DE202015102019U1 - Camera for taking pictures of a detection area - Google Patents
Camera for taking pictures of a detection area Download PDFInfo
- Publication number
- DE202015102019U1 DE202015102019U1 DE202015102019.8U DE202015102019U DE202015102019U1 DE 202015102019 U1 DE202015102019 U1 DE 202015102019U1 DE 202015102019 U DE202015102019 U DE 202015102019U DE 202015102019 U1 DE202015102019 U1 DE 202015102019U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- camera
- change
- images
- movement
- evaluation unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 6
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 claims 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000011867 re-evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B2217/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B2217/005—Blur detection
Abstract
Kamera (10), insbesondere 3D-Kamera, die einen Bildsensor (16, 16a–b) zur Aufnahme von Bildern eines Erfassungsbereichs (12), einen Inertialsensor (30) zum Erkennen einer Bewegungsänderung der Kamera (10) und eine Auswertungseinheit (26, 28, 34) zur Verarbeitung der Bilder und der Bewegungsänderung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, anhand einer Bewegungsänderung während der Aufnahme ein Zuverlässigkeitsmaß der Bilder zu erzeugen.Camera (10), in particular a 3D camera, which has an image sensor (16, 16a-b) for taking pictures of a detection area (12), an inertial sensor (30) for detecting a change in movement of the camera (10) and an evaluation unit (26, 28, 34) for processing the images and the change in movement, characterized in that the evaluation unit (26) is adapted to generate a reliability measure of the images based on a change in movement during the recording.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kamera zur Aufnahme von Bildern eines Erfassungsbereichs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a camera for taking pictures of a detection area according to the preamble of claim 1.
Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Kamera nimmt eine 3D-Kamera auch eine Tiefeninformation auf und erzeugt somit dreidimensionale Bilddaten mit Abstands- oder Entfernungswerten für die einzelnen Pixel des 3D-Bildes, das auch als Entfernungsbild oder Tiefenkarte bezeichnet wird. Die zusätzliche Entfernungsdimension lässt sich in einer Vielzahl von Anwendungen nutzen, um mehr Informationen über Objekte in der von der Kamera erfassten Szenerie zu gewinnen und so verschiedene Aufgaben im Bereich der Industriesensorik zu lösen. In contrast to a conventional camera, a 3D camera also captures depth information and thus generates three-dimensional image data with distance or distance values for the individual pixels of the 3D image, which is also referred to as a distance image or depth map. The extra distance dimension can be used in a variety of applications to gain more information about objects in the scene captured by the camera and to solve various industrial sensor tasks.
In der Automatisierungstechnik können anhand solcher Bildinformationen Objekte erfasst und klassifiziert werden, um weitere automatische Bearbeitungsschritte davon abhängig zu machen, welche Objekte vorzugsweise einschließlich ihrer Position und Orientierung erkannt wurden. Damit kann beispielsweise die Steuerung von Robotern oder verschiedenartigen Aktoren an einem Förderband unterstützt werden. In automation technology, objects can be detected and classified on the basis of such image information in order to make further automatic processing steps dependent on which objects are preferably recognized, including their position and orientation. Thus, for example, the control of robots or various actuators can be supported on a conveyor belt.
In mobilen Anwendungen gewinnt ein Fahrzeug über dreidimensionale Bilddaten Informationen über seine Umgebung und insbesondere einen geplanten Fahrweg. Dies kann für eine autonome Fortbewegung oder eine Fahrassistenz genutzt werden. In mobile applications, a vehicle gains information about its surroundings via three-dimensional image data, and in particular a planned route. This can be used for autonomous locomotion or driving assistance.
