DE19638727A1 - Method of increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects - Google Patents

Method of increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects

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Ruedger Dipl Ing Rubbert
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Abstract

A method for increasing the significance of tridimensional measuring of objects trough optical recordings, projected samples and triangulation calculation, whereby a coded sample is projected on the object to prevent multiplicities during the evaluation of the image data is disclosed. This method is useful specially for medical diagnostics, therapy and documentation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Signifikanz der dreidimensionalen Vermessung von Objekten durch optische Aufnahmen, aufprojizierte Muster und Triangulationsberechnung, bei dem ein kodiertes Muster auf das Objekt zur Vermeidung von Mannigfaltigkeiten bei der Auswertung der Bilddaten projiziert wird. The invention relates to a method of increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects by optical recording, aufprojizierte pattern and triangulation, in which a coded pattern is projected onto the object to avoid manifolds in the evaluation of image data.

Zum Zweck der Vermessung bietet der Einsatz von Verfahren, die auf optischer Grundlage arbeiten, eine Vielzahl von Vorteilen. For the purpose of measurement provides the use of procedures which operate on optical basis, a number of advantages. Eine Vermessung kann schnell und berührungslos erfolgen. A measurement can be carried out quickly and without contact. Zum Stand der Technik gehören elektronische Bildwandler, beispielsweise CCD-Arrays, deren Ausgangssignale unmittelbar nach einer Digitalisierung gespeichert oder ausgewertet werden können. The prior art includes electronic imager, such as CCD arrays, the output signals can be stored or immediately after digitization evaluated.

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Darstellung und optischen dreidimensionalen Vermessung von räumlichen Oberflächen. Known are methods and apparatuses for displaying and optical three-dimensional measurement of spatial surfaces. Sie basieren auf Triangulationsverfahren, bei denen unter einem bekannten Winkel Punkt-, Linien- oder beliebige andere Muster auf die betrachtete Oberfläche projiziert werden und die projizierten Muster unter einem von dem Projektionswinkel verschiedenen Blickwinkel mit einer Optik und einem Bildwandler aufgenommen werden. They are based on triangulation method, in which are projected at a known angle point, line, or any other pattern on the viewed surface and the projected patterns are recorded at an angle different from the projection angle of view with an optical system and an image converter. Die bekannte Geometrie zwischen Projektionsrichtung und Aufnahmerichtung erlaubt die dreidimensionale Berechnung von Stützpunkten der Oberfläche. The known geometry between the projection direction and receiving direction allows the three-dimensional calculation of bases the surface.

Projiziert man auf ein Objekt mit räumlichen Erstreckungen beispielsweise ein gleichmäßiges Linienmuster, ergibt sich bei einer von der Projektionsrichtung verschiedenen Blickrichtung in Abhängigkeit von der Oberflächengestalt des Objekts ein verzerrtes Linienmuster. is projected onto an object with spatial extents, for example, a uniform line pattern arises in a direction different from the direction of projection viewing direction depending on the surface shape of the object in a distorted line patterns. Bildet man aus dieser Betrachtungsrichtung das Objekt durch eine geeignete Optik auf ein CCD-Array ab, digitalisiert man die Bildsignale und stellt sie einer Datenverarbeitungseinheit zur Verfügung, so ist es möglich, an verschiedenen Stellen des Bildes die Linien zu identifizieren und bei Kenntnis des optischen Strahlengangs und unter Berücksichtigung der geometrischen Ausbildung des projizierten Linienmusters über Triangulation 3 D-Koordinaten zu errechnen. forming from this viewing direction the object by a suitable optical system onto a CCD array from, digitizing the image signals and provides them to a data processing unit available, it is possible to identify at different areas of the image, the lines and with knowledge of the optical path and to calculate, taking into account the geometrical configuration of the projected line pattern via triangulation 3-D coordinates.

Bei einer einfachen räumlichen Ausbildung des Objekts können aufgrund des relativen Abstands der abgebildeten Linien zueinander inkrementelle Koordinaten berechnet werden. In a simple spatial configuration of the object to one another incremental coordinates can be calculated on the basis of the relative distance of the imaged lines.

