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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Laserlichtmusterprojektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Multikamerasystem mit diesem Laserlichtmusterprojektor.
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Die Vermessung eines dreidimensionalen Objekts mit Stereofotografie wird oftmals umgesetzt, indem mit einem Musterprojektor ein Lichtmuster, wie zum Beispiel ein Streifenmuster, auf das dreidimensionale Objekt projiziert wird und zwei in Stereoanordnung positionierte Kameras Aufnahmen von dem dreidimensionalen Objekt mit dem Lichtmuster erfassen. Durch den unterschiedlichen Betrachtungswinkel der Kameras auf das dreidimensionale Objekt mit dem Lichtmuster kann beispielsweise eine 3D-Oberflächenkontur des Objekts bestimmt werden.
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Die Druckschrift
US 8,050,461 B2 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermessung eines dreidimensionalen Objekts, wobei die Vorrichtung einen Musterprojektor umfasst. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass – ausgehend von einem Laser – das Licht zunächst durch eine Streuscheibe durchgeführt wird und nachfolgend ein DOE (diffraktives optisches Element) durchquert, um ein Specklemuster mit Speckles, welche eine durch das DOE erzeugte einheitliche Verzerrung aufweisen, als Lichtmuster auf das dreidimensionale Objekt zu projizieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wird ein Laserlichtmusterprojektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Multikamerasystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird ein Laserlichtmusterprojektor offenbart, welcher insbesondere für ein Multikamerasystem, im Speziellen für ein Multikamerasystem wie dieses im Zusammenhang mit dem unabhängigen Anspruch 11 beschrieben ist, geeignet und/oder ausgebildet ist.
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Der Laserlichtmusterprojektor umfasst eine Laserlichtquelle, welche zur Erzeugung von Laserlicht ausgebildet ist. Die Laserlichtquelle kann beispielsweise als eine Laserdiode, alternativ als ein Gaslaser, zum Beispiel als ein Helium-Neon-Laser, ausgebildet sein. Das Laserlicht ist insbesondere monochromatisch und/oder kohärent.
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Der Laserlichtmusterprojektor umfasst eine Optikeinrichtung sowie eine Zerstreuungseinrichtung, welche im Strahlengang – ausgehend von der Laserlichtquelle – zwischen der Laserlichtquelle und der Zerstreuungseinrichtung angeordnet ist. Betrachtet man die Ausbreitungsrichtung des Laserlichts, ist die Optikeinrichtung somit vor der Zerstreuungseinrichtung angeordnet.
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Die Optikeinrichtung ist ausgebildet, das Laserlicht derart zu führen und zu formen, dass dieses als ein Zwischenlichtmuster auf der Zerstreuungseinrichtung ankommt, insbesondere auftrifft. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Optikeinrichtung und Zerstreuungseinrichtung zwei separate, insbesondere durch mindestens einen Luftspalt getrennte Einrichtungen sind. Alternativ hierzu können Optikeinrichtung und Zerstreuungseinrichtung auch als eine gemeinsame Optikbaugruppe ausgebildet sein. Die Optikeinrichtung kann in der allgemeinsten Ausprägung der Erfindung reflektiv oder transmissiv ausgebildet sein.
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Das Zwischenlichtmuster umfasst mehrere helle Bereiche und/oder mehrere dunkle Bereiche. Wenn die Lichtintensität in den hellen Bereichen durchschnittlich oder maximal mit 100 % zu bezeichnen ist, so sind die dunklen Bereiche relativ hierzu vorzugsweise mit einem Intensitätswert von < 40 %, vorzugsweise < 20% als durchschnittlichen beziehungsweise maximalen Intensitätswert ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Zwischenlichtmuster als ein geometrisches und/oder strukturiertes und/oder regelmäßiges Lichtmuster ausgebildet. Besonders bevorzugt wird das Zwischenlichtmuster optisch scharf fokussiert auf die Zerstreuungseinrichtung projiziert oder abgebildet. Insbesondere liegt das Zwischenlichtmuster in der Bildebene des Optikeinrichtung. Besonders bevorzugt grenzen sich die hellen und dunklen Bereichen voneinander durch eine Helligkeitsstufe, wobei die Helligkeitsstufe als ein Helligkeitssprung ausgebildet ist, wobei die Helligkeit von einem Intensitätswert von mindestens 80%, wie dieser oben definiert wurde, auf einen Intensitätswert von weniger als 20% springt. Vorzugsweise sind die hellen und/oder die dunklen Bereiche jeweils homogen oder konstant in Bezug auf die Helligkeit ausgebildet.
