DE102017123576A1

DE102017123576A1 - Method and system for contour data determination and production of a shaped body and processing unit

Info

Publication number: DE102017123576A1
Application number: DE102017123576.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bätzel
Original assignee: Thermodyne GmbH
Current assignee: Thermodyne GmbH
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers mit wenigstens einer Vertiefung zur Aufnahme wenigstens eines Gegenstands (16, 17), insbesondere eines Werkzeugs, Geräts, Instruments oder ähnlichem. Dabei wird die zweidimensionale Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands (16, 17) ermittelt, wobei die Kontur der wenigstens einen Vertiefung im Formkörper für den wenigstens einen Gegenstand (16, 17) zumindest im Wesentlichen entsprechend der ermittelten Kontur des Gegenstands (16, 17) ausgebildet wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Bildaufnahmen des wenigstens einen Gegenstands (16, 17) aus unterschiedlichen Aufnahmepositionen erstellt werden und dass die zweidimensionale Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands (16, 17) anhand der Bilddaten dieser Bildaufnahmen ermittelt wird. Außerdem ist ein entsprechendes System und eine Verarbeitungseinheit beschrieben.

The invention relates to a method for contour data determination and production of a shaped body having at least one recess for receiving at least one object (16, 17), in particular a tool, device, instrument or the like. In this case, the two-dimensional outer contour of the at least one article (16, 17) is determined, wherein the contour of the at least one depression in the molded body for the at least one article (16, 17) at least substantially according to the determined contour of the article (16, 17) becomes. The method is characterized in that a plurality of image recordings of the at least one object (16, 17) are produced from different recording positions and that the two-dimensional outer contour of the at least one object (16, 17) is determined on the basis of the image data of these image recordings. In addition, a corresponding system and a processing unit is described.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12. Schließlich betrifft die Erfindung eine Verarbeitungseinheit, insbesondere eine computerimplementierte Verarbeitungseinheit, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The invention further relates to a method for determining contour data and producing a shaped article according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a system for determining contour data and producing a shaped article. Finally, the invention relates to a processing unit, in particular a computer-implemented processing unit. according to the preamble of claim 13.

Um Gegenstände, wie insbesondere Werkzeuge, Geräte, Instrumente oder ähnliches, in Behältnissen, wie beispielsweise Koffern, Schubladen und Schränken, geordnet und geschützt anzuordnen, können spezielle Formkörper als Einlagen vorgesehen werden. Bei derartigen Formkörpern handelt es sich üblicherweise um plattenartige Materialien. Diese Formkörper werden mit ihren äußeren Abmessungen typischerweise den Abmessungen des jeweiligen Behältnisses angepasst.In order to arrange objects, in particular tools, devices, instruments or the like, in containers, such as suitcases, drawers and cabinets, ordered and protected, special moldings can be provided as deposits. Such moldings are usually plate-like materials. These moldings are typically adapted to the dimensions of the respective container with their outer dimensions.

Abhängig vom konkreten Einsatz dienen die Formkörper nur der geordneten Lagerung der Gegenstände oder auch dem Schutz derselben, beispielsweise beim Transport in Koffern oder ähnlichem. Die Gegenstände werden dazu in passende Vertiefungen des Formkörpers eingelegt. Diese Vertiefungen müssen dazu in dem Formkörper den jeweiligen Gegenständen entsprechend ausgebildet werden. Auf Basis der Konturdaten kann dann eine Produktion des jeweiligen Formkörpers erfolgen. Beispielsweise kann ein spanendes Verfahren, wie ein Fräsverfahren oder ähnliches, oder auch ein additives Verfahren, wie Spritzguss oder 3D-Druck, verwendet werden, um entsprechende Formkörper mit geeigneten Vertiefungen herzustellen.Depending on the specific use of the moldings serve only the orderly storage of the objects or the protection of the same, for example, when transported in suitcases or the like. The objects are placed in matching recesses of the molding. These depressions must be formed in accordance with the respective objects in the molding. On the basis of the contour data, a production of the respective shaped body can take place. For example, a cutting method, such as a milling method or the like, or an additive method, such as injection molding or 3D printing, can be used to produce corresponding shaped bodies with suitable recesses.

Um aber eine passende Vertiefung für den jeweiligen Gegenstand, wie beispielsweise ein Werkzeug, in dem Formkörper herstellen zu können, müssen zunächst zweidimensionale Konturdaten des Gegenstands ermittelt werden. Dazu wird der Gegenstand üblicherweise manuell am Rechner konstruiert. Alternativ kann der Gegenstand auch im Gegenlicht abfotografiert werden. Dann müssen die Bilddaten aber aufwändig manuell nachbearbeitet werden, um die Konturen zu erkennen und vor allem Abschattungen zu beseitigen. Abschattungen lassen die fotografierten Gegenstände teilweise erheblich viel größer erscheinen, als diese tatsächlich sind.However, in order to be able to produce a suitable recess for the respective object, for example a tool, in the shaped body, two-dimensional contour data of the object must first be determined. For this purpose, the object is usually constructed manually on the computer. Alternatively, the object can also be photographed in backlight. Then, however, the image data must be elaborately manually reworked in order to recognize the contours and, above all, to eliminate shadowing. Shadowing sometimes makes the photographed objects seem much larger than they actually are.

Darüber hinaus sollen häufig auch mehrere Gegenstände in einem Formkörper nebeneinander platziert werden, beispielsweise als Einleger für eine Schublade, einen Koffer oder ähnliches. Damit steigt der Aufwand nochmals erheblich an. Insbesondere werden bei größeren Flächen auch unterschiedlich große Korrekturen für die einzelnen abfotografierten Gegenstände erforderlich.In addition, often several items should be placed next to each other in a shaped body, for example, as an insert for a drawer, a suitcase or the like. This increases the effort again considerably. In particular, for larger areas also different sized corrections for each photographed objects are required.