Es ist jedoch bekannt, daß Höhenstufen in der zu vermessenden Oberfläche unter bestimmten geometrischen Bedingungen zu relevanten Meßfehlern führen können. It is known, however, that high levels can lead, under certain geometrical conditions relevant to measurement errors in the surface to be measured. Weist das Objekt bezüglich der Projektions- bzw. der Aufnahmerichtung Hinterschneidungen auf, so ist nicht ohne weiteres ersichtlich, ob es sich bei benachbarten Linien im Abbild tatsächlich auch um benachbart projizierte Linien handelt. The object has with respect to the projection or the shooting direction of undercuts, it is not readily apparent whether it is in fact also to adjacent projected lines in adjacent lines in the image. Falls einzelne Linien nicht zur Darstellung gekommen sind, ist zudem nicht bekannt, wie viele Linien "verschluckt" worden sind. If individual lines have not come to represent, also is not known, as have been "swallowed" many lines. Als Hinterschneidungen sind hier Ausbildungen der dreidimensionalen Kontur zu verstehen, die infolge der Betrachtungs- oder der Projektionsrichtung durch Teile des Objekts selbst verdeckt und damit für eine Betrachtung oder Projektion nicht zugänglich sind. As undercuts embodiments of the three-dimensional contour are to be understood here that are due to the viewing or projection of the direction covered by parts of the object itself and is therefore not accessible for viewing or projection.

In der europäischen Patentanmeldung 0 250 993 wird ein System zur Herstellung von Keramikinlays beschrieben, bei dem zum Vermessen der Kavität eines Zahnes eine optische 3D-Meßvorrichtung verwendet wird. In the European patent application 0,250,993 a system for the production of ceramic inlays is described in which an optical 3D measurement device is used for measuring the cavity of a tooth. Dort wird die Bedeutung einer "optimalen Sicht" aus zwei Gründen unterstrichen: - erstens -, um die Aufnahmeeinheit hinsichtlich Sicht- und Projektionsrichtung derart auszurichten, daß mit einer einzigen Aufnahme die relevanten Oberflächensegmente des Objekts aufgenommen werden können und - zweitens -, um nicht aufgrund von Hinterschneidungen die 3D-Koordinaten fehlerhaft zu berechnen. There, the importance of "optimal viewing" for two reasons is underlined: - first - to align the receiving unit in respect visual and projection direction such that in a single shot the relevant surface segments of the object can be recorded and - secondly - in order not due calculate undercuts the 3D coordinates wrong. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, die Linien aufgund der partiell vorliegenden Kontrastinformation bei der Berechnung zu "gewichten". In this context, it is proposed that the lines "overweight" aufgund the partially present contrast information in the calculation to. Dies kann jedoch bei einer hinsichtlich des Kontrasts unterschiedlichen Ausbildung der Oberflächenstruktur des Objekts die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Berechnung nur zum Teil minimieren. However, this can minimize at a different in terms of contrast formation of the surface structure of the object, the probability of an erroneous calculation only in part.

Es gehört zum Stand der Technik, die aus Einzelbildern mit unterschiedlicher Aufnahmerichtung gewonnenen Teilinformationen über dreidimensionale Oberflächen anhand der 3D-Koordinaten übereinstimmender Oberflächensegmente mittels sogenannter "Matching-Algorithmen" zu einer Gesamtinformation zu kombinieren. It belongs to the prior art, the partial information derived from frames with different recording direction on three-dimensional surfaces using the 3D coordinates of corresponding surface segments by means of so-called "matching algorithms" to combine to form total information. Es ist offensichtlich, daß Mannigfaltigkeiten bzw. Unsicherheiten bezüglich der Richtigkeit der eingehenden Koordinaten eine sinnvolle numerische Berechnung verunmöglichen können, insbesondere wenn diese automatisch und online während des Aufnahmevorgangs vorgenommen werden soll. It is obvious that manifolds or uncertainties as to the accuracy of the incoming coordinates can make it impossible for a meaningful numerical calculation, especially if they should automatically be made during the recording process online.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren zur Erhöhung der Signifikanz der dreidimensionalen Vermessung von Objekten der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem jeder Bereich des projizierten Musters in dem Aufnahmebild für sich betrachtet eindeutig identifiziert werden kann, ohne daß eine Stetigkeit der Oberfläche hinsichtlich der Betrachtungs- und Projektionsrichtung in der oben beschriebenen Art und Weise vorausgesetzt werden muß. The object of the invention is therefore to provide the method for increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects of the type described above, with the considered each region of the projected pattern in the shot image itself can be uniquely identified without the need for continuity of the surface with respect to the viewing and projection direction in the above-described manner must be provided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß die zum Zwecke der dreidimensionalen Vermessung von Objekten mit räumlichen Erstreckungen nach dem Triangulationsverfahren projizierten Musterbereiche derart kodiert sind, daß sich anhand eines partiellen Bildausschnitts die Zuordnung zu dem entsprechenden Bereich des projizierten Musters erkennen läßt. The object is inventively achieved in the method in that the for the purpose of three-dimensional measurement of objects with the spatial extents projected according to the triangulation pattern regions are encoded in such a way that it is possible to identify the mapping to the corresponding region of the projected pattern on the basis of a partial image section. Aus der Kenntnis des Strahlengangs, der geometrischen Ausbildung des projizierten Musters und der Kenntnis der Lage des entsprechenden Musterausschnittes in der Bildaufnahme können mittels einfacher Triangulationsberechnung absolute 3D-Koordinaten bestimmt werden. absolute 3D coordinates can be determined by simple triangulation from a knowledge of the beam path, the geometric configuration of the projected pattern, and the knowledge of the position of the corresponding cutout pattern in the image recording.

