DE102019217780A1

DE102019217780A1 - Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung und scannende Projektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019217780A1
Application number: DE102019217780.8A
Authority: DE
Inventors: Christoph Brueser; Christian Nitschke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten (2) in einem Projektionsvolumen (B) einer scannenden Projektionsvorrichtung (10), wobei das Verfahren ein Projizieren (S1) von örtlich aufgelösten Bildinformationen; ein Auswerten (S2) des entsprechenden Empfangssignals des Lichtdetektors, wobei der einem Bildpunkt (BP) zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt (BP) zugeordneten Schwellwert verglichen wird; und ein Anpassen (S3) des Schwellwerts unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals vom Schwellwert umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung und eine scannende P rojektionsvorrichtu ng.
Stand der Technik
Projektoren können eine Bildfläche mit einem Bild bestrahlen und die Berührung dieser Oberfläche durch ein Objekt, ähnlich wie ein Berührungsfeld an einem Telefondisplay, erkennen. Um das Objekt erkennen zu können verfügt eine Auswerteeinrichtung meist über einen Sensor. Die Erkennung des Objekts erfolgt meist mit voreingestellten Sensitivitäten etwa bezüglich der Hintergrundhelligkeit, so dass eine Anpassung an sich veränderliche Hintergrund- oder Umgebungshelligkeiten schwer realisierbar ist. Daher sind Detektoren und Auswerteeinrichtungen, welche eine adaptive Anpassung an Veränderungen in der Umgebungs- oder Hintergrundhelligkeit ermöglichen können wünschenswert. Üblicherweise erfolgt auch keine adaptive Anpassung von Empfindlichkeiten des Detektors oder der Auswerteeinrichtung in Bildbereichen, in welchen das Objekt detektiert wurde und/oder außerhalb dieser Bereiche, was zur Verbesserung der Erkennung eines Objekts und dessen Position und Nähe von der Projektionsfläche jedoch wünschenswert wäre.
In der WO 2015/185247 A1 wird ein interaktives Laser-Projektionssystem beschrieben, welches ein Beleuchtungs- und ein Sensormodul aufweist. Die Projektion wird mit einem Laser mit sichtbarem Licht durchgeführt und das von einem Objekt reflektierte Licht detektiert.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1 und eine scannende Projektionsvorrichtung nach Anspruch 18.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung anzugeben, wobei das Unterscheiden eines Objekts von einer Hintergrundhelligkeit verbessert werden kann und somit ein verbessertes Erkennen einer Berührung der Bildprojektionsfläche durch ein Objekt erzielbar ist.
Erfindungsgemäß handelt es sich um ein Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung, wobei die Projektionsvorrichtung dazu ausgelegt ist, örtlich aufgelöste Bildinformationen in Form von Bildpunkten zu projizieren; ein Detektionsmodul mit mindestens einem Lichtdetektor vorgesehen ist, der dazu ausgelegt ist, das an einem Objekt im Projektionsvolumen reflektierte Licht zu erfassen und in ein Empfangssignal umzuwandeln; die Projektionsvorrichtung und das Detektionsmodul synchronisiert sind, so dass das Empfangssignal zu jedem Zeitpunkt einem definierten Bildpunkt und damit einem Ort im Projektionsvolumen zuordenbar ist; und das Objekt dann an einem Bildpunkt im Projektionsvolumen erkannt wird, wenn ein diesem Bildpunkt zugeordneter Wert des Empfangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Projizieren von örtlich aufgelösten Bildinformationen; ein Auswerten des entsprechenden Empfangssignals des Lichtdetektors, wobei der einem Bildpunkt zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt zugeordneten Schwellwert verglichen wird; und ein Anpassen des Schwellwerts unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals vom Schwellwert.
Die scannende Projektionsvorrichtung kann vorteilhaft ein Projektionsvolumen mit dem Detektionsmodul abtasten. Das hierbei erhaltene Empfangssignal kann ein Maß für eine Intensität des an einem Bildpunkt reflektierten Lichts darstellen. Durch die zeitliche und örtliche Synchronisation kann vorteilhaft erzielt werden, dass eine Auswertung einer in einem Bildpunkt detektierten Intensität genau einem bestimmten Bildpunkt zugeordnet werden kann, da bekannt ist, welche Bildinformation auf diesen Bildpunkt projiziert wird, und welche Reflexion (Intensität der Reflexion) somit von diesem Bildpunkt zu erwarten ist, insbesondere, wenn sich dort ein Objekt befindet. Dabei kann eine Geometrie der Bildfläche, des Projektionsvolumens und der Projektionsvorrichtung selbst berücksichtigt werden. Die genannten Verfahrensschritte können in dieser Weise und Reihenfolge für alle Bildpunkte und vorteilhaft ständig und in Schleifen wiederholt während des Betriebs der Projektionsvorrichtung erfolgen.
Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um einen Finger, einen Stab oder andere Gegenstände handeln. Der Beobachtungsbereich kann vorteilhaft ein Raumbereich über der Bildprojektionsfläche sein, welcher sich von der Bildprojektionsfläche bis zu einer bestimmten Höhe über dieser erstrecken kann und etwa die gesamte oder nur Teilbereiche über der Bildprojektionsfläche abdecken kann. Ein von einer Detektoreinrichtung aufgenommenes Bild des Beobachtungsbereichs kann in eine Vielzahl von Bildbereichen, vorteilhaft Bildpunkten, unterteilt werden, deren Licht-Intensitätswerte detektiert werden können und mit vorbestimmten, etwa vorgespeicherten, Schwellwerten verglichen werden können. Die Schwellwerte können derart bestimmt sein, dass diese einer derartigen Intensität (Helligkeit) entsprechen können, mit welcher eine Auswerteeinrichtung zur Detektoreinrichtung das Vorhandensein eines Objekts gleichsetzt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Detektoreinrichtung bei Vorhandensein eines Objekts eine höhere Lichtintensität erfasst, als wenn sich kein Objekt im Beobachtungsbereich befindet. Diese Annahme kann auf einen einzelnen Bildpunkt übertragen werden und auch für einzelne Bildpunkte Geltung finden. Zur Verbesserung der Objekterkennung und zur Erhöhung einer Genauigkeit beim Unterscheiden zwischen Objekt und Hintergrund können die Schwellwerte lokal unterschiedlich an die zuletzt detektierten Intensitäten angeglichen werden, und dies vorteilhaft abhängig davon, ob in dem jeweiligen Bildpunkt zuletzt ein Objekt detektiert wurde oder nicht. Ein Betrag der Intensität kann auch eine Aussage darüber beinhalten, wie nah an der Bildprojektionsfläche das Objekt ist. So kann angenommen werden, dass je mehr Bereiche des Objekts sich in dem Beobachtungsbereich befinden, desto mehr Fläche zur Lichtreflexion vorhanden sein kann, und, dass je weiter ein Objekt in den Beobachtungsbereich eindringt, desto mehr Lichtintensität am Detektor eintreffen kann. Daher kann ein Betrag der Intensität über dem jeweiligen Schwellwert auch eine, wie in weiterer Folge erklärt, Aussage über die Nähe des Objekts zur Bildprojektionsfläche beinhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die örtlich aufgelösten Bildinformationen mit kohärentem Licht projiziert. Im Idealfall ist die Lichtintensität an einem Objekt im Strahlengang dann unabhängig von der Distanz zwischen Lichtquelle und Objekt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die örtlich aufgelösten Bildinformationen mit Licht im Infrarotbereich projiziert.
Durch eine Anwendung eines Lichts im infraroten Bereich kann vorteilhaft ein Wellenlängenbereich gewählt werden, welcher für einen Beobachter unsichtbar ist. Wenn das Detektionsmodul somit auch zum Empfang von reflektierter Strahlung im Infrarotbereich eingerichtet ist und daher eine vergrößerte Empfindlichkeit in diesem Bereich aufweist, kann dieser folglich auch eine geringere Empfindlichkeit auf ein Umgebungslicht und dessen Intensitätsschwankungen im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen, und dadurch können Objekte einfacher detektiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wandelt der Lichtdetektor das detektierte Licht in ein Strom- oder Spannungssignal, dessen Signalstärke von der Intensität des detektierten Lichts abhängt und das als Empfangssignal des Lichtdetektors ausgewertet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anpassen der Schwellwerte kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeitpunkten im laufenden Betrieb der Projektionsvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die den einzelnen Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen angepasst, welche für jeden Bildpunkt individuell vorab bestimmt wurden und/oder über die Lebensdauer der Projektionsvorrichtung bestimmt oder angepasst werden.
Ein Anpassen über die Lebensdauer kann eine Änderung der Betriebsbedingungen berücksichtigen, etwa den Austausch von Komponenten der Projektionsvorrichtung oder veränderte Lichtverhältnisse oder ähnliches. Bei den Grenzen kann es sich dabei beispielsweise um eine Lichtintensität handeln. Diese Grenzen können als Grenzwerte in einer Auswerteeinrichtung gespeichert sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die den Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte graduell angepasst.
Mittels einer graduellen Anpassung kann es möglich sein, stetig eine Anpassung durchführen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die den Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte angepasst, indem jeweils die Abweichung des Empfangssignals vom aktuellen Schwellwert gewichtet wird und auf den aktuellen Schwellwert aufaddiert wird.
Für eine Änderung der Bildinhalte I, also Intensitätsänderungen mancher oder aller Bildpunkte, kann eine Anpassung für den Schwellwert SW errechnet werden, beispielsweise von der Auswerteeinrichtung. Zuerst kann ein Gewichtungsfaktor bestimmt werden, und jene Bildpunkte (BP1 in der 1), an welchen ein Objekt detektiert wird, mit einem höheren Gewichtungsfaktor GF angepasst werden, als jene Punkte, welche als Hintergrundhelligkeit erkannt werden. Ein höherer Wert des Gewichtungsfaktors kann eine schnellere Anpassung des Schwellwertes bedeuten.
Der angepasst Schwellwert AN kann dann
$AN = I_{bg} + (I - I_{bg}) * GF - SW$
sein,
wobei I_bg die Intensität des Hintergrunds (Umgebung) und SW die Intensitätswerte des Schwellwertes sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Schwellwerte jener Bildpunkte, an welchen ein Objekt detektiert wird, mit einem höheren Gewichtungsfaktor angepasst, als die Schwellwerte jener Bildpunkte, an welchen kein Objekt detektiert wird. Etwa für den Fall, dass ein Objekt erkannt worden ist, kann die Sensitivität der Objekterkennung schneller verringert werden, als diese Sensitivität wieder erhöht wird, wenn kein Objekt detektiert worden ist. Auf diese Weise kann die Anzahl von False-Positives und False-Negatives sehr gering gehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal ein parametrisches Modell zugrunde gelegt, bei welchem das Empfangssignal für ausgewählte Bildpunkte ausgewertet wird und die Schwellwerte für die ausgewählten Bildpunkte angepasst werden, und bei welchem die Schwellwerte für die übrigen Bildpunkte auf Basis des parametrischen Modells entsprechend der Schwellwertanpassung für die ausgewählten Bildpunkte angepasst werden.
