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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Projektorvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren mit der Überwachungsvorrichtung sowie ein Computerprogramm.
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Projektoren sind optische Geräte, die eine Abbildung eines Gegenstands auf eine Projektionsebene werfen. Praktische Anwendungsfälle sind die Darbietung von Dias, Bildern oder Grafiken. Spezielle technische Projektionsanwendungen finden sich beispielsweise in der optischen 3-D-Messtechnik.
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So beschreibt z. B. die Druckschrift
DE 10 2006 048 725 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, eine Messeinrichtung sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Drehachse eines Fahrzeugrades. Während der Drehung des Rades wird ein Lichtmuster auf das Rad mittels einer Projektionseinrichtung projiziert. Eine Messung der Drehachse wird dadurch erreicht, dass bei der Auswertung eine radbezogene 3-D-Punktwolke bestimmt und an diese ein parametrisches Oberflächenmodell des Rades angepasst wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Projektorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14 vorgeschlagen.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß wird somit eine Projektorvorrichtung vorgeschlagen. Insbesondere ist die Projektorvorrichtung zur Projektion einer Texturinformation auf Überwachungsobjekte für eine 3D-Rekonstruktion der Überwachungsobjekte z. B. für Pick & Place Aufgaben ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Projektorvorrichtung als ein Durchlichtprojektor ausgebildet.
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Die Projektorvorrichtung umfasst ein Medium mit der Texturinformation. Insbesondere ist die Projektorvorrichtung ausgebildet und/oder geeignet, die auf dem Medium vorhandene Texturinformation zu projizieren. Zum Beispiel handelt es sich bei der Texturinformation um ein Muster, insbesondere um ein Linien-, Viereck- und/oder ein Punktemuster. Die Texturinformation kann ein Farb- und/oder ein Schwarz/Weiß-Muster sein. Vorzugsweise ist das Medium eine Glas- oder eine Kunststoffscheibe oder -folie. Insbesondere ist die Texturinformation auf das Medium aufgebracht. Z. B. ist die Texturinformation als eine Beschichtung, als eine Lackierung und/oder als eine Kunststofffolie auf das Medium aufgebracht. Alternativ oder optional ergänzend ist die Texturinformation mittels photolithographischen Drucken und/oder mittels Ätzung auf das Medium aufgebracht. Beispielsweise ist das Medium als ein Diapositiv, als eine Kunststofffolie oder als ein Gobo ausgebildet. Das Gobo ist insbesondere eine hitzebeständige, mit einer Chrom- und/oder Goldschicht versehene Glasscheibe. Es ist bevorzugt, dass die Chrom- und/oder Goldschicht zur Einbringung der Texturinformation z. B. mittels eines Ätz- oder Laserverfahrens bearbeitet wird. Zum Beispiel umfasst die Projektorvorrichtung eine Halterung zum Halten des Mediums in der Projektorvorrichtung. Vorzugsweise ist das Medium in der Projektorvorrichtung austauschbar angeordnet.
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Die Projektorvorrichtung umfasst eine Leuchteinrichtung, wobei das Medium von der Leuchteinrichtung beleuchtet, besonders bevorzugt durchleuchtet wird. Z. B. ist die Leuchteinrichtung als mindestens eine Leuchtdiode und/oder Glühlampe ausgebildet.
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Vorzugsweise umfasst die Projektorvorrichtung ein Gehäuse, in dem die Leuchteinrichtung und das Medium angeordnet sind. Z. B. ist das Gehäuse als ein rechteckiger oder quadratischer Hohlkörper, jedoch besonders bevorzugt als ein gerader Hohlzylinder ausgebildet. Bevorzugt ist, dass die Leuchteinrichtung ortsfest in dem Gehäuse angeordnet ist.
