DE2403518A1 - Measurement of distance from object to reference system - involves optical image correlator with at least one correlation structure - Google Patents

Measurement of distance from object to reference system - involves optical image correlator with at least one correlation structure

Info

Publication number
DE2403518A1
DE2403518A1 DE2403518A DE2403518A DE2403518A1 DE 2403518 A1 DE2403518 A1 DE 2403518A1 DE 2403518 A DE2403518 A DE 2403518A DE 2403518 A DE2403518 A DE 2403518A DE 2403518 A1 DE2403518 A1 DE 2403518A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
correlator
orientation
distance
optical image
image correlator
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.)
Granted
Application number
DE2403518A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2403518C2 (en
Inventor
Friedrich Sack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Microsystems Holdings GmbH
Original Assignee
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Ernst Leitz GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ernst Leitz Wetzlar GmbH, Ernst Leitz GmbH filed Critical Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority to DE2403518A priority Critical patent/DE2403518C2/en
Priority to JP50008318A priority patent/JPS5945921B2/en
Priority to GB298675A priority patent/GB1475232A/en
Priority to CH85675A priority patent/CH595616A5/xx
Priority to FR7502333A priority patent/FR2259371B3/fr
Publication of DE2403518A1 publication Critical patent/DE2403518A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2403518C2 publication Critical patent/DE2403518C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

A real image moves relatively to the image correlator. A structure is projected on the object within the field of vision of the correlator, whose azimuthal orientation is rigidly coupled with that of the correlation structure. Amplitude and fundamental wave of the photoelectric signals generated by the interaction of light fluxes are reflected from the object with the correlator, and are evaluated in order to obtain the distance to the object. A projector connected to the image correlator projects an image of the structure onto the tested object; this structure changes its shape only in accordance with a given spatial direction, and its shape and orientation correspond to the correlation structures.

Description

Verfahren zur Messung der relativen Entfernung eines Objektes zu einem Bezugssystem unter Verwendung eines optischen Bildkorrelators, sowie Einrichtung zu dessen Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der relativen Entfernung eines Objektes zu einem Bezugssystem unter Verwendung eines optischen Bildkorrelators, welcher mindestens eine Korrelationsstruktur aufweist, und mit einer Relativbewegung zwischen Objektbild und Bild-Korrelator. Method of measuring the relative distance of an object to a reference system using an optical image correlator, and means for its implementation The invention relates to a method for measuring the relative Distance of an object to a reference system using an optical Image correlator, which has at least one correlation structure, and with a relative movement between the object image and the image correlator.

Die Verwendung von optischen Bildkorrelatoren zur Sntfernungsmessung ist bekannt. Das Objekt, dessen Entfernung bestimmt werden soLl, wird dabei auf eine oder in der Nähe einer als Ortsfrequenzfitter wirkenden Gitterstruktur abgebildet. Nach Beeinflussung des &bbildungsstrahlenganges durch diese Gitterstruktur gewinnt man aus den resultierenden Lichtflüssen mittels fotoelektrischer Mittel elektrische Signale, aus denen eine Information über die Scharfeinstellung des Objektbildes auf das Gitter hergieitet wird. Aus der Stellung der Abbildungsoptik im Falle der Scharfeinstellung gewinnt man dann die Objektentfernung. Wie sich gezeigt hat, hängt die btualität der fotoelektrischen Signale stark vom Vorliegen hinreichender Kontraste und Helligkeiten im Objektbild ab.The use of optical image correlators for distance measurement is known. The object, the distance of which is to be determined, is displayed imaged one or in the vicinity of a grating structure acting as a spatial frequency filter. After influencing the beam path through this grating structure wins one from the resulting light fluxes by means of photoelectric means electrical Signals that provide information about the focus of the subject image is hergieitet on the grid. From the position of the imaging optics in the case of the Focusing, you then gain the object distance. As it turns out, depends the quality of the photoelectric signals depends on the presence of sufficient contrasts and brightnesses in the object image.

Bei Objekten mit Strukturen, welche Vorzugsrichtungen aufweisen (z.ß. Türkanten usw.) ist wesentlich, daß die Gitterstruktur in ihrer Form und Orientierung an das Objektbild angepaßt ist. Das gilt insbesondere für eindimensionale Gitterstrukturen.For objects with structures that have preferred directions (e.g. Door edges etc.) it is essential that the shape and orientation of the lattice structure is adapted to the object image. This is especially true for one-dimensional lattice structures.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und Einrichtungen der eingangs genannten Art anzugeben, welche die dargelegten Beschränkungen in der Verwendung bekannter Einrichtungen nicht mehr aufweisen.The object of the invention is therefore to provide the method and devices Specify the type mentioned at the beginning, which the stated restrictions in use known facilities no longer have.