Das parametrische Modell kann ein lineares Gleichungssystem darstellen, wobei ausgewählte Bildpunkte jene sein können, an welchen sicher ein Objekt erkannt wurde, also der Schwellwert klar überschritten wurde, auch nach etwaiger Anpassung. Bei den übrigen Bildpunkten kann noch eine Unsicherheit über das Vorhandensein eines Objekts vorliegen. In das parametrische Modell können in allen Punkten noch Zusatzinformationen über die Bildfläche, das Projektionsvolumen und/oder der Projektionsvorrichtung einfließen, etwa über Detektionscharakteristiken des Detektionsmoduls, über mögliche auftretende Schatten, über eine Form und Größe eines Objekts, über eine Mittel- oder Randlage der Bildpunkte im Projektionsvolumen und deren entsprechende Auswirkungen auf die Reflexionseigenschaften von Objekt oder Vorrichtung. Durch das parametrische Modell kann nun interpolativ für die übrigen Bildpunkte eine Information über das Empfangssignal und die Anpassung des Schwellwerts erhalten werden, und die Anpassung der dortigen Schwellwerte entsprechend korrigiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens berücksichtigt das parametrische Modell für den Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal die geometrische Anordnung des Detektionsmoduls relativ zum Projektionsvolumen.
Hierbei kann die Geometrie des Projektionsvolumens, der Projektionsfläche und/oder der Position des Detektionsmoduls berücksichtigt werden, insbesondere betreffend die Reflexionseigenschaften von Komponenten und Objekten in Richtung des Detektionsmoduls. So kann bei einer Belichtung einer ebenen Fläche und eines Objekts darüber die reflektierte Intensität mit dem Abstand umgekehrt proportional abnehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wurde das parametrische Modell für den Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal vorab bestimmt und/oder wird über die Lebensdauer der Projektionsvorrichtung bestimmt oder angepasst.
Dabei kann vorteilhaft eine nachträgliche Änderung der Geometrien in der Vorrichtung oder der Anordnung des Detektionsmoduls berücksichtigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für die Schwellwertanpassung auf Basis des parametrischen Modells die Schwellwertanpassung von ausgewählten Bildpunkten herangezogen, deren Schwellwert sich signifikant verändert hat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die örtlich aufgelösten Bildinformationen in Form von Bildpunkten auf eine Projektionsfläche projiziert, so dass der Bereich zwischen Projektionsvorrichtung und Projektionsfläche das Projektionsvolumen bildet, und bei welchem das Detektionsvolumen des Detektionsmoduls begrenzt ist auf einen in der Höhe begrenzten Bereich oberhalb der Projektionsfläche, so dass lediglich Licht aus dem Detektionsvolumen erfasst und in ein Empfangssignal umgewandelt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die den einzelnen Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen angepasst, welche für jeden Bildpunkt individuell in Abhängigkeit des Abstands des jeweiligen Bildpunkts vom Detektionsmodell bestimmt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal ein parametrisches Modell zugrunde gelegt, das den Abstand zwischen dem jeweiligen Bildpunkt und dem Detektionsmodul berücksichtigt.
Erfindungsgemäß ist die Recheneinheit dazu ausgelegt ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen und Empfangssignale zu empfangen.
Erfindungsgemäß umfasst die scannende Projektionsvorrichtung mindestens eine Projektionseinheit mit Lichtquelle zum Projizieren von örtlich aufgelösten Bildinformationen in Form von Bildpunkten; ein Detektionsmodul mit mindestens einem Lichtdetektor, welcher dazu ausgelegt ist, das an einem Objekt im Projektionsvolumen reflektierte Licht zu erfassen und in ein Empfangssignal umzuwandeln, wobei die Projektionsvorrichtung und das Detektionsmodul synchronisierbar sind, so dass das Empfangssignal zu jedem Zeitpunkt einem definierten Bildpunkt und damit einem Ort im Projektionsvolumen zuordenbar ist, und das Objekt dann an einem Bildpunkt im Projektionsvolumen erkannt wird, wenn ein diesem Bildpunkt zugeordneter Wert des Empfangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet; und eine Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Empfangssignal des Lichtdetektors auszuwerten, wobei der einem Bildpunkt zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt zugeordneten Schwellwert verglichen wird, und diesen Schwellwert unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals von diesem Schwellwert anzupassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Projektionsvorrichtung ist das Detektionsmodul an einem lateralen Ende der Projektionsfläche angeordnet, so dass sich die Öffnungsnormale des vom Detektionsmodul überwachten Raumwinkels parallel zur Projektionsfläche erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Projektionsvorrichtung umfasst die Lichtquelle einen Infrarotlaser, und das Detektionsmodul umfasst eine Infrarotdiode.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer Projektionsvorrichtung mit einem Objekt vor einer Bildprojektionsfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht von Näherungspositionen eines Objekts vor einer Bildprojektionsfläche zur Anwendung bei einem Verfahren gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Schwellwerte vom Abstand des jeweiligen Bildpunktes vom Detektionsmodul beschreibt, sowie die Untergrenzen und Obergrenzen für die Schwellwerte;
4 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht auf das Projektionsvolumen A einer hier nicht dargestellten Projektionseinheit einer scannenden Projektionsvorrichtung 10. Im Projektionsvolumen A oberhalb einer Bildprojektionsfläche 1 befindet sich ein Objekt 2, nämlich die Hand bzw. ein Finger eines Benutzers.
