DE202009002520U1 - Lightning pattern projector for 3D surveying - Google Patents

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Abstract

Blitz-Musterprojektor gekennzeichnet dadurch, daß das Gerät aus den Komponenten Blitzlichquelle einschließlich elektronischer Steuerung und Energieversorgung, Mustervorlage und Projektionsobjektiv besteht. Die Mustervorlage ist zwischen Blitzlichquelle und Projektionsobjektiv so angeordnet, daß bei Auslösung des Blitzes auf dem zu beleuchtenden Objekt eine annähernd scharfe Abbildung des Musters entsteht. Für den Anschluß an eine Fotokamera ist ein Steckschuh vorgesehen.Lightning pattern projector characterized in that the device consists of the components Blitzlichquelle including electronic control and power supply, template and projection lens. The template is positioned between the flash source and the projection lens so that when the flash fires on the object to be illuminated, it produces an approximately sharp image of the pattern. For connection to a camera a plug shoe is provided.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Blitz-Musterprojektor für 3D-Vermessungsaufnahmen
gekennzeichnet durch:

  • – Verwendung als Lichtquelle für fotografische Aufnahmen
  • – es wird ein festgelegtes Bildmuster in die Aufnahme einprojiziert
  • – interne oder externe Blitz-Beleuchtungsquelle
  • – gerades oder abgewinkeltes Projektionsobjektiv
  • – Mustervorlagen-Halter und Mustervorlage zwischen Blitz-Beleuchtungsquelle und Projektionsobjektiv
  • – der Musterprojektor kann als komplettes Elektronenblitzgerät oder als rein optisches Zusatzgerät zu einem solchen Gerät ausgeführt werden
Lightning pattern projector for 3D surveying
marked by:
  • - Use as a light source for photographic shots
  • - It is einprojiziert a fixed image pattern in the recording
  • - internal or external flash illumination source
  • - straight or angled projection lens
  • - Pattern template holder and template between flash lighting source and projection lens
  • - The pattern projector can be designed as a complete electronic flash device or as a purely optical accessory to such a device

Problematikproblem

Viele Verfahren zur dreidimensionalen Vermesssung von Objekten verwenden auf das Objekt projizierte Muster, um dessen körperliche Form zu erfassen. Bisher werden dafür Projektoren verwendet, die das zur Vermessung benutzte Muster dauerhaft auf das Objekt abbilden. Dieses Verfahren ist mit einer verhältnismäßig aufwendigen und energieintensiven Apparatur verbunden, die für mobilen Einsatz zwangsläufig ungeeignet ist.Lots Use a method for the three-dimensional measurement of objects projected patterns on the object to capture its physical shape. So far, for that Projectors uses the pattern used for the measurement permanently on to represent the object. This procedure is relatively expensive and energy-intensive equipment, which are inevitably unsuitable for mobile use is.

In vielen Fällen wäre die Gewinnung von 3D-Aufnahmen in ähnlich einfacher Weise wie die Aufnahme eines normalen zweidimensionalen Fotos wünschenswert. Bisherige Apparaturen können diesen Anspruch nicht erfüllen. Diesem Ziel am nächsten kommen Stereokameras mit zwei parallelen Bildaufnahmeachsen. Allerdings hat die rein passive Stereoaufnahme Schwächen bei der Vermessung von schwach strukturierten Oberflächen, die erst durch eine aktive strukturierte Beleuchtung vermieden werden können.In many cases that would be Obtaining 3D shots in a similar way simple way of taking a normal two-dimensional Photos desirable. Previous equipment can do not fulfill this requirement. Closest to this goal come stereo cameras with two parallel imaging axes. Indeed Has the purely passive stereo recording weaknesses in the measurement of weak structured surfaces, which can only be avoided by actively structured lighting can.

Lösungsolution

Letztendlich ist es ausreichend, daß Vermessungsmuster nur exakt im Moment der Aufnahme auf das Objekt zu projizieren. Deshalb ist eine Ausführung des Musterprojektors als Foto-Blitzgerät sinnvoll. Wie bei einem normalen Foto-Blitzgerät ohne Projektor können mit kleiner, leichter und von stationärer Stromversorgung unabhängiger Ausrüstung 3D Vermessungsaufnahmen erzeugt werden. Als Aufnahmegerät kann dabei eine unmodifizierte Fotokamera eingesetzt werden.At long last is it sufficient that surveying pattern only projecting onto the object exactly at the moment of the shot. That's why it's an execution of the sample projector as a photo flash makes sense. As with a normal one Photo flash without a projector with small, lightweight and stationary power supply independent 3D equipment Surveying recordings are generated. As recording device can thereby an unmodified photo camera can be used.

Gelöst wird die Aufgabenstellung mittels eines Gerätes, das Blitzlichtquelle, Musterdia und Projektionsoptik vereint. Das Gerät kann dabei einteilig oder als Zusatzgerät zu einem handelsüblichen Foto-Blitzgerät ausgeführt werden.Is solved the task by means of a device, the flash light source, Pattern slide and projection optics combined. The device can be one-piece or as an accessory to a commercial Photo flash accomplished become.

