verfahren nach Anspruch 10 ermöglicht eine vorteilhafte und unkomplizierte anlagentechnische Umsetzung der Codierung.A method according to claim 10 enables an advantageous and uncomplicated system engineering implementation of the coding.

Ein Verfahren nach Anspruch 11 ermöglicht eine besonders robuste und unkomplizierte Erzeugung der Codierung. Die Codierung durch unterschiedliche Streifenbreiten kann durch die Verwendung einer Maske in dem Projektor erfolgen. In ähnlicher Weise kann auch die Streifenstruktur, insbesondere entlang einer Streifenlängsrichtung, codiert werden. Die Streifenstruktur kann beispielsweise durch eine Unterbrechung des Streifens entlang der Streifenlängsrichtung und/oder durch die Verwendung von in dem Streifen integrierten Strichcodes erzeugt werden.A method according to claim 11 enables a particularly robust and uncomplicated generation of the coding. The encoding by different stripe widths can be done by using a mask in the projector. Similarly, the strip structure can also be coded, in particular along a strip longitudinal direction. The strip structure can be produced, for example, by interrupting the strip along the strip longitudinal direction and / or by using barcodes integrated in the strip.

Bei einem Verfahren nach Anspruch 12 kann eine zeitlich veränderliche Codierung dadurch erfolgen, dass in zwei oder mehr nacheinander folgenden Aufnahmen die Darstellung eines Streifens variiert, wobei die Position eines derart variierten Streifens im Streifenmuster unverändert ist. Durch die Veränderung der Streifen von Bild zu Bild ergibt die zeitlich veränderliche Codierung.In a method according to claim 12, a temporally variable coding can be effected by varying the representation of a strip in two or more consecutive exposures, wherein the position of such a varied strip in the fringe pattern is unchanged. The change of the stripes from image to image results in the temporally variable coding.

Zur Verbesserung der Streifendetektion ist es auch möglich, mindestens zwei der vorteilhaften Codierungen gemäß den Ansprüchen 9 bis 12 zu kombinieren. Beispielsweise kann eine Helligkeits-Codierung des Verfahrens nach Anspruch 9 mit einer geometrischen Codierung eines Verfahrens nach Anspruch 11 kombiniert werden. Die Einzel-Codes eines derartigen Streifenmusters unterscheiden sich also beispielsweise durch deren Helligkeit und deren geometrische Form. Es ist auch möglich, verschiedene andere Kombinationen von Codierungen anzuwenden. To improve the strip detection, it is also possible to combine at least two of the advantageous codings according to claims 9 to 12. For example, a brightness coding of the method according to claim 9 can be combined with a geometric coding of a method according to claim 11. The individual codes of such a stripe pattern thus differ, for example, by their brightness and their geometric shape. It is also possible to apply various other combinations of codes.

Ein Verfahren nach Anspruch 13 ermöglicht eine unsichtbare Projektion des Streifenmusters, insbesondere mittels einer Lichtquelle im nahen Infrarot-Bereich. Eine derartige Projektion ist insbesondere vorteilhaft bei der Anwendung zur Gesichtserkennung. Eine Person wird durch das unsichtbare Licht nicht geblendet. Insbesondere ist es möglich, das Verfahren zur Gesichtserkennung einer Person von dieser unbemerkt durchzuführen. Das Verfahren erfolgt unauffällig und wird insbesondere als nicht störend empfunden.A method according to claim 13 allows an invisible projection of the stripe pattern, in particular by means of a light source in the near infrared region. Such a projection is particularly advantageous in the application for face recognition. A person is not dazzled by the invisible light. In particular, it is possible to perform the method for facial recognition of a person unnoticed by this person. The procedure is inconspicuous and is especially perceived as not disturbing.

Ein Verfahren nach Anspruch 14 ermöglicht die vorteilhafte Anwendung des Verfahrens zur Gesichtserkennung.A method according to claim 14 enables the advantageous application of the method for facial recognition.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts zu vereinfachen.It is another object of the present invention to simplify an apparatus for performing the method of acquiring three-dimensional data of an object to be measured.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Projektor eine Codierung eines zu projizierenden Streifenmusters derart ermöglicht, dass eine schnelle, robuste und zuverlässige Identifikation des Streifenmusters und insbesondere eine eindeutige Indexierung der Streifen möglich ist. Die Vorteile einer derartigen Vorrichtung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens, worauf hiermit verwiesen wird.This object is solved by the features of claim 15. The essence of the invention is that the projector allows coding of a stripe pattern to be projected such that a fast, robust and reliable identification of the stripe pattern and in particular a clear indexing of the stripe is possible. The advantages of such a device correspond to those of the method according to the invention, to which reference is hereby made.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention, additional features and details emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a schematic side view of a device according to the invention,

2 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verfahrensschritte des Verfahrens zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, 2 a flow chart for illustrating the method steps of the method for detecting three-dimensional data of an object to be measured,

3 eine schematische Darstellung eines von einem Projektor erzeugten Streifenmusters, 3 a schematic representation of a generated by a projector stripe pattern,

4 eine perspektivische Ansicht eines zu vermessenden Objekts mit projiziertem Streifenmuster, 4 a perspective view of an object to be measured with projected stripe pattern,

5 eine 4 entsprechende perspektivische Darstellung mit der Projektion eines Einzelstreifens, 5 a 4 corresponding perspective view with the projection of a single strip,

6 eine 5 entsprechende Frontaufnahme eines Einzelstreifens, 6 a 5 corresponding front image of a single strip,

7 eine Ausschnittsvergrößerung eines realen aufgenommenen Streifenmusters, 7 an enlarged detail of a real recorded strip pattern,

8 eine Aufnahme des in 7 dargestellten Streifenmusters, 8th a shot of the in 7 illustrated stripe pattern,

9 eine schematische Darstellung einer Autokorrelationsfunktion für eine Barker-Codierung, 9 a schematic representation of an autocorrelation function for a Barker encoding,

10 eine vergrößerte Detaildarstellung einer Codierung in Form einer Helligkeits-Codierung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 10 an enlarged detail of a coding in the form of a brightness coding according to a first embodiment,

11 eine 10 entsprechende Darstellung einer Helligkeits-Codierung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 11 a 10 corresponding representation of a brightness coding according to a second embodiment,

12 eine 10 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Codierung und 12 a 10 corresponding representation of another embodiment of a coding and

13 eine 10 entsprechende Darstellung eines Streifenmusters eines binären Codes der Länge 15. 13 a 10 corresponding representation of a stripe pattern of a binary code of length 15.