Die scannende Projektionsvorrichtung 10 umfasst mindestens eine Projektionseinheit mit Lichtquelle LG zum Projizieren von örtlich aufgelösten Bildinformationen in Form von Bildpunkten BP; und ein Detektionsmodul 3 mit mindestens einem Lichtdetektor, welcher dazu ausgelegt ist, das an einem Objekt 2 im Projektionsvolumen A reflektierte Licht zu erfassen und in ein Empfangssignal umzuwandeln. Das Detektionsmodul 3 ist dazu so angeordnet, dass sich das Detektionsvolumen B des Detektionsmoduls 3 und das Projektionsvolumen A der Projektionseinheit überschneiden. Die Projektionsvorrichtung 10 und das Detektionsmodul 3 sind synchronisierbar, so dass das Empfangssignal zu jedem Zeitpunkt einem definierten Bildpunkt BP und damit einem Ort im Projektionsvolumen A bzw. B zuordenbar ist, und das Objekt 2 dann an einem Bildpunkt BP im Projektionsvolumen B erkannt wird, wenn ein diesem Bildpunkt BP zugeordneter Wert des Empfangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Des Weiteren umfasst die scannende Projektionsvorrichtung 10 eine Auswerteeinrichtung AE, welche dazu eingerichtet ist, das Empfangssignal des Lichtdetektors auszuwerten. Dabei wird der einem Bildpunkt BP zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt BP zugeordneten Schwellwert verglichen. Ggf. wird dieser Schwellwert dann unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals von diesem Schwellwert angepasst.
Das Detektionsmodul 3 ist hier an einem lateralen Ende der Projektionsfläche 1 angeordnet, so dass sich die Öffnungsnormale des vom Detektionsmodul 3 überwachten Detektionsvolumens B im Raumwinkels Q parallel zur Projektionsfläche 1 erstreckt.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine örtlich aufgelöste Bildinformation in Form von Bildpunkten BP auf die Projektionsfläche 1 projiziert, so dass der Bereich zwischen Projektionseinrichtung und Projektionsfläche 1 das Projektionsvolumen A bildet. Das Detektionsvolumen B des Detektionsmoduls 3 ist auf einen in der Höhe begrenzten Bereich oberhalb der Projektionsfläche 1 begrenzt, so dass im Wesentlichen nur Licht aus dem Detektionsvolumen erfasst und in ein Empfangssignal umgewandelt wird. Die den einzelnen Bildpunkten BP zugeordneten Schwellwerte können innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen angepasst werden, und zwar für jeden Bildpunkt individuell in Abhängigkeit des Abstands des jeweiligen Bildpunkts vom Detektionsmodul 3. Dazu kann dem Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal ein parametrisches Modell zugrunde gelegt werden, das den Abstand zwischen dem jeweiligen Bildpunkt und dem Detektionsmodul berücksichtigt. Die Untergrenze der Grenzen kann dabei so definiert sein, dass sie gerade über der Intensitätsverteilung des Hintergrunds liegt. Je nach Anforderung kann der Wert für jeden Bildpunkt einmalig ab Werk kalibriert werden oder, ebenso wie die Schwellwerte, kontinuierlich zur Laufzeit angepasst werden. Die Anpassung zur Laufzeit kann über ein Lernen der Hintergrundverteilung erfolgen. Dabei kann es möglich sein, die Messwerte so zu gewichten, dass diejenigen, die sich über die Zeit gering verändern sowie näher am aktuellen Mittelwert liegen höher gewichtet werden.
Durch das Detektieren der Empfangssignale (Intensitäten) der Bildpunkte und das Anpassen der Schwellwerte kann eine automatisierte Hintergrundkalibrierung erfolgen, um eine konstante und effektive Betriebsweise der Interaktivitätsfunktion einer Projektionsvorrichtung 10 der hier beschriebenen Art zu bewirken und auch unter schwankenden Lichtverhältnissen eine Berührung der Bildprojektionsfläche 1 durch das Objekt 2 erkennen zu können und die Betriebsweise an die veränderlichen Lichtbedingungen anpassen zu können. Wenn die für einen Bildpunkt erfasste Lichtintensität den Schwellwert dieses Bildpunkts übersteigt, d.h. ein Objekt an diesem Ort im Projektionsvolumen detektiert worden ist, wird der Schwellwert an diesem Bildpunkt angehoben, was einer Herabsetzung der Sensitivität entspricht. Vorteilhafterweise erfolgt diese Anpassung schneller, als eine Erhöhung der Sensitivität, d.h. eine Absenkung des Schwellwerts, für den Fall, dass kein Objekt detektiert worden ist. Beim Anpassen der Schwellwerte jener Bildpunkte BP1 an welchen ein Objekt detektiert wird, können diese Schwellwerte mit einem höheren Gewichtungsfaktor angepasst werden, als jene Punkte, welche als Hintergrundhelligkeit erkannt werden. Durch eine höhere Gewichtung kann eine schnellere Konvergenz bei der Anpassung an einen momentan idealen, also nahest möglichen, Schwellwert für den Bereich der Objektdetektion und für den Bereich der Hintergrunddetektion erzielt werden. Eine geringere Gewichtung im Bereich des Hintergrunds, also dort wo gerade kein Objekt erkannt wurde, kann ein verlangsamtes Absenken des Schwellwertes über die Zeit (Messdauer) bewirken, um sich besser an die Hintergrundhelligkeit und vorteilhaft empfindlicher auf schnelle Helligkeitsänderungen der Umgebung anpassen zu können, so also eine höhere Sensitivität auf schnelle Helligkeitsanstiege zulassen.