Für das Verfahren ist es notwendig, daß Musterprojektion und Bildaufnahme auf unterschiedlichen optischen Achsen stattfinden. Diese Voraussetzung ist durch die bei Fotokameras übliche Position eines Aufsteckblitzgerätes bereits gegeben. Der Höhenversatz zwischen Projektions- und Aufnahmeobjektiv könnte als Kompromiß zwischen praktischer Handhabung und gewünschter Meßgenauigkeit ca. 25 cm betragen.For the procedure it is necessary that pattern projection and image capture take place on different optical axes. This requirement is due to the usual position in photo cameras a Aufsteckblitzgerätes already given. The height offset between projection and taking lens could be a compromise between Practical handling and desired measurement accuracy about 25 cm.

Variantenvariants

Die in der Zeichnung unten dargestellte Anordnung der Komponenten mit abgewinkelter Projektionsoptik und nach oben gerichteter Blitzabstrahlung wird als Basisvariante angesehen. Aus dieser Anordnung lassen sich folgende Modifikations-Varianten ableiten:

  • – Ausführung des Projektionsobjektives (5, 6, 7) als eine (eventuell austauschbare) Baugruppe, wahlweise gerade oder abgewinkelt
  • – Ausführung der Blitzerzeugung (2, 3) als eine Baugruppe einschließlich Elektronik und Stromversorgung
  • – Ausführung des Gesamtsystems in gerader Anordnung, optische Achse dann parallel oder schräg zur Achse des Aufnahme-Objektivs
  • – eine eventuell erforderliche Vergrößerung des Abstands zwischen Projektionsachse und Aufnahmeachse kann mit handelsüblichen Foto-Komponenten hergestellt werden
The arrangement of the components with angled projection optics and upward flash emission shown in the drawing below is regarded as the basic variant. From this arrangement, the following modification variants can be derived:
  • - Execution of the projection objective ( 5 . 6 . 7 ) as a (possibly interchangeable) assembly, either straight or angled
  • - execution of the flash generation ( 2 . 3 ) as an assembly including electronics and power supply
  • - Execution of the entire system in a straight line, optical axis then parallel or oblique to the axis of the recording lens
  • - Any required increase in the distance between the projection axis and recording axis can be made with commercially available photo components

Anwendungapplication

Mit dem beschriebenen Blitz-Musterprojektor und einer Fotokamera können „Raumaufnahmen" mit 3d-Informationen mit vergleichbarem Aufwand und Ablauf wie normale Foto-Aufnahmen gewonnen werden. Der Meßbereich der Anordnung überdeckt dabei den Blitz-Ausleuchtungsbereich mit Entfernungen von ca. 1 m bis 10 m (bei dunkler Umgebung evtl. größere Entfernungen möglich). Damit sind Vermessungen am menschlichen Körper, in Innenräumen und an Objektdetails im Außenbereich möglich.With The described flash pattern projector and a photo camera can use "room photos" with 3D information comparable effort and process as normal photo shots won become. The measuring range the arrangement covered while the flash illumination range with distances of about 1 m up to 10 m (in dark surroundings, possibly longer distances possible). With it are measurements on the human body, in interior spaces and on object details in the outdoor area possible.

11
AufsteckschuhAufsteckschuh
22
Blitzquelle (Blitzröhre oder LED)lightning source (Flash tube or LED)
33
Strahlbündelungbeamforming
44
MusterdiaMusterdia
5, 6, 75, 6, 7
Projektionsobjektiv (im Beispiel: Linsenoptik, Spiegel, Austrittsfenster)projection lens (in the example: lens optics, mirrors, exit window)
88th
Gehäusecasing

  • ohne Darstellung:without representation:
  • elektronische Steuerung und Energieversorgungelectronic control and power supply

Claims (3)

Blitz-Musterprojektor gekennzeichnet dadurch, daß das Gerät aus den Komponenten Blitzlichquelle einschließlich elektronischer Steuerung und Energieversorgung, Mustervorlage und Projektionsobjektiv besteht. Die Mustervorlage ist zwischen Blitzlichquelle und Projektionsobjektiv so angeordnet, daß bei Auslösung des Blitzes auf dem zu beleuchtenden Objekt eine annähernd scharfe Abbildung des Musters entsteht. Für den Anschluß an eine Fotokamera ist ein Steckschuh vorgesehen.Lightning pattern projector characterized by that this Device off the components Blitzlichquelle including electronic control and Power supply, template and projection lens exists. The template is between Blitzlichquelle and projection lens arranged so that at release the flash on the object to be illuminated an approximately sharp Picture of the pattern is created. For connection to a camera a plug shoe is provided. Blitz Musterprojektor nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß anstelle der integrierten Blitzlichtquelle einschließlich elektronischer Steuerung und Energieversorgung eine mechanische Befestigungsmöglichkeit für ein komplettes Foto-Blitzlichtgerät vorgesehen ist.Lightning pattern projector characterized according to claim 1 in that instead of integrated flash light source including electronic control and Power supply a mechanical mounting option for a complete photo flash unit provided is. Blitz Musterprojektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des integrierten Projektionsobjektives eine Gewinde- oder Bajonettaufnehme für die Verwendung eines externen, austauschbaren Objektives vorhanden ist.Lightning pattern projector according to one or more of the previous claims characterized in that instead the integrated projection lens has a threaded or bayonet mount for use an external, interchangeable lens.
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US4431290A (en) 1982-04-12 1984-02-14 Bechtel Power Corporation Portable photogrammetry system

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