Wenn jetzt Teile des projizierten Musters in einen abgeschatteten Bereich fallen, so kann dennoch partiell das Muster identifiziert und eine exakte 3D-Berechnung ausgeführt werden. Now, if parts of the projected pattern falls into a shaded area, the pattern can be identified nevertheless partial and accurate 3D calculations are performed. Zwar ist die dreidimensionale Vermessung der Oberfläche bezüglich des abgeschatteten Bereichs nicht möglich, aber für die anderen Bereiche aufgrund der eindeutigen Zuordnung der jeweiligen Musterpartien korrekt. Although the three-dimensional measurement of the surface with respect to the shaded area is not possible, but correctly for the other areas due to the unambiguous assignment of the respective model games.

Es ist denkbar, daß die Ausbildung des kodierten Musters gegenüber einem einfachen Streifenmuster unter Umständen die Anzahl der berechenbaren 3D-Informationen reduziert. It is conceivable that under certain circumstances the formation of the coded pattern over a simple striped pattern reduces the number of predictable 3D information. Bewegt man jedoch mit geringer Geschwindigkeit die Aufnahmeeinheit gegenüber dem Objekt und nimmt währenddessen eine Folge unterschiedlicher Einzelbilder auf, so können durch geeignete Kombination der den Einzelbildern zugeordneten Informationen die 3D-Informationen verdichtet als auch sukzessive vervollständigt werden; However, moving at low speed, the receiving unit relative to the object and takes during which a sequence of different frames, so can the compressed 3D information as will also completes successively by a suitable combination of associated with the frames information; sei es, um die aufgrund von Hinterschneidungen in Einzelbildern fehlenden Informationen zu ergänzen; whether to supplement the result of undercuts missing in frames information; sei es um größere Objekte darzustellen, als dies aufgrund der Begrenzungen des Sichtfelds der Aufnahmeeinheit in einer Einzelaufnahme möglich ist. be it to represent larger objects than is possible due to the limitations of the field of view of the receiving unit in a single shot.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in dem vorstehend beschriebenen Sinne Mannigfaltigkeiten bei der Triangulationsberechnung vermieden und die Signifikanz dieser Berechnungen erhöht werden. The inventive method can be avoided manifolds in the triangulation calculation in the sense described above, and the significance of these calculations are increased.

"Kodiert" sind im Sinne dieser Erfindung Bereiche des aufprojizierten Musters, die hinsichtlich ihrer geometrischen Ausbildung und/oder Erstreckung und/oder ihrer sonstigen beispielsweise farbigen Ausgestaltung signifikant unterscheidbar sind. "Encodes" are areas of aufprojizierten pattern that are significantly distinguishable colored example embodiment according to this invention with respect to their geometrical design and / or extension and / or its other.