Wie bereits erwähnt, ist das Detektionsmodul 3 im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel an einem lateralen Ende der Bildprojektionsfläche 1 angeordnet, wobei sich eine Öffnungsnormale des zu detektierenden Raumwinkels des Detektionsmoduls 3 parallel zur Bildprojektionsfläche 1 erstreckt, so dass reflektiertes Licht von einem Objekt 2 in dem Raumwinkel Q erfassbar ist. Das Detektionsmodul 3 kann also in der Ebene des Beobachtungsbereichs angeordnet sein, vorteilhaft können diesem auch optische Elemente, wie Filter oder Linsen, vorgestellt werden. So kann eine Apertur erzeugt werden, die das Detektionsvolumen des Detektionsmoduls 3 einschränken kann, vorteilhaft auf den Beobachtungsbereich und parallel zur Bildprojektionsfläche 1 ausgerichtet, so dass größtenteils nur das vom Objekt reflektierte Licht das Detektionsmodul erreicht und Licht von Reflexionsbereichen außerhalb des Beobachtungsbereichs abgeschnitten werden kann, vorteilhaft verstärkt mit steigenden Abstand zum Beobachtungsbereich. So kann eine empfangene Intensität abhängig sein von einer Distanz zwischen dem Objekt und der Bildprojektionsfläche und von einer weiteren Distanz zwischen dem Objekt und dem Detektionsmodul 3. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise in einem parametrischen Modell berücksichtigt werden. Die Intensität des empfangenen Lichts kann des Weiteren auch von der Ausgangsleistung des Lasers, von Reflexionseigenschaften des Objekts und der Bildprojektionsfläche, vom Umgebungslicht und von der Position und Ausrichtung des Detektionsmoduls anhängen. Um trotz dieser Abhängigkeiten eine realistische Objekterkennung und annehmbare Genauigkeit zu erhalten, kann der Schwellwert der Intensität zum Detektieren des Objekts im Beobachtungsbereich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens adaptiv angepasst werden, vorteilhaft zeitlich und räumlich.
In bekannten Projektionsvorrichtungen werden konstante Schwellwerte bei der Herstellung voreingestellt, beispielsweise basierend auf bestehenden Datensätzen und/oder Schätzungen, oder müssen von einem Benutzer im Betrieb manuell angepasst werden, wobei der tatsächlich benötigte Anpassungsgrad für den Benutzer schwierig einschätzbar sein kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren ermöglichen eine automatische Adaption der Schwellwertmatrix. Diese Anpassung kann zu Beginn des Betriebs, währenddessen kontinuierlich oder abhängig von Auslösebefehlen erfolgen (close- oder open-loop Verfahren).
Alternativ zur gezeigten Anordnung kann die Detektoreinrichtung auch außerhalb einer Ebene des Beobachtungsbereichs angeordnet sein und breite oder enge oder keine eigenen Aperturmaßnahmen aufweisen. Die Detektoreinrichtung kann auch eine Videokamera umfassen und Videos erzeugen. Die Aufnahme (Beobachtung) der Bildpunkte kann sequentiell (zeitlich) oder kontinuierlich erfolgen, etwa mit einem 2D Sensor und fokussierenden Optiken. Das erzeugte Bild kann neben den Intensitäten auch weitere Informationen erfassen, etwa Bildtiefen oder weitere. So kann neben der Intensität auch für andere Parameter erfasst werden, wann diese in zeitlicher und/oder räumlicher Variation innerhalb eines Schwellwertbereichs liegen um zwischen einem Objekt und einem Hintergrund zu unterscheiden oder andere Eigenschaften zu erkennen, etwa ob der Parameter in einem spezifischen Intervall liegt, etwa in einem Intervall zur Erkennung als Objekt oder weiteres. Die Schwellwerte und Intervallgrenzen können vorteilhaft anpassbar sein und als maschinelles Lernen, vorteilhaft mittels künstlicher Intelligenz, angelernt und verändert bzw. angepasst werden. Hierbei kann ein Modell, etwa aus Stichproben in Bereichen des Beobachtungsbereichs, erstellt werden und nach Notwendigkeit geändert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit automatisiert sein, unmerklich erfolgen, etwa im Hintergrund, und kann unabhängig von Benutzereingaben erfolgen und kontinuierliche Anpassungen zu veränderlichen Bedingungen bewirken, beispielsweise auf variable Hintergrund- und/oder Umgebungshelligkeiten, variable Abstrahlleistung der Lichtquelle, Oberflächenvariationen (räumlich und/oder zeitlich), Änderungen des Objekts oder des Betrachters oder Position des Detektors, Änderung der Bildauflösung oder weitere. Hierbei kann auch betreffend die anzuwendenden Algorithmen zur Auswertung und Steuerung, etwa in einer Auswerteeinrichtung, eine Verringerung der Komplexität der Algorithmen erfolgen, etwa wie in weiterer Folge beschrieben, um vorteilhaft die Prozessoranforderungen verringern zu können, öfter anpassen zu können (pro Zeiteinheit oder Raumeinheit) und/oder bei gleichem Rechenaufwand höhere Bildauflösungen verarbeiten zu können. Eine Anpassung des Schwellwerts kann auch unter binärer Klassifikation erfolgen, (Objekt erkannt oder nicht) und auch zusätzlich basierend auf bekannten oder beobachteten Daten und/oder Näherungsdaten erfolgen.