In jedem Fall sind viele Benutzereingriffe notwendig, die die bekannten Verfahren aufwändig machen.In any case, many user interventions are necessary, which make the known methods consuming.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht daher darin, diese Nachteile zu überwinden. Insbesondere soll ein Verfahren zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers angegeben werden, das die Konturdatenermittlung und damit letztlich auch die Produktion von Formkörpern gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht.The object underlying the invention is therefore to overcome these disadvantages. In particular, a method for determining the contour data and producing a shaped body is to be specified, which simplifies the determination of contour data and thus ultimately also the production of shaped bodies compared with the prior art.

Ein Verfahren mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 löst diese Aufgabe. Das Verfahren dient zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers mit wenigstens einer Vertiefung zur Aufnahme wenigstens eines Gegenstands, insbesondere eines Werkzeugs, Geräts, Instruments oder ähnlichem. Dabei wird die zweidimensionale Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands ermittelt, wobei die Kontur der wenigstens einen Vertiefung im Formkörper für den wenigstens einen Gegenstand zumindest im Wesentlichen entsprechend der ermittelten Kontur des Gegenstands ausgebildet wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Bildaufnahmen des wenigstens einen Gegenstands aus unterschiedlichen Aufnahmepositionen erstellt werden und dass die zweidimensionale Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands anhand der Bilddaten dieser Bildaufnahmen ermittelt wird. Es werden folglich mehrere Bildaufnahmen statt lediglich eines Fotos erstellt, um diese zur Ermittlung der Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands zu nutzen. Damit lassen sich die Konturen besser erfassen. Es können dazu Unterschiede zwischen den einzelnen Bildaufnahmen berücksichtigt werden.A method with the measures of claim 1 solves this problem. The method is used for contour data determination and production of a shaped body having at least one recess for receiving at least one object, in particular a tool, device, instrument or the like. In this case, the two-dimensional outer contour of the at least one object is determined, wherein the contour of the at least one depression in the molded body for the at least one article is formed at least substantially corresponding to the determined contour of the article. The method is characterized in that a plurality of image recordings of the at least one object are produced from different recording positions and that the two-dimensional outer contour of the at least one object is determined on the basis of the image data of these image recordings. Consequently, several image recordings instead of just one photo are created in order to use these to determine the outer contour of the at least one item. This makes it easier to record the contours. Differences between the individual images can be taken into account.

Vorzugsweise werden bei der Ermittlung der zweidimensionalen Außenkontur blickwinkelabhängige Verzerrungen und/oder Abschattungen korrigiert. Weiter vorzugsweise wird eine Ermittlung von Seitenkanten der Kontur des wenigstens einen Gegenstands vorgenommen. Damit wird eine präzisere Anpassung der ermittelten Konturdaten an die tatsächlichen Konturen der erfassten Gegenstände ermöglicht.Preferably, when determining the two-dimensional outer contour, viewing angle-dependent distortions and / or shadowing are corrected. Further preferably, a determination of side edges of the contour of the at least one object is made. This allows a more precise adaptation of the determined contour data to the actual contours of the detected objects.

Bei der Verarbeitung der Bilddaten der Bildaufnahmen wird zur Ermittlung der zweidimensionalen Außenkontur eine Überlagerung und/oder Maskierung und/oder Kombination der Bilddaten der einzelnen Bildaufnahmen vorgenommen, insbesondere zur Erstellung eines Gesamtbilds. Durch Verarbeitung mehrerer Bildaufnahmen kann die Konturermittlung erheblich verbessert werden, insbesondere gegenüber Einzelbildern. Damit können Schattenwürfe und blickwinkelabhängig nicht einsehbare Bereiche ermittelt und eliminiert werden. Teilweise kann auch Hinterschnitt erkannt werden.In the processing of the image data of the image recordings, an overlaying and / or masking and / or combination of the image data of the individual image recordings is carried out for determining the two-dimensional outer contour, in particular for creating an overall image. By processing a plurality of image recordings, the determination of the contour can be considerably improved, in particular with respect to individual images. This allows shadows and viewing areas that are not visible be determined and eliminated. Partly also undercut can be recognized.

Vorzugsweise wird ein Bildaufnahmegerät, insbesondere eine Kamera beziehungsweise eine Digitalkamera, zur Bildaufnahme verwendet. Auch wenn ein einziges Bildaufnahmegerät erfindungsgemäß bereits ausreicht, können alternativ auch mehrere verwendet werden. Das Bildaufnahmegerät wird nämlich relativ zu dem wenigstens einen Gegenstand bewegt, um die beziehungsweise mehreren Bildaufnahmen relativ zum wenigstens einen Gegenstand zu erstellen. Die Bildaufnahmen werden jeweils aus unterschiedlichen Positionen erstellt. Durch Verarbeitung von Bildaufnahmen, die aus unterschiedlicher Perspektive beziehungsweise unterschiedlichem Blickwinkel aufgenommen worden sind, kann die Konturermittlung erheblich verbessert werden.Preferably, an image recording device, in particular a camera or a digital camera, is used for image recording. Even if a single imaging device is already sufficient according to the invention, several can alternatively be used. Namely, the image pickup apparatus is moved relative to the at least one object to produce the one or more image pickups relative to the at least one object. The images are each created from different positions. By processing image recordings that have been taken from different perspectives or different perspectives, the contour determination can be considerably improved.

