DE19609045C1

DE19609045C1 - Optical test for wood sample using camera and image-processing system

Info

Publication number: DE19609045C1
Application number: DE1996109045
Authority: DE
Inventors: Robert Prof Dr Ing Massen; Ernst Dipl Ing Greten; Matthias Dr Zscheile
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2016-03-09

Abstract

The test involves illumination of a site (15) on the sample (2) by three sources (12,20,25) of different wavelengths. Images are recorded simultaneously by the camera (9) which has dichroic mirrors (26,29) and a conventional mirror (33) for selective image evaluation by separate sensors (28,31,34) behind colour filters (35-37). Electrical signals from the colour sensor (28), three-dimensional sensor (31) and halation sensor (34) are combined by an image-processing computer (43) with high temporal and spatial resolution. A multidimensional feature vector having largely independent feature components is associated with each pixel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 oder 6 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23 oder 24.The invention relates to a method according to the Oberbe handle of claim 1 or 6 and a device the preamble of claim 23 or 24.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art (DE 42 18 971 A1 der Anmelderin) dient der Kalibrierung eines zugehörigen Bildverarbeitungssystems.A known method of this type (DE 42 18 971 A1 Applicant) is used to calibrate an associated Image processing system.

Die optische Prüfung von Holzprodukten, wie Schnittholz, Parkettriemen, usw., in der Produktionslinie ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Überwachung der Qualität, zur Steuerung von Sortierelementen bei der Einteilung in Qualitätsklassen, sowie zum Ansteuern von Kappsägen zum Ausschneiden von Fehlstellen. The optical inspection of wood products, such as lumber, Floor straps, etc., in the production line is a important tool for monitoring quality, for Control of sorting elements in the division into Quality classes, as well as for controlling cross-cut saws for Cutting out imperfections.

Es ist bekannt, hierzu sowohl Schwarzweiß- als auch Farbkameras mit entsprechenden Bildrechnern einzusetzen. Während die reine Detektion einer Fehlstelle in Schnitt holz, wie z. B. eines Astes, einer Harzgalle, einer mit Blaufäule befallenen Stelle, usw., zumindest bei geho belten einfachen Holzoberflächen einigermaßen zufrieden stellend gelöst ist, macht die Unterscheidung der großen Anzahl unterschiedlicher Fehlertypen immer noch große Schwierigkeiten. Insbesondere haben sich die Erwartungen an die Farbbildverarbeitung hierzu nicht erfüllt. Zahl reiche Defekte, wie z. B. die Harzgalle und die Markröh re, sind sowohl von der Form als auch von der Färbung so ähnlich, daß sie bisher nicht automatisch voneinander unterschieden werden können. Je nach produzierter Holz qualität ist aber die genaue Identifikation des Fehler typs von großer Wichtigkeit.It is known to use both black and white as well Use color cameras with appropriate image computers. While the pure detection of a defect in section wood, such as B. a branch, a resin bile, one with Blue blotch infested area, etc., at least with geho decorate simple wooden surfaces reasonably satisfied is the distinction of the great Number of different types of errors still large Difficulties. In particular, expectations have changed to color image processing not fulfilled for this. Number rich defects such as B. the Harzgalle and the Markröh re, are so both in shape and color similarly that so far they have not automatically separated from each other can be distinguished. Depending on the wood produced But quality is the exact identification of the error of great importance.

Hersteller solcher bekannten Prüfsysteme sind dazu übergegangen, zusätzlich weitere Sensorelemente, wie die Lasertriangulation zur Bestimmung der lokalen Dicke, optische Sensoren zur Erfassung der Anisotropie einer Reflexionskeule, usw., zusätzlich zu den Schwarzweiß- oder Farbkameras entlang der Produktionslinie anzuord nen. Diese an sich vorteilhafte Erweiterung der Sensoren auf unterschiedliche optische und mechanische Effekte hat aber bisher erhebliche Nachteile:Manufacturers of such known test systems are also involved passed, additional sensor elements, such as the Laser triangulation to determine the local thickness, optical sensors for detecting the anisotropy of a Reflection club, etc., in addition to the black and white or Arrange color cameras along the production line nen. This advantageous extension of the sensors for different optical and mechanical effects has so far significant disadvantages:

A) By installing additional sensors along the Pro production line extends the test system. A precise and therefore complex mechanical guidance, a jerk-free and vibration-free transport in Field of view of cameras and optical sensors, is essential. This means that the test material, e.g. B. a cut bar during transport through the image fields of the mecha optical sensors niche with a roller or belt system must become. The longer this test route is, the more the test specimen must also be longer, so that shorter ones Test objects can no longer be tested.
B) The sensors used are usually under different sensor geometries and apertures. Since she continue to move to different places Test object are directed, the image signals of these sensors in the sense of a multisensory Image classification difficult to overlay, especially re even if the speed of the test object is not constant.
C) Test systems with imaging sensors based on below different areas of the surface are directed, waive because of the difficult congruence Overlay (the so-called registration) therefore in usually the image signals of all of these sensors to classify together in the sense of pattern recognition adorn. Rather, the sensors are switched out individually evaluates, and only the results are logically evaluated ties. However, this is a significant loss Information contained in the cross-relationships of the signals lie.

In der DE 43 37 125 A1 des Miterfinders Massen wird bereits gezeigt, wie durch eine spezielle Auslegung eines Triangulationssystems anstelle der bisher verwen deten Matrixkameras hochauflösende Zeilenkameras verwen det werden können, deren zeitliche und örtliche Auflö sung den Schwarzweiß- und Farbzeilenkameras entspricht, die sie auch für die Prüfung an schnell bewegtem Schnittholz eingesetzt werden. In DE 43 37 125 A1 of the co-inventor Massen already shown, as by a special interpretation a triangulation system instead of the previously used Matrix cameras use high-resolution line scan cameras can be detected, the temporal and local resolution solution corresponds to the black and white and color line cameras, which they also use for testing at fast moving Lumber can be used.

Aus der US-PS 4 301 373 ist ein Verfahren zur gemeinsamen Messung der Oberfläche und der Dicke von Holzbalken an sich bekannt. Zwei ver schiedene Beleuchtungseinrichtungen (gleicher oder verschiedener) Wel lenlänge werden zeitlich nacheinander kurzzeitig eingeschaltet und das reflektierte Licht von bildgebenden Sensoren empfangen. Diese Sensoren verfügen jeweils über ein eigenes optisches System. Es werden immer Beleuchtungseinrichtungen verschiedener Wellenlängen eingesetzt, wobei das reflektierte Licht durch ein gemeinsames optisches System empfan gen und nach dem Objektiv durch eine Anordnung von wellenlängenspe zifischen Strahlteilern auf unterschiedliche Zeilensensoren geleitet wird. Diese Beleuchtungseinrichtungen sind immer und gleichzeitig ein geschaltet; sie werden nicht, weder gemeinsam noch alternierend, ein/ausgeschaltet.US Pat. No. 4,301,373 describes a method for joint measurement of the Surface and the thickness of wooden beams known per se. Two ver different lighting devices (same or different) Wel length are switched on briefly one after the other and that reflected light received by imaging sensors. These sensors each have their own optical system. It always will Lighting devices of different wavelengths used, wherein the reflected light is received by a common optical system gene and after the lens by an arrangement of wavelength sp specific beam splitters directed to different line sensors becomes. These lighting devices are always and at the same time switched; they will not, neither together nor alternately, on / off.

Die EP 0 568 460 A1 offenbart als an sich bekannt ein Verfahren zur Erkennung von Oberflächenfehlern und geometrischen Fehlern. Es werden keinerlei bildgebende Detektoren verwendet; es werden auch keine scan nenden bilderzeugenden Verfahren eingesetzt. Durch die Beleuchtung mit zwei intensiven IR-Lasern wird die Mikrostruktur der Holzoberfläche verändert. Diese Veränderung wird durch Messung der reflektierenden Lichtintensität eines Prüflichtes im sichtbaren Bereich gemessen. Ne ben der Holzart kann auch die Feuchte bestimmt werden. EP 0 568 460 A1 discloses a method for Detection of surface defects and geometrical defects. It will no imaging detectors used; there will be no scan either used imaging processes. By lighting with The microstructure of the wooden surface is created by two intense IR lasers changed. This change is measured by reflecting Light intensity of a test light measured in the visible range. No The moisture can also be determined using the type of wood.

Aus der DE 43 43 058 A1 des Miterfinders Massen ist es an sich bekannt, durch Überlagerung der optischen Strah lengänge von bildgebenden Sensoren, die auf unterschied liche Wellenlängen und unterschiedliche physikalische Effekte ansprechen, Bildsignale zu gewinnen. Bei diesen Bildsignalen ist jedem Bildpunkt ein aus den verschiede nen Signalen zusammengesetzter Merkmalsvektor zugeord net.From DE 43 43 058 A1 of the co-inventor Massen it is known per se, by superimposing the optical beam length of imaging sensors based on difference wavelengths and different physical Appeal effects, win image signals. With these Image signals is one of the different pixels assigned signals of composite feature vector net.

Aus der DE 36 39 636 A1 des Miterfinders Massen ist es an sich bekannt, Klassenbilder mit Hilfe von lernfähigen Tabellen zu erzeugen, so daß in Video-Echtzeit aus einem mehrdimensionalen Signal, z. B. einem Farbsignal, ein Farbklassensignal in Echtzeit erzeugt wird. Diese Farb klassensignale sind im Gegensatz zu den Farbsignalen keine vektoriellen Signale mehr, sondern skalare Signa le, und können daher leicht mit bekannten Verfahren der binären Bildverarbeitung, wie z. B. der Blob-Analyse, weiterverarbeitet werden.It is from DE 36 39 636 A1 of the co-inventor Massen known per se, class pictures with the help of learnable Generate tables so that in real time from a video multidimensional signal, e.g. B. a color signal Color class signal is generated in real time. This color Class signals are in contrast to the color signals no more vector signals, but scalar signals le, and can therefore easily with known methods of binary image processing such as B. the blob analysis, to be processed further.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen die optische Prüfung eines zumindest teilweise aus Holz bestehenden Prüflings mit einem Bildverarbeitungssystem beschleunigt und verbessert werden kann.The invention has for its object a method and to provide a device with which the optical Examination of an at least partially made of wood Test object accelerated with an image processing system and can be improved.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorzugsweise wird der Prüfling relativ zu der Prüfvorrichtung bewegt. Bei spielsweise werden bei Schnittholz alle vier Seiten gleichzeitig geprüft. Bei besonders großer Querer streckung des Prüflings quer zu seiner Transportrichtung können auch zwei oder mehr Kameras in Querrichtung nebeneinander angeordnet werden. Mit dem gemäß Anspruch 1 für jeden Bildpunkt gewonnenen mehrdimensionalen Merkmalsvektor lassen sich für das Beispiel der Prüfung von Schnittholz folgende Fehlertypen robust auch an kurzen Holzstücken bewältigen:This task is regarding the procedure by Features of claim 1 solved. Preferably the DUT moved relative to the test device. At for example, all four sides of lumber checked at the same time. With a particularly large crossbar extension of the test specimen transverse to its transport direction can also use two or more cameras in the cross direction be arranged side by side. With the according to claim 1 multidimensional obtained for each pixel Characteristic vector can be used for the example of the test The following types of defects of sawn timber are also robust manage short pieces of wood:

a) The detection and identification of flat dents and Wells that are reflected in a black and white or Color line camera are not visible,
b) the distinction between the same color and the like Lich shaped resin gall and marrow tubes, as well
c) the detection of the peripheral area of branches that neither in color nor in brightness nor in texture still in local thickness from healthy Differentiate wood.

