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

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

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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 for increasing the significance of the three-dimensional measurement of objects by optical recordings, projected pattern and triangulation calculation, in which a coded pattern on the object to avoid manifolds when evaluating the image data is projected.

Zum Zweck der Vermessung bietet der Einsatz von Verfahren, die auf optischer Grundlage arbeiten, eine Vielzahl von Vorteilen. Eine Vermessung kann schnell und berührungslos erfolgen. Zum Stand der Technik gehören elektronische Bildwandler, beispielsweise CCD-Arrays, deren Ausgangssignale unmittelbar nach einer Digitalisierung gespeichert oder ausgewertet werden können.For the purpose of measurement offers the use of methods based on optical Working from a variety of advantages. A measurement can be done quickly and done without contact. The prior art includes electronic image converters,  for example CCD arrays, the output signals immediately after one Digitization can be saved or evaluated.

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zur Darstellung und optischen dreidimensionalen Vermessung von räumlichen Oberflächen. 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. Die bekannte Geometrie zwischen Projektionsrichtung und Aufnahmerichtung erlaubt die dreidimensionale Berechnung von Stützpunkten der Oberfläche.Methods and devices for display and optical are known three-dimensional measurement of spatial surfaces. They are based on Triangulation methods in which point, line or any other patterns are projected onto the surface under consideration and the projected pattern from a different perspective than the projection angle with an optical system and an image converter. The well-known The geometry between the projection direction and the recording direction allows the three-dimensional calculation of surface support points.

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. 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 3D-Koordinaten zu errechnen.If, for example, a uniform line pattern is projected onto an object with spatial extensions, a distorted line pattern results when the viewing direction is different from the projection direction, depending on the surface shape of the object. If the object is imaged onto a CCD array using suitable optics, the image signals are digitized and made available to a data processing unit, it is possible to identify the lines at various points in the image and with knowledge of the optical beam path and to calculate 3 D coordinates using triangulation, taking into account the geometric design of the projected line pattern.

Bei einer einfachen räumlichen Ausbildung des Objekts können aufgrund des relativen Abstands der abgebildeten Linien zueinander inkrementelle Koordinaten berechnet werden.With a simple spatial training of the object can due to relative distance between the lines shown incremental coordinates be calculated.

Es ist jedoch bekannt, daß Höhenstufen in der zu vermessenden Oberfläche unter bestimmten geometrischen Bedingungen zu relevanten Meßfehlern führen können. 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. Falls einzelne Linien nicht zur Darstellung gekommen sind, ist zudem nicht bekannt, wie viele Linien "verschluckt" worden sind. 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.However, it is known that elevation levels are below in the surface to be measured certain geometric conditions can lead to relevant measurement errors. Directs the object with respect to the projection or the recording direction Undercuts, it is not immediately apparent whether it is neighboring lines in the image actually also around neighboring projected lines acts. If individual lines have not been displayed, it is also not Knows how many lines have been "swallowed". As undercuts are here To understand the formation of the three-dimensional contour, which as a result of  Viewing or projection direction hidden by parts of the object itself and are 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. 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. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, die Linien aufgund der partiell vorliegenden Kontrastinformation bei der Berechnung zu "gewichten". Dies kann jedoch bei einer hinsichtlich des Kontrasts unterschiedlichen Ausbildung der Oberflächenstruktur des Objekts die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Berechnung nur zum Teil minimieren.In European patent application 0 250 993 a system for the production of Ceramic inlays described, in which one for measuring the cavity of a tooth optical 3D measuring device is used. There the meaning of a "Optimal view" underlined for two reasons: - first - to the Align the recording unit with respect to the viewing and projection direction in such a way that the relevant surface segments of the object with a single exposure can be included and - secondly - so as not to be due to Undercuts to calculate the 3D coordinates incorrectly. In this Context is suggested, the lines based on the partially existing Contrast information in the calculation to "weight". However, this can be the case with a with regard to the contrast different formation of the surface structure of the Object only partially the probability of an incorrect calculation minimize.