Wenn eine Anwesenheit von Personen möglich oder, wie an einem sogenannten kooperativen Arbeitsplatz, sogar erwünscht und vorgesehen ist, treten häufig sicherheitstechnische Aspekte hinzu. Eine typische sicherheitstechnische Anwendung besteht in der Absicherung einer gefährlichen Maschine, wie etwa einer Presse oder eines Roboters, wo bei Eingriff eines Körperteils in einen Gefahrenbereich um die Maschine herum eine Absicherung erfolgt. Dies kann je nach Situation die Abschaltung der Maschine oder das Verbringen in eine sichere Position sein. Mit der zusätzlichen Tiefeninformation lassen sich dreidimensionale Schutzbereiche definieren, die genauer an die Gefahrensituation anpassbar sind als zweidimensionale Schutzfelder, und es kann auch besser beurteilt werden, ob sich eine Person in kritischer Weise an die Gefahrenquelle annähert. Zu den sicherheitstechnischen Anwendungen zählt auch die Absicherung der Bewegung eines Fahrzeugs. When a presence of persons is possible or even desired and provided, as in a so-called cooperative workstation, security aspects are often added. A typical safety application is to secure a dangerous machine, such as a press or a robot, where protection is provided when a body part is engaged in a hazardous area around the machine. Depending on the situation, this can be the shutdown of the machine or the move to a safe position. With the additional depth information, three-dimensional protection areas can be defined which are more precisely adaptable to the danger situation than two-dimensional protection fields, and it can also be better assessed whether a person approaches the danger source in a critical manner. Security applications also include securing the movement of a vehicle.
Zur Ermittlung der Tiefeninformationen sind verschiedene Verfahren bekannt, wie Lichtlaufzeitmessungen (Time-of-Flight), Interferometrie oder Triangulation. Unter den Triangulationsverfahren wiederum können Lichtschnitt- und Projektionsverfahren sowie Stereoskopie unterschieden werden. Beim Lichtschnittverfahren wird das Objekt unter dem Sensor bewegt und aus den gewonnenen streifenbasierten Tiefeninformationen eine 3D-Punktewolke erzeugt. Beim Projektionsverfahren wird beispielsweise ein Streifenmuster auf die abzutastende Oberfläche projiziert und aus Veränderungen des Musters durch die Objekte in der Szene eine Tiefeninformation abgeleitet. Alternativ wird ein sogenanntes selbstunähnliches, also örtlich eindeutiges Muster projiziert. Das Projektionsverfahren mit einem strukturierten Muster wird beispielsweise in der
Speziell bei mobilen Anwendungen, etwa an einem Stapler oder Flurförderzeug, kann es zu großen Erschütterungen des Fahrzeugs und damit auch einer daran montierten Kamera kommen. Dadurch treten Bewegungsartefakte wie ein Verschmieren der Bilder auf. Es ist in manchen Fällen möglich, dies durch Analyse und Bewertung der Bilddaten zu korrigieren oder zumindest zu erkennen. Das bedeutet aber einen großen Rechenaufwand und ist auch nur bedingt erfolgreich. Especially in mobile applications, such as on a forklift or truck, it can lead to large vibrations of the vehicle and thus also mounted on a camera. As a result, motion artifacts such as smearing of the images occur. In some cases it is possible to correct or at least recognize this by analyzing and evaluating the image data. But that means a lot of computational effort and is only partially successful.
Für einfache Fotokameras ist bekannt, die Eigenbewegung mit einem Sensor zu erkennen, um ein Verwackeln zu kompensieren, etwa durch entsprechende Gegenbewegung in der Optik. Das ist aber nicht für eine wesentlich komplexere 3D-Kamera gedacht und funktioniert auch nur für kleine Eigenbewegungen. For simple photo cameras is known to detect the proper motion with a sensor to compensate for a blur, such as by corresponding counter-movement in the optics. This is not intended for a much more complex 3D camera and works only for small intrusive movements.
Die
Aus der
Daher ist Aufgabe der Erfindung, die Zuverlässigkeit einer bewegten Kamera zu verbessern. It is therefore an object of the invention to improve the reliability of a moving camera.