Wird als Muster für die Projektion ein Linienmuster verwendet, erhält man für die 3D-Berechnung relevante Informationen, wenn die Linien mit einer wesentlichen Komponente quer zu der von der zwischen Blick- und Projektionsrichtung aufgespannten Ebene gestreift sind. Is used as a pattern for projecting a line pattern is obtained for the 3D calculation-relevant information, when the lines are striped with a substantial component transverse to the plane defined by the direction between gaze and projection plane.

Bei Verwendung eines Linienmusters können die Linien erfindungsgemäß vorteilhaft z. When using a line pattern, the lines can advantageously according z. B. durch Variation der Strichstärke innerhalb der jeweiligen Linie kodiert werden. B. be encoded by varying the line thickness within the respective line. Hierbei können binäre, andere diskrete und analoge Kodierungen zum Einsatz kommen. Here, binary, other discrete and analog codes can be used.

Werden beispielsweise - erstens - helle Linien auf das Objekt projiziert, liegen - zweitens - die Kontrastdaten der digitalisierten Bildinformationen im Speicher einer Datenverarbeitungseinheit flächig vor, sind also in Zeilen und Spalten organisiert und repräsentieren - drittens - die Spaltendaten beispielsweise die Bildinformationen in Richtung der Ebene, die zwischen Aufnahme- und Projektionsrichtung aufgespannt wird, kann die automatisierte Auswertung der Daten in einem geeigneten Algorithmus zum Zwecke der Berechnung der absoluten 3D-Koordinaten derart erfolgen, daß die Kontrastdaten entlang einer Bildspalte auf die Übereinstimmung mit der Musterfolge dunkel/hell/dunkel überprüft werden. For example, - first, - light lines projected onto the object, are - second, - the contrast data of the digitized image information in the memory of a data processing unit surface before, so are organized in rows and columns and represent - third - the column data such as the image information in the direction of the plane, which is spanned between the recording and the direction of projection, the automated analysis of the data in a suitable algorithm for the purpose of calculating the absolute 3D coordinates can be performed such that the contrast data along an image column in the accordance with the pattern sequence to be dark bright / verified / dark , Hierfür sind die entsprechenden statistischen und numerischen Methoden wie Kreuzkorrelation, Wiener-Filter etc. auch für die Subpixelauswertung bekannt. For this, the appropriate statistical and numerical methods such as cross-correlation, Wiener filter, etc. for the subpixel evaluation are known.

Ist nun die Spaltenstelle der Musterübereinstimmung bekannt, das heißt, hat man eine Linie identifiziert, kann über Kantenverfolgung der Verlauf und die Ausbildung der Linie in den benachbarten Spalten untersucht werden. Is now the column location of the known pattern matching, that is, have been identified, a line can be studied over edge tracing the course and the formation of the line in the adjacent columns. Mit den zum Stand der Technik gehörenden Methoden der Mustererkennung kann damit die Linie selbst bezüglich ihrer Ausbildung und damit ihrer Kodierung untersucht werden. With belonging to the state of the art methods of pattern recognition so that the line can be examined even in terms of their training and their coding.

Im Ergebnis ist - erstens - die Spaltenstelle bekannt, an der die Linie mit ihrem Musterschwerpunkt aufgenommen wurde und - zweitens - das entsprechende Liniensegment dekodiert; the column location is known, in which the line was taken up with their pattern of gravity and - - As a result, - first, second, - decoding the corresponding line segment; somit läßt sich das Liniensegment eindeutig zur entsprechenden Musterstelle in dem unverzerrten und zur Projektion gekommenen Muster zuordnen. Thus, the line segment can assign unique to the corresponding pattern position in the undistorted and had come to the projection pattern. Aus diesen Informationen kann über Triangulationsberechnung die 3D-Koordinate für einen entsprechenden Punkt der betrachteten Oberfläche des Objekts bestimmt werden. From this information, the 3D coordinate of a corresponding point of the observed surface of the object can be determined by triangulation.

Identifiziert man nun in der beschriebenen Art und Weise sowohl die anderen Linien in derselben Spalte und führt man dieses Verfahren auch in anderen Spalten durch erhält man eine Anzahl von Koordinaten, die sämtlich einzelnen Punkten auf der Oberfläche des Objekts entsprechen. If we now identified in the manner described, both the other lines in the same column and leads to this method also in other columns by obtaining a number of coordinates corresponding to all of the individual points on the surface of the object. Derartige sogenannte "Punktewolken", mit denen die Ausbildung von Oberflächen beschrieben wird, sind in der Technik bekannt. Such so-called "point clouds" that allow the formation of surfaces is described, are known in the art. Die weitere Datenverarbeitung von Punktewolken beispielsweise zur Bildung von Gitternetzstrukturen oder von Flächensegmenten gehört ebenfalls zum Stand der Technik. Further data processing of point clouds for example, the formation of reticular structures or surface segments also part of the prior art.