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Die Projektorvorrichtung umfasst ein Projektionsobjektiv. Insbesondere ist das Projektionsobjektiv ein sammelndes optisches System, über dieses die Texturinformation projizierbar ist. Besonders bevorzugt ist das Projektionsobjektiv ortsfest in bzw. an dem Gehäuse angeordnet.
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Das Medium definiert eine Gegenstandsebene, wobei die Gegenstandsebene in einer Gegenstandsweite von dem Projektionsobjektiv, insbesondere von einer mediumseitigen Hauptebene des Projektionsobjektivs beabstandet ist. Die mediumseitige Hauptebene ist insbesondere eine definierte Ebene, in der die Brechungen der Lichtstrahlen angenommen wird. Bevorzugt verlaufen die Gegenstands- und die mediumseitige Hauptebene parallel zueinander oder sind identisch.
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Die Texturinformation ist über das Projektionsobjektiv in eine Bildebene projiziert. Insbesondere ist die Texturinformation in der Bildebene scharf abgebildet. Unter der scharfen Abbildung ist insbesondere die Unterscheidbarkeit von Details der Texturinformation zu verstehen. Die Bildebene ist in einer Bildweite von dem Projektionsobjektiv, insbesondere von einer bildseitigen Hauptebene des Projektionsobjektivs beabstandet. Die bildseitige Hauptebene ist insbesondere eine definierte Ebene, in der die Brechungen der Lichtstrahlen angenommen wird. Bevorzugt verlaufen die Bild- und die Gegenstandsebene parallel zueinander. Optional ergänzend verlaufen die Bild- und/oder die Gegenstandsebene parallel zur bildseitigen und/oder die mediumseitigen Hauptebene.
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Beispielsweise weist die Projektionsvorrichtung einen Wärmeschutzfilter auf, der das Medium vor einer Überhitzung durch die von der Leuchteinrichtung erzeugte Wärme schützt. Optional umfasst die Projektionsvorrichtung einen Kollimator, der insbesondere zur Ausrichtung der von der Leuchteinrichtung ausgehenden, ungerichteten Lichtstrahlen ausgebildet ist.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Medium zum Projektionsobjektiv entlang einer optischen Achse verschiebbar ist. Optional ergänzend ist das Medium relativ zu der Leuchteinrichtung verschiebbar. Die optische Achse ist insbesondere die Symmetrieachse des Projektionsobjektivs. Durch die Verschiebung des Mediums wird die Gegenstandsweite zwischen dem Medium und dem Projektionsobjektiv verändert, wobei durch die Veränderung der Gegenstandsweite die Bildweite zwischen dem Projektionsobjektiv und der Bildebene verändert wird. Insbesondere erfolgt bei einer Vergrößerung der Gegenstandsweite eine Vergrößerung der Bildweite.
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Bei der Veränderung der Gegenstands- und daraus resultierend der Bildweite erfolgt eine Entfernungseinstellung – auch als Scharfstellung oder Fokussierung bekannt – der Projektorvorrichtung. Die durch die Verschiebung des Mediums umgesetzte Entfernungseinstellung ermöglicht es, die Bildebene auf eine gewünschte Projektionsfläche anzuordnen. Die Anordnung der Bildebene auf die gewünschte Projektionsfläche erzielt, dass die Texturinformation auf der Projektionsfläche zumindest abschnittsweise scharf abgebildet ist. Auch bei einer Veränderung eines Projektionsabstands, d. h. eines Abstands zwischen der Projektorvorrichtung und der gewünschten Projektionsfläche, ist über die Entfernungseinstellung eine scharfe Abbildung der Texturinformation ermöglicht. Die Verschiebung des Mediums setzt eine einfache, kompakte, automatisierbare und kostengünstige Bauweise für die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung um.