Zur Kontrasterhöhung werden die Bildaufnahmen vorzugsweise im Gegenlicht erstellt. Damit wird ein verbesserter Kontrast gegenüber Aufnahmen mit üblicher Beleuchtung erreicht. Weiter vorzugsweise werden die Bildaufnahmen in einem schwarz-weißen Format erstellt. Dies sorgt idealerweise für kontrastreiche Aufnahmen. Somit kann auf unterschiedliche Weise der Kontrast und damit auch die Kantenerkennung beziehungsweise Konturerkennung verbessert werden. Damit wird ein möglichst hoher Kontrast zur exakten Konturerkennung sichergestellt.To increase the contrast, the images are preferably created in the backlight. This achieves an improved contrast compared to recordings with conventional illumination. Further preferably, the image recordings are created in a black and white format. This ideally makes for high-contrast shots. Thus, the contrast and thus also the edge detection or contour recognition can be improved in different ways. This ensures the highest possible contrast for exact contour recognition.

Der wenigstens eine Gegenstand wird insbesondere auf einer Aufnahmefläche positioniert. Die Aufnahmefläche dient bevorzugt als Hintergrund für die Bildaufnahme, insbesondere um einen definierten Untergrund zu gewährleisten. Die Aufnahmefläche ist dabei vorzugweise beleuchtet und/oder sogar selbstleuchtend ausgebildet. Dies ermöglicht eine definierte Beleuchtung des wenigstens einen aufzunehmenden Gegenstands. Weiter vorzugsweise dient die Aufnahmefläche bevorzugt als Gegenlichtquelle. Damit kann eine definierte Beleuchtung sichergestellt werden. Die Aufnahmefläche dient bevorzugt als Gegenlichtquelle. Damit wird eine Gegenlichtaufnahme für hohen Kontrast ermöglicht.The at least one object is in particular positioned on a receiving surface. The receiving surface preferably serves as a background for the image recording, in particular to ensure a defined background. The receiving surface is preferably illuminated and / or even self-luminous. This allows a defined illumination of the at least one object to be picked up. Further preferably, the receiving surface preferably serves as a backlight source. This can ensure a defined lighting. The receiving surface preferably serves as a backlight source. This allows a backlit shot for high contrast.

Bei den Bildaufnahmen wird vorzugsweise zumindest im Wesentlichen die gesamte Aufnahmefläche mit dem wenigstens einen darauf befindlichen Gegenstand erfasst. Dies dient dazu, einen bekannten Hintergrund als Referenz vorliegen zu haben. Damit lassen sich definierte Bedingungen für die Bildaufnahme schaffen. Außerdem lassen sich Abweichungen erkennen. Es wird demnach eine vordefinierte Fläche aufgenommen, um anhand dessen Abmessungen und Position des wenigstens einen Gegenstands unmittelbar ermitteln zu können, vorzugsweise durch Berechnung. Die Bildaufnahmen sollten dazu vorzugsweise aus benachbarten Positionen mit ähnlicher Blickrichtung aufgenommen werden. Die Aufnahmepositionen sollten dabei insbesondere jeweils innerhalb und oberhalb der Aufnahmefläche liegen.In the image recordings, preferably at least substantially the entire recording surface is detected with the at least one object located thereon. This serves to have a known background as a reference. This creates defined conditions for image acquisition. In addition, deviations can be detected. Accordingly, a predefined area is recorded in order to be able to determine directly on the basis of the dimensions and position of the at least one object, preferably by calculation. The image recordings should preferably be taken from adjacent positions with a similar viewing direction. The receiving positions should in particular each lie within and above the receiving surface.

Vorzugsweise wird wenigstens eine Bildkorrektur, vorzugsweise ein Entzerren und/oder Begradigen, individuell auf die einzelnen Bildaufnahmen vor der Verrechnung angewendet. Die Korrektur erfolgt weiter bevorzugt automatisch. Insbesondere wird die bekannte Aufnahmefläche als Referenz für die Anwendung derartiger Korrekturen berücksichtigt. Damit können Bildverzerrungen anhand der bekannten Aufnahmefläche ermittelt und entsprechend kompensiert werden.Preferably, at least one image correction, preferably equalization and / or straightening, is applied individually to the individual image recordings before the offset. The correction is further preferably automatically. In particular, the known receiving surface is taken into account as a reference for the application of such corrections. Thus image distortions can be determined on the basis of the known recording surface and compensated accordingly.

Vorzugsweise werden die Konturdaten der ermittelten zweidimensionalen Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands für die Herstellung des Formkörpers verwendet beziehungsweise bereitgestellt, insbesondere als Konturdaten. Damit lassen sich vorzugsweise dessen Vertiefungen produzieren. Gegebenenfalls können die Konturdaten noch entsprechend aufbereitet oder in ein entsprechendes Ausgabeformat umgewandelt werden. Auf diese Weise kann sich unmittelbar eine entsprechende Fertigung eines Formkörpers anschließen. Alternativ können die Konturdaten aber auch lediglich für andere Zwecke bereitgestellt werden, ohne eine direkte Produktion anzusteuern.Preferably, the contour data of the determined two-dimensional outer contour of the at least one object is used or provided for the production of the shaped body, in particular as contour data. This can preferably produce its wells. Optionally, the contour data can still be processed accordingly or converted into a corresponding output format. In this way, a corresponding production of a shaped body can be immediately followed. Alternatively, the contour data can also be provided only for other purposes, without controlling a direct production.