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Die Zerstreuungseinrichtung ist ausgebildet, das Laserlicht – ausgehend von dem Zwischenlichtmuster – als ein Messlichtmuster mit unregelmäßigen Strukturen in einen Messbereich zu führen. Insbesondere sind die unregelmäßigen Strukturen als ein Zufallslichtmuster ausgebildet.
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Durch die Kombination der Optikeinrichtung und der Zerstreuungseinrichtung ist es möglich, ein Messlichtmuster mit unregelmäßigen, kontraststarken und/oder dichten Strukturen (z.B. structure for dense stereo) in dem Messbereich, jedoch zugleich mit einer sehr gleichmäßigen Helligkeitsverteilung in dem Messbereich zu erzeugen. Während ohne die Optikeinrichtung die Helligkeit im Messlichtmuster zum Rand des Messlichtmusters hin stark abfällt, wird dieser Effekt durch die Optikeinrichtung und die Aufweitung des Laserlichts auf das Zwischenlichtmuster deutlich verkleinert. Durch die Nutzung der Zerstreuungseinrichtung wird auch keine abbildende Optik oder Objektiv im Strahlengang benötigt, sodass eine hohe Schärfentiefe des Messlichtmusters erreicht wird.
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Vorteilhafterweise wird durch den erfindungsgemäßen Laserlichtmusterprojektor somit ein hochwertiges Messlichtmuster mit gleichmäßiger Helligkeitsverteilung über den Messbereich und großer Schärfentiefe in dem Messbereich erzeugt.
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Bevorzugt umfasst das Zwischenlichtmuster ein Linienmuster mit mehreren Lichtlinien und/oder ein Lichtlinienmuster. So kann das Lichtmuster beispielsweise als eine Mehrzahl von parallelen Linien, ein oder mehrere Linienkreuze, konzentrische Kreislinien und/oder als eine Linienspirale oder eine Kombination der zuvor genannten Lichtlinien ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt ist jedoch, dass das Zwischenlichtmuster ein Punktmuster mit mehreren zueinander separat angeordneten Punkten umfasst oder als das Punktmuster ausgebildet ist. Insbesondere sind die Punkte als Lichtpunkte ausgebildet. So ist es bevorzugt, dass das Lichtmuster als eine Matrix oder Anordnung mit Lichtpunkten ausgebildet ist, welche eine Mächtigkeit größer als 10 × 10 oder eine Anzahl von Punkten mehr als 100, vorzugsweise größer als vorzugsweise eine Mächtigkeit größer als 20 × 20 oder eine Anzahl von Punkten mehr als 400 aufweist.
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Alternativ können die Punkte in zufälligen, stochastisch verteilten oder variierenden Abständen zueinander angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass sich die unregelmäßigen Strukturen in dem Messlichtmuster in Teilbereichen lokal noch stärker voneinander unterscheiden.
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Die Punkte können aber auch äquidistant und/oder regelmäßig zueinander angeordnet sein, insbesondere so dass preisgünstige, kommerzielle optische Standardkomponenten, insbesondere Standard-DOEs eingesetzt werden können. Vorzugsweise sind die maximalen Abmessungen des Zwischenlichtmusters in einem Bereich zwischen 0,2 cm und 2 cm, insbesondere zwischen 0,5 cm und 1 cm gewählt. Die Ausbildung des Zwischenlichtmusters als ein Punktmuster führt zu einer besonders hohen Helligkeitshomogenität des Messlichtmusters.
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Als mögliche Alternative oder Ergänzung können die hellen Bereiche zueinander unterschiedliche Formen, wie z.B. Ellipsen mit unterschiedlicher Orientierung, Sternformen oder andere geometrische Formen aufweisen.
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Die Optikeinrichtung kann zur Strahlführung und/oder Formung des Laserlichts ein Mikrolinsenarray oder ein Mikrospiegelarray aufweisen. Diese optischen Elemente umfassen jeweils eine Matrix oder Anordnung von Mikrolinsen beziehungsweise Mikrospiegeln, die vorzugsweise das Punktmuster erzeugen.