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Zur Verschiebung des Mediums entlang der optischen Achse weist die Projektorvorrichtung vorzugsweise eine Führung, besonders bevorzugt eine Linearführung auf. Insbesondere umfasst die Linearführung mindestens ein Führungselement sowie eine Führungsaufnahme, zu bzw. in der das mindestens eine Führungselement verfahrbar ist. Insbesondere ist das mindestens eine Führungselement mit dem Medium gekoppelt, wobei das Medium bei dem Verfahren des mindestens einen Führungselements entlang der optischen Achse verschoben wird. Bevorzugt wird das mindestens eine Führungselement in der Führungsaufnahme entlang einer Verfahrrichtung geführt, wobei die Verfahrrichtung insbesondere parallel zur optischen Achse verläuft. Die Linearführung ist beispielsweise eine Lineargleitführung und/oder eine Linearwälzführung. Insbesondere ist das Verfahren des mindestens einen Führungselements in der Führungsaufnahme begrenzt, um beispielsweise ein Herausfallen des Führungselements aus der Führungsaufnahme zu vermeiden. Die Begrenzung kann mechanisch, zum Beispiel mittels Endanschlägen in der Führungsaufnahme und/oder elektrisch, zum Beispiel über eine Sensorik wie Lichtschranken umgesetzt sein.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Gehäuse der Projektorvorrichtung die Führungsaufnahme für das mindestens eine Führungselement. Durch die Integration der Führungsaufnahme in dem Gehäuse ist ein besonders kompakter Aufbau der Projektorvorrichtung erzielt.
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Eine bevorzugte Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass das Verfahren des mindestens einen Führungselements und folglich die Verschiebung des Mediums manuell erfolgt. Somit ist es einem Benutzer möglich, die Entfernungseinstellung manuell vorzunehmen. Vorzugsweise ist an dem Führungselement ein Griff angeordnet. Insbesondere ist durch eine Relativverschiebung des Griffs zum Gehäuse ein Verfahren des mindestens einen Führungselements umgesetzt. Bevorzugt ist der Griff für die Zugänglichkeit des Benutzers außerhalb des Gehäuseinneren des Gehäuses angeordnet. Z. B. umfasst das Gehäuse eine Durchgangsöffnung, die eine Kopplung des Griffs mit dem mindestens einen Führungselement erlaubt. Vorzugsweise ragt ein Ende des mindestens einen Führungselements durch die Durchgangsöffnung über eine Stirnseite, insbesondere über eine von dem Projektionsobjektiv abgewandten Stirnseite des Gehäuses hinaus, wobei an dem nach außen ragenden Ende der Griff angeordnet ist. Diese Anordnung des Griffs stellt insbesondere sicher, dass während der Verschiebung des Griffs die Projektion der Texturinformation durch den Benutzer nicht abgedeckt wird. Ferner kann die Einstellung der Gegenstandsweite über ein mechanisches Einstellelement erfolgen (z.B. optische Mikrometerschraube).
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Alternativ oder optional ergänzend umfasst die Projektorvorrichtung einen Antrieb, wobei das Verfahren des mindestens einen Führungselements und folglich die Verschiebung des Mediums mittels des Antriebs mit Fremdenergie und vorzugsweise motorisch erfolgt. Insbesondere ist der Antrieb als ein elektromotorischer, magnetostriktiver, hydraulischer und/oder als ein pneumatischer Antrieb ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Antrieb ein Servomotor und/oder ein Ultraschallmotor. Somit kann der Antrieb durch verschiedenartige Aktoren umgesetzt werden, wie z.B. Elektromotoren (insbesondere Servo- oder Ultraschallmotoren), Elektromagneten, Piezoelemente, insbesondere mit zugehöriger elektronischer Ansteuerung, oder auch pneumatisch oder hydraulisch. Die Ansteuerung kann auch mechanisch durchgeführt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Projektionsobjektiv austauschbar an der Projektorvorrichtung, insbesondere an dem Gehäuse der Projektorvorrichtung angeordnet. Z. B. ist das Projektionsobjektiv an das Gehäuse gesteckt oder eingerastet, jedoch besonders bevorzugt verschraubt. Da die Entfernungseinstellung durch die Verschiebung des