Diese Aufgabe wird durch eine Kamera zur Aufnahme von Bildern eines Erfassungsbereichs nach Anspruch 1 gelöst. Vorzugsweise handelt es sich um eine 3D-Kamera, welche aus den Signalen eines oder mehrerer Bildsensoren dreidimensionale Bilder erzeugt. Je nach 3D-Verfahren ist die entsprechende Auswertung zumindest teilweise in den Bildsensor integriert. Die Kamera umfasst einen Inertialsensor, also einen Sensor, der eine Bewegungsänderung der Kamera erkennt. Dabei geht es in erster Linie um plötzliche Bewegungsänderungen wie beim Fahren über eine Bodenwelle. Übliche Beschleunigungs- und Bremsvorgänge oder Kurvenfahrten eines Fahrzeugs können zwar auch über einen Inertialsensor erfasst werden, sind aber im Vergleich zu den Belichtungs- oder Erfassungszeiten oft unkritisch. Die Erfindung geht nun von dem Grundgedanken aus, die Bewegungsänderung während einer Aufnahme zu bewerten. Dadurch kann ein Zuverlässigkeitsmaß gewonnen werden, dass Auskunft darüber gibt, wie stark das Bild vermutlich durch die Bewegungsänderung beeinträchtigt ist. Das Zuverlässigkeitsmaß kann eine Zahl oder ein Zahlenfeld sein, das die Beeinträchtigung wegen der Bewegungsänderung quantifiziert, aber auch eine einfache Information wie „verwackelt“ oder „nicht verwackelt“. Anders ausgedrückt wird geprüft, ob das Bild verwackelt ist und inwieweit es in diesem Falle dennoch verwendet werden kann. This object is achieved by a camera for capturing images of a detection range according to claim 1. Preferably, it is a 3D camera, which generates three-dimensional images from the signals of one or more image sensors. Depending on the 3D method, the corresponding evaluation is at least partially integrated in the image sensor. The camera includes an inertial sensor, ie a sensor that detects a change in the movement of the camera. It is primarily about sudden changes in movement as when driving over a bump. Although typical acceleration and braking processes or cornering of a vehicle can also be detected via an inertial sensor, they are often not critical in comparison to the exposure or detection times. The invention is based on the basic idea of evaluating the change in movement during a recording. As a result, a measure of reliability can be obtained that provides information about how strongly the image is likely to be affected by the change in movement. The reliability measure may be a number or a number field that quantifies the impairment due to the motion change, but also simple information such as "blurred" or "not blurred". In other words, it is checked whether the image is blurred and to what extent it can still be used in this case.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine zuverlässige Bilderfassung auch unter Erschütterungen ermöglicht wird. Sofern im Moment der Erschütterung kein zuverlässiger Betrieb möglich ist, wird das also erkannt. Damit werden einerseits falsch positive Detektionen von Objekten verhindert, die real gar nicht vorhanden sind. Sie würden sonst möglicherweise als Hindernisse, unzulässige Schutzfeldeingriffe und dergleichen bewertet, also die Verfügbarkeit unnötig reduzieren. Andererseits kann es nicht mehr vorkommen, dass aufgrund einer Erschütterung ein tatsächlich vorhandenes Hindernis übersehen wird. Dies wäre gerade in einer sicherheitstechnischen Anwendung hochkritisch, da es zu Unfällen führen kann. Die Erschütterung wird erfindungsgemäß erkannt und kann in der Signalauswertung berücksichtigt werden oder zumindest zuverlässig erkannt werden, wann die Kamera keine ausreichend verlässlichen Bilder liefert. The invention has the advantage that a reliable image acquisition is made possible even under vibration. If at the moment of vibration no reliable operation is possible, so that is recognized. On the one hand this prevents false positive detections of objects that are not actually present. Otherwise they would possibly be rated as obstacles, inadmissible protective field interventions and the like, thus unnecessarily reducing the availability. On the other hand, it can no longer happen that due to a shock an actually existing obstacle is overlooked. This would be highly critical, especially in a safety-related application, since it can lead to accidents. The vibration is detected according to the invention and can be taken into account in the signal analysis or at least reliably detected when the camera does not provide sufficiently reliable images.