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Besonders bevorzugt ist die Optikeinrichtung jedoch als ein DOE (diffraktives optisches Element) ausgebildet, welches im speziellen das Punktmuster als das Zwischenlichtmuster erzeugt. DOEs erlauben es, die Intensitätsverteilung des Laserlichts gezielt zu verändern. Beispielsweise werden DOE’s aus dünnen Glasplättchen oder anderen Trägern gefertigt, die im Submikrometerbereich strukturiert sind. Durch die feinen Strukturen entstehen Änderungen der optischen Weglänge. Diese Änderungen verursachen eine Phasenverschiebung des kohärenten Laserlichts. Die Überlagerung der Wellen führt zu einer Intensitätsmodulation, die durch die Oberflächenstrukturierung nahezu beliebig angepasst werden kann. Besonders bevorzugt weist das DOE eine periodische Struktur auf, die das Laserlicht in Teilstrahlen aufteilt, sodass das Zwischenlichtmuster erzeugt wird. Die Strukturen werden beispielsweise durch lithografische Verfahren auf die Substratoberfläche, insbesondere auf die Glasplättchen, aufgebracht. Alternativ kann das DOE aus Kunststoff ausgebildet sein und die Strukturen eingeprägt sein.
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Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weisen die unregelmäßigen Strukturen des Messlichtmusters ein Specklemuster auf oder sind als Specklemuster ausgebildet. Als Specklemuster – auch Lichtgranulation oder kurz Speckle genannt – werden körnige Interferenzphänomene bezeichnet. Die Interferenz wird insbesondere durch die Zerstreuungseinrichtung oder durch Teilabschnitte der Zerstreuungseinrichtung hervorgerufen. Durch die Verwendung von Specklemustern wird eine sehr hohe Schärfentiefe des Messlichtmusters bzw. nutzbare Tiefe des Messlichtmusters erreicht, da sich das Specklemuster nicht durch eine optische Abbildung, sondern durch Interferenz ergibt. Damit ist der Laserlichtmusterprojektor unempfindlich gegenüber Abstandsänderungen zu dem Messbereich, insbesondere zu dem Messobjekt. Diese Ausgestaltung unterstützt somit den Ansatz, ein hochwertiges Messlichtmuster zu erzeugen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Zerstreuungseinrichtung einen Volumenstreuungsabschnitt und/oder einen Oberflächenstreuungsabschnitt zur Bildung des Specklemusters. Beispielsweise sind Streupartikel zur Streuung des Laserlichts im Volumen des Volumenstreuungsabschnitts angeordnet. Der Volumenstreuabschnitt kann zum Beispiel als eine Mattglas- oder als eine Milchglasscheibe oder Streufolie (z.B. aus Kunststoff) ausgebildet sein. In der Ausbildung als Oberflächenstreuungsabschnitt können auf einer oder mehreren Oberflächen der Zerstreuungseinrichtung Strukturen aufgebracht sein.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die unregelmäßigen Strukturen des Messlichtmusters neben dem oder ergänzend zu dem Specklemuster zusätzliche Texturen, insbesondere Lichttexturen, auf. Insbesondere sind die zusätzlichen Texturen kontrastreicher als das Specklemuster ausgebildet. Insbesondere weisen die Texturen andere, insbesondere größere Abmessungen und/oder andere, insbesondere kleinere, Ortsfrequenzen als das Specklemuster auf. Insbesondere sind die Texturen gröber als das Specklemuster ausgebildet. Die Texturen unterstützen die Zuordnung der Teilbereiche der durch das Multikamerasystem erfassten Aufnahmen eines Messobjekts, um das sogenannte Korrespondenzproblem bei der Auswertung zu vereinfachen. Damit unterstützt die Weiterbildung die Bereitstellung eines hochwertigen Messlichtmusters. Zur Erzeugung der Texturen kann auf der Zerstreuungseinrichtung ein Hologramm eingebracht oder auf einer Folie als Film aufgeprägt sein.