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. 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 part of the state of the art that consists of individual images with different Partial information obtained via three-dimensional surfaces based on the 3D coordinates of matching surface segments using Combine so-called "matching algorithms" to provide overall information. It it is obvious that there are manifolds or uncertainties regarding the correctness make a meaningful numerical calculation of the incoming coordinates impossible can, especially if they automatically and online during the Recording process should be made.

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 increase the significance of the method three-dimensional measurement of objects of the type described above create with which each area of the projected pattern in the captured image for itself considered can be clearly identified without a continuity of the surface with regard to the viewing and projection direction in the manner described above and how must be assumed.  

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. 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.The object is achieved in the method in that the for Purposes of three-dimensional measurement of objects with spatial Extents projected according to the triangulation method in such a way are coded that the assignment to the corresponding area of the projected pattern. From knowledge the beam path, the geometric design of the projected pattern and the Knowledge of the position of the corresponding sample section in the image acquisition can calculate absolute 3D coordinates using a simple triangulation calculation be determined.

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. 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.If parts of the projected pattern now fall into a shadowed area, so can still partially identify the pattern and an exact 3D calculation be carried out. Although the three-dimensional measurement of the surface not possible with regard to the shaded area, but for the other areas correct due to the clear assignment of the respective sample lots.

Es ist denkbar, daß die Ausbildung des kodierten Musters gegenüber einem einfachen Streifenmuster unter Umständen die Anzahl der berechenbaren 3D-Informationen reduziert. 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; sei es, um die aufgrund von Hinterschneidungen in Einzelbildern fehlenden Informationen zu ergänzen; sei es um größere Objekte darzustellen, als dies aufgrund der Begrenzungen des Sichtfelds der Aufnahmeeinheit in einer Einzelaufnahme möglich ist.It is conceivable that the formation of the encoded pattern against one simple stripe pattern, the number of predictable 3D information reduced. However, if you move the at low speed Acquisition unit opposite the object and takes a sequence different individual images, so by a suitable combination of the Information associated with single images condenses the 3D information as well to be gradually completed; be it due to undercuts to add missing information in single images; be it larger objects to represent as this due to the limitations of the field of view of the imaging unit is possible 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. By the method according to the invention can be described in the above Avoid manifolds in the triangulation calculation and the The significance of these calculations can be 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.For the purposes of this invention, “coded” are areas of the projected pattern that with regard to their geometric formation and / or extension and / or their other, for example colored design, are significantly distinguishable.

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.If a line pattern is used as a pattern for the projection, one obtains for the 3D calculation relevant information when the lines with an essential Component perpendicular to that between the direction of view and projection strung plane are striped.

Bei Verwendung eines Linienmusters können die Linien erfindungsgemäß vorteilhaft z. B. durch Variation der Strichstärke innerhalb der jeweiligen Linie kodiert werden. Hierbei können binäre, andere diskrete und analoge Kodierungen zum Einsatz kommen.When using a line pattern, the lines can be advantageous according to the invention e.g. B. can be encoded by varying the line width within the respective line. Binary, other discrete and analog encodings can be used here come.

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. Hierfür sind die entsprechenden statistischen und numerischen Methoden wie Kreuzkorrelation, Wiener-Filter etc. auch für die Subpixelauswertung bekannt.For example, if - first - bright lines are projected onto the object, lie - second - the contrast data of the digitized image information in the memory of one Data processing unit flat, so are organized in rows and columns third - represent the column data, for example, the image information in Direction of the plane spanned between the direction of recording and projection the automated evaluation of the data can be carried out in a suitable algorithm for the purpose of calculating the absolute 3D coordinates in such a way that the Contrast data along an image column to match pattern sequence dark / light / dark can be checked. The corresponding statistical are for this and numerical methods such as cross correlation, Wiener filter etc. also for the Subpixel evaluation 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. Mit den zum Stand der Technik gehörenden Methoden der Mustererkennung kann damit die Linie selbst bezüglich ihrer Ausbildung und damit ihrer Kodierung untersucht werden.If the column position of the pattern match is known, that is, you have A line identified can be followed by edge tracking of the course and training the line in the adjacent columns. With the status of The line itself can use technology-related methods of pattern recognition be examined with regard to their training and thus their coding.