Mediums und somit insbesondere unabhängig von dem Projektionsobjektiv erfolgt, ist ein schneller und unkomplizierter Austausch des Projektionsobjektivs möglich. Die Austauschbarkeit des Projektionsobjektivs ermöglicht die Projektorvorrichtung für verschiedene Projektionsabstände einzusetzen. Je nach dem gewünschten Projektionsabstand kann z. B. ein Makroobjektiv, ein Normalobjektiv, ein Weitwinkelobjektiv oder ein Teleobjektiv als das Projektionsobjektiv für die Entfernungseinstellung nötig sein. Somit ist die Projektorvorrichtung durch die Austauschbarkeit des Projektionsobjektivs nicht auf einen einzigen Projektionsabstand beschränkt.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung mit der Projektorvorrichtung. Die von der Projektorvorrichtung projizierte Texturinformation ist auf einem anordbaren oder angeordneten Überwachungsobjekt in einem Überwachungsbereich abbildbar oder abgebildet. Bei dem Überwachungsobjekt handelt es sich beispielsweise um ein Werkstück, ein Halbzeug, ein Fertigbauteil oder ein anderes Teil. Der Überwachungsbereich ist vorzugsweise ein Bereich, in dem das Überwachungsobjekt gefördert und/oder gelagert wird.
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Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine bildgebende Sensorik, wobei die bildgebende Sensorik zur Aufnahme der projizierten, auf dem Überwachungsobjekt abbildbaren bzw. abgebildeten Texturinformation in dem Überwachungsbereich ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die bildgebende Sensorik als eine Mono-, Stereo- oder als ein Mehrkamerasystem ausgebildet. Insbesondere ist das Kamerasystem ein CMOS- und/oder ein CCD-Kamerasystem.
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Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit zur Auswertung eines Schärfemaßes der abbildbaren bzw. abgebildeten Texturinformation ausgebildet ist. Insbesondere ist anhand des Schärfemaßes bestimmbar, ob die projizierte Texturinformation auf dem Überwachungsobjekt scharf abgebildet ist. Vorzugsweise überträgt die bildgebende Sensorik die Aufnahmen über ein Netzwerk an die Auswerteeinheit. Bei dem Netzwerk kann es sich um ein kabelgebundenes Netzwerk, wie z. B. ein LAN oder ein kabelloses Netzwerk, wie z. B. ein WLAN handeln. Es ist jedoch auch möglich, dass das Netzwerk oder zumindest ein Teilabschnitt der Übertragungsstrecke in dem Netzwerk als ein öffentliches Netzwerk, insbesondere ein Internet, ausgebildet ist.
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Beispielsweise ist das Schärfemaß ein Zählmaß von Mustern in der Texturinformation. Bei dem Zählmaß wird die Menge an Linien, Kreisen, Rechtecken o. ä. in der Texturinformation gezählt, die voneinander unterscheidbar sind. Als Ergebnis entsteht ein Zahlenwert, wobei mittels des Zahlenwerts insbesondere die Schärfe der abgebildeten Texturinformation bestimmt wird.
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Alternativ oder optional ergänzend ist das Schärfemaß ein Kantenkontrast von Mustern, z. B. der Linien, Kreise, Rechtecke o. ä. in der abgebildeten Texturinformation. Bewertungskriterien für den Kantenkontrast sind z. B. Helligkeitsunterschiede von Übergängen zwischen Farben, insbesondere von Dunkel zu Hell.
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Alternativ oder optional ergänzend wird das Schärfemaß über die Modulationsübertragungsfunktion (MTF modular transfer function) bestimmt,
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Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit des Schärfemaßes zur Steuerung der Verschiebung des Mediums ausgebildet ist. Bevorzugt wird der Antrieb zur Verschiebung des Mediums durch die Steuereinheit angesteuert. Z. B. wird die Verschiebung des Mediums angesteuert, wenn die Auswerteeinheit eine Unterschreitung eines vordefinierten Grenzwerts des Schärfemaßes auswertet. Zur Steuerung der Verschiebung des Mediums ist die Steuereinheit mit der Projektorvorrichtung z. B. über ein Netzwerk, insbesondere über ein kabelgebundenes oder ein kabelloses Netzwerk verbunden.