Zweckmäßigerweise wird dazu der Prüfling möglichst vibrationsfrei an der Prüfvorrichtung vorbeigeführt.For this purpose, the test object is expediently possible guided past the test device without vibration.

Gemäß Anspruch 2 ergibt sich eine sehr gute Trennung der drei unterschiedlichen Wellenlängenbereiche.According to claim 2, there is a very good separation of the three different wavelength ranges.

Die Merkmale des Anspruchs 3 führen zu verbesserter Erzeugung der gewünschten Bildpunkte.The features of claim 3 lead to improved Generation of the desired pixels.

Gemäß Anspruch 4 ergibt sich eine präzise Trennung der verschiedenen Wellenlängenbereiche voneinander.According to claim 4, there is a precise separation of the different wavelength ranges from each other.

Die Merkmale des Anspruchs 5 sind von Vorteil, wenn innerhalb der Kamera auf optische Elemente zur Vertei lung und Umlenkung der Lichtsignale verzichtet werden soll.The features of claim 5 are advantageous if inside the camera on optical elements for distribution tion and redirection of the light signals can be dispensed with should.

Die zuvor erwähnte Aufgabe ist hinsichtlich des Verfah rens auch durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. The aforementioned task is regarding the procedure rens also solved by the features of claim 6.

Dabei können die Beleuchtungsvorrichtungen Licht glei cher oder unterschiedlicher Wellenlänge aussenden. Die Beleuchtungsvorrichtungen werden dabei zweckmäßigerweise in so schneller Folge getaktet, daß alle praktisch noch dieselbe Prüfstelle des sich weiterbewegenden Prüflings erfassen.The lighting devices can light the same emit or different wavelength. The Lighting devices are expedient clocked in such rapid succession that practically everyone is still same test center of the moving test object capture.

Die Ansprüche 7 bis 11 kennzeichnen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands des Anspruchs 6.Claims 7 to 11 each characterize advantageous ones Developments of the subject matter of claim 6.

Gemäß Anspruch 12 ergeben sich Lichtsignale insbesondere mit Helligkeitsinformationen der Prüfstelle.According to claim 12, light signals result in particular with brightness information from the inspection body.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 13 oder 14 erhält man günstige Lichtsignale mit den Farb- und Helligkeitsin formationen der Prüfstelle.With the features of claim 13 or 14 you get favorable light signals with the color and brightness formations of the inspection body.

Gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17 läßt sich einwand frei die Dicke des Prüflings und/oder örtliche Vertie fungen oder Erhöhungen um eine mittlere Dicke des Prüf lings herum feststellen.According to one of claims 15 to 17 can be flawless free the thickness of the test specimen and / or local depth increases or increases by an average thickness of the test lings around.

Gemäß Anspruch 18 kann als Lichtquelle z. B. eine Halo gen-Stablichtquelle mit nachgeschalteten Zylinderoptiken verwendet werden.According to claim 18 z. B. a halo gene rod light source with downstream cylinder optics be used.

Gemäß Anspruch 19 kann die Lichtquelle selbst außerhalb der Kamera angeordnet sein. Dadurch wird die Wärmeent wicklung in der Kamera reduziert. Vorzugsweise finden zumindest streckenweise flexible Lichtleiter Verwendung. Dies erleichtert die Einstellung der Kamera auf den jeweiligen Betriebsfall.According to claim 19, the light source itself outside the camera. This will remove the heat winding in the camera reduced. Find preferably at least in places flexible use of light guides. This makes it easier to adjust the camera to the respective operating case.

Gemäß Anspruch 20 oder 21 läßt sich der Lichthof an der Prüfstelle im Bereich der Oberfläche des Prüflings sicher feststellen und beurteilen. Vorzugsweise wird eine feine, scharf begrenzte Lichtlinie hoher Intensität auf die Prüfstelle projiziert. Eine solche Lichtlinie kann man z. B. durch eine Laserdiode mit nachgeschalteter Zylinderoptik erzeugen.According to claim 20 or 21, the atrium can Test center in the area of the surface of the test object ascertain and judge safely. Preferably a fine, sharply defined line of light of high intensity projected onto the test site. Such a line of light can you e.g. B. by a laser diode with downstream Create cylinder optics.

Gemäß Anspruch 22 ist sichergestellt, daß jeder Zeilen sensor nur Lichtsignale des gewünschten Wellenlängenbe reichs empfängt.According to claim 22 it is ensured that each line sensor only light signals of the desired wavelength empire receives.

Die vorerwähnte Aufgabe ist hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 23 oder 24 gelöst.The aforementioned task is regarding the device solved by the features of claim 23 or 24.

Die Kombination der drei Zeilensensoren gemäß Anspruch 25 gestattet eine sichere Unterscheidung unterschiedli cher Fehlertypen am Prüfling. Als multispektraler Zei lensensor kann z. B. ein farbtüchtiger Farb-Zeilensensor verwendet werden.The combination of the three line sensors according to claim 25 allows a reliable differentiation error types on the device under test. As a multispectral time lensensor can e.g. B. a color-effective color line sensor be used.

Mit den Merkmalen jedes der Ansprüche 26 bis 29 läßt sich die Dicke und/oder lokale Änderungen der Dicke des Prüflings einwandfrei erkennbar bildgebend darstellen. Wenn der Lichtkantenprojektor gemäß Anspruch 27 außer halb der Kamera angeordnet ist, ist er vorzugsweise mit der Kamera verbunden. So kann die Wärmeentwicklung innerhalb der Kamera minimal gehalten werden. Das glei che Ergebnis wird gemäß Anspruch 28 durch den Lichtlei ter erreicht, wobei die Lichtquelle selbst außerhalb der Kamera angeordnet ist. Die Merkmale des Anspruchs 29 gestatten es, den Abstand zwischen dem Prüfling und der Kamera oder dem Lichtkantenprojektor einzustellen und dennoch die Lichtkante auf die gewünschte Prüfstelle zu projizieren.With the features of each of claims 26 to 29 leaves the thickness and / or local changes in the thickness of the Display the test object in a clearly recognizable imaging manner. If the light edge projector according to claim 27 except is arranged half of the camera, it is preferably with connected to the camera. So can the heat development be kept to a minimum within the camera. The same che result is according to claim 28 by the Lichtlei ter reached, the light source itself outside the Camera is arranged. The features of claim 29 allow the distance between the test object and the Camera or the light edge projector and nevertheless, the light edge towards the desired test point project.

Gemäß Anspruch 30 wird in jedem Fall sichergestellt, daß der auf der Prüfstelle betrachtete Objektpunkt eine rechteckige Apertur hat. So kann man 3D-Zeilensensoren mit quadratischen Bildpunkten oder mit rechteckigen Bildpunkten verwenden, deren Längen/Breiten-Verhältnis bei unverzerrter Abbildung nicht ausreichen würde. Durch anamorphotische Abbildung kann dieses Verhältnis in dem gewünschten Maß vergrößert werden.According to claim 30 it is ensured in any case that the object point considered at the test site is one has a rectangular aperture. So you can 3D line sensors with square pixels or with rectangular ones Use pixels, their length / width ratio would not suffice if the image is undistorted. By anamorphic mapping can show this relationship in the desired size can be enlarged.

Mit den Merkmalen jedes der Ansprüche 31 bis 34 ergibt sich eine Beleuchtungsvorrichtung, die einerseits Wärme entwicklung innerhalb der Kameras vermeidet und anderer seits jede Kamera mit Licht des gleichen Wellenlängenbe reichs versorgt.With the features of each of claims 31 to 34 results a lighting device that heats up one hand avoid development within the cameras and others each camera with light of the same wavelength richly supplied.

Dem letzteren Zweck dienen auch die Merkmale des An spruchs 35.The characteristics of the An also serve the latter purpose Proverbs 35.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThese and other features and advantages of the invention are shown below using the in the drawings presented embodiments explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Prüfvorrichtung, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a test apparatus,

Fig. 2 die Schnittansicht nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 3 schematically shows a longitudinal section through another embodiment of the apparatus

Fig. 4 schematisch einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 4 schematically shows a longitudinal section through a further embodiment of the device,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Lichtkantenpro jektion, Fig. 5 is a schematic representation of the jection Lichtkantenpro,

Fig. 6 die Draufsicht gemäß Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 6 is a plan view according to line VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 schematisch ein gemäß Fig. 5 und 6 erzielbares 3D-Profil, Fig. 7 shows schematically a of FIG. 5 and 6 erzielbares 3D profile,

Fig. 8 schematisch ein Projektionsdia, Fig. 8 shows schematically a Projektionsdia,

Fig. 9 schematisch die mit dem Dia gemäß Fig. 8 erziel bare Lichtkante, Fig. 9 schematically illustrates the recoverable with the slide of FIG. 8 bare light edge,

Fig. 10 schematisch ein anderes Projektionsdia, Fig. 10 schematically illustrates another Projektionsdia,

Fig. 11 in Draufsicht die mit dem Dia gemäß Fig. 10 erzielbare Lichtkante, Fig. 11 in plan view of the achievable with the slide of FIG. 10 light edge,

Fig. 12 schematisch einen Längsschnitt durch einen verhältnismäßig weichen Prüfling mit entsprechend großem Lichthof, Fig. 12 shows schematically a longitudinal section through a relatively soft specimen with a correspondingly large halo,

Fig. 13 die Draufsicht auf den Prüfling gemäß Fig. 12, Fig. 13 shows the top view of the specimen of Fig. 12,