Eine in 1 als Ganzes mit 1 dargestellte Vorrichtung ermöglicht die Durchführung eines Verfahrens zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, hier in der Form des Gesichts einer Person 2. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Projektor 3 mit dem ein Streifenmuster auf das Gesicht der Person 2 projiziert wird. Der Projektor 3 umfasst eine Lichtquelle 4, eine feste Maske 5 zum Erzeugen des Streifenmusters und ein Objektiv 6 zum Abbilden des Streifensmusters auf dem zu vermessenden Objekt 2. Bei der Maske 5 handelt es sich insbesondere um ein Diapositiv. Insbesondere kann die Maske 5 als Dia ausgeführt, das zwischen der Lichtquelle 4 und dem Objektiv 6 angeordnet ist. Der Projektor 3 gibt das Streifenmuster mit einem Beleuchtungskegel 7 ab und ermöglicht damit ein Ausleuchten des gewünschten Objekts 2.An in 1 as a whole with 1 The device illustrated makes it possible to carry out a method for acquiring three-dimensional data of an object to be measured, here in the form of the face of a person 2 , The device 1 includes a projector 3 with a stripe pattern on the face of the person 2 is projected. The projector 3 includes a light source 4 , a solid mask 5 for generating the stripe pattern and a lens 6 for imaging the stripe pattern on the object to be measured 2 , At the mask 5 it is in particular a slide. In particular, the mask 5 executed as a slide between the light source 4 and the lens 6 is arranged. The projector 3 gives the stripe pattern with a lighting cone 7 and thus makes it possible to illuminate the desired object 2 ,

Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Kamera 8 mit einem Blickwinkel 9. Der Blickwinkel 9 ist derart orientiert, dass das gesamte zu vermessende Objekt 2 erfassbar ist. Das bedeutet, dass sämtliche Streifen des von dem auf das zu vermessende Objekt 2 des projizierten Streifenmusters mittels der Kamera 8 aufgenommen werden.The device 1 also includes a camera 8th with a view 9 , The viewpoint 9 is oriented so that the whole to be measured object 2 is detectable. This means that all strips of the object to be measured on the 2 of the projected fringe pattern by means of the camera 8th be recorded.

Sowohl die Kamera 8 als auch der Projektor 3 sind jeweils in Signalverbindung mit einem Auswerterechner 10. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Signalverbindung durch eine kabelgebundene Signalübertragung ermöglicht. Es ist auch denkbar, die Signalverbindung in anderer Weise, insbesondere kabellos wie beispielsweise durch Infrarot oder Bluetooth auszuführen. Der Auswerterechner 10 ermöglicht eine Steuerung der Bildaufnahme mit der Kamera 8. Gleichzeitig können mit der Kamera 8 aufgenommene, digitale Bilder zur Auswertung an den Auswerterechner 10 übertragen werden. Der Auswerterechner 10 steuert den Projektor 3.Both the camera 8th as well as the projector 3 are each in signal connection with an evaluation computer 10 , According to the embodiment shown, the signal connection is made possible by a wired signal transmission. It is also conceivable to carry out the signal connection in a different manner, in particular wirelessly, for example by infrared or Bluetooth. The evaluation calculator 10 allows control of image capture with the camera 8th , At the same time, with the camera 8th recorded digital images for evaluation on the evaluation computer 10 be transmitted. The evaluation calculator 10 controls the projector 3 ,

Gemäß der Darstellung in 1 sind sowohl der Projektor 3 als auch die Kamera 8 gegenüber einer Horizontalen geneigt angeordnet. Dadurch können der Blickwinkel 9 und der Beleuchtungskegel 7 im Bereich des Objekts 2 überlappen. Der Projektor 3 und die Kamera 8 sind vertikal übereinander angeordnet. Die jeweiligen Mittelpunkte der Objektive von Projektor 3 und Kamera 8 sind entlang einer gemeinsamen vertikalen Achse angeordnet. In Abhängigkeit des Abstands von Projektor 3 und/oder Kamera 8 zu dem Objekt 2 kann ein entsprechender Neigungswinkel variieren. Insbesondere ist es möglich, nur eine der Komponenten, also entweder den Projektor 3 oder die Kamera 8 gegenüber dem Objekt 2 zu neigen. Die jeweils andere Komponente, also die Kamera 8 oder der Projektor 3 ist dann jeweils horizontal ausgerichtet. Es ist auch möglich, den Projektor 3 und die Kamera 8 in einer gemeinsamen Horizontalebene beispielsweise auf einem Tisch anzubringen, wobei eine Neigung des Projektors 3 und/oder der Kamera 8 innerhalb einer Horizontalebene möglich ist. Bei einer Anordnung des Projektors 3 und der Kamera 8 nebeneinander in der gemeinsamen Horizontalebene sind die jeweiligen Mittelpunkte der beiden Objektive von Projektor 3 und Kamera 8 entlang einer gemeinsamen horizontalen Achse angeordnet. Die Mittelpunkte der Objektive von Projektor 3 und Kamera 8 haben also jeweils identischen Abstand von einem Boden. Es ist auch möglich, jeweils ein Weitwinkelobjektiv für den Projektor 3 und/oder für die Kamera 8 zu verwenden. In diesem Fall kann auf eine geneigte Anordnung des Projektors 3 und/oder der Kamera 8 verzichtet werden.As shown in 1 are both the projector 3 as well as the camera 8th arranged inclined with respect to a horizontal. This allows the viewing angle 9 and the lighting cone 7 in the area of the object 2 overlap. The projector 3 and the camera 8th are arranged vertically one above the other. The respective centers of the lenses of projector 3 and camera 8th are arranged along a common vertical axis. Depending on the distance from the projector 3 and / or camera 8th to the object 2 may vary a corresponding inclination angle. In particular, it is possible only one of the components, so either the projector 3 or the camera 8th opposite the object 2 to tilt. The other component, ie the camera 8th or the projector 3 is then aligned horizontally. It is also possible to use the projector 3 and the camera 8th in a common horizontal plane, for example, to be mounted on a table, with a tilt of the projector 3 and / or the camera 8th within a horizontal plane is possible. When arranging the projector 3 and the camera 8th next to each other in the common horizontal plane are the respective centers of the two lenses of projector 3 and camera 8th arranged along a common horizontal axis. The centers of the lenses of projector 3 and camera 8th So each have the same distance from a floor. It is also possible to use a wide-angle lens for each projector 3 and / or for the camera 8th to use. In this case may be on a tilted arrangement of the projector 3 and / or the camera 8th be waived.