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Es hat sich gezeigt, dass sich das Specklemuster aus einem erwünschten Primärspecklemuster, welches durch die Zerstreuungseinrichtung, insbesondere durch den Volumenstreuungsabschnitt, erzeugt ist, und einem Sekundärspecklemuster, welches durch Interferenz der von der rauen Oberfläche eines Messobjekts in dem Messbereich reflektierten Laserlichts erzeugt wird. Das Sekundärspecklemuster ist unerwünscht, da es bei jeder Aufnahme des Multikamerasystems abhängig von der Blickrichtung der einzelnen Kameras des Multikamerasystems unterschiedlich ausgeprägt ist, somit keine Korrespondenz hat und die Auswertung erschwert wird. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Laserlichtmusterprojektor eine Vibrationseinrichtung, welche zur Bewegung der Zerstreuungseinrichtung ausgebildet ist, wobei die Bewegung der Zerstreuungseinrichtung zur Glättung oder Unterdrückung des Sekundärspecklemusters führt. Beispielsweise kann die Zerstreuungseinrichtung, insbesondere der Volumenstreuungsabschnitt, durch einen Motor mit Nockenwelle, einen Elektromagneten, einen Piezoaktor oder einer ähnlichen Einrichtung schnell hin- und herbewegt beziehungsweise oszilliert werden. Diese Weiterbildung verbessert die Qualität des Messlichtmusters weiter.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Multikamerasystem mit einer Multiviewkameravorrichtung, insbesondere in Stereo- oder Multiview-Anordnung, im speziellen ausgebildet als Stereokameravorrichtung, wobei das Multikamerasystem den Laserlichtmusterprojektor, wie dieser zuvor beschrieben wurde, beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und vorzugsweise mindestens oder genau zwei Kameras umfasst. Der Laserlichtmusterprojektor ist ausgebildet, das Messlichtmuster zur Vermessung eines Messobjekts auf das Messobjekt zu projizieren. Die Multiviewkameravorrichtung ist ausgebildet, mindestens zwei Aufnahmen aus unterschiedlichen Blickwinkeln des Messobjekts mit dem projizierten Messlichtmuster zu machen und durch Auswertung der Aufnahmen das Messobjekt zu vermessen. Das Vermessungsergebnis kann den Abstand des Messobjekts von der Multiviewkameravorrichtung beziehungsweise von dem Laserlichtmusterprojektor, die Form des Messobjekts und/oder die räumliche Ausrichtung des Messobjekts umfassen.
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Besonders bevorzugt erfolgt die Auswertung über ein Stereo- oder Multiview-Stereo-Matching. Zusammenfassend gesagt wird durch den Laserlichtmusterprojektor mit dem Messlichtmuster eine Texturinformation auf das Messobjekt projiziert, welche eine dichte Abstandsbildrekonstruktion ermöglicht. Aus dem Abstandsbild kann die 3D-Objektlage des Messobjekts z.B. durch 3D-Punktewolken-Fitverfahren bestimmt werden. Beispielsweise kann das Multikamerasystem zur Bestimmung der Lage bei Pick- und Place-Aufgaben in der Fertigung, zum Beispiel in ein Prozessnest oder Paletten, in allen sechs Raumfreiheitsgraden genutzt werden.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung umfasst das Multikamerasystem einen weiteren Lichtmusterprojektor, welcher zur Erzeugung eines Strukturlichtmusters ausgebildet ist, wobei das Strukturlichtmuster mit dem Messlichtmuster überlagert wird. Beispielsweise kann das Strukturlichtmuster aus einem Linien- und/oder Punktmuster bestehen. Das Strukturlichtmuster kann z.B. mit einer zweiten Laserlichtquelle ebenfalls über ein diffraktives optisches Element oder einer LED in einem Dia-Projektor o.ä. erzeugt werden. Auch der weitere Lichtmusterprojektor unterstützt durch das projizierte Lichtmuster die Auswertung der Aufnahmen der Multiviewkameravorrichtung zur Lösung des Korrespondenzproblems.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines Laserlichtmusterprojektors als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine optionale bildhafte Darstellung des Messlichtmusters des Laserlichtmusterprojektors in der 1;
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3 einen Laserlichtmusterprojektor in gleicher Darstellung wie in der 1 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 eine optionale bildhafte Darstellung des Messlichtmusters des Laserlichtmusterprojektors in der 3;
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5 einen Laserlichtmusterprojektor als ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in gleicher Darstellung wie in den 1 und 3;
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6 eine optionale bildhafte Darstellung des Messlichtmusters von dem Laserlichtmusterprojektor der 5;
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7 ein Multikamerasystem zur Vermessung eines Messobjektes als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die 1 zeigt einen Laserlichtmusterprojektor 1 in einer Blockdarstellung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Laserlichtmusterprojektor 1 umfasst eine Laserlichtquelle 2, welche beispielsweise als eine Laserdiode ausgebildet ist. Die Laserlichtquelle 2 emittiert einen Laserstrahl 3 mit einer Wellenlänge, die vorzugsweise im sichtbaren Bereich angeordnet ist. In dem vorliegenden Beispiel wurde eine Laserdiode mit einer Wellenlänge von 660 nm gewählt.