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Durch die Verschiebung des Mediums in Abhängigkeit des Schärfemaßes ist die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung zum Überwachungsobjekt umgesetzt. Auf diese Weise ist eine scharfe Abbildung der projizierten Texturinformation auf dem anordbaren Überwachungsobjekt zumindest abschnittsweise erzielbar. Die scharfe Abbildung der Texturinformation auf dem Überwachungsobjekt ermöglicht insbesondere eine rechnergestützte Auswertung der abgebildeten Texturinformation, wobei auf Basis der Auswertung die 3D-Objektlage des Überwachungsobjekts in dem Überwachungsbereich bestimmt werden kann. Z. B. erfolgt die Bestimmung der 3D-Objektlage für Pick und Place Anwendungen. Die Bestimmung der 3D-Objektlage ist beispielsweise von Vorteil, wenn eine positionstolerante Anordnung des Überwachungsobjekts in dem Überwachungsbereich vorliegt, so z. B. Halbzeuge in einem Vorratsbehälter. Die Bestimmung der 3D-Objektlage ermöglicht insbesondere die Erfassung der exakten Lageposition des Überwachungsobjekts, so dass die Aufnahme des Überwachungsobjekts durch eine Handhabungseinrichtung sichergestellt bzw. eine Beschädigung des Überwachungsobjekts wegen unpräziser Aufnahme durch die Handhabungseinrichtung vermeidbar ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Überwachungsvorrichtung, insbesondere die Auswerteeinheit zur Bestimmung der 3D-Objektlage des Überwachungsobjekts in dem Überwachungsbereich ausgebildet ist.
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Die Auswertung des Schärfemaßes und die Verschiebung des Mediums kann z. B. zeitgleich erfolgen. Jedoch sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass die Auswertung des Schärfemaßes und die Verschiebung des Mediums iterativ erfolgt. Somit erfolgt in einer sich wiederholenden Abfolge die Bestimmung des Schärfemaßes durch die Auswerteeinheit und die Verschiebung des Mediums, bis die Auswerteeinheit eine scharfe Abbildung der projizierten Texturinformation ausgewertet hat.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren mit der Überwachungsvorrichtung zur Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung. Die Projektorvorrichtung projiziert die Texturinformation, wobei die bildgebende Sensorik die projizierte Texturinformation aufnimmt. Die Auswerteeinheit wertet das Schärfemaß der projizierten und von der bildgebenden Sensorik aufgenommenen Texturinformation aus. Für die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung steuert die Steuereinheit in Abhängigkeit des ausgewerteten Schärfemaßes die Verschiebung des Mediums.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung wertet die Auswerteeinheit die Position, insbesondere die Absolut- oder Relativposition des Überwachungsobjekts in dem Überwachungsbereich aus, wobei die Steuereinheit auf Basis der ausgewerteten Position die Ausrichtung der Projektionsvorrichtung zum Überwachungsobjekt ansteuert. Auf diese Weise ist ein automatischer Prozessablauf von der Projektion der Texturinformation auf das Überwachungsobjekt bis zur Auswertung der 3D-Objektlage umsetzbar.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 den schematischen Aufbau einer Projektorvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2a und 2b die Projektorvorrichtung aus 1 in dreidimensionaler Darstellung und im Längsschnitt;
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3 eine Überwachungsvorrichtung mit der Projektorvorrichtung aus 1.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Projektorvorrichtung 1, die zur Projektion einer Texturinformation ausgebildet ist. Die Projektorvorrichtung 1 umfasst ein Medium 2, auf dem die Texturinformation aufgebracht ist. Z. B. ist das Medium 2 als ein Gobo ausgebildet. Die Projektorvorrichtung 1 weist eine Leuchteinrichtung 3 auf, die das Medium 2 zur Projektion der Texturinformation beleuchtet. Ferner umfasst die Projektorvorrichtung 1 ein Projektionsobjektiv 4, das an einem Gehäuse 5 der Projektorvorrichtung 1 stationär angeordnet ist. Die Texturinformation wird über das Projektionsobjektiv 4 in eine Bildebene B projiziert. Die Bildebene B ist zu einer bildseitigen Hauptebene H1 des Projektionsobjektivs 4 in einer Bildweite BW entfernt. In der Bildebene B ist die projizierte Texturinformation scharf abgebildet.