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 6 ein Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten näher erläutert. In 2 ist eine Abfolge von Verfahrensschritten mittels eines Flussdiagramms schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 11 erfolgt ein Projizieren eines Streifenmusters mittels des Projektors 3 auf das zu vermessende Objekt 2. Dabei liegen die Streifen des Streifenmusters wie nachfolgend noch näher erläutert eine Codierung in Form einer bekannten Folge von Einzel-Codes fest. Weiterhin ist jedem Streifen ein eindeutiger Streifenindex zugewiesen. In einem nächsten Verfahrensschritt 12 wird das projizierte Streifenmuster mittels der Kamera 8 aufgenommen. In einem weiteren Verfahrensschritt 13 wird das aufgenommene Streifenmuster, insbesondere als Bilddatei, an den Auswerterechner 10 übermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt 14 werden die Streifen des Streifenmusters mittels des Auswerterechners 10 detektiert. Das bedeutet, dass für jeden Streifen ein jeweiliger Einzel-Code bestimmt wird. Insbesondere wird jedem Streifen der jeweils bestimmte Einzel-Code zugewiesen. Es ist denkbar, den Verfahrensschritt 14 derart sequentiell ausführen, dass zunächst die Streifen in dem aufgenommenen Bild erfasst werden und anschließend für jeden Streifen ein entsprechender Einzel-Code erfasst und der jeweilige Einzel-Codierung zugewiesen werden.The following is based on the 1 to 6 a method for detecting three-dimensional data explained in more detail. In 2 a sequence of method steps by means of a flow chart is shown schematically. In a first process step 11 a projecting of a stripe pattern is performed by the projector 3 on the object to be measured 2 , In this case, the strips of the strip pattern, as explained in more detail below, are coded in the form of a known sequence of individual codes. Furthermore, each stripe is assigned a unique stripe index. In a next process step 12 becomes the projected fringe pattern by means of the camera 8th added. In a further process step 13 the recorded stripe pattern, in particular as an image file, is sent to the evaluation computer 10 transmitted. In a further process step 14 The stripes of the stripe pattern are evaluated by means of the evaluation computer 10 detected. This means that for each strip a respective single code is determined. In particular, each strip is assigned the particular individual code. It is conceivable the process step 14 perform sequentially such that first the strips are detected in the captured image and then for each strip a corresponding single code is detected and assigned to the respective single-coding.

In einem weiteren Verfahrensschritt 15 werden mehrere benachbarte Streifen, also Streifen die senkrecht zu einer Streifenrichtung nebeneinander angeordnet sind, zu einer Streifengruppe zusammengefasst. In einem weiteren Verfahrensschritt 16 wird die bestimmte Folge der Einzel-Codes der Streifengruppe mit der bekannten Folge der Einzell-Codes des Streifenmusters verglichen. In einem weiteren Verfahrensschritt 17 erfolgt ein eindeutiges Identifizieren der Streifenindizes aller Streifen des Streifenmusters. Insbesondere werden den Streifen des Streifenmusters die absoluten Streifenindizes zugewiesen. Nach dem Identifizieren der Streifenindizes erfolgt eine Abfrage 18, ob sämtliche Streifen des Streifenmusters indiziert sind. Sofern dies der Fall ist, erfolgt in einem abschließenden Verfahrensschritt 19 das Erfassen der dreidimensionalen Daten des Objekts 2 auf Basis der identifizierten Streifen. Dies kann beispielsweise durch Triangulation erfolgen. Sofern die Abfrage 18 ergibt, dass noch nicht alle Streifen des Streifenmusters indiziert sind, erfolgt eine Schleife derart, dass das Verfahren ab dem Verfahrensschritt 15, also die Verfahrensschritte 15 bis 17, nochmals abgearbeitet werden. Eine derartige Schleife wird so oft wiederholt, bis die Abfrage 18 ergibt, dass sämtliche Streifen des Streifenmusters indiziert sind.In a further process step 15 a plurality of adjacent strips, ie strips which are arranged side by side perpendicular to a strip direction, combined to form a strip group. In a further process step 16 the particular sequence of the individual codes of the strip group is compared with the known sequence of the single-cell codes of the stripe pattern. In a further process step 17 the strip indices of all strips of the strip pattern are uniquely identified. In particular, the stripes of the stripe pattern are assigned the absolute stripe indices. After identifying the strip indices, a query is made 18 whether all stripes of the stripe pattern are indexed. If this is the case, takes place in a final process step 19 capturing the three-dimensional data of the object 2 based on the identified strips. This can be done for example by triangulation. Unless the query 18 shows that not all strips of the stripe pattern are indexed, a loop is made such that the method from the process step 15 So the process steps 15 to 17 , be processed again. Such a loop is repeated until the query 18 shows that all stripes of the stripe pattern are indexed.

Ein von dem Projektor 3 erzeugtes Streifenprofil ist in 3 schematisch dargestellt. Bei dem Streifenmuster handelt es sich um ein homogenes Streifenmuster. Das bedeutet, dass die Streifen 20 des Streifenmusters 21 in einer Bildebene Z entlang einer Vertikalrichtung jeweils einen identischen Abstand W aufweisen. Ein Mittelstreifen 20, der durch eine optische Achse des Projektors 3 verläuft und die Vertikalachse Y in der Bildebene Z im Ursprung schneidet, hat den Streifenindex „0“. Streifen im positiven Bereich der Y-Achse, die in 3 oberhalb des Mittelstreifens angeordnet sind, tragen positive Streifenindizes. Die Streifen im Bereich der negativen Y-Achse, die in 3 unterhalb des Mittelstreifens angeordnet sind, haben negative Indizes.One from the projector 3 generated strip profile is in 3 shown schematically. The stripe pattern is a homogeneous stripe pattern. That means the stripes 20 of the stripe pattern 21 each have an identical distance W in an image plane Z along a vertical direction. A median strip 20 passing through an optical axis of the projector 3 and intersecting the vertical axis Y in the image plane Z at the origin has the stripe index "0". Strip in the positive region of the Y-axis, which in 3 above the Center strip are arranged, carry positive strip indices. The stripes in the area of the negative y-axis, which in 3 are located below the median strip, have negative indices.