Der ermittelten zweidimensionalen Außenkontur beziehungsweise den Konturdaten werden bevorzugt zusätzlich Tiefeninformationen beziehungsweise Daten einer dritten Dimension hinzugefügt. So entsteht insbesondere ein Modell beziehungsweise eine dreidimensionale Kontur des wenigstens einen Gegenstands. Damit können vorzugsweise entsprechende Vertiefungen zur Aufnahme des wenigstens einen Gegenstands ausgebildet werden. Neben der Passgenauigkeit der Kontur der Vertiefung kann damit auch die Auflagefläche passend ausgearbeitet werden.The determined two-dimensional outer contour or the contour data are preferably additionally added depth information or data of a third dimension. In particular, this results in a model or a three-dimensional contour of the at least one object. In this way, preferably corresponding recesses for receiving the at least one article can be formed. In addition to the accuracy of the contour of the recess so that the bearing surface can be worked out appropriately.

Weiter vorzugsweise wird die ermittelte Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands als Vertiefung aus dem Formkörper herausgearbeitet. Insbesondere erfolgt dies mittels spanender Bearbeitung, vorzugsweise mittels eines computergestützten Fräsverfahrens (CNC). Die Ausbildung der Vertiefungen des Formkörpers wird insbesondere anhand der ermittelten Konturdaten vorgenommen. Auf diese Weise wird eine passgenaue Anfertigung von Einzelstücken ermöglicht.Further preferably, the determined outer contour of the at least one object is worked out as a recess from the molded body. In particular, this is done by means of machining, preferably by means of a computer-aided milling process (CNC). The formation of the recesses of the shaped body is made in particular on the basis of the determined contour data. In this way, a tailor-made production of individual pieces is made possible.

Die eingangs geschilderte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein System zur Konturdatenermittlung und Herstellung eines Formkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Das System weist wenigstens eine Vertiefung zur Aufnahme wenigstens eines Gegenstands, insbesondere eines Werkzeugs, Geräts, Instruments oder ähnlichem, auf. Das System ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet. Eine Ermittlung der zweidimensionalen Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands und eine Ausbildung der Kontur der wenigstens einen Vertiefung im Formkörper für den wenigstens einen Gegenstand sind zumindest im Wesentlichen entsprechend der ermittelten Kontur des Gegenstands vorgesehen. Das System zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bildaufnahmemittel zur Aufnahme mehrerer Bildaufnahmen des wenigstens einen Gegenstands aus unterschiedlichen Aufnahmepositionen vorgesehen ist und dass eine Verarbeitungseinheit zur Ermittlung der zweidimensionalen Außenkontur des wenigstens einen Gegenstands anhand der Bilddaten dieser Bildaufnahmen vorgesehen ist.The object described above is also achieved by a system for determining contour data and producing a shaped body with the features of claim 12. The system has at least one recess for receiving at least one article, in particular a tool, device, instrument or the like on. The system is designed in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims. A determination of the two-dimensional outer contour of the at least one article and a design of the contour of the at least one depression in the molded body for the at least one article are provided at least substantially corresponding to the determined contour of the article. The system is characterized in that an image recording means is provided for recording a plurality of image recordings of the at least one object from different recording positions, and that a processing unit for determining the two-dimensional outer contour of the at least one object is provided on the basis of the image data of these image recordings.

Schließlich wir die eingangs geschilderte Aufgabe gelöst durch eine Verarbeitungseinrichtung oder Verarbeitungseinheit, insbesondere eine computerimplementierte Verarbeitungseinheit, mit den Merkmalen des Anspruch 13. Als Verarbeitungseinheit können beispielsweise PCs, Notebooks, Steuerungsrechner, Mobilgeräte ebenso wie virtualisierte oder in Netzwerken verfügbare Recheneinheiten dienen. Die Verarbeitungseinheit dient dabei zur Ausführung eines Verfahrens gemäß den obigen Beschreibungen. Sie kann vorzugsweise als Teil des vorstehend beschriebenen Systems ausgebildet sein.Finally, we have the object described above achieved by a processing device or processing unit, in particular a computer-implemented processing unit, with the features of claim 13. As a processing unit can serve, for example, PCs, notebooks, control computers, mobile devices as well as virtualized or available in networks computing units. The processing unit serves to execute a method according to the above descriptions. It may preferably be formed as part of the system described above.

Mittels einer Software können auch manuelle Nachbearbeitungen der Konturdaten ermöglicht werden. Diese können beispielsweise eine Auswahl einzelner Schnittlinien, dreidimensionaler Abschnitte und/oder Tiefenlinien betreffen. Auch lassen sich zusätzliche Bereiche markieren, auswählen und/oder ergänzen. Insbesondere können aus Bearbeitersicht gegenüber der verfahrensgemäßen, insbesondere automatisierten Konturdatenerfassung Änderungen oder Ergänzungen sinnvoll erscheinen.By means of software also manual post-processing of the contour data can be made possible. These may, for example, relate to a selection of individual cutting lines, three-dimensional sections and / or contour lines. You can also mark, select and / or complete additional areas. In particular, changes or additions may make sense from an editor's point of view compared to the method-specific, in particular automated, contour data acquisition.

Die hier beschriebene Vorgehensweise ist aber auch allgemein zur Ermittlung der zweidimensionalen Kontur wenigstens eines Gegenstands geeignet. Entsprechend kann insbesondere das hier beschriebene Verfahren zur Bildaufnahme, Verrechnung der aufgenommenen Bilddaten und zur anschließenden Datenaufbereitung dazu eingesetzt werden, entsprechende zweidimensionale Konturen als Formdaten zu ermitteln. Ausgehend davon lassen sich Anwendungen in verschiedenen Bereichen finden, denen die ermittelten Formdaten zugrunde gelegt werden.However, the procedure described here is also generally suitable for determining the two-dimensional contour of at least one object. Accordingly, in particular the method described here for image acquisition, offsetting of the recorded image data and for subsequent data preparation can be used to determine corresponding two-dimensional contours as shape data. On the basis of this, applications can be found in various areas on which the determined shape data is based.