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Im Strahlengang des Laserlichts 3 ist hinter der Laserlichtquelle 2 eine Optikeinrichtung 4 angeordnet, welche von dem Laserstrahl 3 durchstrahlt wird. Die Optikeinrichtung 4 ist als ein diffraktives optisches Element (DOE) ausgebildet und so gestaltet, dass der Laserstrahl 3 zu einem Zwischenlichtmuster 5 geformt wird, wobei das Zwischenlichtmuster 5 als ein Punktmuster in Form einer mxn – Matrix 6 ausgebildet ist. An den Matrixpositionen sind jeweils kreisrunde Laserspots oder Laserpunkte 7 als helle Bereiche angeordnet, welche durch einen in diesem Fall zusammenhängenden dunklen Bereich 8 voneinander getrennt sind. Im Betrieb hat sich ein Punktmuster mit 11 × 11 oder mehr Punkten und einer Breite und/oder Höhe zwischen 0,2 mm und 0,8 cm als vorteilhaft herausgestellt.
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Das Zwischenlichtmuster 5 wird auf eine Zerstreuungseinrichtung 9 projiziert, welche in einem Abstand von d, vorzugsweise größer als 1 Zentimeter und kleiner als 3 cm vor der Optikeinrichtung 4 angeordnet ist. Die Zerstreuungseinrichtung 9 umfasst einen Volumenstreuungsabschnitt 10, in dem Streukörper (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Zerstreuungseinrichtung 9 besteht z.B. aus Plexiglas, Quarzglas, Mattglas, Opalglas, einer diffusen Kunststoffscheibe, einer Folie aus Lyreco, Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen, jeweils matt mit rauer Oberfläche. Die Körnung wird an die gewünschte Größe des projizierten Specklemusters 12 angepasst.
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Die Streukörper sind hinsichtlich ihrer Größe und Konzentration so bemessen, dass Interferenzphänomene auftreten und in einem Messbereich M in einem Abstand D ein Messlichtmuster 11 mit unregelmäßigen Strukturen in Form eines Specklemusters 12 gebildet werden. Es ist zu unterstreichen, dass das Specklemuster 12, insbesondere Primärspeckle des Specklemusters 12, durch Interferenzphänomene, durch die Zerstreuungseinrichtung 9, insbesondere die Streukörper in dem Volumenstreuungsabschnitt 10, hervorgerufen werden. Der Messbereich M ist in einem Abstand D beabstandet zu der Zerstreuungseinrichtung 9 angeordnet, wobei D größer als 10 Zentimeter ist. Es wurden beispielhaft Messebereiche zwischen 10 cm–50 cm und zwischen 3 m–5 m als mögliche Messbereiche M getestet.
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Durch die Kombination der Optikeinrichtung 4 und der Zerstreuungseinrichtung 9 wird ein Messlichtmuster 11 mit einem Specklemuster 12 gebildet, welches im Vergleich zu einem Specklemuster 12‘ ohne Optikeinrichtung 4 eine größere Homogenität aufweist. So ist in der 2a das Messlichtmuster 11 mit dem Specklemuster 12 gezeigt, wobei der Helligkeitsverlauf von Rand zu Rand sehr gleichmäßig ist. Im Gegensatz hierzu ist in der 2b ein vergleichbares Lichtmuster mit einem zweiten Specklemuster 12‘ gezeigt, wobei dieses durch den gleichen Aufbau, jedoch ohne die Optikeinrichtung 4, erzeugt wurde. Deutlich ist zu erkennen, dass die Helligkeit zum Rand des dargestellten Bereichs deutlich abnimmt.