In 4 ist ein auf ein Gesicht als zu vermessendes Objekt 2 projiziertes Streifenmuster 21 schematisch dargestellt. Das homogene Streifenmuster 21 umfasst, wie insbesondere auf der Projektion der Streifen 20 der Projektionsebene seitlich neben dem zu vermessenden Objekt 2 dargestellt, parallele Streifen 20. Für die Abbildung des Gesichts 2 sind n Streifen vorgesehen. Die perspektivische Darstellung in 4 zeigt, dass durch die Projektion des homogenen Streifenmusters auf der unebenen, dreidimensional gestalteten Oberfläche des Gesichts 2 eine Verformung der Streifen resultiert. Dies ist insbesondere in 5 näher dargestellt.In 4 is an object to be measured on a face 2 projected stripe pattern 21 shown schematically. The homogeneous stripe pattern 21 includes, in particular, on the projection of the strips 20 the projection plane laterally next to the object to be measured 2 shown, parallel stripes 20 , For the picture of the face 2 n strips are provided. The perspective view in 4 shows that by the projection of the homogeneous stripe pattern on the uneven, three-dimensionally shaped surface of the face 2 a deformation of the strips results. This is especially in 5 shown in more detail.

6 zeigt das von der Kamera 8 aufgenommene Bild des Gesichts 2 mit dem darauf projizierten Streifen gemäß 5. 6 shows that from the camera 8th taken picture of the face 2 with the strip projected on it according to 5 ,

7 zeigt einen vergrößerten Detailausschnitt eines real aufgenommenen Bildes mit projiziertem Streifenmuster 21. Der Auswerterechner 10 kann beispielweise mittels einer dafür vorgesehenen Software das Streifenmuster, insbesondere den Verlauf der einzelnen Streifen 20, detektieren. Ein derart detektiertes Muster ist in 8 dargestellt. Um die dreidimensionalen Daten des vermessenen Objekts 2 bestimmen zu können, ist eine Ermittlung der Streifenindizes erforderlich. Das heißt, dass für jeden der dargestellten Streifen 20 ein eindeutiger, absoluter Streifenindex bestimmt werden muss. Dazu ist eine Codierung der Streifen 20 erforderlich. Die Codierung der Streifen 20 wird im Folgenden anhand der 9 bis 13 im Einzelnen erläutert. Die Codierung ermöglicht eine in 7 innerhalb des Kreises 22 dargestellten, fehlerhaft durchgängigen Streifen zu identifizieren. Eine Codierung des Streifenmusters 21 wird dadurch erreicht, dass die Streifen 20 verschiedenartig ausgeführt sind. In Anzahl der zugelassenen, verschiedenen Streifentypen wird die Wertigkeit des Codes definiert. Gemäß den weiteren Ausführungen sind die Beispiele anhand jeweils eines binären Codes dargestellt. Das bedeutet, dass zwei verschiedene Streifentypen existieren, die nach einer Detektion mittels eines Binärcodes durch einen Code-Zustand „0“ oder einen Code-Zustand „1“ repräsentiert werden. 7 shows an enlarged detail of a real recorded image with projected stripe pattern 21 , The evaluation calculator 10 For example, by means of a dedicated software the stripe pattern, in particular the course of the individual strips 20 , detect. Such a detected pattern is in 8th shown. To the three-dimensional data of the measured object 2 to determine, a determination of the strip indices is required. That is, for each of the illustrated stripes 20 a unique, absolute stripe index must be determined. This is an encoding of the stripes 20 required. The coding of the stripes 20 will be described below on the basis of 9 to 13 explained in detail. The coding allows an in 7 within the circle 22 identified, faulty continuous strip to identify. An encoding of the stripe pattern 21 is achieved by the strips 20 are executed in various ways. The value of the code is defined in the number of permitted, different stripe types. According to the further embodiments, the examples are each illustrated by a binary code. This means that there are two different stripe types that are represented by a code state "0" or a code state "1" after detection by means of a binary code.

Es ist grundsätzlich auch möglich, höherwertige Codes wie beispielsweise einen ternären Code mit drei unterschiedlichen Streifentypen zu verwenden, um insbesondere die Funktionsdichte bei der Codierung zu erhöhen.In principle, it is also possible to use higher-order codes, such as a ternary code with three different stripe types, in particular to increase the functional density in the coding.

Für die Detektion des Codes an sich ist es erforderlich, dass eine Folge von Einzel-Codes verwendet wird, die vorteilhafte Eigenschaften für die Synchronisation aufweist. Eine derartige Folge von Einzel-Codes hat gute Autokorrelationseigenschaften. Eine derartige Code-Folge ist der sogenannte Barker-Code der Länge 7. Der Code lautet: 1 1 1 0 0 1 0. For the detection of the code itself, it is necessary to use a sequence of single codes having advantageous characteristics for synchronization. Such a sequence of single codes has good autocorrelation properties. Such a code sequence is the so-called Barker code of length 7. The code is: 1 1 1 0 0 1 0.

Die Autokorrelationsfunktion 23 des Barker-Codes ist in 9 dargestellt. Daraus geht eindeutig hervor, dass die Autokorrelationsfunktion ein globales Maximum bei dem Zählparameter 7 aufweist. An dieser Stelle weist die Autokorrelationsfunktion ein Intensitätsmaximum vom Wert 7 auf, an allen anderen Stellen ist der Wert der Intensität der Autokorrelationsfunktion verschwindend. Der Wert des Maximums der Autokorrelationsfunktion entspricht damit insbesondere der Länge des Codes. Der Barker-Code weist ein signifikantes Maximum für die Autokorrelationsfunktion auf. Ein Abgleich des Barker-Codes mit jeder anderen Folge von Einzel-Codes, also eine Kreuzkorrelation, ergibt dagegen geringe Intensitäten der Korrelationsfunktion. Auf Basis der Unterschiede der Korrelationsfunktionen kann eine Übereinstimmung bzw. eine Abweichung der überprüften Folge von Einzel-Codes zuverlässig und eindeutig identifiziert werden. Es ist möglich, die Abfolge der sieben Streifen, die für eine Darstellung des Barker-Codes erforderlich sind, zuverlässig zu identifizieren.The autocorrelation function 23 the Barker code is in 9 shown. It is clear from this that the autocorrelation function is a global maximum in the counting parameter 7 having. At this point, the autocorrelation function has an intensity maximum of value 7 on, in all other places, the value of the intensity of the autocorrelation function disappears. The value of the maximum of the autocorrelation function thus corresponds in particular to the length of the code. The Barker code has a significant maximum for the autocorrelation function. Comparing the Barker code with every other sequence of single codes, ie a cross-correlation, results in low intensities of the correlation function. On the basis of the differences in the correlation functions, a match or a deviation of the checked sequence of individual codes can be reliably and unambiguously identified. It is possible to reliably identify the sequence of the seven stripes required to represent the Barker code.