Fig. 14 schematisch einen Längsschnitt durch einen verhältnismäßig harten Prüfling mit entsprechend kleinem Lichthof, Fig. 14 shows schematically a longitudinal section through a relatively hard specimen with a correspondingly small halo,

Fig. 15 die Draufsicht auf den Prüfling gemäß Fig. 14, Fig. 15 shows the top view of the test specimen of FIG. 14,

Fig. 16 eine Anordnung zur gleichzeitigen Prüfung aller vier Seiten eines Prüflings, Fig. 16 shows an arrangement for simultaneous testing of all four sides of a device under test,

Fig. 17 schematisch zwei unterschiedliche Anordnungen zur Prüfung besonders breiter Seiten eines Prüflings,17 shows schematically two different arrangements for testing particularly wide sides. A device under test,

Fig. 18 schematisch ein Diagramm mit erfindungsgemäß verwendbaren Wellenlängenbereichen, Fig. 18 schematically shows a diagram with the invention, used according to wavelength ranges,

Fig. 19 schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung mit Lichtleitfaseroptik, Fig. 19 schematically illustrates a lighting device with Lichtleitfaseroptik,

Fig. 20 schematisch eine andere Beleuchtungsvorrichtung, Fig. 20 schematically illustrates another illumination device,

Fig. 21 schematisch einen Längsschnitt durch eine weite re Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 21 shows schematically a longitudinal section through a wide re embodiment of the apparatus,

Fig. 22 schematisch den Längsschnitt gemäß Linie XXII-XXII in Fig. 21 und Fig. 22 shows schematically the longitudinal section along line XXII-XXII in Fig. 21 and

Fig. 23 bis 26 jeweils eine schematische Darstellung weiterer Ausführungsformen der Vorrichtung, die sämtlich im Zeitmultiplexverfahren betrieben werden. Figs. 23 to 26 are each a schematic representation of further embodiments of the device, which are all operated in time division multiplex.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Prüfung eines aus Holz bestehenden Prüflings 2, hier eines Schnittholzes, das zumindest annähernd vibrationsfrei in einer Trans portrichtung 3 vorzugsweise kontinuierlich bewegt wird. Der Prüfling 2 ist dabei durch Führungsrollen 4 und einen Führungstisch 5 geführt. Der Prüfling 2 weist eine Dicke 6 und Dickenfehler in Form einer örtlichen Vertie fung 7 und einer örtlichen Erhöhung 8 auf. Die Vorrich tung 1 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel oberhalb des Prüflings 2 angeordnet und weist eine Kamera 9 und ein an einer Stirnseite 10 der Kamera 9 mit Abstand befestigtes Projektionsmodul 11 auf. Fig. 1 shows a device 1 for testing an existing test specimen 2 , here a sawn timber, which is at least approximately vibration-free in a trans port direction 3, preferably continuously moved. The test object 2 is guided by guide rollers 4 and a guide table 5 . The test specimen 2 has a thickness 6 and thickness errors in the form of a local recess 7 and a local elevation 8 . The device 1 is arranged in the example shown in FIG. 1 above the test specimen 2 and has a camera 9 and a projection module 11 fastened at a distance to an end face 10 of the camera 9 .

Das Projektionsmodul 11 enthält als Beleuchtungsvorrich tung 12 einen Lichtkantenprojektor, der eine Lichtkante 13 unter einem Triangulationswinkel 14 auf eine Prüf stelle 15 des Prüflings 2 projiziert. Die Beleuchtungs vorrichtung 12 weist eine Lichtquelle 16 auf, die schmalbandig Licht um 750 nm abstrahlt. Bestandteil der Beleuchtungsvorrichtung 12 ist ferner ein prismatisches optisches Umlenkelement 17, das um eine waagerechte Achse in den Richtungen des Doppelpfeils 18 winkelein stellbar ist. Auf diese Weise kann ein die Lichtkante 13 erzeugender Lichtkegel so eingestellt werden, daß sich die Lichtkante 13 an der Prüfstelle 15 befindet. Diese Einstellung ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Vorrichtung 1 in den Richtungen eines Doppelpfeils 19 relativ zu dem Prüfling 2 anfänglich eingestellt wird.The projection module 11 contains, as illuminating device 12, a light edge projector which projects a light edge 13 at a triangulation angle 14 onto a test point 15 of the test object 2 . The lighting device 12 has a light source 16 which emits light in a narrow band around 750 nm. Part of the lighting device 12 is also a prismatic optical deflecting element 17 , which is winkelein adjustable about a horizontal axis in the directions of the double arrow 18 . In this way, a light cone generating the light edge 13 can be set so that the light edge 13 is located at the test point 15 . This setting is particularly necessary when the device 1 is initially set in the directions of a double arrow 19 relative to the test object 2 .

Eine weitere Beleuchtungsvorrichtung 20 weist zwei seitlich von einem Objektiv 21 der Kamera 9 angeordnete Lichtquellen 22 und 23 auf. Die Lichtquellen 22, 23 sorgen für eine diffuse Auflichtbeleuchtung der Prüf stelle 15 im Wellenlängenbereich von etwa 350 bis 700 nm.Another lighting device 20 has two light sources 22 and 23 arranged laterally from an objective 21 of the camera 9 . The light sources 22 , 23 provide diffuse incident light illumination of the test point 15 in the wavelength range from approximately 350 to 700 nm.

Innerhalb eines Gehäuses 24 der Kamera 9 ist noch eine andere Beleuchtungsvorrichtung 25 angeordnet, die vor zugsweise als Laser ausgebildet ist und Licht schmalban dig im Wellenlängenbereich um 800 nm auf die Prüfstelle 15 sendet.Another lighting device 25 is arranged within a housing 24 of the camera 9 , which is preferably designed as a laser and sends light narrow band dig in the wavelength range around 800 nm to the test station 15 .

Das Bild der auf diese Weise differenziert beleuchteten Prüfstelle 15 wird in Form von Lichtsignalen aller Wellenlängen gleichzeitig durch das gemeinsame Objektiv 21 der Kamera 9 aufgenommen. Die Lichtsignale werden durch das Objektiv 21 auf einen ersten dichroitischen Spiegel 26 projiziert. Lichtsignale 27 eines ersten Wellenlängenbereichs von etwa 350 bis 700 nm gelangen von dem ersten Spiegel 26 auf einen ersten Zeilensensor 28, der als farbtüchtiger Farb-Zeilensensor ausgebildet ist. Die Lichtsignale der restlichen Wellenlängenberei che gelangen von dem ersten dichroitischen Spiegel 26 auf einen zweiten dichroitischen Spiegel 29. Licht signale 30 eines zweiten Wellenlängenbereichs von ca. 750 nm aufgrund der Beleuchtung durch die Beleuchtungsvor richtung 12 gelangen von dem zweiten dichroitischen Spiegel 29 auf einen zweiten Zeilensensor 31. Der zweite Zeilensensor 31 ist als 3D-Zeilensensor mit rechteckigen Bildpunkten zur bildgebenden Darstellung der Höhener streckung des Prüflings 2 an der Prüfstelle 15 ausgebil det.The image of the test station 15 , which is differentially illuminated in this way, is recorded simultaneously in the form of light signals of all wavelengths through the common lens 21 of the camera 9 . The light signals are projected through the lens 21 onto a first dichroic mirror 26 . Light signals 27 of a first wavelength range of approximately 350 to 700 nm pass from the first mirror 26 to a first line sensor 28 which is designed as a color-effective color line sensor. The light signals of the remaining wavelength ranges pass from the first dichroic mirror 26 to a second dichroic mirror 29 . Light signals 30 of a second wavelength range of approximately 750 nm due to the illumination by the illuminating device 12 pass from the second dichroic mirror 29 to a second line sensor 31 . The second line sensor 31 is designed as a 3D line sensor with rectangular pixels for the imaging representation of the elevation of the test object 2 at the test point 15 .

Lichtsignale 32 eines dritten Wellenlängenbereichs von etwa 800 nm gelangen von dem zweiten dichroitischen Spiegel 29 nach Umlenkung durch einen dritten Spiegel 33 auf einen dritten Zeilensensor 34. Die Lichtsignale 32 rühren her von der Beleuchtung der Prüfstelle 15 mit der Beleuchtungsvorrichtung 25. Diese Beleuchtung geschieht durch eine möglichst scharf begrenzte Lichtlinie 48 hoher Beleuchtungsintensität. Der dritte Zeilensensor 34 ist als Lichthof-Zeilensensor ausgebildet, der das Bild der Prüfstelle 15 unmittelbar neben der aufprojizierten Lichtlinie 48 betrachtet.Light signals 32 of a third wavelength range of approximately 800 nm pass from the second dichroic mirror 29 after deflection by a third mirror 33 to a third line sensor 34 . The light signals 32 originate from the illumination of the test site 15 with the illumination device 25 . This illumination takes place by means of a light line 48 of high illumination intensity which is delimited as sharply as possible. The third line sensor 34 is designed as an atrial line sensor, which looks at the image of the inspection station 15 directly next to the projected light line 48 .

Den Zeilensensoren 28, 31, 34 ist jeweils ein Farbfilter 35, 36 und 37 vorgeschaltet, wenn dies zur Erzielung eindeutiger Wellenlängenbereiche 27, 30, 32 erforderlich ist. Jeder Zeilensensor 28, 31, 34 erzeugt elektrische Bildsignale, die über Leitungen 38, 39 und 40 einer Elektronik 41 der Kamera 9 zugeleitet werden. Die Elek tronik 41 ist über eine Leitung 42 mit einem externen Bildrechner 43 verbunden.A line filter 35 , 36 and 37 is connected upstream of the line sensors 28 , 31 , 34 if this is necessary to achieve clear wavelength ranges 27 , 30 , 32 . Each line sensor 28 , 31 , 34 generates electrical image signals, which are fed via lines 38 , 39 and 40 to electronics 41 of the camera 9 . The electronics 41 is connected via a line 42 to an external image computer 43 .

Mit den Bildsignalen des 3D-Zeilensensors 31 kann die Dicke 6 des Prüflings 2 durch den Bildrechner 43 errech net werden. Bekannt sind dazu der Triangulationswinkel 14 und eine Kathete 44 in dem in Fig. 1 eingezeichneten rechtwinkligen Dreieck. Die Länge der Kathete 44 ergibt sich aus den Auftrefflinien der Lichtkante einerseits auf einer oberen Fläche 45 des Prüflings 2 und anderer seits auf einer oberen Fläche 46 des Führungstisches 5.With the image signals of the 3D line sensor 31 , the thickness 6 of the test specimen 2 can be calculated by the image computer 43 . For this purpose, the triangulation angle 14 and a cathete 44 in the right-angled triangle shown in FIG. 1 are known. The length of the cathete 44 results from the lines of incidence of the light edge on the one hand on an upper surface 45 of the test specimen 2 and on the other hand on an upper surface 46 of the guide table 5 .