Im Ergebnis ist - erstens - die Spaltenstelle bekannt, an der die Linie mit ihrem Musterschwerpunkt aufgenommen wurde und - zweitens - das entsprechende Liniensegment dekodiert; somit läßt sich das Liniensegment eindeutig zur entsprechenden Musterstelle in dem unverzerrten und zur Projektion gekommenen Muster zuordnen. Aus diesen Informationen kann über Triangulationsberechnung die 3D-Koordinate für einen entsprechenden Punkt der betrachteten Oberfläche des Objekts bestimmt werden.As a result - firstly - the column position at which the line with its The focus of the sample was included and - secondly - the corresponding one  Line segment decoded; thus the line segment can be clearly corresponding sample in the undistorted and projected Assign patterns. This information can be used to calculate the triangulation 3D coordinate for a corresponding point on the observed surface of the Object can be determined.

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. Derartige sogenannte "Punktewolken", mit denen die Ausbildung von Oberflächen beschrieben wird, sind in der Technik bekannt. Die weitere Datenverarbeitung von Punktewolken beispielsweise zur Bildung von Gitternetzstrukturen oder von Flächensegmenten gehört ebenfalls zum Stand der Technik.Now identify the other lines in the manner described in the same column and this procedure is also carried out in other columns you get a number of coordinates, all of which are individual points on the Surface of the object. Such so-called "point clouds" with which the formation of surfaces is described are in the art known. The further data processing of point clouds, for example for formation of grid structures or of surface segments also belongs to the state of the Technology.

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).Especially with medical applications, the one with the above enables Procedure possible exact three-dimensional digital description the waiver spatial impressions (such as plaster casts) to document findings three-dimensional content or for computer-aided production of therapeutic agents (such as braces, dentures, implants).

Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, entlang der jeweils betrachteten Linie abwechselnd Segmente mit einfacher und doppelter Strichstärke anzuordnen. 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. 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.It is advantageous according to the invention, along the line under consideration alternately arrange segments with single and double line width. If, for example, short and long line segments are also used, can from the variation of short and long line segments with simple or double the line width along a line analogous to the Morse code the lines be coded differently. If now lines in a shadowed area can still fall for each visible line segment that the contains complete coding, a calculation of absolute 3D coordinates without any information regarding other lines or Line segments are required.

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. Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft können die Segmente mit unterschiedlichem Schwarzanteil linear oder konzentrisch angeordnet werden.It is advantageous according to the invention, in certain pattern sections, geometrically clear order, for example, to vary the black and white portion  the pattern ratio of others depending on the respective ratio black to white to be able to distinguish. According to the invention, the Segments with different black levels arranged linearly or concentrically will.

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 the invention in certain pattern sections Arrange breaks in the lines and different designs these interruptions to vary the sample parts.

Alternativ oder zusätzlich zu einer schwarz/weiß-Ausbildung des Musters kann erfindungsgemäß besonders vorteilhaft eine Farbkodierung des Musters vorgenommen werden. Bei Verwendung von Linien als Muster kann erfindungsgemäß vorteilhaft beispielsweise jede Linie in einer unterschiedlichen Farbe ausgeführt werden. Dadurch bleibt die Informationsdichte je Linie vollständig erhalten; dennoch ist jede Linie eindeutig zu identifizieren, sofern der Farbgehalt der aufgenommenen Oberfläche eine solche Unterscheidung zuläßt.Alternatively or in addition to a black and white training of the pattern can color coding of the pattern is particularly advantageous according to the invention be made. When using lines as a pattern, according to the invention each line advantageously has a different color, for example will. As a result, the information density per line is completely preserved; yet each line must be clearly identified, provided that the color content of the recorded Surface allows such a distinction.