Im Folgenden werden anhand der 10 bis 13 verschiedene Codierungs-Varianten im Einzelnen erläutert. Eine Codierung der Streifen 20 kann beispielsweise durch eine Helligkeits-Codierung gemäß 10 erfolgen. 10 zeigt beispielsweise eine Folge von Einzel-Codes vom Typ „1, 1, 0, 0“. Das bedeutet, dass die beiden ersten Streifen vom Typ „1“ mit einer reduzierten Helligkeit und die beiden nachfolgenden Streifen vom Typ „0“ mit maximaler Helligkeit ausgeführt sind. Die reduzierte Helligkeit kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das verwendete Dia 5 in dem Projektor 3 einen Streifen mit einem Graustufenwert projiziert. Sofern die technische Realisierung eines Graustufenwertes beispielsweise durch einen fotografischen Grauwert nicht möglich ist, kann die Absenkung der Helligkeit mittels einer Rasterung erreicht werden. Verschiedene Helligkeiten können durch verschieden dichte Rasterungen realisiert. Dies kann beispielsweise mittels eines Halbton-Verfahrens erfolgen, das aus dem Bereich des Tiefdruckverfahrens bekannt ist und insbesondere im Zeitungsdruck Anwendung findet. Dabei werden lichtundurchlässige Rasterelemente verwendet, die insbesondere rautenförmig ausgeführt sind. Die Ortsfrequenz dieser Elemente übersteigt die Auflösung des Projektionsobjektivs, sodass die Rasterelemente nicht abgebildet werden und somit reduzierte Helligkeit sichtbar ist.The following are based on the 10 to 13 various coding variants explained in detail. An encoding of the stripes 20 can, for example, by a brightness coding according to 10 respectively. 10 shows, for example, a sequence of single codes of the type "1, 1, 0, 0". This means that the first two strips of type "1" are designed with reduced brightness and the two subsequent strips of type "0" with maximum brightness. The reduced brightness can be achieved, for example, by using the slide 5 in the projector 3 projected a stripe with a grayscale value. If the technical realization of a grayscale value is not possible, for example, by means of a photographic grayscale value, the lowering of the brightness can be achieved by means of screening. Different brightnesses can be realized by different densities. This can be done for example by means of a halftone process, which is known from the field of gravure printing and especially in newspaper printing application. In this case, opaque grid elements are used, which are in particular diamond-shaped. The spatial frequency of these elements exceeds the resolution of the projection lens, so that the raster elements are not displayed and thus reduced brightness is visible.

Ein hinsichtlich der Detektion verbessertes Streifenmuster gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel 21a ist in 11 dargestellt. Das Streifenmuster 21a unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Mustern dadurch, dass die Streifen 20a mit reduzierter Helligkeit eine periodische Modulation entlang einer Streifenrichtung aufweisen. Das bedeutet, dass entlang der Streifenrichtung die Streifen reduzierter Helligkeit dunkle Abschnitte 24 und helle Abschnitte 25 jeweils abwechselnd angeordnet aufweisen. Durch die Verwendung der periodischen Modulation der Helligkeit gemäß dem Streifenmuster 21a ist die Gefahr einer Fehlklassifizierung bei der Detektion der Streifen reduziert. Eine derartige Fehlklassifikation kann beispielsweise dadurch auftreten, dass das zu vermessende Objekt beispielsweise aufgrund unterschiedlichen Reflektionsverhaltens hellere bzw. dunklere Bereiche aufweist. Die Gefahr einer Fehlklassifizierung kann bei dem Streifenmuster 21a gemäß 11 zusätzlich dadurch reduziert werden, dass die Streifen in Streifenrichtung eine Mindestlänge aufweisen, um die periodische Helligkeitsmodulation zweifelsfrei nachweisen zu können. An improved stripe pattern in terms of detection according to another embodiment 21a is in 11 shown. The stripe pattern 21a differs from the patterns described above in that the strips 20a with reduced brightness have a periodic modulation along a strip direction. This means that along the direction of the stripe, the reduced-brightness stripes are darker sections 24 and bright sections 25 each having alternately arranged. By using the periodic modulation of the brightness according to the fringe pattern 21a the risk of misclassification in detecting the strips is reduced. Such a misclassification can occur, for example, in that the object to be measured has brighter or darker areas, for example because of different reflection behavior. The risk of misclassification can occur with the stripe pattern 21a according to 11 additionally be reduced by the fact that the strips have a minimum length in the strip direction in order to be able to prove the periodic brightness modulation beyond doubt.

Die geometrischen Abmessungen der Streifen und eine Periodendauer der Helligkeitsmodulation hängen insbesondere von der Auflösung der Kamera 8 ab. Insbesondere ist eine Streifenbreite, also eine Ausdehnung des Streifens senkrecht zur Streifenlängsrichtung, von 7 Pixeln im aufgenommenen Bild besonders vorteilhaft. Ein Streifen mit dieser Streifenbreite kann robust und insbesondere wenig fehleranfällig ausgewertet werden. Die damit zu erreichende optische Auflösung bei der Auswertung der Daten ist gut. The geometric dimensions of the stripes and a period of the brightness modulation depend in particular on the resolution of the camera 8th from. In particular, a strip width, ie an extension of the strip perpendicular to the strip longitudinal direction, of 7 pixels in the recorded image is particularly advantageous. A strip with this stripe width can be evaluated robust and in particular less susceptible to errors. The optical resolution to be achieved in the evaluation of the data is good.