Die Formkörper können im Übrigen aus den unterschiedlichsten Materialien gebildet sein. Der Formkörper ist vorzugsweise aus einem festen Material gebildet, weiter vorzugsweise einem elastischen Material. Häufig bestehen sie aber aus Kunststoffen, insbesondere aus Schaumstoffen, sofern nämlich eine gewisse Elastizität zum Schutz der Gegenstände gefordert ist. Es kann sich auch um ein Schichtsystem handeln, insbesondere einem Schaumstoff mit einer laminierten Deckschicht.Incidentally, the shaped bodies may be formed from a wide variety of materials. The shaped body is preferably formed of a solid material, more preferably an elastic material. Often, however, they consist of plastics, in particular foams, provided that a certain elasticity is required to protect the objects. It can also be a layer system, in particular a foam with a laminated cover layer.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen:

1 eine Aufnahmefläche mit beispielhaften positionierten Gegenständen,
2 eine Konturerfassung gemäß einem bekannten Bildaufnahmeverfahren,
3 eine Konturerfassung gemäß einem erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahren, und
4 die Vorgehensweise bei der Konturerfassung gemäß dem erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahren.

A preferred embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. In these show:

1 a receiving surface with exemplary positioned objects,
2 a contour detection according to a known image recording method,
3 a contour detection according to an image recording method according to the invention, and
4 the procedure in the contour detection according to the image recording method according to the invention.

In der 1 ist beispielhaft ein Formkörper 10 gezeigt. Dieser kann beispielsweise als Einlage für eine Schublade, einen Schrank oder einen Koffer dienen.In the 1 is an example of a shaped body 10 shown. This can serve, for example, as an insert for a drawer, a cabinet or a suitcase.

In diesem Formkörper 10 sind einige Vertiefungen 11 ausgeformt. In einige der Vertiefungen sind Gegenstände 12, 13, 14 eingelegt. Einige der Vertiefungen 11 sind dagegen leer. Die Vertiefungen 11 sind dabei jeweils den zweidimensionalen Konturen der jeweils eingelegten Gegenstände 12, 13, 14 angepasst, wie hier gezeigt ist.In this shaped body 10 are some depressions 11 formed. In some of the wells are objects 12 . 13 . 14 inserted. Some of the pits 11 on the other hand are empty. The wells 11 are each the two-dimensional contours of each inserted objects 12 . 13 . 14 adapted, as shown here.

Um eine entsprechende Passgenauigkeit der Vertiefungen 11 zu den Gegenständen 12, 13, 14 zu erreichen, müssen die Außenkonturen und damit die Abmessungen der Gegenstände 12, 13, 14 möglichst exakt ermittelt werden.To a corresponding fit of the wells 11 to the objects 12 . 13 . 14 To achieve the outer contours and therefore the dimensions of the objects 12 . 13 . 14 be determined as accurately as possible.

In der 2 ist dazu die Vorgehensweise gemäß einem bekannten Verfahren zur Konturermittlung skizziert dargestellt. In diesem Fall sind dazu zwei Gegenstände 16, 17 entsprechend deren gewünschter Anordnung in dem zu erstellenden Formkörper 10 auf einer Aufnahmefläche 15 positioniert.In the 2 For this purpose, the procedure is shown outlined in accordance with a known method for contour determination. In this case, there are two items 16 . 17 according to their desired arrangement in the molded body to be created 10 on a receiving surface 15 positioned.

Zur Bildaufnahme ist hier eine Kamera 18 vorgesehen. Diese ist von der Aufnahmefläche 15 beanstandet angeordnet, nämlich oberhalb der Aufnahmefläche 15. Mittels der Kamera 18 können die auf der Aufnahmefläche 15 angeordneten Gegenstände 16 und 17 aufgenommen werden. Als Kamera 18 kann insbesondere eine Digitalkamera vorgesehen sein.For taking pictures here is a camera 18 intended. This is from the receiving area 15 objected arranged, namely above the receiving surface 15 , By means of the camera 18 Can the on the receiving surface 15 arranged objects 16 and 17 be recorded. As a camera 18 In particular, a digital camera can be provided.

Die Aufnahmefläche 15 kann dabei beleuchtet ausgebildet sein, insbesondere selbstleuchtend. So wird eine Bildaufnahme durch die Kamera 18 im Gegenlicht der Aufnahmefläche 15 ermöglicht. Damit wird ein optimaler Kontrast zwischen Gegenstand 16, 17 und Aufnahmefläche 15 als Hintergrund sichergestellt.The reception area 15 can be designed illuminated, in particular self-luminous. This is how an image is captured by the camera 18 in the backlight of the recording area 15 allows. This will create an optimal contrast between the subject 16 . 17 and reception area 15 as background ensured.

Wie in der 2 gezeigt ist, werden bei der Bildaufnahme nicht nur die eigentlichen Außenkonturen der Gegenstände 16 und 17 erfasst. Stattdessen werden die Schattenbereiche 21 und 22 ebenfalls als Konturen erkannt.Like in the 2 is shown in the image not only the actual outer contours of the objects 16 and 17 detected. Instead, the shadow areas become 21 and 22 also recognized as contours.