Insbesondere bei medizinischen Anwendungen ermöglicht die mit vorstehendem Verfahren mögliche exakte dreidimensionale digitale Beschreibung den Verzicht auf räumliche Abformungen (wie z. B. Gipsabdrücken) zur Dokumentation von Befunden dreidimensionalen Inhalts oder zur computergestützten Anfertigung von therapeutischen Mitteln (wie z. B. Zahnspangen, Zahnersatz, Implantate). Particularly in medical applications made possible with the above method exact three-dimensional digital description eliminates the need for spatial impressions (such as. For example, plaster casts) for documentation of features three-dimensional content or for computer-assisted production of therapeutic agents (such as, for example, braces, dental prosthesis, implants).

Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, entlang der jeweils betrachteten Linie abwechselnd Segmente mit einfacher und doppelter Strichstärke anzuordnen. It is advantageous according alternately arranging along the respectively considered line segments with single and double line thickness. Werden beispielsweise zudem jeweils kurze und lange Liniensegmente verwendet, können aus der Variation kurzer und langer Liniensegmente mit einfacher oder doppelter Strichstärke entlang einer Linie analog zum Morsealphabet die Linien unterschiedlich kodiert werden. For example, also each short and long line segments used, the lines are coded differently with single or double line thickness along a line similar to the Morse code from the variation of short and long line segments. Wenn jetzt Linien in einen abgeschatteten Bereich fallen, so kann dennoch für jedes einzelne sichtbare Liniensegment, das die vollständige Kodierung enthält, eine Berechnung absoluter 3D-Koordinaten ausgeführt werden, ohne daß hierfür Informationen bezüglich anderer Linien oder Linienabschnitte erforderlich sind. Now, when lines fall into a shaded area, a calculation of absolute 3D coordinates can nevertheless for each visible line segment, which contains the complete coding, are performed without the need for information on other lines or line segments are needed.

Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, in bestimmten Musterausschnitten in geometrisch eindeutiger Anordnung beispielsweise den schwarz/weiß-Anteil zu variieren, um aus dem jeweiligen Verhältnis schwarz zu weiß die Musterpartie von anderen unterscheiden zu können. It is according to the invention advantageous to vary the black / white portion in particular pattern cutouts in geometrically unambiguous arrangement, for example, to distinguish from the respective ratio of black to white, the pattern portion from another. Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft können die Segmente mit unterschiedlichem Schwarzanteil linear oder konzentrisch angeordnet werden. According to the invention particularly advantageous are the segments can be arranged linearly or concentrically with varying degrees of black.

Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, in bestimmten Musterausschnitten Unterbrechungen der Linien anzuordnen und durch unterschiedliche Ausgestaltung dieser Unterbrechungen die Musterteile zu variieren. It is advantageous according to arrange breaks of the lines in certain pattern cutouts and vary by different design of these breaks the pattern pieces.

Alternativ oder zusätzlich zu einer schwarz/weiß-Ausbildung des Musters kann erfindungsgemäß besonders vorteilhaft eine Farbkodierung des Musters vorgenommen werden. Alternatively, or in addition to a black / white-formation of the pattern color coding of the pattern can be made according to the invention is particularly advantageous. Bei Verwendung von Linien als Muster kann erfindungsgemäß vorteilhaft beispielsweise jede Linie in einer unterschiedlichen Farbe ausgeführt werden. When using lines as a pattern, for example, each line can be executed in a different color according to the invention advantageous. Dadurch bleibt die Informationsdichte je Linie vollständig erhalten; Thus, the information density per line is fully retained; dennoch ist jede Linie eindeutig zu identifizieren, sofern der Farbgehalt der aufgenommenen Oberfläche eine solche Unterscheidung zuläßt. but each line is clearly identifiable, if the color content of the recorded surface permits such a distinction.