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Das Medium 2 ist in einer Gegenstandsebene G angeordnet, wobei die Gegenstandsebene G in einer Gegenstandsweite GW zu einer mediumseitigen Hauptebene H2 des Projektionsobjektivs 4 entfernt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die bildseitige Hauptebene H1 und die mediumseitige Hauptebene H2 parallel zueinander angeordnet, jedoch ist es je nach Bauart des Projektionsobjektivs 4, insbesondere der Linse ebenso möglich, dass die Hauptebenen H1 und H2 z. B. überlappen.
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Das Medium 2 ist entlang einer optischen Achse A verschiebbar angeordnet. Die optische Achse A ist die Symmetrieachse des Projektionsobjektivs 4. Durch die Verschiebung des Mediums 2 wird die Gegenstandsweite GW zwischen dem Medium 2 und dem Projektionsobjektiv 4 verändert. Durch die Veränderung der Gegenstandsweite GW resultiert eine Veränderung der Bildweite BW zwischen dem Projektionsobjektiv 4 und der Bildebene B. Die Verschiebung des Mediums 2 erzielt eine Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung 1. Die Entfernungseinstellung ermöglicht es, die Bildebene B auf eine gewünschte Projektionsfläche anzuordnen, so dass die projizierte Texturinformation zumindest abschnittsweise auf der Projektionsfläche scharf abgebildet ist.
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Die 2a zeigt in dreidimensionaler Darstellung und die 2b im Längsschnitt eine beispielhafte Bauweise der Projektionsvorrichtung 1.
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Wie in 2a gut erkennbar, ist das Gehäuse 5 als ein gerader Hohlzylinder ausgebildet, an dem das Projektionsobjektiv 4 angeordnet ist. Z. B. ist das Projektionsobjektiv 4 an das Gehäuse 5 verschraubt. Wie aus der 2b gut ersichtlich, umfasst die Projektionsvorrichtung 1 eine Linearführung 6, mittels dieser die Verschiebung des Mediums 2 entlang der optischen Achse A ermöglicht ist. Die Linearführung 6 umfasst zwei Führungselemente 6a sowie eine Führungsaufnahme 6b, in der die Führungselemente 6a geführt werden. Das Medium 2 ist zur Verschiebung entlang der optischen Achse A mit den Führungselementen 6a gekoppelt. Die Führungselemente 6a umfassen einen Aufnahmeabschnitt, in dem das Medium 2 angeordnet, z. B. gesteckt, geclipst, eingelegt oder verschraubt ist. Die Führungselemente 6a sind in der Führungsaufnahme 6b entlang einer Verfahrrichtung geführt, wobei die Verfahrrichtung parallel zur optischen Achse A verläuft. Das Gehäuse 5 umfasst die Führungsaufnahme 6b.
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Die zwei Führungselemente 6a ragen über eine Stirnseite des Gehäuses 5 hinaus, wobei an den nach außen ragenden Enden der Führungselemente 6a ein Griff 7 angeordnet ist. Der Griff 7 ermöglicht es Benutzern, die Führungselemente 6a und somit das an den Führungselementen 6a gekoppelte Medium 2 manuell zu verschieben.