Dies resultiert aus der Aufnahme im Gegenlicht. Bei dieser kann anhand der mittels der Kamera 18 aufgenommenen Bildaufnahme nämlich gerade keine Unterscheidung zwischen Schattenbereich 21, 22 und Gegenstand 16, 17 erfolgen. Somit wird der Gegenstand 16, 17 auf der Bildaufnahme um die Schattenbereiche 21, 22 vergrößert dargestellt. Es handelt sich dabei um ein prinzipielles Problem bei der Aufnahmetechnik mit einer Kamera.This results from the recording in the backlight. In this case, by means of the camera 18 recorded image recording namely just no distinction between shadow area 21 . 22 and object 16 . 17 respectively. Thus, the object becomes 16 . 17 on the image capture around the shadow areas 21 . 22 shown enlarged. This is a fundamental problem with the recording technique with a camera.

Derartige systematische Fehler bei der Bildaufnahme lassen sich auch nicht ohne weiteres kompensieren. Im Stand der Technik wird hierzu mittels Erfahrungswerten beziehungsweise prozentualen Kompensationen versucht, sich ausgehend von den aufgenommenen Bilddaten möglichst gut an die tatsächlichen Konturen der Gegenstände 16, 17 anzunähern. Allerdings können dabei lediglich rechnerische Korrekturen und keine wirklichen Messwerte verwendet werden. Die tatsächlichen Abmessungen beziehungsweise Konturen der Gegenstände 16, 17 können nicht ermittelt werden.Such systematic errors in image acquisition can not be readily compensated. For this purpose, in the prior art, by means of empirical values or percentage compensations, attempts are made, as far as possible from the recorded image data, to match the actual contours of the objects 16 . 17 to approach. However, only computational corrections and no real measured values can be used. The actual dimensions or contours of the objects 16 . 17 can not be determined.

Ausgehend davon ermöglicht das in der 3 skizzierte erfindungsgemäße Verfahren gerade eine Elimination derartiger Schattenbereiche 21, 22. Somit werden hierbei die tatsächlichen Konturen der Gegenstände 16, 17 als Konturen ermittelt.Based on that allows in the 3 sketched inventive method just an elimination of such shadow areas 21 . 22 , Thus, here are the actual contours of the objects 16 . 17 determined as contours.

Dies wird durch eine Aufnahme und Verarbeitung mehrerer Bilder beziehungsweise Bildaufnahmen der positionierten Gegenstände 16, 17 auf der Aufnahmefläche 15 erreicht. Dazu erfolgt eine mehrfache Bildaufnahme mittels der Kamera 18. Diese Bildaufnahmen müssen dabei von leicht verschiedenen Positionen aus erstellt werden.This is achieved by recording and processing several images or image recordings of the positioned objects 16 . 17 on the receiving surface 15 reached. For this purpose, a multiple image acquisition takes place by means of the camera 18 , These images must be created from slightly different positions.

Hier werden beispielhaft lediglich zwei verschiedene Positionen der Kamera 18 gezeigt, die in diesem Fall jeweils mit einem Kreuz gekennzeichnet sind. An beiden Positionen werden mittels der Kamera 18 entsprechende Bildaufnahmen der Aufnahmefläche 15 mit den darauf angeordneten Gegenständen 16 und 17 erfasst.Here are just two examples of different positions of the camera 18 shown, which are each marked with a cross in this case. At both positions are using the camera 18 corresponding image recordings of the recording surface 15 with the objects arranged thereon 16 and 17 detected.

Typischerweise werden übrigens nicht nur zwei, sondern wenigstens vier Bildaufnahmen erstellt und verarbeitet. Dabei sind idealerweise möglichst alle Seitenflächen des wenigstens einen Gegenstands zumindest auf einer Aufnahme sichtbar. Damit kann eine optimale Abbildung sichergestellt werden. Es können auch weitere Aufnahmen hinzugefügt werden, um die Erkennungsgenauigkeit der Konturen zu erhöhen.Incidentally, not only two, but at least four image recordings are typically created and processed. Ideally, as far as possible, all side surfaces of the at least one object are visible on at least one receptacle. This ensures optimal imaging. It is also possible to add further recordings to increase the recognition accuracy of the contours.

Diese mehrfachen Bildaufnahmen werden miteinander verrechnet. Jede der Bildaufnahmen wird durch die Positionsänderung der Kamera 18 unter leicht unterschiedlichem Betrachtungswinkel erstellt. Damit weisen die Bilddaten der Gegenstände 16, 17 unterschiedliche Perspektiven auf. So können durch geeignete Verarbeitung der Bilddaten die eigentlichen Konturen der Gegenstände 16, 17 ermittelt werden.These multiple images will be charged together. Each of the image captures is determined by the position change of the camera 18 created under slightly different viewing angles. This shows the image data of the objects 16 . 17 different perspectives. Thus, by suitable processing of the image data, the actual contours of the objects 16 . 17 be determined.

Tatsächlich werden die Bilddaten der einzelnen Aufnahmen miteinander verrechnet, wie dies in den 3 und 4 skizziert ist.In fact, the image data of each shot are charged together, as in the 3 and 4 outlined.

Die Bildaufnahmen werden dazu konkret elektronisch übereinander gelegt, also als elektronische Überlagerung oder Addition. Dies erfolgt insbesondere pixelbasiert durch Verarbeitung der digitalen Bilddaten.The image recordings are concretely superposed electronically, ie as an electronic overlay or addition. This is done in particular pixel-based by processing the digital image data.