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Physikalisch betrachtet wird durch die Projektion des Messlichtmusters 11 auf ein Messobjekt (nicht dargestellt) ein Sekundärspeckleeffekt ausgelöst, nämlich hervorgerufen durch die Oberflächenrauigkeit des Messobjekts. Diese Sekundärspeckle sind jedoch stark abhängig von der Beobachtungsrichtung und somit für die später dargestellte Verwendung in einem Multikamerasystem ungeeignet. Um den Effekt der Sekundärspeckles zu verringern, kann der Laserlichtmusterprojektor 1 optional eine Vibrationseinrichtung 13 aufweisen, welche die Zerstreuungseinrichtung 9 und insbesondere den Volumenstreuungsabschnitt 10 vibrieren lässt, sodass die Sekundärspeckle verwaschen und damit ausgeglichen werden.
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In der 3 ist eine Weiterbildung des Laserlichtmusterprojektors 1 gezeigt, welcher den gleichen Aufbau aufweist wie der Laserlichtmusterprojektors 1 in der 1, jedoch durch Texturabschnitt 14, insbesondere Hologrammabschnitt, ergänzt ist. Der Texturabschnitt dient zur Erzeugung von Texturen 15 in dem Messlichtmuster, wie diese in der 4 gezeigt sind. Statt einem Hologrammabschnitt kann auch durch z.B. lithographische Ätzprozesse das Grundmaterial der Zerstreuungseinrichtung 9 oder eines anderen Trägers (z.B. Quarzglas) gezielt abgetragen werden, so dass stochistische oder kodierte Strukturen eingebracht werden können. Alternativ kann die Zerstreuungseinrichtung 9 oder der Träger eingeritzt oder insbesondere auf eine Folie oder einen anderen Kunststoffträger geprägt werden. Durch diese Texturen 15 kann die Zuordnung von Bereichen des Messobjekts 16 vereinfacht werden. Die Texturen 15 überlagern das Specklemuster 12, so dass sowohl das Specklemuster 12 als auch die Texturen 15 erkennbar sind. Die Texturen 15 sind vorliegend als Marmorierungen ausgebildet. Die Texturen 15 sind gröber oder mit kleineren Ortsfrequenzen als das Specklemuster 12 ausgebildet und deren Kontrast ist wesentlich stärker als der Kontrast der Sekundärspeckle, so daß diese sich weitaus weniger störend auswirken.
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In der 5 ist eine weitere Alternative des Laserlichtmusterprojektors 1 gezeigt, der als Grundlage wahlweise den Laserlichtmusterprojektor 1 der 1 oder der 3 haben kann. Ergänzt ist hier ein weiterer Lichtmusterprojektor 17, welcher das Messlichtmuster 11 durch ein Strukturlichtmuster 18 überlagert. Das Strukturlichtmuster 18 kann beispielsweise als ein Linienmuster oder Punktmuster ausgebildet sein. Ähnlich wie die Texturen 15 kann das Strukturlichtmuster 18 bei der Auswertung von Aufnahmen des Messobjekts 16 hilfreich sein, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Die 7 zeigt schließlich ein Multikamerasystem 19, welches eine Multiviewkameravorrichtung 20 mit zwei Kameras 21a und 21b aufweist, welche gemeinsam auf den Messbereich M gerichtet sind. Die Kameras 21a, b sind leicht versetzt und zugleich parallel oder mit einem kleinen Schielwinkel zueinander angeordnet. Ferner ist der Laserlichtmusterprojektor 1 gezeigt, welcher das Messlichtmuster 11 in den Messbereich M projiziert. Durch einen vor der Multiviewkameravorrichtung 20 angeordnete optische Filtereinheit, bevorzugt einen insbesondere engen Bandpassfilter (nicht gezeigt) wird Fremdlicht außerhalb der verwendeten Wellenlänge der Laserlichtquelle 2 ausgefiltert.
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Funktional betrachtet wird das Messobjekt (nicht gezeigt) mit dem darauf projizierten Messlichtmuster 11 von den Kameras 21a, b aufgenommen und in einer Steuerungseinrichtung (integriert in der Multiviewkameravorrichtung) ausgewertet, um das Messobjekt zu vermessen. Die Vermessung erfolgt über die Messmethode der Stereofotografie, wobei über das Specklemuster 12 zueinander korrespondierende Bildbereiche in den Aufnahmen der Kameras 21a und 21b zueinander in Verbindung gesetzt werden können. Um das Auffinden der Korrespondenzen zu vereinfachen (sogenannte Korrespondenzproblem) werden ergänzend die Texturen 15 und/oder das Strukturlichtmuster 18 ausgewertet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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