Eine Verbesserung der Auflösung kann dadurch erreicht werden, dass die Streifenbreite reduziert wird und insbesondere beispielsweise 5 Pixel oder weniger Pixel aufweisen kann. Dadurch kann die Anzahl der Streifen pro Dia erhöht werden. Jedoch steigt bei einer reduzierten Streifenbreite das Risiko einer fehlerhaften Detektion. Insbesondere ist dadurch die Identifizierung der Streifen erschwert. Eine Vergrößerung der Streifenbreite vereinfacht die Detektion der Streifen an sich. Das Verfahren ist besonders robust durchführbar und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Allerdings ist die Auflösung der dreidimensionalen Messung bei erhöhter Streifenbreite aufgrund der reduzierten Streifenanzahl pro Bild reduziert.An improvement of the resolution can be achieved by reducing the stripe width and in particular, for example, can have 5 pixels or less pixels. This can increase the number of strips per slide. However, with a reduced stripe width, the risk of erroneous detection increases. In particular, this makes it difficult to identify the strips. Increasing the stripe width simplifies the detection of the stripes per se. The method is particularly robust feasible and has a high reliability. However, the resolution of the three-dimensional measurement is reduced with increased stripe width due to the reduced number of stripe per image.

Dies gilt in ähnlicher Weise für die Helligkeitsmodulation. Je kürzer eine Periodendauer der Helligkeitsmodulation ist, also je kürzer die jeweilige Längenausdehnung der Abschnitte 24, 25 in Streifenlängsrichtung ist, desto geringer kann ein Ausschnitt aus einem einzelnen Streifen gewählt werden, um den Streifentyp, also den jeweiligen Einzel-Code, zu detektieren. Fehlklassifikationen können insbesondere dann auftreten, wenn Textur und/oder Struktur des zu vermessenden Objektes die projizierte, modulierende Helligkeit verfälschen. Die Gefahr einer Fehlklassifikation kann dadurch reduziert werden, dass längere Hell- und Dunkel-Perioden vorgesehen sind. Dadurch ist die Klassifikation an sich robust ausgeführt. This applies similarly to the brightness modulation. The shorter a period duration of the brightness modulation, that is, the shorter the respective length extension of the sections 24 . 25 in the strip longitudinal direction, the smaller a section of a single strip can be selected to detect the strip type, ie the respective single code. Misclassifications can occur in particular if the texture and / or structure of the object to be measured falsify the projected, modulating brightness. The risk of misclassification can be reduced by providing longer light and dark periods. This makes the classification robust in itself.

Eine weitere Ausführungsform eines Streifenmusters 21b ist in 12 dargestellt. Die Streifen vom Typ „1“ sind gemäß 12 durch eine Modulation des Streifenrandes ausgeführt. Die Streifen 20b weisen an dem jeweiligen Rand entlang der Streifenrichtung ein gestuftes bzw. gezacktes Profil auf. Eine derartige Form der Streifen 20b kann mit hoher Zuverlässigkeit automatisiert gut erkannt und somit detektiert werden. In einem mittleren Bereich der Streifen 20, 20b weisen diese jeweils maximale Helligkeit auf. Another embodiment of a stripe pattern 21b is in 12 shown. The stripes of type "1" are according to 12 executed by a modulation of the strip edge. The Stripes 20b have at the respective edge along the strip direction on a stepped or serrated profile. Such a form of stripes 20b can be easily recognized with high reliability and thus detected. In a middle area of the stripes 20 . 20b each have maximum brightness.

Anstelle eines Barker-Codes kann auch ein sogenanntes Pseudozufallsrauschen verwendet werden, das auch als PN-Sequenz bezeichnet wird. Eine PN-Sequenz umfasst eine Aneinanderreihung der Binärziffern 0, 1, die scheinbar zufällig angeordnet sind. PN-Sequenzen weisen perfekte Autokorrelationseigenschaften auf.PN-Sequenzen haben sich als für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren als besonders geeignet erwiesen. PN-Sequenzen an sich sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel für eine PN-Sequenz der Länge 15 gemäß 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 ist in 13 dargestellt. Die Streifen vom Typ „1“ sind mit reduzierter Helligkeit dargestellt. Das in 13 dargestellte Streifenmuster 21 weist eine Helligkeits-Codierung gemäß 10 auf.Instead of a Barker code, a so-called pseudo-random noise can be used, which is also referred to as PN sequence. A PN sequence comprises a string of binary digits 0, 1 arranged seemingly at random. PN sequences have perfect autocorrelation properties. PN sequences have been found to be particularly suitable for use in the method of the invention. PN sequences per se are known in the art. An example of a PN sequence of length 15 according to 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 is in 13 shown. The strips of type "1" are shown with reduced brightness. This in 13 illustrated stripe pattern 21 has a brightness coding according to 10 on.

Eine PN-Sequenz mit der Länge 31 lautet beispielsweise: 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1. For example, a 31-length PN sequence is: 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1.

Wesentliches Merkmal der PN-Sequenz ist die Eigenschaft, dass bereits eine reduzierte Anzahl, also eine Mindestanzahl s, der Streifen einer Streifengruppe ausreichend ist, um eine eindeutige Identifizierung der Folge der Einzel-Codes aller Streifen n des gesamten Streifenmusters zu ermöglichen. Die Bestimmungsgleichung hierfür lautet: n = 2s – 1. An essential feature of the PN sequence is the property that even a reduced number, that is to say a minimum number s, of the strip of a strip group is sufficient to allow unambiguous identification of the sequence of the individual codes of all strips n of the entire strip pattern. The equation of determination for this is: n = 2 s - 1.

Das bedeutet, dass bei der gegebenen Länge der Codierung von 31, also einer Streifenanzahl n = 31, eine Mindeststreifenanzahl s = 5 erforderlich ist, um die gezeigte Streifenfolge der PN-Sequenz eindeutig zu identifizieren. Sobald fünf aufeinanderfolgende Einzel-Codes identifiziert sind, können sämtliche Streifenindizes eindeutig und mit absoluter Position innerhalb des Streifenmusters angegebenen werden. Auf Basis dieser Daten kann zuverlässig eine Berechnung der dreidimensionalen Daten mittels Triangulation erfolgen.This means that for the given length of the coding of 31, ie a number of stripes n = 31, a minimum number of stripes s = 5 is required in order to unambiguously identify the shown sequence of sequences of the PN sequence. Once five consecutive single codes are identified, all strip indices can be specified uniquely and with absolute position within the strip pattern become. On the basis of these data, it is possible to reliably calculate the three-dimensional data by means of triangulation.