Dies ist am Beispiel eines Hammers in der 4 gezeigt. Im linken Bereich sind die mehrfachen Bildaufnahmen 24 mit jeweils unterschiedlichen Schattenwürfen und blickwinkelabhängigen Flanken dargestellt. Die rechte Seite zeigt dagegen das Gesamtbild 25 als elektronische Überlagerung und Zusammenschau der einzelnen Bilder 24.This is the example of a hammer in the 4 shown. In the left area are the multiple images 24 each represented with different shadow throws and viewing angle-dependent flanks. The right side, on the other hand, shows the overall picture 25 as an electronic overlay and synopsis of the individual pictures 24 ,

Insbesondere können auf allen Bildern dunkle Bereiche im Gesamtbild als dunkel und nur auf einzelnen oder einigen Bildern dunkle Bereiche als hell markiert werden. Dabei entspricht „dunkel“ dabei einem Gegenstand, während „hell“ freien Bereichen entspricht.In particular, in all images, dark areas in the overall picture may be marked as dark, and dark areas only on individual or some pictures. In this case "dark" corresponds to an object, while "light" corresponds to free areas.

Dies sorgt dafür, dass lediglich die Kernbereiche 23, in denen auf allen Bildern der jeweilige Gegenstand 16, 17 zu erkennen sind, auch als Gegenstand 16, 17 erkannt werden. Die Schattenbereiche 21, 22 werden bei diesem Verfahren ausgeblendet, da diese lediglich auf einzelnen und nicht auf allen Bildern zu sehen sind.This ensures that only the core areas 23 in which in all pictures the respective object 16 . 17 can be seen, even as an object 16 . 17 be recognized. The shadow areas 21 . 22 are hidden in this process because they are only visible on individual images and not on all images.

Die jeweilige Kontur wird erfindungsgemäß auf die tatsächlich abgebildeten Flächen der Gegenstände 16, 17 beschränkt. Die jeweiligen Schattenbereiche 21, 22 werden dabei auf einfache Weise herausgefiltert.According to the invention, the respective contour is applied to the actually imaged surfaces of the objects 16 . 17 limited. The respective shadow areas 21 . 22 are filtered out in a simple way.

Damit können automatisch Schattenwürfe und blickwinkelabhängig nicht einsehbare Bereiche ermittelt und eliminiert werden. Teilweise kann auch Hinterschnitt erkannt werden. Die Bildaufnahmen sollten dazu aus benachbarten Positionen mit ähnlicher Blickrichtung aufgenommen werden. Die Aufnahmepositionen sollten dabei jeweils innerhalb und oberhalb der Aufnahmefläche 15 liegen. Sie werden dann zur Ermittlung der zweidimensionalen Außenkontur miteinander verrechnet.Shadow throws and areas that are not visible from the perspective can thus be automatically determined and eliminated. Partly also undercut can be recognized. The image recordings should be taken from adjacent positions with a similar line of sight. The recording positions should be respectively within and above the recording surface 15 lie. They are then calculated together to determine the two-dimensional outer contour.

Vor der Verrechnung der Bildaufnahmen miteinander erfolgt noch eine Beseitigung von Bildverzerrungen, insbesondere durch entsprechende Entzerrung beziehungsweise Begradigung. Damit werden die Bilder auf dieselben Abmessungen und einheitliche Blickwinkel gebracht, um diese dann überhaupt kombinieren zu können.Before billing the image recordings with each other takes place elimination of image distortion, in particular by appropriate equalization or straightening. This will bring the images to the same dimensions and uniform viewing angles so that they can be combined at all.

Dabei wird jeweils die bekannte Aufnahmefläche 15 als Anhaltspunkt genommen. Die Aufnahmefläche 15 ist dazu idealerweise als quadratische oder zumindest als rechteckige Fläche ausgebildet. Gegebenenfalls kann auch eine runde oder andersartig ausgebildete Aufnahmefläche 15 verwendet werden. In jedem Fall müssen die Abmessungen beziehungsweise Seitenverhältnisse aber bekannt oder zumindest für alle Bildaufnahmen gleich sein, um die Korrekturen zu ermöglichen.In each case, the known receiving surface 15 taken as a guide. The reception area 15 is ideally designed as a square or at least as a rectangular surface. Optionally, a round or otherwise trained receiving surface 15 be used. In any case, however, the dimensions or aspect ratios must be known or at least equal for all image captures to allow the corrections.

Eine demnach nominell mit geraden, rechtwinklig verlaufenden Kanten versehene Fläche 15 sollte auch in den Bilddaten mit geraden, rechtwinklig verlaufenden Kanten abgebildet werden. Sollte das nicht der Fall sein, beispielsweise bei einer Schrägstellung der Kamera 18 oder auch durch optische Verzerrungen bei der Aufnahme, muss eine Korrektur der Verzerrung erfolgen. Das Bild wird dementsprechend durch entsprechende Bildverarbeitungsmittel entzerrt. Diese begradigten Bilddaten werden dann der weiteren Verarbeitung zugeführt.A nominally provided with straight, right-angled edges surface 15 should also be mapped in the image data with straight, right-angled edges. Should this not be the case, for example, when tilting the camera 18 or by optical distortions in the recording, a correction of the distortion must be made. The image is accordingly equalized by appropriate image processing means. These straightened image data are then sent for further processing.

Dennoch sollten die Bildaufnahmen zumindest im Wesentlichen aus einer Blickrichtung heraus und/oder mit einem zumindest ähnlichen Abstand erstellt werden.Nevertheless, the image recordings should at least essentially be created from a viewing direction and / or with an at least similar distance.