Mit den Bildsignalen des 3D-Zeilensensors 31 läßt sich auf die gleiche Weise die Tiefe der Vertiefung 7 und die Höhe der Erhöhung 8 bezüglich der oberen Fläche 45 durch den Bildrechner 43 errechnen.With the image signals of the 3D line sensor 31 , the depth of the depression 7 and the height of the elevation 8 with respect to the upper surface 45 can be calculated by the image computer 43 in the same way.

Das gemeinsame Aufnahmeobjektiv 21 in Fig. 1 erleichtert die Registration aller Bildsignale der Zeilensensoren 28, 31, 34. Damit sind für den Anwender alle Probleme der Ausrichtung und Anpassung an unterschiedliche und nicht konstante Produktionsgeschwindigkeiten vermieden.The common taking lens 21 in FIG. 1 facilitates the registration of all image signals of the line sensors 28 , 31 , 34 . For the user, all problems of alignment and adaptation to different and non-constant production speeds are avoided.

Die Wirkungsweise des Farb-Zeilensensors 28 ist bekannt und bedarf keiner weiteren Erklärung. Allgemeiner ge sagt, kann der erste Zeilensensor ein multispektraler Sensor sein, der auch mit einem Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Spektrums arbeiten kann.The mode of operation of the color line sensor 28 is known and requires no further explanation. More generally, the first line sensor can be a multispectral sensor, which can also work with a wavelength range outside the visible spectrum.

Fig. 2 verdeutlicht, wie das Licht durch die Beleuch tungsvorrichtung 25 in Form eines Lichtfächers 47 ausge sandt wird, um an der Prüfstelle 15 des Prüflings 2 die Lichtlinie 48 quer zu der Transportrichtung 3 (Fig. 1) zu erzeugen. Das von der Beleuchtungsvorrichtung 25 ausgesandte Licht durchdringt ein neben dem Objektiv 21 in dem Gehäuse 24 angeordnetes Fenster 49. Fig. 2 illustrates how the light is sent out by the lighting device 25 in the form of a light fan 47 to generate the light line 48 transverse to the transport direction 3 ( FIG. 1) at the test point 15 of the test specimen 2 . The light emitted by the lighting device 25 penetrates a window 49 arranged in the housing 24 next to the objective 21 .

In allen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile mit glei chen Bezugszahlen versehen.In all drawing figures, the same parts are the same Chen reference numbers.

Die Beleuchtungsvorrichtung 12 in Fig. 1 erzeugt Wärme und wurde deshalb getrennt von und außerhalb der Kamera 9 angeordnet. The lighting device 12 in FIG. 1 generates heat and was therefore arranged separately from and outside the camera 9 .

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung 1 insofern, als das optische Umlenkelement 17 der Be leuchtungsvorrichtung 12 jetzt innerhalb der Kamera 9 angeordnet ist. Der die Lichtkante an der Prüfstelle 15 erzeugende Lichtkegel durchdringt nach dem Verlassen des optischen Umlenkelements 17 ein Fenster 50 im Boden des Gehäuses 24. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 weist ferner einen von außerhalb der Kamera 9 in die Kamera 9 geführ ten Lichtleiter 51 auf. Der Lichtleiter 51 wird vorzugs weise mit sogenanntem Kaltlicht aus einer an sich be kannten, nicht weiter dargestellten Kaltlichtquelle gespeist. Die übrige Ausstattung der Kamera 9 in Fig. 3 kann derjenigen in Fig. 1 entsprechen und wurde zur Vereinfachung in Fig. 3 fortgelassen. Fig. 3 shows another embodiment of the device 1 insofar as the optical deflection element 17 of the lighting device 12 is now arranged within the camera 9 . After leaving the optical deflection element 17 , the light cone generating the light edge at the test point 15 penetrates a window 50 in the bottom of the housing 24 . The lighting device 12 also has a light guide 51 guided into the camera 9 from outside the camera 9 . The light guide 51 is preferably fed with so-called cold light from a be known per se, not shown cold light source. The remaining equipment of the camera 9 in FIG. 3 can correspond to that in FIG. 1 and has been omitted in FIG. 3 for simplification.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist vor jedem Zeilensensor 28, 31, 34 ein gesondertes, die zugehörigen Lichtsignale sammelndes Objektiv 52, 53 und 54 in dem Gehäuse 24 angeordnet. Abschirmwände 55 und 56 des Gehäuses 24 schirmen die drei Strahlengänge voneinander ab.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a separate lens 52 , 53 and 54 , which collects the associated light signals, is arranged in the housing 24 in front of each line sensor 28 , 31 , 34 . Shielding walls 55 and 56 of the housing 24 shield the three beam paths from one another.

Die Funktionsweise des 3D-Zeilensensors 31 (Fig. 1) in der Kamera 9 wird anhand der Fig. 5 bis 7 näher erläu tert. Zum besseren Verständnis ist dort der Prüfling 2 als Rundholz dargestellt, der durch die Beleuchtungsvor richtung 12 unter dem Triangulationswinkel 14 (Fig. 1) mit einem Lichtkegel 57 beleuchtet wird. Der Lichtkegel 57 erzeugt an seinem in der Transportrichtung 3 vorde ren, unteren Ende die Lichtkante 13.The mode of operation of the 3D line sensor 31 ( FIG. 1) in the camera 9 is explained in more detail with reference to FIGS . 5 to 7. For better understanding, the test specimen 2 is shown there as a log, which is illuminated by the illuminating device 12 at a triangulation angle 14 ( FIG. 1) with a light cone 57 . The light cone 57 generates the light edge 13 at its lower end in the transport direction 3, in front of it.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung den zweiten oder 3D-Zeilensensor 31, der mit langgestreckten, recht eckigen Bildpunkten 58 versehen ist. Die lange Seite aller Bildpunkte 58 erstreckt sich parallel zu der Transportrichtung 3. Die Lichtkante 13 wird auf dem zweiten Zeilensensor 31 in Form einer Kurve 60 abgebil det, die eine Trennlinie zwischen einer hellen Fläche 59 und einer dunkleren Fläche 59′ darstellt. Fig. 6 shows a schematic representation of the second or 3D line sensor 31 which is provided with elongated, right square pixels 58th The long side of all pixels 58 extends parallel to the transport direction 3 . The light edge 13 is shown on the second line sensor 31 in the form of a curve 60 , which represents a dividing line between a light area 59 and a darker area 59 '.

Jeder der Bildpunkte 58 liefert ein elektrisches Bild signal, dessen Höhe davon abhängt, welcher Flächenanteil des jeweiligen Bildpunkts 58 durch die helle Fläche 59 bestrahlt ist.Each of the pixels 58 provides an electrical image signal, the height of which depends on which area portion of the respective pixel 58 is irradiated by the bright surface 59 .

Fig. 7 zeigt den Verlauf des Videosignals am Ausgang des zweiten Zeilensensors 31. Die Amplitude des Videosignals entspricht somit dem Höhenprofil des Prüflings 2. Die Abhängigkeit dieses Videosignals von dem örtlichen Reflexionsvermögen des Prüflings 2 wird in an sich bekannter Weise durch Normierung des Videosignals mit dem aus dem ersten oder Farb-Zeilensensor 28 (Fig. 1) abgeleiteten Helligkeitssignal beseitigt. Fig. 7 shows the waveform of the video signal at the output of the second line sensor 31. The amplitude of the video signal thus corresponds to the height profile of the test object 2 . The dependence of this video signal on the local reflectivity of the test object 2 is eliminated in a manner known per se by normalizing the video signal with the brightness signal derived from the first or color line sensor 28 ( FIG. 1).

Die Fig. 8 und 10 zeigen unterschiedliche Projektions dias 61 und 62 zur Erzeugung des Lichtkegels 57. Das Projektionsdia 61 weist eine helle Fläche 63 und eine dunkle Fläche 64 auf, die durch eine gerade Meßkante 65 voneinander getrennt sind. FIGS. 8 and 10 show different projection slides 61 and 62 for producing the light cone 57th The projection slide 61 has a light area 63 and a dark area 64 , which are separated from one another by a straight measuring edge 65 .

Mit dem Projektionsdia 61 wird ein Lichtkegel 57 er zeugt, der zu einem sich verhältnismäßig lang in der Transportrichtung 3 erstreckenden Lichtfeld 66 (Fig. 9) führt.With the projection slide 61 , a cone of light 57 is generated, which leads to a light field 66 which extends relatively long in the direction of transport 3 ( FIG. 9).

Im Gegensatz dazu ist das Projektionsdia 62 mit zwei dunklen Flächen 67 und 68 versehen, die zwischen sich eine helle Fläche 69 mit einer Meßkante 70 definieren. Das Projektionsdia 62 führt zu einem Lichtband 71 (Fig. 11), das in der Transportrichtung 3 kürzer ist als das Lichtfeld 66.In contrast, the projection slide 62 is provided with two dark areas 67 and 68 , which define a bright area 69 with a measuring edge 70 between them. The projection slide 62 leads to a light band 71 ( FIG. 11) which is shorter in the transport direction 3 than the light field 66 .

Vorzugsweise weisen der Farb-Zeilensensor 28 und der 3D-Zeilensensor 31 die gleiche Anzahl von Bildpunkten 58 auf. Wegen des gemeinsamen Strahlengangs der Lichtsigna le durch das Objektiv 21 (Fig. 1) entsprechen sich die jeweiligen Bildpunkte beider Zeilensensoren 28, 31, so daß aufwendige elektronische Registrationsschaltungen entfallen. Damit steht an dem 3D-Zeilensensor ein Bild signal gleicher zeitlicher und örtlicher Auflösung wie bei dem Farb-Zeilensensor 28 bereit. Durch die mechani sche Anbringung und Ausrichtung erfassen die Bildpunkte beider Zeilensensoren 28, 31 jeweils identische Objekt punkte des Prüflings 2 und liefern vier unabhängige Merkmale, nämlich eine Rotkomponente, eine Grünkomponen te, eine Blaukomponente und die lokale Höhe des Prüf lings 2.The color line sensor 28 and the 3D line sensor 31 preferably have the same number of pixels 58 . Because of the common beam path of the Lichtsigna le through the lens 21 ( Fig. 1), the respective pixels of the two line sensors 28 , 31 correspond, so that complex electronic registration circuits are omitted. An image signal of the same temporal and local resolution as in the color line sensor 28 is thus available on the 3D line sensor. Due to the mechanical attachment and alignment, the pixels of both line sensors 28 , 31 each detect identical object points of the test object 2 and provide four independent features, namely a red component, a green component, a blue component and the local height of the test object 2 .