Unter "Farbe" wird im Sinne dieser Erfindung eine Auswahl von Spektrallinien und Spektralbereichen des sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Lichts verstanden. "Color" is a selection of spectral lines and spectral regions of the visible, infrared and / or ultraviolet light is to be understood within the meaning of this invention. Im Sinne dieser Definition ist es unerheblich, ob die Farbe durch Erzeugung bestimmter Spektren oder Spektralbereiche und gegebenenfalls durch additive Farbmischung gebildet oder durch Absorption und gegebenenfalls subtraktive Farbmischung aus einem breiteren Spektrum gefiltert wird. For these purposes it is immaterial whether the ink is filtered by the production of certain spectra or spectral ranges, and optionally formed by additive color mixing or by absorption and, if desired subtractive color mixture of a wider range.

"Schwarz" wird im Sinne dieser Erfindung synonym für im wesentlichen unbeleuchtet und/oder für im wesentlichen ohne Rückstrahl- oder Durchstrahlkomponente aufgrund von Absorption verwendet. "Black" is used synonymously for purposes of this invention is substantially non-illuminated and / or for substantially without Rückstrahl- or through-beam component due to absorption.

"Weiß" wird im Sinne dieser Erfindung synonym für mit breitem Spektralband beleuchtet und für mit Rückstrahl- oder Durchstrahlkomponente mit breitem Spektralband verwendet. "White" is used synonymously illuminated in accordance with this invention with a wide spectral band and used for Rückstrahl- with or through-beam component having a broad spectral band.

Sämtliche in dieser Erfindung beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens können erfindungsgemäß besonders vorteilhaft in vielfältiger Art und Weise miteinander kombiniert werden. All operations described in this invention, embodiments of the method according to the invention can be particularly advantageously combined in many different ways with each other.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

Es zeigt die anliegende Zeichnung in den Figuren Fig. 1 und 2 Ausführungsformen von kodierten Mustern zur Durchführung von optischen Aufnahmen zum Zwecke der dreidimensionalen Vermessung von Objekten durch aufprojizierte Muster und Triangulationsberechnungen nach der Erfindung, teilweise schematisiert. It shows the accompanying drawings in the figures Fig. 1 and 2 embodiments of coded patterns for carrying out optical pick up for the purpose of three-dimensional measurement of objects using triangulation aufprojizierte patterns and according to the invention, partially in schematic form.

In dem in Fig. 1 gezeigten Linienmuster ist die Strichstärke entlang der jeweiligen Linie in regelmäßig wiederholter Folge abwechselnd in einfacher oder doppelter Breite (Strichstärke) dergestalt ausgeführt, daß in einem definierten Linienabschnitt das Längenverhältnis der Stücke mit einfacher und doppelter Strichstärke von Linie zu Linie unterschiedlich ausgebildet ist. In the example shown in FIG. 1 line pattern, the line thickness along the respective line alternately in periodically repeated sequence in single or double width (line width) is performed such that the aspect ratio of the pieces varies in a defined line segment with single and double line thickness of line to line is trained. In analoger Anwendung der in der Signalverarbeitung üblichen Ausdrucksweise kann man mit anderen Worten in diesem Zusammenhang von einem unterschiedlichen schwarz/weiß-Tastverhältnis innerhalb der Periodizität des Musters sprechen. In analogous application of the standard in signal processing language you can speak in the periodicity of the pattern in other words, in this context of a different black / white duty.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich zusätzlich zu der Kodierung der Musterteile dadurch aus, daß aufgrund der besonderen Ausbildung des Musters eine hohe Dichte der berechenbaren Stützpunkte erreicht werden kann. The embodiment shown in Fig. 1 is distinguished in addition to the coding of the pattern parts is characterized in that a high density of computable points can be achieved due to the special design of the pattern.