Es können des Weiteren Näherungswerte der Schwellwerte für Bildpunkte erstellt werden, in welchen noch kein Objekt erkannt wurde, wobei durch Modellierung, etwa Interpolation, eine Matrix von Näherungswerten für Schwellwerte erzeugbar sein kann, in welcher eine Vielzahl physikalischer Eigenschaften modellierbar sein können. Punkte mit einem klar detektierten Objekt können als von dem parametrischen Modell ausgewählte Punkte bezeichnet sein und Punkte ohne eindeutige Detektion als übrige Punkte. Eine Mindestzahl von Messungen an den Bildpunkten (Mindestzahl von Punkten) kann eine ausreichende Näherungslösung für übrige Bildpunkte liefern. Die Näherungen können dann auch den entsprechenden Anpassungen für die jeweiligen Bildpunkte (ausgewählt oder übrig) unterworfen werden. Durch das Generieren von Näherungswerten kann auch ein Filtern von Streuungen der Intensitätswerte an den Bildpunkten erfolgen sowie ein Glätten der Werte über die Bildpunkte etwa bei einem parametrischen Fit (Flächenmodellierung) über die Bildpunkte.
Dem Verfahren, etwa dem parametrischen Modell, kann vorteilhaft ein physikalisches Modell zugrunde liegen, welches zur Anpassung der Schwellwerte dienen kann. Das physikalische Modell kann eine erwartete Antwort auf ein empfangenes Signal (vom Detektor) beschreiben, welches Lichttransmission vom Emitter LG, durch eine einzelne Reflexion (am Objekt 2) zur Detektoreinrichtung, beschreiben kann.
Die detektierte Leistung P_in kann von einer Ausgangsleistung des Lasers Pout, der Dämpfung der Reflexion, umfassend Ausrichtung, Diffusion, Absorption, Transmission und weitere, der Entfernung zum Detektor 3 und der Leistung des Umgebungslichts Pamb, abhängen, etwa gemäß: $P_{in} = P_{out} * a * 1 {/r}^{2} + P_{amb},$
wobei a definiert ist als Dämpfungsfaktor im Intervall [0, 1].
Für eine bekannte Ausgangsleistung, konstante und ortsunabhängige Dämpfung und konstante Umgebungsleistung Pamb, kann die Bildintensität eine Funktion einer inversquadratischen Detektordistanz sein. Die Distanz zwischen einem Reflexionsort P_i (am Objekt) und dem Detektor S ist r_i = |P_i - S| = | x_i - x_s; y_i - y_s|, wobei auf der Projektionsfläche Sensor- und Bildkoordinaten definierbar sein können. Wenn r_min und rmax den Bildbereichen mit höchster und geringster Distanz entsprechen, und P_nah und P_fern den zugehörigen Positionen, dann kann die normalisierte inversquadratische Distanz an jeder Position P_i lauten:

(1/r_i ²)^'= (1/r_i ² - 1/r_max ²) / (1/r_min ² - 1/r_max ²), wobei das Intervall [1/r_max ², 1/r_min ²] durch die Normalisierung auf das Intervall [0, 1] abgebildet wird.

Die Bildintensität für solch ein berührendes Objekt kann dann an Position P_i wie folgt sein:

I_i = I_fern + (I_nah - I_fern) * (1/r_i ²)^', wobei die Bildintensitäten I_nah und I_fern den Positionen P_nah und Pfern zugehörig sind.

Die normalisierte inversquadratische Distanz als Matrix R für die Bildpunkte dient zur Beschreibung der Bildintensitätsmatrix I als $I = I_{fern} + (I_{nah} - I_{fern}) * R .$
2 zeigt eine schematische Seitenansicht von Näherungspositionen eines Objekts vor einer Bildprojektionsfläche zur Anwendung bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Für den Fall, dass die erwarteten Bildintensitäten sich für Objekte mit Oberflächenkontakt an der Bildprojektionsfläche ändern, können die Werte für I_min und Imax geändert werden, um das Modell an die Änderung (Umgebungshelligkeit oder andere Ursachen der Variation) anzupassen. Das physikalische Modell kann, vorteilhaft bei einer variabel oder beliebig montierbaren Detektoreinrichtung, die Position des Detektors in der Detektionsebene berücksichtigen, etwa dessen Koordinaten und Distanzen. Des Weiteren kann die Kalibrierung (Anpassung) auch unabhängig vom physikalischen Modell sein.
In der 2 wird eine Annäherung eines Objekts 2 an die Bildprojektionsfläche 1 gezeigt, wobei sich das Objekt, etwa ein Finger 2, zur Bildprojektionsfläche 1 hin bewegt. Im Abstand d tritt der Finger in den Detektionsbereich des Detektionsmoduls ein. Mit dem Eindringen des Fingers 2 in den Detektionsbereich verändert sich die vom Detektionsmodul erfasste Lichtintensität, da die auf die Projektionsfläche projizierte Bildinformation am Objekt in Richtung des Detektionsmoduls reflektiert wird. Wenn die erfasste Lichtintensität einen Schwellwert SW übersteigt, wird das Vorhandensein eines Objekts detektiert. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Schwellwert erreicht, wenn sich der Finger ca. im Abstand d/2 von der Projektionsfläche befindet. Deswegen ist der Abstand d/2 hier als Schwellwertgrenze angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hier eine Variation des Schwellwerts im Bereich [I_min, I_max]. Diese Schwellwertgrenzen entsprechen einem Abstand des Fingers zur Projektionsfläche von d für I_min und 0 für I_max. Des Weiteren kann sich das Objekt 2 noch in der Richtung Q zur oder von der Detektoreinrichtung weg bewegen. All dies kann vom physikalischen Modell berücksichtigt werden und die Schwellwerte und deren Grenzen an die Bewegung des Objekts 2 lokal und zeitlich angepasst werden.
3 zeigt ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Schwellwerte SW vom Abstand des jeweiligen Bildpunktes vom Detektionsmodul beschreibt, sowie die Untergrenzen I_min und Obergrenzen Imax für die Schwellwerte SW.