Zur vollständigen Entkorrelierung der Farbkomponenten werden die Rot/Grün/Blau-Signale in einen besser entkor relierten Farbraum, wie den IHS- oder Lab-Farbraum, transformiert.For complete decorrelation of the color components the red / green / blue signals are better corrected related color space, such as the IHS or Lab color space, transformed.

Das Signal des 3D-Zeilensensors 31 zeigt damit alle diejenigen Höhen- und Geometriefehler, wie Dellen, Löcher, Vertiefungen 7, Verwindungen, Risse, Erhöhungen 8, usw., die im diffusen Auflicht von dem Farb-Zeilen sensor 28 entweder nicht detektiert oder eindeutig iden tifiziert werden können.The signal from the 3D line sensor 31 thus shows all those height and geometry errors, such as dents, holes, depressions 7 , twists, cracks, elevations 8 , etc., which are either not detected or clearly by the color line sensor 28 in the diffuse incident light can be identified.

Zur Wirkungsweise des dritten oder Lichthof-Zeilensen sors 34 wird auf die Fig. 12 bis 15 verwiesen.For the operation of the third or Lichthof-Zeilensen sensor 34 , reference is made to FIGS. 12 to 15.

Der Lichtfächer 47 erzeugt auf dem Prüfling quer zur Transportrichtung 3 die feine Lichtlinie 48. Je nach Härte des Holzes oder örtlicher Defekte dringt das Licht der Lichtlinie 48 mehr oder weniger tief in das Holz ein und bildet aufgrund der Transluzenz einen Lichthof 72, dessen Breite 73 in der Transportrichtung 3 von der Härte des Holzes abhängt. So ist die Breite 73 bei einem verhältnismäßig weichen Prüfling gemäß den Fig. 12 und 13 entsprechend groß und bei einem verhältnismäßig harten Prüfling 2 gemäß den Fig. 14 und 15 entsprechend gering. Die Breite 73 des Lichthofs 72 ist daher ein Maß für die Dichte des Prüflings 2. Der Lichthof-Zeilen sensor 34 erfaßt ein streifenförmiges Bildfeld neben der aufprojizierten Lichtlinie 48, wie dies in den Fig. 12 und 14 angedeutet ist. Im Fall der Fig. 12 sieht der Lichthof-Zeilensensor 34 den Lichthof 72, und im Fall der Fig. 14 sieht er den Lichthof 72 nicht.The light fan 47 generates the fine light line 48 on the test specimen transversely to the transport direction 3 . Depending on the hardness of the wood or local defects, the light of the light line 48 penetrates more or less deeply into the wood and, due to the translucency, forms an atrium 72 , the width 73 of which in the transport direction 3 depends on the hardness of the wood. Thus, the width 73 is correspondingly large for a relatively soft test specimen according to FIGS. 12 and 13 and correspondingly small for a relatively hard test specimen 2 according to FIGS. 14 and 15. The width 73 of the atrium 72 is therefore a measure of the density of the test specimen 2 . The halo line sensor 34 detects a strip-shaped image field next to the projected light line 48 , as is indicated in FIGS . 12 and 14. In the case of FIG. 12, the halo line sensor 34 sees the halo 72 , and in the case of FIG. 14 it does not see the halo 72 .

Mit dieser Anordnung lassen sich Unterschiede in der Holzdichte erkennen und damit z. B. auch farblich nicht abgesetzte Knoten. Ebenfalls lassen sich Harzgalle und Markröhre unterscheiden. Durch die Lichtleitung in der Harzgalle bildet sich in dieser ein verhältnismäßig breiter Lichthof 72. Die zellulare Struktur der Markröh re hingegen verhindert das Eindringen und Ausbreiten von Licht und bildet daher entweder keinen oder einen nur sehr geringen Lichthof.With this arrangement, differences in wood density can be seen and thus z. B. also not colored knots. Resin bile and pith can also be distinguished. Due to the light conduction in the resin bile, a relatively wide atrium 72 is formed in it. The cellular structure of the medullary tubes, on the other hand, prevents the penetration and spread of light and therefore forms either no or only a very small atrium.

Zur Verbesserung der Lichthoferkennung kann gemäß Fig. 12 auf der anderen Seite der Lichtlinie 48 gegenüber dem Lichthof-Zeilensensor 34 ein weiterer Lichthof-Zeilen sensor 74 angeordnet sein, der in Fig. 12 rechts neben der Lichtlinie 48 ein streifenförmiges Bildfeld des Prüflings 2 erfaßt. Bei Bedarf kann zwischen den Licht hof-Zeilensensoren 34, 74 ein weiterer Zeilensensor 75 in der Ebene des Lichtfächers 47 angeordnet sein. Der weitere Zeilensensor 75 würde das direkt von der Prüf stelle 15 reflektierte Licht der Lichtlinie 48 messen. Das so gewonnene Signal könnte man zur Normierung nut zen.For improving the light Hofer identifier Fig. 12 48 may be disposed over the antihalation line sensor 34, a further atrium line sensor 74 according to the other side of the light line, the right detected in addition to the light line 48, a strip-shaped image field of the specimen 2 in Fig. 12. If required, a further line sensor 75 can be arranged in the plane of the light fan 47 between the light yard line sensors 34 , 74 . The further line sensor 75 would measure the light of the light line 48 reflected directly from the test point 15 . The signal obtained in this way could be used for standardization.

Alle Zeilensensoren 28, 31, 34, 74 sind so eingestellt, daß sie dieselbe Prüfstelle des Prüflings 2 erfassen, und daß sich die jeweiligen Bildpunkte aller Zeilensen soren überlagern. Damit steht für jeden Bildpunkt ein fünfdimensionaler Merkmalsvektor mit den Komponenten Rot, Grün, Blau (bzw. I, H, S), Höhenerstreckung und optische Dichte bereit. Bei den heute möglichen Anzahlen der Bildpunkte je Zeilensensor und Auslesefrequenzen von mehreren kHz liefert die Vorrichtung 1 einen Informa tionsfluß, der weit über demjenigen bekannter Verfahren hinausgeht.All line sensors 28 , 31 , 34 , 74 are set so that they detect the same test point of the test object 2 , and that the respective pixels of all line sensors overlap. This means that a five-dimensional feature vector with the components red, green, blue (or I, H, S), height extension and optical density is available for each pixel. Given the number of pixels per line sensor and readout frequencies of several kHz that are possible today, the device 1 delivers an information flow that goes far beyond that of known methods.

Darüber hinaus ist es möglich, alle oder eine Untermenge der Signale mit Hilfe eines trainierbaren Tabellenklas sifikators in ein Klassenbild zu überführen, aus dem sich Fehler leicht detektieren und identifizieren las sen. Solche lernfähigen Tabellenklassifikatoren sind z. B. in der eingangs erwähnten DE 36 39 636 A1 offen bart.It is also possible to have all or a subset of the signals with the help of a trainable table class convert sificators into a class picture from which it was easy to detect and identify errors sen. Such learnable table classifiers are e.g. B. in the aforementioned DE 36 39 636 A1 open beard.

Fig. 16 zeigt, wie jede der vier Seiten des Prüflings 2 von einer gesonderten Kamera 9 entsprechend den vorauf gegangenen Figuren untersucht wird. Je nach Bedarf kann nur eine Seite des Prüflings 2 oder mehrere Seiten jeweils durch eine gesonderte Kamera 9 geprüft werden. FIG. 16 shows how each of the four sides of the test object 2 is examined by a separate camera 9 in accordance with the previous figures. Depending on requirements, only one side of the test object 2 or several sides can be checked by a separate camera 9 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 ist ein beson ders breiter Prüfling 2 zu untersuchen. Diese Aufgabe kann auf unterschiedliche Art und Weise bewältigt wer den. Zum Beispiel kann, wie dies auf der Unterseite des Prüflings 2 in Fig. 17 dargestellt ist, in einer einzi gen Kamera ein weitwinkliges Objektiv 21 (Fig. 1) ver wendet werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 17, a particularly wide test object 2 is to be examined. This task can be accomplished in different ways. For example, as shown on the underside of the specimen 2 in FIG. 17, a wide-angle lens 21 ( FIG. 1) can be used in a single camera.

Es können jedoch auch entsprechend der in Fig. 17 ge zeichneten Oberseite des Prüflings 2 mehrere, in diesem Fall zwei, Kameras 9 im Abstand voneinander quer zur Transportrichtung 3 angeordnet sein. Die Aufnahmefelder 76 und 77 dieser Kameras überlappen sich zweckmäßiger weise geringfügig, um eine vollständige Prüfung der zugehörigen Seite des Prüflings 2 zu gewährleisten. Alle Kameras 9 sind vorzugsweise in den Richtungen des Dop pelpfeils 19 rechtwinklig zur zugehörigen Fläche des Prüflings 2 und außerdem rechtwinklig dazu in den Rich tungen eines Doppelpfeils 78 einstellbar.However, according to the top of the test specimen 2 drawn in FIG. 17, several, in this case two, cameras 9 can be arranged at a distance from one another transversely to the transport direction 3 . The recording fields 76 and 77 of these cameras advantageously overlap slightly in order to ensure a complete test of the associated side of the test object 2 . All cameras 9 are preferably adjustable in the directions of the double arrow 19 at right angles to the associated surface of the test specimen 2 and also at right angles thereto in the directions of a double arrow 78 .

Fig. 18 zeigt, daß die Wellenlängenbereiche für die einzelnen Zeilensensoren 28, 31, 34, 74 so gewählt sind, daß sie sich nicht überlappen. In dem dargestellten Beispiel sind dies die Wellenlängenbereiche von 350 bis 750 nm für den Farb-Zeilensensor 28, ein schmaler Wel lenlängenbereich um 750 nm für den 3D-Zeilensensor 31 und ein ebenfalls schmaler Wellenlängenbereich um 800 nm für den Lichthof-Zeilensensor 34, 74. Damit können die drei optischen Systeme gleichzeitig arbeiten, ohne sich gegenseitig zu stören. Fig., Showing that the wavelength ranges for the individual line sensors 28, 31, 34, 74 is selected so that they do not overlap 18th In the example shown, these are the wavelength ranges from 350 to 750 nm for the color line sensor 28 , a narrow wavelength range around 750 nm for the 3D line sensor 31 and a likewise narrow wavelength range around 800 nm for the halo line sensor 34 , 74 . This allows the three optical systems to work simultaneously without interfering with each other.