Die somit ermittelten Konturdaten können diese dann der Produktion des Formkörpers 10 zugeführt werden. So können die jeweils ermittelten Vertiefungen 11 aus einem Formkörper 10 herausgefräst oder auf andere Weise subtraktiv, abtragend beziehungsweise spanend gefertigt werden. Dazu kann beispielsweise eine CNC-Fräse oder ähnliches verwendet werden. Der Formkörper 10 kann dabei insbesondere aus Schaumstoff oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein. Auch können aber beispielsweise zur Produktion mehrerer Exemplare auch andere Verfahren, insbesondere additive Verfahren, wie Spritzguss, in Betracht kommen.The contour data thus determined can then be used to produce the shaped body 10 be supplied. Thus, the respectively determined depressions 11 from a shaped body 10 be milled out or otherwise subtractive, erosion or machining made. For this example, a CNC milling machine or the like can be used. The molded body 10 may be formed in particular of foam or other suitable material. However, other methods, in particular additive methods, such as injection molding, can also be considered, for example, for the production of multiple copies.

Gegebenenfalls lassen sich vor der Produktion oder Herstellung der Formkörper 10 noch zusätzlich Tiefeninformationen für die jeweiligen Gegenstände 12, 13, 14, 16, 17 hinzufügen. Dies kann durch manuelle Bearbeitung der Daten oder auch automatisch oder halbautomatisch mittels einer entsprechenden 3D-Kamera oder Tiefenkamera erfolgen.Optionally, can be before production or production of the molding 10 additional depth information for the respective objects 12 . 13 . 14 . 16 . 17 Add. This can be done by manual processing of the data or automatically or semi-automatically by means of a corresponding 3D camera or depth camera.

Das hier beschriebene Verfahren kann auch für andere Herstellungszwecke oder auch lediglich zur reinen Konturerkennung verwendet werden. So kann eine Konturerkennung auch in anderen technischen Bereichen eingesetzt werden. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind jeweils auf individuell oder in beliebigen, technisch sinnvollen Kombinationen einsetzbar.The method described here can also be used for other production purposes or else only for pure contour recognition. Thus, contour recognition can also be used in other technical areas. The corresponding method steps can be used individually or in any technically meaningful combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Formkörpermoldings
1111: Vertiefungdeepening
1212: Gegenstandobject
1313: Gegenstandobject
1414: Gegenstandobject
1515: Aufnahmeflächereceiving surface
1616: Gegenstandobject
1717: Gegenstandobject
1818: Digitalkameradigital camera
1919: Projektionprojection
2020: Projektionprojection
2121: Schattenbereichshadow area
2222: Schattenbereichshadow area
2323: Kernbereichcore area
2424: Bildaufnahmeimage capture
2525: Gesamtbildoverall picture

Claims

Method for determining contour data and production of a shaped body (10) having at least one recess (11) for receiving at least one Article (12, 13, 14, 16, 17), in particular a tool, device, instrument or the like, wherein the two-dimensional outer contour of the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is determined, and wherein the contour of at least one depression (11) is formed in the molded body (10) for the at least one article (12, 13, 14, 16, 17) at least essentially corresponding to the determined contour of the article (12, 13, 14, 16, 17), characterized in that a plurality of image recordings (24) of the at least one article (12, 13, 14, 16, 17) are made from different pickup positions and that the two-dimensional outer contour of the at least one article (12, 13, 14, 16, 17) is based on the image data of these image recordings (24) is determined.

Method according to Claim 1 , characterized in that when determining the two-dimensional outer contour viewing angle-dependent distortions and / or shadowing are corrected, preferably a determination of side edges of the contour of the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is made.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the processing of the image data of the image recordings (24) for determining the two-dimensional outer contour, an overlaying and / or masking and / or combination of the image data of the individual image recordings (24) to form an overall image (25).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an image recording device, in particular a digital camera (18), relative to the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is moved to the image recordings (24) from different positions relative to the at least one article (12, 13, 14, 16, 17).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the image recordings (24) for increasing the contrast in the backlight and / or preferably in a black and white format are created.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is positioned on a receiving surface (15), preferably an illuminated and / or self-illuminating receiving surface (15), wherein the receiving surface (15) preferably serves as a backlight source.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the image recordings (24) at least substantially the entire receiving surface (15) with the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) located thereon is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one image correction, preferably equalizing and / or straightening, is applied individually to the individual image recordings (24) before the billing, preferably automatically, wherein the known receiving surface (15) in particular as a reference is considered for the application of such corrections.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determined two-dimensional outer contour of the at least one article (12, 13, 14, 16, 17) as contour data for the production of the shaped body (10), in particular its recesses (11), is provided ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determined two-dimensional outer contour or the contour data is additionally added depth information or the third dimension to wells (11) for receiving the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) accordingly to be able to train.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determined outer contour of the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is worked out as a recess (11) from the shaped body (10), in particular by means of machining, preferably by means a computer-aided milling method (CNC), wherein the formation of the recesses (11) of the shaped body (10) is made in particular on the basis of the determined contour data.

System for determining contour data and producing a shaped body (10) having at least one recess (11) for receiving at least one object (12, 13, 14, 16, 17), in particular a tool, device, instrument or the like, in particular for performing a method according to one of the preceding claims, wherein a determination of the two-dimensional outer contour of the at least one object (12, 13, 14, 16, 17) and a configuration of the contour of the at least one recess (11) in the molded body (10) for the at least one object (12 , 13, 14, 16, 17) are provided at least substantially in accordance with the determined contour of the object (12, 13, 14, 16, 17), characterized in that image recording means for receiving a plurality of image recordings (24) of the at least one object ( 12, 13, 14, 16, 17) is provided from different receiving positions and that a processing unit for determining the two-dimensional outer contour of the we at least one object (12, 13, 14, 16, 17) is provided on the basis of the image data of these image recordings (24).

Processing unit, in particular computer-implemented processing unit, for carrying out a method according to one of Claims 1 to 11 , preferably as part of the system Claim 12 ,