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3 zeigt eine Überwachungsvorrichtung 8 mit der Projektorvorrichtung 1 aus 1. Die Überwachungsvorrichtung 8 ist ausgebildet, die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung 1 zu einem Überwachungsobjekt 9 in einem Überwachungsbereich 10 automatisiert vorzunehmen. Die projizierte Texturinformation wird durch die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung 1 auf dem Überwachungsobjekt 9, das einen Teilbereich der gewünschten Projektionsfläche darstellt, zumindest abschnittsweise scharf abgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Bildebene B überlappend auf einer Oberfläche des Überwachungsobjekts 9, es ist jedoch ebenso möglich, dass die Bildebene B in einer beliebigen geometrisch dreidimensionalen Form des Überwachungsobjekts B vorliegt.
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Die Überwachungsvorrichtung 8 umfasst eine bildgebende Sensorik 11, wobei die bildgebende Sensorik 11 zur Aufnahme der auf dem Überwachungsobjekt 9 abgebildeten Texturinformation ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die bildgebende Sensorik 11 ein Monokamerasystem. Zum Beispiel ist die bildgebende Sensorik 11 eine CMOS- oder eine CCD-Kamera.
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Die Überwachungsvorrichtung 8 umfasst eine Auswerteeinheit 12. Die Auswerteeinheit 12 ist zur Auswertung eines Schärfemaßes der auf dem Überwachungsobjekt 9 abgebildeten und von der bildgebenden Sensorik 11 aufgenommenen Texturinformation ausgebildet. Z. B. ist das Schärfemaß ein Kantenkontrast von Mustern in der Texturinformation. Durch die Auswertung des Schärfemaßes ist feststellbar, ob die projizierte Texturinformation zumindest abschnittsweise scharf auf dem Überwachungsobjekt 9 abgebildet ist. Die bildgebende Sensorik 11 ist zur Übertragung der Aufnahmen z. B. über ein LAN mit der Auswerteeinheit 12 verbunden.
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Die Überwachungsvorrichtung 8 umfasst eine Steuereinheit 13, wobei die Steuereinheit 13 in Abhängigkeit des Schärfemaßes zur Steuerung der Verschiebung des Mediums 2 ausgebildet ist. Die Steuereinheit 13 steuert die Anordnung der Bildebene B auf das Überwachungsobjekt 9 bzw. auf eine gewünschte Ebene des Überwachungsobjekts 9, um zumindest abschnittsweise die scharfe Abbildung der projizierten Texturinformation zu erzielen. Z. B. bei dem Kantenkontrast als das Schärfemaß wird die Verschiebung des Mediums 2 solange angesteuert, bis eine maximale Steilheit des Helligkeitsverlauf an Hell/Dunkel-Konturkanten durch die Auswerteeinheit 12 ausgewertet ist und somit die projizierte Texturinformation scharf abgebildet ist.
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Die Projektorvorrichtung 1 umfasst einen Antrieb, z. B. einen Servomotor, der mit den Führungselementen 6a zur Verschiebung des Mediums 2 gekoppelt ist. Der Antrieb wird durch die Steuereinheit 13 zur Verschiebung des Mediums 2 angesteuert. Auf diese Weise ist die Entfernungseinstellung der Projektorvorrichtung 1 zum Überwachungsobjekt 9 umgesetzt. Die Steuereinheit 13 ist zur Steuerung der Verschiebung des Mediums 2 z. B. über ein LAN mit der Projektorvorrichtung 1 verbunden.
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Durch die Entfernungseinstellung ist die projizierte Texturinformation zumindest abschnittsweise auf dem Überwachungsobjekt 9 scharf abgebildet, so dass eine rechnergestützte Auswertung der Texturinformation sichergestellt und folglich die Bestimmung einer 3D-Objektlage des Überwachungsobjekts 9 ermöglicht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006048725 A1 [0003]