Fig. 19 zeigt vier Beleuchtungsvorrichtungen 20, von denen jede, z. B. entsprechend Fig. 16, den Prüfling 2 für eine zugehörige Kamera 9 mit Licht im Wellenlängen bereich von 350 bis 700 nm beleuchten soll. Jede Be leuchtungsvorrichtung 20 weist eine Lichtleitfaseroptik 79 auf. Alle Lichtleitfaseroptiken 79 werden durch eine gemeinsame Lichtquelle 80 mit Licht gespeist. Alle Lichtleitfaseroptiken 79 weisen einen gemeinsamen proximalen Querschnittswandler 81 und zwei die Prüfstel le 15 (Fig. 1) beleuchtende distale Querschnittswandler 82 auf. Zwischen dem proximalen 81 und jedem distalen Querschnittswandler 82 ist ein flexibles Lichtleitfaser bündel 83 angeordnet. Dabei kann, wie in Fig. 19 links dargestellt, jeder distale Querschnittswandler 82 sein eigenes Lichtleitfaserbündel 83 bis zum proximalen Querschnittswandler 81 hin besitzen. Es kann aber auch jedes Paar distaler Querschnittswandler 82 im wesentli chen durch ein gemeinsames Lichtleitfaserbündel 83 mit Licht versorgt werden, das sich erst kurz vor den dista len Querschnittswandlern 82 verzweigt. Dieser letztere Fall ist in Fig. 19 rechts unten für drei Beispiele dargestellt. Fig. 19 shows four lighting devices 20, each of which, for. Is intended to illuminate B. Fig accordingly. 16, the test piece 2 for an associated camera 9 with light in the wavelength range of 350 to 700 nm. Each lighting device 20 has an optical fiber optic 79 . All optical fiber optics 79 are supplied with light by a common light source 80 . All optical fiber optics 79 have a common proximal cross-sectional transducer 81 and two distal cross-sectional transducers 82 illuminating the test site 15 ( FIG. 1). A flexible optical fiber bundle 83 is arranged between the proximal 81 and each distal cross-sectional converter 82 . In this case, as shown in Fig each distal cross-section converter can. 19 shown on the left, 82 have its own fiber optic bundle to the proximal cross-section converter 81 through 83rd But it can also each pair of distal cross-section converter 82 in wesentli chen by a common optical fiber bundle 83 supplied with light that branches just before the dista len cross converters 82nd This latter case is shown at the bottom right in Fig. 19 for three examples.

Zweckmäßigerweise sind zwischen der gemeinsamen Licht quelle 80 und dem proximalen Querschnittswandler 81 in dieser Reihenfolge eine Zylinderlinse 84, ein Wärme schutzfilter 85 und eine weitere Zylinderlinse 86 ange ordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Lichtquelle 80 befindet sich ein zylindrischer Reflektor 87. Diese Anordnung verspricht hohe Lichtausbeute und gleichmäßige Ausleuchtung des Eintrittsfensters des proximalen Quer schnittswandlers 81.Advantageously, a cylindrical lens 84 , a heat protection filter 85 and a further cylindrical lens 86 are arranged between the common light source 80 and the proximal cross-sectional converter 81 in this order. A cylindrical reflector 87 is located on the opposite side of the light source 80 . This arrangement promises high luminous efficacy and uniform illumination of the entry window of the proximal cross-sectional converter 81 .

Fig. 20 zeigt in ihrer unteren Hälfte eine der Fig. 19 entsprechende Anordnung. In Fig. 20 speist die gemeinsa me Lichtquelle 80 auch eine weitere Lichtleitfaseroptik 88 für die dem 3D-Zeilensensor 31 (Fig. 1) zugeordnete Beleuchtungsvorrichtung 12 in Gestalt eines Lichtkanten projektors. Die weiteren Lichtleitfaseroptiken 88 weisen einen gemeinsamen proximalen Querschnittswandler 89 und je Kamera 9 (Fig. 1) einen Licht in den Lichtkantenpro jektor 12 einspeisenden distalen Querschnittswandler 90 auf. Zwischen dem proximalen 89 und jedem distalen Querschnittswandler 90 ist ein flexibles Lichtleitfaser bündel 91 angeordnet. Die Auskopplung des Lichts von der gemeinsamen Lichtquelle 80 in den proximalen Quer schnittswandler 89 geschieht in der gleichen Weise wie für den proximalen Querschnittswandler 81. In diesem Fall ist vor dem Eintrittsfenster des proximalen Quer schnittswandlers 81 ein Farbfilter 92 und vor dem Ein trittsfenster des proximalen Querschnittswandlers 89 ein Farbfilter 93 angeordnet. Das Farbfilter 92 läßt nur den Wellenlängenbereich von 350 bis 700 nm durch und das Farbfilter 93 den Wellenlängenbereich um 750 nm. FIG. 20 shows an arrangement corresponding to FIG. 19 in its lower half. In Fig. 20, the common light source 80 also feeds another optical fiber 88 for the lighting device 12 associated with the 3D line sensor 31 ( FIG. 1) in the form of a light edge projector. The further optical fiber optics 88 have a common proximal cross-sectional converter 89 and, for each camera 9 ( FIG. 1), a light in the distal cross-sectional converter 90 feeding the light edge projector 12 . Between the proximal 89 and each distal cross-sectional transducer 90 , a flexible optical fiber bundle 91 is arranged. The light is decoupled from the common light source 80 into the proximal cross-sectional converter 89 in the same way as for the proximal cross-sectional converter 81 . In this case, a color filter 92 is arranged in front of the entrance window of the proximal cross-sectional converter 81 and a color filter 93 is arranged in front of the entry window of the proximal cross-sectional converter 89 . The color filter 92 only allows the wavelength range from 350 to 700 nm and the color filter 93 the wavelength range around 750 nm.

In Fig. 20 sind die gemeinsame Lichtquelle 80 und alle optischen Elemente bis einschließlich der proximalen Querschnittswandler 81, 89 in einem gemeinsamen Gehäuse 94 entfernt von den zugehörigen Kameras 9 (Fig. 1) untergebracht. Wenn die Wärmeentwicklung in dem Gehäuse 94 zu groß werden sollte, kann gemäß Fig. 20 eine Spü lung des Innenraums des Gehäuses 94 mit Kühlluft vorge sehen sein. Dazu wird Kühlluft durch ein Gebläse 95 und ein Luftfilter 96 durch einen Einlaß 97 des Gehäuses 94 gefördert. Die Kühlluft zirkuliert dann in dem Gehäuse 94 und tritt aus einem Auslaß 98 wieder aus dem Gehäuse 94 aus.In FIG. 20, the common light source 80 and all optical elements up to and including the proximal cross-sectional transducers 81 , 89 are accommodated in a common housing 94 away from the associated cameras 9 ( FIG. 1). If the heat development in the housing 94 should become too large, a flushing of the interior of the housing 94 with cooling air can be seen in FIG. 20. For this purpose, cooling air is conveyed through a fan 95 and an air filter 96 through an inlet 97 of the housing 94 . The cooling air is then circulated in the housing 94 and exits from an outlet 98 out of the housing 94 from.

In den Fig. 21 und 22 ist eine andere Ausführungsform der Kamera 9 dargestellt. Die Strahlenführung ist etwas anders als bei der Kamera 9 in Fig. 1. Das Objektiv 21 befindet sich im Inneren eines Gehäuses 99 der Kamera 9 hinter einem Fenster 100. Hinter jedem der Farbfilter 35 bis 37 ist in diesem Ausführungsbeispiel ferner ein weiteres Objektiv 101, 102 und 103 angeordnet, das die jeweiligen Wellenlängenbereiche auf den zugehörigen Zeilensensor 28, 31, 34 fokussiert. Bei Bedarf kann das weitere Objektiv 102 anamorphotisch, also verzerrend, einen rechteckigen Objektpunkt der Prüfstelle 15 mit gewünschtem Längen/Breiten-Verhältnis auf einen quadra tischen oder rechteckigen Bildpunkt mit gegebenem Län gen/Breiten-Verhältnis auf dem 3D-Zeilensensor abbilden.Another embodiment of the camera 9 is shown in FIGS. 21 and 22. The beam guidance is somewhat different from that of the camera 9 in FIG. 1. The lens 21 is located inside a housing 99 of the camera 9 behind a window 100 . In this exemplary embodiment, a further objective 101 , 102 and 103 is arranged behind each of the color filters 35 to 37 , which focuses the respective wavelength ranges on the associated line sensor 28 , 31 , 34 . If necessary, the further lens 102 can be anamorphic, that is to say distorting, map a rectangular object point of the inspection station 15 with the desired length / width ratio to a square or rectangular image point with a given length / width ratio on the 3D line sensor.

Die Beleuchtungsvorrichtung 12 weist einen Umlenkspiegel 104 auf, von dem aus das Licht unter dem Triangulations winkel 14 durch das Fenster 100 hindurch auf die Prüf stelle 15 gesandt wird.The lighting device 12 has a deflecting mirror 104 , from which the light at the triangulation angle 14 is sent through the window 100 through to the test site 15 .

Die distalen Querschnittswandler 82 der Beleuchtungsvor richtung 20 sind jeweils unter einem Winkel 105 zur Senkrechten angeordnet.The distal cross-sectional transducers 82 of the illuminating device 20 are each arranged at an angle 105 to the vertical.

Bei Bedarf kann das Gehäuse 99 mit Kühlluft gekühlt werden. Dies kann in ähnlicher Weise gelöst werden, wie bei dem Gehäuse 94 in Fig. 20.If necessary, the housing 99 can be cooled with cooling air. This can be solved in a manner similar to that of housing 94 in FIG. 20.

Gemäß Fig. 22 wird der Lichtfächer 47 ebenfalls durch das seitlich entsprechend vergrößerte Fenster 100 abge strahlt.Referring to FIG. 22 of the fan of light is irradiated abge 47 also through the side window 100 correspondingly increased.

Bei den Vorrichtungen 1 gemäß den Fig. 23 bis 26 ist jeweils zur besseren Übersicht das Gehäuse der zugehöri gen Kamera 9 fortgelassen worden.In the devices 1 according to FIGS. 23 to 26, the housing of the associated camera 9 has been omitted for a better overview.

Alle Vorrichtungen 1 der Fig. 23 bis 26 arbeiten im Zeitmultiplexverfahren.All devices 1 of FIGS. 23 to 26 work in time division multiplexing.