Die den einzelnen Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte können innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen [I_min, I_max] angepasst werden, welche für jeden Bildpunkt individuell vorab bestimmt wurden und/oder über die Lebensdauer der Projektionsvorrichtung bestimmt oder angepasst werden. Die Grenzen können für jeden Bildpunkt individuell in Abhängigkeit des Abstands des jeweiligen Bildpunkts vom Detektionsmodul bestimmt werden.
Die Matrix R als normalisierte inversquadratische Distanzmatrix kann (in einem parametrischen Modell) mit der Geometrie des beobachteten Bildes, also des Beobachtungsbereichs, variieren. Da diese Änderung vorteilhaft stets gleich erfolgen kann, kann der entsprechende Verlauf der Änderung vorbestimmt (berechnet) und gespeichert werden, etwa einmalig bei Voreinstellung oder Herstellung. Die 3 zeigt diesbezüglich einen Verlauf der Intensität am Detektor und die Größe des Schwellwertes SW innerhalb der möglichen Intervallgrenzen Imax und I_min über einem normalisierten Bild von 0 bis 1, wobei eine konstante Hintergrundintensität BG angenommen wird, um den Verlauf der Schwellwerte über die Fläche zu verdeutlichen, welcher eine Funktion des Abstands vom Detektor sein kann. Die Grenzen I_min und Imax können systemspezifisch für die Detektoreinrichtung und die Projektionsvorrichtung sein und vorbestimmt werden.
Die den Bildpunkten zugeordneten Schwellwerte können angepasst werden, indem jeweils die Abweichung des Empfangssignals vom aktuellen Schwellwert gewichtet wird und auf den aktuellen Schwellwert aufaddiert wird.
Des Weiteren kann eine Geschwindigkeit des Rücksetzens festgesetzt werden (das Rücksetzen kann benötigt werden, um die Sensitivität zu erhöhen und Objekte mit niedrigerer Intensität erfassen zu können), wobei der Schwellwert schrittweise an einen Ursprungswert zurückgesetzt werden kann, beispielsweise an die ursprüngliche maximale Sensitivität. Hierbei kann eine maximale oder minimale Rücksetzung gesteuert werden.
Durch eine Näherung der Schwellwerte zum Erkennen eines Objekts für übrige Bildpunkte kann eine Anpassung der Schwellwerte auch für diese Bildpunkte erfolgen. Die Näherung kann auch unabhängig des genannten Modells erfolgen.
Einerseits kann zur Näherung ein lineares Gleichungssystem gelöst werden, welches Position und gemessene Intensitäten von Bildpunkten sowie Positionen von übrigen Bildpunkten umfassen kann. Bekannte Lösungsmethoden können dann die genäherten oder gar analytisch ermittelten Größen (Intensitäten, etwa für Schwellwerte) für die übrigen Bildpunkte ergeben. Hierbei müssen jedoch alle zur Verfügung stehenden Messwerte und deren Bildpunkte berücksichtigt werden, unabhängig ob diese bereits angepasst wurden oder nicht.
Des Weiteren kann eine optimierte Näherung angewandt werden, wobei nur jene M Werte berücksichtigt werden können, die von dem Ursprungswert abweichen. Dabei können die Parameterwerte berechnet werden nach $\begin{array}{l} I_{f a r} = \frac{R'^{T} I_{T}^{'}}{R'^{T} R'} \\ I_{n e a r} - I_{f a r} = \underset{j \in M}{mean} (I_{T, j}) - I_{f a r} \underset{j \in M}{mean} (R_{j}) \end{array}$
$R' = (\begin{matrix} R_{T}^{'} \\ ⋮ \\ R_{j}^{'} \\ ⋮ \\ R_{M}^{'} \end{matrix}) - \underset{j \in M}{mean} (R_{j}) I_{T}^{'} = (\begin{matrix} I_{T,1}^{'} \\ ⋮ \\ I_{T, j}^{'} \\ ⋮ \\ I_{T, M}^{'} \end{matrix}) - \underset{j \in M}{mean} (I_{T, j})$
wobei Inear = I_nah, Ifar = Ifern. R_j' und I_T,j' bezeichnen die jeweiligen Distanzen und Intensitäten.
Dabei wirkt der Unterschied zum Hintergrundwert als Näherungsgrundlage.