Der Inertialsensor ist bevorzugt ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drehratensensor. So wird die Bewegungsänderung in Translations- und/oder Rotationsrichtung bestimmt. Eine plötzliche Rotation wird regelmäßig das geringere Problem sein, so dass vorzugsweise die Beschleunigung gemessen wird. The inertial sensor is preferably an acceleration sensor and / or a rotation rate sensor. Thus, the change of motion in the translation and / or rotation direction is determined. A sudden rotation will regularly be the lesser problem, so preferably the acceleration is measured.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, die Bewegungsänderung während der Aufnahme und/oder das Zuverlässigkeitsmaß mit den zugehörigen Bildern zu speichern oder auszugeben. So kann die Bewegungsänderung in einer Nachbearbeitung, insbesondere eine Bildkorrektur verwendet werden, oder es erfolgt eine nachträgliche Neubewertung der Beeinträchtigung durch die Bewegungsänderung. Durch Speichern oder Ausgeben des Zuverlässigkeitsmaßes sind die aufgenommenen Bilder quasi markiert oder getaggt, und daran wird rasch erkannt, ob und inwieweit die Qualität der Bilder wegen einer Bewegungsänderung als herabgesetzt betrachtet wird. The evaluation unit is preferably designed to store or output the movement change during the recording and / or the reliability measure with the associated images. Thus, the change in movement in a post-processing, in particular an image correction can be used, or there is a subsequent re-evaluation of the impairment of the change in movement. By storing or outputting the reliability measure, the captured images are quasi tagged or tagged, and it is quickly recognized whether and to what extent the quality of the images is considered degraded due to a change in motion.
Die Auswertungseinheit ist dafür ausgebildet, die Bewegungsänderung in Amplitude und/oder Richtung auszuwerten und gegebenenfalls mit dem Bild zu speichern. Die Amplitude ist offensichtlich ein quantitatives Maß für die Erschütterung und differenziert so zwischen kleinen und großen Erschütterungen. Auch die Richtung kann aber eine Rolle spielen, da je nach Anwendung Bewegungsänderungen in bestimmten Richtungen kritischer sind als in anderen Richtungen. The evaluation unit is designed to evaluate the change in movement in amplitude and / or direction and optionally to save it with the image. The amplitude is obviously a quantitative measure of the vibration and differentiates between small and large vibrations. The direction may also play a role, however, since, depending on the application, movement changes in certain directions are more critical than in other directions.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Zuverlässigkeitsmaß die Bewegungsänderung zu ignorieren, andere Verfahren zu Verarbeitung der Bilddaten einzusetzen oder die Bilder zu verwerfen. Das Bild wird also je nach Qualitätseinbuße durch Bewegungsänderung anders behandelt. Eine Möglichkeit ist die genannte, ein nur leicht beeinträchtigtes Bild ganz normal zu behandeln, bei einer stärkeren Bewegungsänderung andere, in der Regel mächtigere oder zumindest störtolerantere Bildverarbeitungen einzusetzen und ein Bild, das unter zu starker Bewegungsänderung gewonnen wurde, gar nicht mehr auszuwerten. The evaluation unit is preferably designed to ignore the change in movement depending on the reliability measure, to use other methods for processing the image data or to discard the images. The image is thus treated differently depending on the loss of quality due to changes in movement. One possibility is to treat the mentioned picture, which is only slightly impaired, as normal, to use other, usually more powerful, or at least disturbance-tolerant, image processing in the event of a greater change in movement and to no longer evaluate an image obtained under excessive change of motion.