Sofern die Mindeststreifenanzahl innerhalb einer identifizierten Streifengruppe überschritten ist, kann dies einer Fehlertoleranz dienen, um trotz einer fehlerhaften Klassifizierung eines Einzel-Codes eine fehlerfreie Zuordnung der Streifenindizes zu erhalten. Beispielsweise kann bei einer ermittelten Code-Folge von sechs Einzel-Codes und bei einer erforderlichen Mindeststreifenanzahl von fünf ein Einzel-Code fehlerhaft klassifiziert worden sein, ohne das Ergebnis, also die Erfassung des Streifenmusters, zu verfälschen. Unter einer fehlerhaften Klassifizierung ist insbesondere eine irrtümliche Vertauschung eines Einzel-Codes zu verstehen, wobei ein Einzel-Code des Typs „1“ irrtümlich als Einzel-Code des Typs „0“ klassifiziert worden ist oder umgekehrt. Bei großen Bildern, also wenn beispielsweise mehr als 100 Streifen pro Bild zur Abbildung des zu vermessenden Objekts erforderlich sind, kann dennoch eine ausreichend hohe Auflösung der dreidimensionalen Koordinaten mit einer Code-Folge mit einer Mindeststreifenzahl von maximal 6 erreicht werden. In einem vorgelagerten Schritt wird das zu identifizierende Bild in zwei Bildteile, nämlich ein Bildoberteil und ein Bildunterteil aufgeteilt werden. Die beiden Bildteile könnten jeweils identische Größe aufweisen. Es ist möglich, die beiden Bildteile beispielsweise mit jeweils 63 Einzelstreifen abzubilden. Die Gesamtfolge des Bildoberteils und des Bildunterteils hätte somit eine Länge von 2 × 63 = 126 und könnte die Gesamtlänge des abzubildenden Gesamtbildes von mehr als 100 Streifen abbilden. Hier wäre es für die absolute Identifizierung des Streifenmusters nun ausreichend, bereits sechs aufeinanderfolgende Streifentypen zu identifizieren. Eine Zuordnung eines Bildausschnitts zu dem oberen bzw. unteren Bildteil ist möglich.If the minimum number of strips within an identified strip group is exceeded, this can serve for a fault tolerance, in order to obtain an error-free assignment of the strip indices despite a faulty classification of a single code. For example, given a determined code sequence of six individual codes and with a required minimum number of strips of five, a single code may have been incorrectly classified without falsifying the result, ie the detection of the strip pattern. In particular, an erroneous classification is to be understood as an erroneous permutation of a single code, whereby a single code of the type "1" has been erroneously classified as a single code of the type "0" or vice versa. For large images, that is, for example, if more than 100 strips per image are required to image the object to be measured, nevertheless a sufficiently high resolution of the three-dimensional coordinates can be achieved with a code sequence with a minimum number of strands of 6. In an upstream step, the image to be identified is divided into two image parts, namely an image upper part and a lower image part. The two image parts could each have identical size. It is possible, for example, to image the two image parts with 63 individual strips each. The overall sequence of the image top and the image bottom part would thus have a length of 2 × 63 = 126 and could map the total length of the overall image to be imaged of more than 100 strips. Here it would be sufficient for the absolute identification of the stripe pattern to already identify six consecutive stripe types. An assignment of an image section to the upper or lower image part is possible.

Insbesondere aufgrund der Wechsel des Streifentyps, also dem Einzel-Code „0“ bzw. „1“ ist es möglich fehlerhaft durchgehend Streifen zuverlässig zu detektieren. Bei der oben angegebenen PN-Sequenz ist die Anzahl der aufeinanderfolgenden, identischen Einzel-Codes maximal 5. Das bedeutet, dass die Anzahl der maximal aufeinanderfolgenden Einzel-Codes durch den Exponenten n begrenzt ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die PN-Sequenz einen häufigen Wechsel der Einzel-Codes ermöglicht. Gleichzeitig ist die Folge der Einzel-Codes zufällig und insbesondere nicht periodisch erzeugt und gewährleistet somit, dass ein Streifenversatz erfasst und somit ein fehlerhaft durchgängiger Streifen entdeckt werden kann.In particular, due to the change of the strip type, ie the single code "0" or "1", it is possible to reliably detect strips consistently reliably. In the above PN sequence, the number of consecutive identical single codes is 5 at most. That is, the number of maximum consecutive single codes is limited by the exponent n. This ensures that the PN sequence allows a frequent change of single codes. At the same time, the sequence of individual codes is generated randomly and in particular not periodically, thus ensuring that a streak offset is detected and thus a faulty continuous strip can be detected.

Dadurch, dass ein feststehendes, homogenes Streifenmuster für die Codierung verwendet wird, ist der apparative Aufwand für die Durchführung des Verfahrens reduziert.The fact that a fixed, homogeneous stripe pattern is used for the coding, the apparatus required for the implementation of the method is reduced.

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Claims (15)

Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Daten eines zu vermessenden Objekts, umfassend die Verfahrensschritte – Projizieren eines Streifenmusters (21; 21a; 21b) mittels eines Projektors (3) auf ein zu vermessendes Objekt (2), wobei Streifen (20; 20a; 20b) des Streifenmusters (21; 21a; 21b) eine Codierung in Form einer bekannten Folge von Einzel-Codes festlegen und wobei jedem Streifen (20; 20a; 20b) ein eindeutiger Streifenindex zugewiesen ist, – Aufnehmen des projizierten Streifenmusters (21; 21a; 21b) mittels einer Kamera (8), – Übermitteln des aufgenommenen Streifenmusters (21; 21a; 21b) an einen Auswerterechner (10), – Bestimmen des jeweiligen Einzel-Codes für alle Streifen (20; 20a; 20b) des Streifenmusters (21; 21a; 21b) mittels des Auswerterechners (10), – Zusammenfassen benachbarter Streifen (20; 20a; 20b) zu mindestens einer Streifengruppe, – Bestimmen einer Folge der Einzel-Codes einer Streifengruppe, – Vergleichen der bestimmten Folge der Einzel-Codes der Streifengruppe mit der bekannten Folge von Einzel-Codes des Streifenmusters (21; 21a; 21b), – Identifizieren der Streifenindizes der Streifen (20; 20a; 20b) des Streifenmusters (21; 21a; 21b) und – Erfassen der dreidimensionalen Daten des Objekts (2) auf Basis der indizierten Streifen (20; 20a; 20b). Method for acquiring three-dimensional data of an object to be measured, comprising the method steps - projecting a stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) by means of a projector ( 3 ) on an object to be measured ( 2 ), where stripes ( 20 ; 20a ; 20b ) of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) define a coding in the form of a known sequence of individual codes and wherein each strip ( 20 ; 20a ; 20b ) a unique stripe index is assigned, - recording the projected stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) by means of a camera ( 8th ), - transmitting the recorded stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) to an evaluation computer ( 10 ), - determining the respective single code for all strips ( 20 ; 20a ; 20b ) of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) by means of the evaluation computer ( 10 ), - combining adjacent strips ( 20 ; 20a ; 20b ) to at least one strip group, - determining a sequence of the individual codes of a strip group, - comparing the determined sequence of the individual codes of the strip group with the known sequence of individual codes of the strip pattern ( 21 ; 21a ; 21b ), - identifying the strip indices of the strips ( 20 ; 20a ; 20b ) of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) and - capturing the three-dimensional data of the object ( 2 ) based on the indexed strips ( 20 ; 20a ; 20b ). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzel-Codes mindestens zwei, insbesondere genau zwei, insbesondere drei, insbesondere vier, insbesondere fünf, insbesondere sechs, insbesondere sieben, insbesondere acht, verschiedene Zustände darstellen.A method according to claim 1, characterized in that the individual codes represent at least two, in particular exactly two, in particular three, in particular four, in particular five, in particular six, in particular seven, in particular eight, different states. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Detektieren eines fehlerhaft durchgängigen Streifens (20; 20a; 20b).Method according to one of the preceding claims, characterized by the detection of a faulty continuous strip ( 20 ; 20a ; 20b ). Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Codierung mit perfekten oder fast perfekten Autokorrelationseigenschaften.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of a coding with perfect or almost perfect autocorrelation properties. Verfahren gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer binären Barker-Codierung oder einer PN-Sequenz.A method according to claim 4, characterized by the use of a binary Barker coding or a PN sequence. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die PN-Sequenz n Einzel-Codes umfasst, wobei eine eindeutige Identifikation der Folge der Einzel-Codes des Streifenmusters (21; 21a; 21b) mit einer Streifengruppe bei einer Mindeststreifenzahl s erfolgt, wobei gilt: n = 2s – 1. A method according to claim 5, characterized in that the PN sequence includes n single codes, wherein a unique identification of the sequence of the individual codes of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) with a stripe group at a minimum stripe number s, where: n = 2 s - 1. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Berücksichtigen einer Fehlertoleranz bei der Identifizierung der Streifenindizes.Method according to one of the preceding claims, characterized by taking into account a fault tolerance in the identification of the strip indices. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Projizieren ein Aufteilen des zu vermessenden Objekts (2) in mehrere Teilbereiche erfolgt, wobei die weiteren Verfahrensschritte für jeden Teilbereich, insbesondere analog, durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before projecting a splitting of the object to be measured ( 2 ) takes place in several sub-areas, wherein the further method steps for each sub-area, in particular analog, are performed. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Helligkeits-Codierung, insbesondere durch Verwendung verschiedener Grauwertstufencodes oder verschiedener Rasterung, wobei insbesondere eine periodische Modulation der Helligkeits-Codierung vorgesehen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized by a brightness coding, in particular by using different gray value level codes or different screening, wherein in particular a periodic modulation of the brightness coding is provided. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine, insbesondere periodische, Modulation des Streifenrandes als Codierung. Method according to one of the preceding claims, characterized by a, in particular periodic, modulation of the strip edge as coding. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Codierung der Streifengeometrie, insbesondere der Streifenbreite und/oder der Streifenstruktur.Method according to one of the preceding claims, characterized by an encoding of the strip geometry, in particular the strip width and / or the strip structure. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zeitabhängige Codierung.Method according to one of the preceding claims, characterized by a time-dependent coding. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verwendung einer unsichtbaren Projektion, insbesondere in Form von Licht im nahen Infrarotbereich.Method according to one of the preceding claims, characterized by the use of an invisible projection, in particular in the form of light in the near infrared range. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Gesichtserkennung.Use of the method according to one of the preceding claims for face recognition. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) umfasst a. einen Projektor (3) zum Projizieren eines Streifenmusters (21; 21a; 21b) auf ein zu vermessendes Objekt (2), wobei Streifen (20; 20a; 20b) des Streifenmusters (21; 21a; 21b) eine Codierung in Form einer bekannten Folge von Einzel-Codes festlegen und wobei jedem Streifen (20; 20a; 20b) ein eindeutiger Streifenindex zugewiesen ist, b. eine Kamera (8) zum Aufnehmen des projizierten Streifenmusters (21; 21a; 21b), c. einen mit dem Projektor (3) und mit der Kamera (8) in Signalverbindung stehender Auswerterechner (10) zum Auswerten des aufgenommenen Streifenmusters (21; 21a; 21b), wobei der Projektor (3) eine Codierung des Streifenmusters (21; 21a; 21b) derart ermöglicht, dass eine eindeutige Identifikation einer ermittelten Folge von Einzel-Codes möglich ist, wobei die Anzahl der Einzel-Codes der ermittelten Folge kleiner ist, als die Anzahl der Einzel-Codes des Streifenmusters (21; 21a; 21b).Device for carrying out a method according to one of the preceding claims, wherein the device ( 1 ) includes a. a projector ( 3 ) for projecting a stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) on an object to be measured ( 2 ), where stripes ( 20 ; 20a ; 20b ) of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) define a coding in the form of a known sequence of individual codes and wherein each strip ( 20 ; 20a ; 20b ) is assigned a unique stripe index, b. a camera ( 8th ) for recording the projected fringe pattern ( 21 ; 21a ; 21b c. one with the projector ( 3 ) and with the camera ( 8th ) in signal connection standing evaluation computer ( 10 ) for evaluating the recorded stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) where the projector ( 3 ) an encoding of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ) such that a unique identification of a determined sequence of individual codes is possible, wherein the number of individual codes of the determined sequence is smaller than the number of individual codes of the stripe pattern ( 21 ; 21a ; 21b ).
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