4 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten in einem Projektionsvolumen einer scannenden Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren erfolgt ein Projizieren S1 von örtlich aufgelösten Bildinformationen; ein Auswerten S2 des entsprechenden Empfangssignals des Lichtdetektors, wobei der einem Bildpunkt zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt zugeordneten Schwellwert verglichen wird; und ein Anpassen S3 des Schwellwerts unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals vom Schwellwert.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/185247 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Anpassen von Schwellwerten für eine Erkennung von Objekten (2) in einem Projektionsvolumen (B) einer scannenden Projektionsvorrichtung (10), wobei die Projektionsvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, örtlich aufgelöste Bildinformationen in Form von Bildpunkten (BP) zu projizieren, - ein Detektionsmodul (3) mit mindestens einem Lichtdetektor vorgesehen ist, der dazu ausgelegt ist, das an einem Objekt (2) im Projektionsvolumen (B) reflektierte Licht zu erfassen und in ein Empfangssignal umzuwandeln, - die Projektionsvorrichtung (10) und das Detektionsmodul (3) synchronisiert sind, so dass das Empfangssignal zu jedem Zeitpunkt einem definierten Bildpunkt (BP) und damit einem Ort im Projektionsvolumen (B) zuordenbar ist, und - das Objekt (2) dann an einem Bildpunkt (BP) im Projektionsvolumen (B) erkannt wird, wenn ein diesem Bildpunkt (BP) zugeordneter Wert des Empfangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Projizieren (S1) von örtlich aufgelösten Bildinformationen; Auswerten (S2) des entsprechenden Empfangssignals des Lichtdetektors, wobei der einem Bildpunkt (BP) zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt (BP) zugeordneten Schwellwert verglichen wird; und Anpassen (S3) des Schwellwerts unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals vom Schwellwert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die örtlich aufgelösten Bildinformationen mit kohärentem Licht projiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem die örtlich aufgelösten Bildinformationen mit Licht im Infrarotbereich projiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Lichtdetektor das detektierte Licht in ein Strom- oder Spannungssignal wandelt, dessen Signalstärke von der Intensität des detektierten Lichts abhängt und das als Empfangssignal des Lichtdetektors ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Anpassen der Schwellwerte kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeitpunkten im laufenden Betrieb der Projektionsvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die den einzelnen Bildpunkten (BP) zugeordneten Schwellwerte innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen [I_min, I_max] angepasst werden, welche für jeden Bildpunkt individuell vorab bestimmt wurden und/oder über die Lebensdauer der Projektionsvorrichtung bestimmt oder angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die den Bildpunkten (BP) zugeordneten Schwellwerte graduell angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die den Bildpunkten (BP) zugeordneten Schwellwerte angepasst werden, indem jeweils die Abweichung des Empfangssignals vom aktuellen Schwellwert gewichtet wird und auf den aktuellen Schwellwert aufaddiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Schwellwerte jener Bildpunkte (BP), an welchen ein Objekt (2) detektiert wird, mit einem höheren Gewichtungsfaktor (d) angepasst werden, als die Schwellwerte jener Bildpunkte (BP), an welchen kein Objekt detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem dem Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal ein parametrisches Modell zugrunde gelegt wird, bei welchem das Empfangssignal für ausgewählte Bildpunkte (BP) ausgewertet wird und die Schwellwerte für die ausgewählten Bildpunkte angepasst werden, und bei welchem die Schwellwerte für die übrigen Bildpunkte auf Basis des parametrischen Modells entsprechend der Schwellwertanpassung für die ausgewählten Bildpunkte angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das parametrische Modell für den Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal die geometrische Anordnung des Detektionsmoduls relativ zum Projektionsvolumen berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei welchem das parametrische Modell für den Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal vorab bestimmt wurde und/oder über die Lebensdauer der Projektionsvorrichtung bestimmt oder angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welchem für die Schwellwertanpassung auf Basis des parametrischen Modells die Schwellwertanpassung von ausgewählten Bildpunkten herangezogen wird, deren Schwellwert sich signifikant verändert hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem die örtlich aufgelösten Bildinformationen in Form von Bildpunkten (BP) auf eine Projektionsfläche projiziert werden, so dass der Bereich zwischen Projektionsvorrichtung und Projektionsfläche das Projektionsvolumen bildet, und bei welchem das Detektionsvolumen des Detektionsmoduls (3) begrenzt ist auf einen in der Höhe begrenzten Bereich oberhalb der Projektionsfläche, so dass lediglich Licht aus dem Detektionsvolumen erfasst und in ein Empfangssignal umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die den einzelnen Bildpunkten (BP) zugeordneten Schwellwerte innerhalb von oberen und/oder unteren Grenzen [I_min, I_max] angepasst werden, welche für jeden Bildpunkt individuell in Abhängigkeit des Abstands des jeweiligen Bildpunkts vom Detektionsmodul bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei welchem dem Zusammenhang zwischen Bildpunkt und Empfangssignal ein parametrisches Modell zugrunde gelegt wird, das den Abstand zwischen dem jeweiligen Bildpunkt und dem Detektionsmodul berücksichtigt.
Recheneinheit (10), welche Empfangssignale empfängt und für ein Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgelegt ist.
Scannende Projektionsvorrichtung (10) mindestens umfassend - eine Projektionseinheit mit Lichtquelle (LG) zum Projizieren von örtlich aufgelösten Bildinformationen in Form von Bildpunkten (BP); - ein Detektionsmodul (3) mit mindestens einem Lichtdetektor, welcher dazu ausgelegt ist, das an einem Objekt (2) im Projektionsvolumen (B) reflektierte Licht zu erfassen und in ein Empfangssignal umzuwandeln, wobei die Projektionsvorrichtung (10) und das Detektionsmodul (3) synchronisierbar sind, so dass das Empfangssignal zu jedem Zeitpunkt einem definierten Bildpunkt (BP) und damit einem Ort im Projektionsvolumen (B) zuordenbar ist, und das Objekt (2) dann an einem Bildpunkt (BP) im Projektionsvolumen (B) erkannt wird, wenn ein diesem Bildpunkt (BP) zugeordneter Wert des Empfangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet; und - eine Auswerteeinrichtung (AE), welche dazu eingerichtet ist, das Empfangssignal des Lichtdetektors auszuwerten, wobei der einem Bildpunkt (BP) zugeordnete Wert des Empfangssignals mit dem diesem Bildpunkt (BP) zugeordneten Schwellwert verglichen wird; und diesen Schwellwert unter Berücksichtigung der Abweichung des Empfangssignals von diesem Schwellwert anzupassen.
Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 18, bei welcher das Detektionsmodul (3) an einem lateralen Ende der Projektionsfläche (1) angeordnet ist, so dass sich die Öffnungsnormale des vom Detektionsmodul überwachten Raumwinkels (Q) parallel zur Projektionsfläche (1) erstreckt.
Projektionseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei welchem die Lichtquelle (LG) einen Infrarotlaser umfasst und das Detektionsmodul (3) eine Infrarotdiode umfasst.