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, ein Warn- oder Abschaltsignal zu erzeugen, wenn das Zuverlässigkeitsmaß für eine Mindestanzahl von aufeinanderfolgenden Aufnahmen unter einem Mindestwert liegt. Das ist besonders in sicherheitstechnischen Anwendungen relevant, etwa der Überwachung eines Schutzfeldes oder einer Hinderniserkennung an einem Fahrzeug. Dafür wird zuverlässig festgestellt, wenn aufgrund von Bewegungsänderungen keine ausreichende Erfassung durch die Kamera erwartet werden kann, um eine überwachte Gefahrenquelle in einen sicheren Zustand zu überbringen, beispielsweise eine Maschine abzuschalten oder ein Fahrzeug abzubremsen. Es werden vorzugsweise direkt aufeinander folgende Bilder geprüft, aber dies muss nicht ganz streng befolgt werden. So kann beispielsweise auch eine Abschaltung erfolgen, wenn beispielsweise von N Aufnahmen nur eine oder wenige Aufnahmen brauchbar sind. Zudem ist denkbar, das jeweilige Zuverlässigkeitsmaß quantitativ zu bewerten. So können beispielsweise mehrere Bilder ohne Warnung oder Abschaltung toleriert werden, deren Zuverlässigkeitsmaß nur knapp unter dem Mindestwert liegt, während schon eines oder wenige völlig verwackelte Bilder eine Warnung oder Abschaltung auslösen. The evaluation unit is preferably designed to generate a warning or switch-off signal if the reliability measure for a minimum number of successive recordings is below a minimum value. This is particularly relevant in safety applications, such as the monitoring of a protective field or obstacle detection on a vehicle. For this purpose, it is reliably established that, due to movement changes, sufficient detection by the camera can not be expected in order to transfer a monitored source of danger to a safe state, for example to shut down a machine or to decelerate a vehicle. Preferably, directly successive images are checked, but this does not have to be followed very strictly. For example, a shutdown can take place if, for example, only one or a few recordings of N recordings are usable. In addition, it is conceivable to quantitatively assess the respective reliability measure. For example, several images can be tolerated without warning or shutdown, the reliability level is just below the minimum value, while even one or a few completely blurred images trigger a warning or shutdown.
Die Kamera ist bevorzugt zur Aufnahme von dreidimensionalen Bildern als Stereokamera ausgebildet und weist dazu mindestens zwei Kameramodule mit jeweils einem Bildsensor in zueinander versetzter Perspektive sowie eine Stereoskopieeinheit auf, in der mittels eines Stereoalgorithmus‘ einander zugehörige Teilbereiche in von den beiden Kameramodulen aufgenommenen Bilddaten erkannt werden und deren Entfernung anhand der Disparität berechnet wird. Das Stereoskopieverfahren hat wie alle 3D-Verfahren auch ohne Bewegungsänderung die zusätzliche Schwierigkeit, überhaupt lückenlos Entfernungsdaten zu gewinnen. Diese erhöhte Komplexität macht es noch sinnvoller, zumindest Störungen durch Bewegungsänderungen durch andere Maßnahmen auszugleichen oder wenigstens zu erkennen. Die Stereokamera kann eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung eines strukturierten Beleuchtungsmusters aufweisen, um unabhängig von Umgebungsbedingungen zu werden. The camera is preferably designed to record three-dimensional images as a stereo camera and has for this purpose at least two camera modules each with an image sensor in mutually offset perspective and a stereoscopic unit, in which by means of a stereo algorithm 'associated sub-areas are detected in captured by the two camera modules image data and whose distance is calculated on the basis of the disparity. The stereoscopic method has, like all 3D methods, even without change of movement, the additional difficulty of gaining complete range data at all. This increased complexity makes it even more useful, at least to compensate for disturbances due to movement changes by other measures or at least to recognize. The stereo camera may include a lighting unit for generating a patterned illumination pattern to become independent of environmental conditions.
Eine denkbare Alternative zu einer Stereokamera ist eine Kamera nach dem Projektionsverfahren beziehungsweise mit aktiver Triangulation, die zur Aufnahme von dreidimensionalen Bildern eine Triangulationseinheit aufweist, welche zur Berechnung des dreidimensionalen Bildes ein projiziertes strukturiertes Beleuchtungsmuster mit Bilddaten des Bildsensors korreliert. Hier ist die Beleuchtungseinheit nicht optional, sondern Teil des 3D-Verfahrens. A conceivable alternative to a stereo camera is a camera according to the projection method or with active triangulation, which has a triangulation unit for recording three-dimensional images, which correlates a projected structured illumination pattern with image data of the image sensor for calculating the three-dimensional image. Here, the lighting unit is not optional, but part of the 3D process.