Unter "Farbe" wird im Sinne dieser Erfindung eine Auswahl von Spektrallinien und Spektralbereichen des sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Lichts verstanden. 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."Color" in the sense of this invention is a selection of spectral lines and Spectral ranges of visible, infrared and / or ultraviolet light Understood. In the sense of this definition it is irrelevant whether the color by Generation of certain spectra or spectral ranges and possibly by additive color mixture formed or by absorption and optionally subtractive Color mixture is filtered from 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.For the purposes of this invention, "black" becomes synonymous with essentially unlit and / or for essentially no retro-or Transmission component used 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. For the purposes of this invention, “white” becomes synonymous with having a broad spectral band illuminated and for with retroreflective or transmission component with wide Spectral band used.  

Sämtliche in dieser Erfindung beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens können erfindungsgemäß besonders vorteilhaft in vielfältiger Art und Weise miteinander kombiniert werden.All of the embodiments of the method described in this invention can be particularly advantageous according to the invention in a variety of ways can be combined 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 uses of the present Invention emerge from the following description more preferred Exemplary embodiments in connection with the attached drawing.

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 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 the line pattern shown in Fig. 1, the line width along the respective line is carried out in a regularly repeated sequence alternately in single or double width (line width) such that in a defined line section the length ratio of the pieces with single and double line width varies from line to line is trained. In an analogous application of the expression customary in signal processing, in other words one can speak in this context of a different black / white duty cycle within the periodicity of the pattern.

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 characterized in addition to the coding of the sample parts in that, due to the special design of the pattern, a high density of the calculable support points can be achieved.

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. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich zusätzlich zu der Kodierung der Musterteile dadurch aus, daßAn arrangement of concentric pattern elements is shown in FIG. 2, the individual elements being coded in such a way that - firstly - the inner circle is blackened differently in 90 ° segments, - secondly - the outer concentric ring is blackened differently in 90 ° segments and - thirdly - the angular position of the outer concentric ring pattern with respect to the higher-level element arrangement is designed differently. The embodiment shown in Fig. 2 is characterized in addition to the coding of the sample parts in that

  • a) durch die drei genannten Möglichkeiten der unterschiedlichen Ausbildung des einzelnen Musterelements eine hohe Signifikanz der Kodierung erreicht werden kann und insoferna) through the three possibilities of different training of the high significance of the coding can be achieved for each sample element can and insofar
  • b) eine große Anzahl von Elementen sicher unterschieden werden können, beziehungsweiseb) a large number of elements can be safely distinguished, respectively
  • c) redundante Informationen zu Prüfzwecken dargestellt werden können,c) redundant information can be displayed for test purposes,
  • d) sich die konzentrische Ausbildung der Musterelemente für die automatische Mustererkennung eignet undd) the concentric formation of the pattern elements for the automatic Pattern recognition is suitable 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 in its different training for the exact Determination of the position in the distorted image of the projected pattern using Pattern recognition algorithms are suitable.

Claims (9)

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 recordings, projected patterns and triangulation calculation, characterized in that different areas of the projected pattern have a different design and are therefore coded. 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 by different training are coded. 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 formed geometric elements around elements with im essentially linear extension. 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 formed geometric elements around elements with im essentially concentric extension. 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 trained areas of the pattern differences have with regard to the formation of the line width and are thereby coded. 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 designed geometric elements of the pattern Have differences due to interruption and are therefore coded. 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 trained areas of the pattern differences with regard to the color design and / or the black / white content and are encoded by it.   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. The method according to any one of claims 1 or 7, characterized in that 3D coordinates of at least one point each from the image information from at least two areas of the surface of the recorded object calculated on the differently coded during recording Areas of the pattern have been projected. 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 one of claims 1 to 8 for the medical diagnostics, therapy or documentation.
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