In Fig. 23 wird mit allen Beleuchtungsvorrichtungen 12, 20, 25 Licht des gleichen Wellenlängenbereichs in so schneller Aufeinanderfolge ausgesandt, daß alle drei Beleuchtungsvorrichtungen praktisch noch dieselbe Prüf stelle 15 beleuchten. Dies wird durch einen Multiplexer 106 bewirkt. Ein weiterer Multiplexer 107 schaltet die Zeilensensoren 28, 31, 34 synchron mit den zugehörigen Beleuchtungsvorrichtungen 12, 20, 25 nur für dieselbe Zeitdauer aktiv, während welcher Zeitdauer die den betreffenden Zeilensensor 28, 31, 34 zugeordnete Be leuchtungsvorrichtung 12, 20, 25 eingeschaltet ist.In Fig. 23 20 25 light of the same wavelength region is with all the illumination devices 12, emitted in such rapid succession that all three lighting devices still practically the same test point 15 illuminate. This is accomplished by a multiplexer 106 . Another multiplexer 107 switches the line sensors 28, 31, 34 synchronously with the associated lighting devices 12, 20, 25 active only for the same time period, during which time the the line sensor in question 28, 31, 34 associated Be leuchtungsvorrichtung 12, 20, 25 is turned on .

Alle Lichtsignale der Prüfstelle 15 werden durch das gemeinsame Objektiv 21 der Kamera 9 aufgenommen und auf einen ersten teildurchlässigen Spiegel 108 projiziert Ein Teil der Lichtsignale wird von dem ersten teildurch lässigen Spiegel 108 auf den ersten Zeilensensor 28 und der Rest der Lichtsignale auf einen zweiten teildurch lässigen Spiegel 109 geleitet. Ein Teil des Rests der Lichtsignale gelangt von dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 109 auf den zweiten Zeilensensor 31, und der verbleibende Teil des Rests der Lichtsignale wird über einen Umlenkspiegel 110 auf den dritten Zeilensensor 34 geleitet. Die Multiplexer 106, 107 sind mit einer ge meinsamen Steuerung 111 verbunden.All light signals from the inspection station 15 are recorded by the common lens 21 of the camera 9 and projected onto a first partially transparent mirror 108. A part of the light signals is transmitted from the first partially transparent mirror 108 onto the first line sensor 28 and the rest of the light signals onto a second partially transparent Mirror 109 directed. A part of the rest of the light signals passes from the second semitransparent mirror 109 to the second line sensor 31 , and the remaining part of the rest of the light signals is directed to the third line sensor 34 via a deflection mirror 110 . The multiplexers 106 , 107 are connected to a common controller 111 .

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 24 sendet jede Beleuch tungsvorrichtung 12, 20, 25 Licht unterschiedlicher, sich nicht überlappender Wellenlänge aus. Die Licht signale aller Wellenlängen werden durch das gemeinsame Objektiv 21 der Kamera 9 aufgenommen und über die dichroitischen Spiegel 26, 29 nach Wellenlängenbereichen getrennt auf die Zeilensensoren 28, 31, 34 verteilt. Die Beleuchtungsvorrichtungen 12, 20, 25 werden durch den Multiplexer 106 geschaltet.In the device according to FIG. 24, each lighting device 12 , 20 , 25 emits light of different, non-overlapping wavelengths. The light signals of all wavelengths are recorded by the common lens 21 of the camera 9 and distributed over the dichroic mirrors 26 , 29 according to wavelength ranges to the line sensors 28 , 31 , 34 . The lighting devices 12 , 20 , 25 are switched by the multiplexer 106 .

Bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 25 werden die auf jede Beleuchtungsvorrichtung 12, 20, 25 zurückzuführenden Lichtsignale jeweils gleichzeitig durch die Objektive 52, 53, 54 der Kamera 9 aufgenommen. Jedem Objektiv 52 bis 54 ist einer der Zeilensensoren 28, 31, 34 nachge ordnet. Die Beleuchtungsvorrichtungen 12, 20, 25 werden durch den Multiplexer 106 und die Zeilensensoren 28, 31, 34 synchron durch den Multiplexer 107 geschaltet.In the device 1 according to FIG. 25, the light signals attributable to each lighting device 12 , 20 , 25 are recorded simultaneously by the lenses 52 , 53 , 54 of the camera 9 . Each lens 52 to 54 is one of the line sensors 28 , 31 , 34 arranged downstream. The lighting devices 12 , 20 , 25 are switched by the multiplexer 106 and the line sensors 28 , 31 , 34 synchronously by the multiplexer 107 .

Fig. 26 zeigt eine Vorrichtung 1, bei der jede Beleuch tungsvorrichtung 12, 20, 25 Licht unterschiedlicher, sich nicht überlappender Wellenlänge aussendet. Die auf jede Beleuchtungsvorrichtung 12, 20, 25 zurückzuführen den Lichtsignale werden jeweils gleichzeitig durch die Objektive 52, 53, 54 der Kamera 9 aufgenommen. Jedem Objektiv 52 bis 54 ist ein nur den gewünschten Wellen längenbereich durchlassendes Farbfilter 35, 36, 37 und einer der Zeilensensoren 28, 31, 34 nachgeordnet. Hier werden die Beleuchtungsvorrichtungen 12, 20, 25 durch den Multiplexer 106 geschaltet. Fig. 26 shows a device 1 , in which each lighting device 12 , 20 , 25 emits light of different, not overlapping wavelength. The light signals attributable to each lighting device 12 , 20 , 25 are recorded simultaneously by the lenses 52 , 53 , 54 of the camera 9 . Each lens 52 to 54 is followed by a color filter 35 , 36 , 37 and one of the line sensors 28 , 31 , 34 which only allows the desired wavelength range. Here the lighting devices 12 , 20 , 25 are switched by the multiplexer 106 .

Claims

1. A method for the optical inspection of a test piece ( 2 ) consisting entirely or partially of wood with an image processing system, with the following steps:

(a) a test point ( 15 ) of the test object ( 2 ) is illuminated with at least one lighting device ( 12 , 20 , 25 ),
(b) with at least one camera ( 9 ), light signals from the test center ( 15 ) are recorded and, by means of a line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) of the camera ( 9 ) having a plurality of pixels ( 58 ), electrical signals proportional to the light signals Image signals converted,
(c) the image signals are evaluated by an image computer ( 43 ), and
(d) the image computer ( 43 ) controls functions for utilizing the test object ( 2 ),

characterized by the following steps:

(A) In step (a) is at the same time illuminates the inspection body (15) having a plurality of lighting devices (12, 20, 25), each lighting device (12, 20, 25) emit light of different, not overlapping wavelength emits
(B) in step (b), the light signals of all the wavelengths emitted according to step (A) emanating from the test station ( 15 ) are recorded simultaneously by at least one lens ( 21 ; 52 , 53 , 54 ) of each camera ( 9 ),
(C) on each illumination device (12, 20, 25) attributable light signals of the control station (15) are each separate and different characteristics of test stations (15) detecting the line sensors (28, 31, 34, 74) each camera (9) zugelei tet, and
(D) the image signals of all line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) are summarized by the image computer ( 43 ) in such a way that a temporally and spatially high-resolution, combined image signal is formed in which each pixel has a multidimensional feature vector with each other largely independent feature components is assigned.

2. The method according to claim 1, characterized in that
that the light signals of all wavelengths are recorded simultaneously by a common lens ( 21 ) of each camera ( 9 ) and projected onto a first dichroic mirror ( 26 ),
that light signals of a first wavelength range from the first dichroic mirror ( 26 ) to a first ( 28 ; 34 ) of the Zeilensenso ren ( 28 , 31 , 34 , 74 ) and the light signals of the remaining wavelength ranges from the first dichroic mirror ( 26 ) get a second dichroic mirror ( 29 ),
and that light signals of a second wavelength range from the second dichroic mirror ( 29 ) to a second ( 31 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) and light signals of a third wavelength range to a third ( 34 ; 28 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that in front of each line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) an associated light signals sam melting lens ( 101 to 103 ) is arranged.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that in front of each line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) a rich only the desired Wellenlängenbe color filter ( 35 to 37 ) is angeord net.

5. The method according to claim 1, characterized in
that the light signals of all wavelengths are recorded simultaneously by several lenses ( 52 to 54 ) of each camera ( 9 ),
and that each lens ( 52 to 54 ) a ge only the desired wavelength range passing color filter ( 35 to 37 ) and one of the line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) are arranged downstream.

6. A method for the optical inspection of a test piece ( 2 ) consisting entirely or partially of wood with an image processing system, with the following steps:

(a) a test point ( 15 ) of the test object ( 2 ) is illuminated with at least one lighting device ( 12 , 20 , 25 ),
(b) with at least one camera ( 9 ), light signals from the test center ( 15 ) are recorded and, by means of a line sensor ( 28 , 31 , 34 ) of the camera ( 9 ) having a plurality of pixels ( 58 ), into electrical image signals proportional to the light signals converted,
(c) the image signals are evaluated by an image computer ( 43 ), and
(d) the image computer ( 43 ) controls functions for utilizing the test object ( 2 ),

characterized by the following steps:

(F) In step (a), the test center ( 15 ) is illuminated in a time-division multiplexing process ( 106 ; 107 ) in rapid succession with several lighting devices ( 12 , 20 , 25 ),
(G) in step (b), the light signals from the test center ( 15 ) attributable to all the lighting devices ( 12 , 20 , 25 ) are recorded by at least one lens ( 21 ; 52 , 53 , 54 ) of each camera ( 9 ),
(H) the light signals of the test center ( 15 ) which can be traced back to each lighting device ( 12 , 20 , 25 ) are fed to each camera ( 9 ) by separate line sensors ( 28 , 31 , 34 ) which detect different characteristics of the test center ( 15 ), and
(J) the image signals of all line sensors ( 28 , 31 , 34 ) are summarized by the image computer ( 43 ) in such a way that a temporally and spatially high-resolution, combined image signal is produced, in which each pixel has a multidimensional feature vector with largely independent conditions Characteristic components is assigned.

7. The method according to claim 6, characterized in
that with all lighting devices ( 12 , 20 , 25 ) light of the same wavelength range is emitted,
and that each line sensor ( 28 , 31 , 34 ) is only activated for the same period of time, during which time period the lighting device ( 12 , 20 , 25 ) associated with the line sensor ( 28 , 31 , 34 ) in question is switched on.