Die Kamera ist bevorzugt zur Aufnahme von dreidimensionalen Bildern als Lichtlaufzeitkamera ausgebildet und weist dazu eine Beleuchtungseinheit und eine Lichtlaufzeiteinheit auf, um die Lichtlaufzeit eines Lichtsignals zu bestimmen, das von der Beleuchtungseinheit ausgesandt, an Objekten in dem Erfassungsbereich remittiert und in dem Bildsensor erfasst wird. Bei Lichtlaufzeitkameras ist häufig die Auswertung zumindest teilweise in den Bildsensor integriert. Bei einigen Phasenverfahren wird beispielsweise ein dreidimensionales Bild aus vier Aufnahmen erzeugt. Das dauert mit typischerweise einigen 10 ms vergleichsweise lang, so dass Erschütterung großen Einfluss haben kann. The camera is preferably configured to record three-dimensional images as a time of flight camera and has for this purpose a lighting unit and a light-time unit to determine the light transit time of a light signal emitted by the lighting unit, remitted to objects in the detection area and detected in the image sensor. In the case of time of day cameras, the evaluation is often at least partially integrated into the image sensor. For example, in some phase methods, a three-dimensional image is generated from four images. This takes a comparatively long time with typically a few 10 ms, so that vibration can have a major impact.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in: The invention will be explained in more detail below with regard to further features and advantages by way of example with reference to embodiments and with reference to the accompanying drawings. The illustrations of the drawing show in:
Die 3D-Kamera
In der 3D-Kamera
In der Mitte zwischen den beiden Kameramodulen
Mit den beiden Bildsensoren
In die 3D-Kamera
Beispielsweise werden dreidimensionale Bilder verworfen, als ungültig oder zumindest potentiell fehlerhaft markiert, wenn der Inertialsensor
Besonders im Falle sicherheitstechnischer Anwendungen, in denen die 3D-Kamera
Die während einer Erschütterung aufgenommenen dreidimensionalen Bilder müssen nicht zwingend komplett verworfen werden. Alternativ können diese Bilder mittels speziell angepasster Algorithmen unter Verwendung des Zusatzwissens von dem Inertialsensor
Je nach Anwendung kann nicht allein die Amplitude, sondern auch die vektorielle Richtung der Auslenkung einer Bewegungsänderung beziehungsweise Erschütterung relevant sein. Beispielsweise kann es sein, dass eine Auslenkung in Richtung der Sensorachse (Messrichtung) kritischer ist als senkrecht zur Messrichtung oder umgekehrt. Daher kann das Zuverlässigkeitsmaß, insbesondere die Identifizierung oder Markierung von ungültigen oder potenziell fehlerhaften dreidimensionalen Bildern, neben der Amplitude der Erschütterung auch abhängig von der Richtung der Auslenkung sein, wobei zumindest bestimmte Inertialsensoren
In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere Schwellwerte für die gegebenenfalls richtungsabhängig bewertete Amplitude der Bewegungsänderung oder für das Zuverlässigkeitsmaß definiert, um je nach Grad der Beeinträchtigung durch die Erschütterung selektiv zu reagieren. Beispielsweise wird eine geringfügige Erschütterung ohne besondere Maßnahme hingenommen, eine gewisse Erschütterung führt zum Erzeugen oder Verarbeiten eines dreidimensionalen Bildes mit speziellen Algorithmen, und erst bei schwerer Erschütterung wird ein dreidimensionales Bild komplettes Verworfen. In a further embodiment, a plurality of threshold values are defined for the optionally direction-dependent evaluated amplitude of the change in movement or for the reliability measure in order to react selectively depending on the degree of impairment by the vibration. For example, a slight vibration is tolerated without special measures, a certain amount of vibration leads to the production or processing of a three-dimensional image with special algorithms, and only in the case of severe vibration is a three-dimensional image completely discarded.