In Fig. 2 wird eine Anordnung von konzentrischen Musterelementen gezeigt wobei die einzelnen Elemente dergestalt kodiert sind, daß - erstens - der innere Kreis in 90°-Segmenten unterschiedlich geschwärzt ist, - zweitens - der äußere konzentrische Ring in 90°-Segmenten unterschiedlich geschwärzt ist und - drittens - die Winkelstellung des äußeren konzentrischen Ringmusters zur übergeordneten Elementanordnung unterschiedlich ausgebildet ist. In Fig. 2 is shown an arrangement of concentric pattern elements wherein the individual elements are such codes in that - first, - the inner circle is blackened differently in 90 ° segments, - second, - the outer concentric ring in 90 ° segments is different blackened and - the angular position of the outer concentric ring pattern is formed differently from the parent arrangement - thirdly. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich zusätzlich zu der Kodierung der Musterteile dadurch aus, daß The embodiment shown in Fig. 2 is characterized, in addition to the coding of the pattern parts is characterized in that

  • a) durch die drei genannten Möglichkeiten der unterschiedlichen Ausbildung des einzelnen Musterelements eine hohe Signifikanz der Kodierung erreicht werden kann und insofern a) can be achieved a high significance of the coding by the three mentioned options for different training of the individual pattern element and as such
  • b) eine große Anzahl von Elementen sicher unterschieden werden können, beziehungsweise b) a large number of items can be clearly distinguished, respectively
  • c) redundante Informationen zu Prüfzwecken dargestellt werden können, c) redundant information can be displayed for verification purposes,
  • d) sich die konzentrische Ausbildung der Musterelemente für die automatische Mustererkennung eignet und d) suitable, the concentric configuration of the pattern elements for automatic pattern recognition and
  • e) sich der innere Kreis in seinen unterschiedlichen Ausbildungen für die exakte Bestimmung der Stelle im verzerrten Abbild des projizierten Musters mittels Mustererkennungsalgorithmen eignet. e) the inner circle is suitable in its different embodiments for the exact determination of the point in the distorted image of the pattern projected by means of pattern recognition algorithms.

Claims (9)

  1. 1. Verfahren zur Erhöhung der Signifikanz der dreidimensionalen Vermessung von Objekten durch optische Aufnahmen, aufprojizierte Muster und Triangulationsberechnung, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Bereiche des aufprojizierten Musters eine unterschiedliche Ausbildung aufweisen und damit kodiert sind. 1. A method for increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects by optical recording, aufprojizierte pattern and triangulation, characterized in that different areas of the pattern have a different training aufprojizierten and encodes it.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster aus mindestens zwei geometrischen Elementen zusammengesetzt ist, die durch unterschiedliche Ausbildung kodiert sind. 2. The method according to claim 1, characterized in that the pattern is composed of at least two geometric elements, which are encoded by different training.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den unterschiedlich ausgebildeten geometrischen Elementen um Elemente mit im wesentlichen linearer Erstreckung handelt. 3. The method according to claim 2, characterized in that it is in the differently shaped geometric elements are elements with a substantially linear extension.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den unterschiedlich ausgebildeten geometrischen Elementen um Elemente mit im wesentlichen konzentrischer Erstreckung handelt. 4. The method according to claim 2, characterized in that it is in the differently shaped geometric elements to elements having substantially concentric extension.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich ausgebildeten Bereiche des Musters Unterschiede hinsichtlich der Ausbildung der Strichstärke aufweisen und dadurch kodiert sind. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the differently formed areas of the pattern have differences with regard to the formation of the line width and are encoded thereby.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich ausgebildeten geometrischen Elemente des Musters Unterschiede durch Unterbrechung aufweisen und dadurch kodiert sind. 6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the differently shaped geometric elements of the pattern show differences by interrupting and are encoded thereby.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich ausgebildeten Bereiche des Musters Unterschiede hinsichtlich der Farbgestaltung und/oder des schwarz/weiß-Gehalts aufweisen und dadurch kodiert sind. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the differently formed areas of the pattern have differences in the color scheme and / or the black / white content and are encoded thereby.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bildinformation 3D-Koordinaten von jeweils mindestens einem Punkt aus mindestens zwei Bereichen der Oberfläche des aufgenommenen Objekts berechnet werden, auf die während der Aufnahme unterschiedlich kodierte Bereiche des Musters projiziert worden sind. 8. A method according to any one of claims 1 or 7, characterized in that at least two regions of the surface of the captured object can be calculated from the image information of the 3D coordinates of at least one point, has been projected to the differently coded during the recording areas of the pattern are.
  9. 9. Verwendung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für die medizinische Diagnostik, Therapie oder Dokumentation. 9. Use of the method according to any one of claims 1 to 8 for medical diagnostics, therapy or documentation.
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