8. The method according to claim 7, characterized in that
that all light signals are picked up by a common lens ( 21 ) of each camera ( 9 ) and projected onto a first partially transparent mirror ( 108 ),
that part of the light signals from the first partially transparent mirror ( 108 ) reaches a first ( 28 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) and the rest of the light signals reach a second partially transparent mirror ( 109 ),
and that part of the rest of the light signals from the second semi-transparent mirror ( 109 ) to a second ( 31 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) and the remaining part of the rest of the light signals to a third ( 34 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ).

9. The method according to claim 6, characterized in that
that each illuminating device ( 12 , 20 , 25 ) emits light of different, non-overlapping wavelengths,
that the light signals of all wavelengths are recorded by a common lens ( 21 ) of each camera ( 9 ) and are projected onto a first dichroic mirror ( 26 ),
that light signals of a first wavelength range from the first dichroic mirror ( 26 ) to a first ( 28 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) and the light signals of the remaining wavelength ranges from the first dichroic mirror ( 26 ) to a second dichroic mirror ( 29 ) reach,
and that light signals of a second wavelength range from the second dichroic mirror ( 29 ) to a second ( 31 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) and light signals of a third wavelength range to a third ( 34 ) of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) arrive.

10. The method according to claim 7, characterized in
that the light signals attributable to each lighting device ( 12 , 20 , 25 ) are recorded simultaneously by a plurality of lenses ( 52 , 53 , 54 ) of each camera ( 9 ),
and that one of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) is arranged downstream of each lens ( 52 , 53 , 54 ).

11. The method according to claim 6, characterized in that
that each illuminating device ( 12 , 20 , 25 ) emits light of different, non-overlapping wavelengths,
that the light signals attributable to each lighting device ( 12 , 20 , 25 ) are recorded simultaneously by several lenses ( 52 , 53 , 54 ) of each camera ( 9 ),
and that each lens ( 52 , 53 , 54 ) a ge only the desired wavelength range passing color filter ( 35 , 36 , 37 ) and one of the line sensors ( 28 , 31 , 34 ) are arranged downstream.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a multi spectral line sensor is used as one ( 28 ) of the line lens sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) of each camera ( 9 ).

13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that as one of the line sensors of each camera ( 9 ) a color-effective color line sensor ( 28 ) for detecting the color and brightness information of the test center ( 15 ) is used.

14. The method according to claim 13, characterized in that by the color line sensor ( 28 ) associated lighting device ( 20 ) light in the wavelength range from 350 to 700 nm diffusely as incident light on the test site ( 15 ) is sent out.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in
that as one of the line sensors of each camera ( 9 ), a 3D line sensor ( 31 ) with square or rectangular pixels ( 58 ) for imaging the vertical extent of the test object ( 2 ) is used at the test point ( 15 ),
and that a light edge projector which projects a light edge ( 13 ) at a triangulation angle ( 14 ) onto the test site ( 15 ) is used as the associated lighting device ( 12 ).

16. The method according to claim 15, characterized in that the 3D line sensor ( 31 ) an anamorphic optical element ( 102 ) is pre-switched.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that light is emitted in a narrow wavelength range by 750 nm through the Lichtkantenpro projector ( 12 ).

18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in
that several ( 13 , 20 ) or all lighting devices are supplied with light of the entire required wavelength range by a common light source ( 80 ),
and that the required wavelength portion is filtered out ( 93 ; 92 ) from this light for each illuminating device ( 12 ; 20 ).

19. The method according to claim 17, characterized in that the light via Lichtlei ter ( 79 ; 88 ) to a distal end of each lighting device ( 20 ; 12 ) is guided.

20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in
that at least one light line sensor ( 34 ; 74 ) is used as at least one of the line sensors of each camera ( 9 ),
that a light line projector projecting a light line ( 48 ) onto the test site ( 15 ) is used as the assigned lighting device ( 25 ),
that the at least one halo line sensor ( 34 ; 74 ) detects an halo ( 72 ) of the test site ( 15 ) next to the projected light line ( 48 ),
and that the optical density of the test site ( 15 ) is determined in the image computer ( 43 ) from the size of the atrium ( 72 ).

21. The method according to claim 20, characterized in that through the Lichtlinienpro projector ( 25 ) a light line ( 48 ) containing light fan ( 47 ) in a narrow wavelength range around 800 nm is transmitted perpendicular to the surface of the test site ( 15 ).

22. The method according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the light signals recorded by each lens ( 21 ; 52 to 54 ) on their way to the individual line sensors ( 28,31,34,74 ) each through an optical filter ( 35 to 37 ) are passed, with each optical filter ( 35 to 37 ) allowing only the wavelengths intended for the downstream line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) to pass through.

23. Device ( 1 ) for the optical inspection of a test piece ( 2 ) consisting entirely or partially of wood with an image processing system,
with at least one lighting device ( 12 , 20 , 25 ) illuminating a test point ( 15 ) of the test object ( 2 ),
with at least one camera ( 9 ), recorded by the light signals from the test center ( 15 ) and converted by a line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) of the camera ( 9 ) having a plurality of pixels ( 58 ) into electrical image signals proportional to the light signals will,
and with an image computer ( 43 ) to which the image signals can be fed for evaluation and can be controlled by the functions for the utilization of the test object ( 2 ),
characterized in that the device ( 1 ) has a plurality of lighting devices ( 12 , 20 , 25 ) each emitting light of different, non-overlapping wavelengths,
that the light signals of all wavelengths can be recorded simultaneously by at least one lens ( 21 ; 52 to 54 ) of each camera ( 9 ) and, depending on the wavelengths of the lighting devices ( 12 , 20 , 25 ), each have separate, different characteristics of the test station ( 15 ) Line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) can be fed to each camera ( 9 ),
and that the image signals of all line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) can be combined by the image computer ( 43 ) into a temporally and spatially high-resolution, combined image signal in which each pixel is assigned a multi-dimensional feature vector with feature components that are largely independent of one another.

24. Device ( 1 ) for the optical inspection of a test piece ( 2 ) consisting entirely or partially of wood with an image processing system,
with at least one lighting device ( 12 , 20 , 25 ) illuminating a test point ( 15 ) of the test object ( 2 ),
with at least one camera ( 9 ), recorded by the light signals from the test center ( 15 ) and converted by a line sensor ( 28 , 31 , 34 , 74 ) of the camera ( 9 ) having a plurality of pixels ( 58 ) into electrical image signals proportional to the light signals will,
and with an image computer ( 43 ) to which the image signals can be fed for evaluation and can be controlled by the functions for the utilization of the test object ( 2 ),
characterized in that the device ( 1 ) has a plurality of lighting devices ( 12 , 20 , 25 ) which can be activated one after the other in a rapid time sequence in time-division multiplexing ( 106 ; 107 ),
that the light signals of the test center ( 15 ) that can be attributed to all the lighting devices ( 12 , 20 , 25 ) can be recorded by at least one lens ( 21 ; 52 , 53 , 54 ) of each camera ( 9 ),
that on each illumination device (12, 20, 25) attributable light signals of the control station (15) each separate, different features of the testing center (15) detecting the line sensors (28, 31, 34, 74) each camera (9), be fed,
and that the image signals of all line sensors ( 28 , 31 , 34 , 74 ) can be combined by the image computer ( 43 ) into a temporally and spatially high-resolution, combined image signal, in which each pixel is assigned a multi-dimensional feature vector with feature components that are largely independent of one another.

25. The device according to claim 23 or 24, characterized in that each camera ( 9 ) has a multispectral line sensor ( 28 ) for detecting the color and brightness information of the inspection body ( 15 ), a 3D line sensor ( 31 ) with square or rectangular pixels ( 58 ) for imaging the vertical extent of the test specimen ( 2 ) at the test site ( 15 ) and at least one halo line sensor ( 34 ; 74 ) for detecting an halo ( 72 ) of the test site ( 15 ) next to one on the test site ( 15 ) projected light line ( 48 ).

26. The apparatus according to claim 25, characterized in that the 3D line sensor ( 31 ) is assigned as a lighting device ( 12 ) a light edge ( 13 ) at a triangulation angle ( 14 ) on the test site ( 15 ) projecting light edge projector.

27. The apparatus according to claim 26, characterized in that the light edge projector ( 12 ) is arranged outside the camera ( 9 ) and has an optical deflecting element ( 17 ) for a light cone ( 13 ) generating light cone ( 57 ).

28. The device according to claim 26, characterized in that
that the light edge projector ( 12 ) has a light guide ( 51 ) guided into the camera ( 9 ) from the outside,
and that between a distal end of the light guide ( 51 ) and a window ( 50 ) of the camera ( 9 ) an optical deflection element ( 17 ) for a light edge ( 13 ) generating light cone ( 57 ) is arranged.

29. The device according to claim 27 or 28, characterized in that the optical Umlenkele element ( 17 ) for changing the triangulation angle ( 14 ) is angle adjustable ( 18 ).

30. Device according to one of claims 25 to 29, characterized in that the 3D line sensor ( 31 ) an anamorphic optical element ( 102 ) is pre-switched.

31. The device according to one of claims 25 to 30, characterized in that the multispectral line sensors ( 28 ) of all cameras ( 9 ) is assigned a lighting device ( 20 ) which has a common light source ( 80 ) and a light source through ( 80 ) fed optical fiber optics ( 79 ).

32. Device according to claim 31, characterized in
that the optical fiber optics ( 79 ) have a proximal cross-sectional converter ( 81 ) and for each camera ( 9 ) at least one distal cross-sectional converter ( 82 ) illuminating the test site ( 15 ),
and that between the proximal ( 81 ) and each dista len cross-sectional transducer ( 82 ) flexible optical fiber bundle ( 83 ) are arranged.

33. Device according to claim 31 or 32, characterized in that
that the common light source ( 80 ) also feeds further optical fiber optics ( 88 ) for a light edge projector ( 12 ) assigned to the 3D line sensor ( 31 ) of each camera ( 9 ),
with each light edge projector ( 12 ) a light edge ( 13 ) at a triangulation angle ( 14 ) on the test site ( 15 ) can be projected.

34. Device according to claim 33, characterized in
that the further Lichtleitfa seroptik ( 88 ) has a proximal cross-section converter ( 89 ) and each camera ( 9 ) has a light in the Lichtkan tenprojektor ( 12 ) feeding distal cross-section converter ( 90 ),
and that between the proximal ( 89 ) and each dista len cross-sectional transducer ( 90 ) flexible optical fiber bundle ( 91 ) are arranged.

35. Device according to one of claims 31 to 34, characterized in that between the light source ( 80 ) and each optical fiber optics ( 79 ; 88 ) a only the desired wavelength transmitting color filter ter ( 92 ; 93 ) is arranged.