Über einen Ausgang
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7433024 [0006] US 7433024 [0006]
- DE 102009007842 A1 [0009] DE 102009007842 A1 [0009]
- US 5585875 [0010] US 5585875 [0010]
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202015102019.8U DE202015102019U1 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Camera for taking pictures of a detection area |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202015102019.8U DE202015102019U1 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Camera for taking pictures of a detection area |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202015102019U1 true DE202015102019U1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56682371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202015102019.8U Expired - Lifetime DE202015102019U1 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Camera for taking pictures of a detection area |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202015102019U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4060286A3 (en) * | 2021-03-19 | 2022-12-07 | Topcon Corporation | Surveying system, surveying method, and surveying program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5585875A (en) | 1992-12-22 | 1996-12-17 | Nikon Corporation | Camera having anti-vibration function |
US7433024B2 (en) | 2006-02-27 | 2008-10-07 | Prime Sense Ltd. | Range mapping using speckle decorrelation |
DE102009007842A1 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh | Method and device for operating a video-based driver assistance system in a vehicle |
-
2015
- 2015-04-23 DE DE202015102019.8U patent/DE202015102019U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5585875A (en) | 1992-12-22 | 1996-12-17 | Nikon Corporation | Camera having anti-vibration function |
US7433024B2 (en) | 2006-02-27 | 2008-10-07 | Prime Sense Ltd. | Range mapping using speckle decorrelation |
DE102009007842A1 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh | Method and device for operating a video-based driver assistance system in a vehicle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4060286A3 (en) * | 2021-03-19 | 2022-12-07 | Topcon Corporation | Surveying system, surveying method, and surveying program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3011225B1 (en) | Device and method for securing a machine that operates in an automated manner | |
DE102010037744B3 (en) | Optoelectronic sensor | |
EP3421189B1 (en) | Method for monitoring a machine | |
EP1543270B1 (en) | Method and device for making a hazardous area safe | |
EP2275990B1 (en) | 3D sensor | |
EP2835973B1 (en) | 3D camera and method for capturing of three-dimensional image data | |
DE102009031732B3 (en) | Distance measuring optoelectronic sensor e.g. laser scanner, for monitoring operating area, has illumination unit activated with increased power, when no impermissible object contact is recognized | |
EP2025991B1 (en) | Device and method for three-dimensional monitoring of a spatial area with at least two image sensors | |
EP3611422B1 (en) | Sensor assembly and method for securing a supervised area | |
DE102007025373B3 (en) | Visual monitoring device for use in e.g. automated guided vehicle system, has evaluation unit formed such that unit tests separation information based on another separation information of plausibility | |
DE102006048163A1 (en) | Camera-based monitoring of moving machines and / or moving machine elements for collision prevention | |
DE102017111885B4 (en) | Method and system for monitoring a machine | |
DE102009034848B4 (en) | Optoelectronic sensor | |
EP3650740B1 (en) | Safety system and method for monitoring a machine | |
DE102007023101A1 (en) | Optoelectronic sensor arrangement and method for monitoring a monitoring area | |
DE202015105376U1 (en) | 3D camera for taking three-dimensional images | |
EP3572971B1 (en) | Securing a surveillance area with at least one machine | |
DE102009026091A1 (en) | Method for monitoring three-dimensional spatial area, particularly work cell of automatic working machine, for e.g. robot, involves accomplishing independent scene analysis of images in or for each camera | |
DE202010012985U1 (en) | Sensor arrangement for object recognition | |
DE102010036852B4 (en) | stereo camera | |
DE102016101793B3 (en) | Opto-electronic device for securing a source of danger | |
EP3651458B1 (en) | Secure stereo camera and method for testing the functionality of the image sensors | |
DE202015102019U1 (en) | Camera for taking pictures of a detection area | |
DE102019127826B4 (en) | Safe optoelectronic sensor and method for securing a surveillance area | |
EP3893145B1 (en) | Protection of hazardous location |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R158 | Lapse of ip right after 8 years |