Diese Aufgabe wird gelost durch ein Verfahren zur Messung der relativen Entfernung eines Objektes zu einem Bezugssystem unter Verwendung eines optischen Bildkorrelators, welcher mindestens eine Korrelationsstruktur aufweist, und mit einer Relativbewegung zwischen Objektbild und Bildkorrelator, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Meßobjekt im Bereich des blickfeldes des optischen bildkorrelators eine Struktur projiziert wird, deren azimutale Orientierung mit derjenigen der Kcrrelationsstruktur starr gekoppelt ist, und daß die aus dem Zusammenwirken der vom Objekt zurückkehrenden Lichtflüsse mit dem Bildkorrelator entstehenden fotoelektrischen Signale nach Große der Frequenz (Grundwelle und Oberwelle) im Hinblick auf die Objektenfernung ausgewertet werden.This task is solved by a method for measuring the relative Distance of an object to a reference system using an optical Image correlator, which has at least one correlation structure, and with a relative movement between the object image and the image correlator, characterized in that that on the measurement object in the field of view of the optical image correlator a Structure is projected whose azimuthal orientation with that of the correlation structure is rigidly coupled, and that the result of the interaction of those returning from the object Photoelectric signals produced by the image correlator according to Große the frequency (fundamental wave and harmonic) evaluated with regard to the object distance will.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine mit dem optischen Bildkcrrelator gekoppelte Projektionsvorrichtung, welche die Struktur auf das Meßobjekt projiziert Eine Ausführungform S der Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine Projektionsvorrichtung, die eine Struktur projiziert, welche nur nach einer räumlichen Richtung ihre Form ändert. Zweckmäßig verwendet man eine Struktur, welche in ihrer Form und Orientierung an die Korrelationsstrukturen angepaßt ist. Mit Vorteil findet die Einrichtung Verwendung in einem Gerät zur Blindenorientierung.A facility for carrying out the procedure is marked by a projection device coupled to the optical image correlator, which the structure is projected onto the measurement object. An embodiment S of the device is characterized by a projection device that projects a structure which only changes its shape in one spatial direction. Used appropriately one structure, which in its form and orientation to the correlation structures is adapted. The device is advantageously used in a device for the orientation of the blind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the schematic drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Ein optischer Bildkorrelator 1 ist mit einer Projektionseinrichtung 2 optisch und mechanisch derart gekoppelt, daß eine, auf ein Objekt 3 projizierte Struktur 4 im Blickfeld des Korrelators 1 liegt und von diesem erfaßt wird.An optical image correlator 1 is provided with a projection device 2 optically and mechanically coupled in such a way that one projected onto an object 3 Structure 4 lies in the field of view of the correlator 1 and is detected by it.

Die Funktion dieser Einrichtung ist folgendes Die projizierte Struktur 4 wird auf eine, innerhalb des Korrelators 1 befindliche, mechanisch transversal zur optischen Achse bewegte Korrelationsstruktur abgebildet. Mittels nachgeschalteter fotoelektrischer Mittel werden elektrische Signale erzeugt, aus denen ein Kriterium für die Schärfe der Abbildung auf der Korrelationsstruktur abgeleitet wird.The function of this facility is as follows: The projected structure 4 becomes mechanically transversal to one located within the correlator 1 mapped correlation structure moved to the optical axis. By means of downstream Photoelectric means are generated electrical signals from which a criterion for the sharpness of the image on the correlation structure is derived.

Zur Entfernungsmessung regelt man mittels eines Servosystems das abbildende Objektiv des Korrelators auf ein Maximum der Bildschärfe und bestimmt die Entfernung des Objektes 3 aus der dann vorliegenden Objektiveinstellung.To measure the distance, a servo system is used to regulate the imaging Objective of the correlator to a maximum of the image sharpness and determines the distance of the object 3 from the then present lens setting.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in einem Gerät zur Blindenorientierung kann man die Entfernungsanzeige auf eine Fingerabtasteinrichtung übertragen. Für eine vereinfachte Ausführungsform kann es aber auch ausreichen, das Korrelatorobjektiv auf eine passende Enffiernung fest einstellbar auszuführen (z.B. auf 3 m) und mit den fotoelektrischen Signalen einen elektromechanischen Vibrator als Fingertaster anzusteuern. Die Stärke der Vibration entspricht dann als Warnsignal direkt der Entfernung des Hindernisses.When using the device according to the invention in one device For orientation for the blind, the distance display can be displayed on a finger-scanning device transfer. For a simplified embodiment, however, it can also be sufficient execute the correlator objective permanently adjustable to a suitable Enffiernung (e.g. at 3 m) and with the photoelectric signals an electromechanical vibrator controlled as a finger switch. The strength of the vibration then corresponds to a warning signal directly to the distance of the obstacle.

Wie ersichtlich, besitzt die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, auch strukturlose und glattflächige, schlecht beleuchtete Objekte anmessen zu können. Sogar beim Fehlen jeder Fremdbeleuchtung in völlig dunklen Räumen bleibt die Funktion erhalten. Die Winkellage eines mit der Einrichtung ausgerüsteten Gerätes kann beliebig sein, solange nur das Objekt im Blickfeld- des Eingangsobjektivs bleibt.As can be seen, the device according to the invention has the advantage to be able to measure structureless and smooth-surfaced, poorly lit objects. Even if there is no external lighting in completely dark rooms, the function remains obtain. The angular position of a device equipped with the device can be arbitrary as long as the object remains in the field of view of the input lens.

Claims (6)

Ansprüche Expectations ; Verfahren zur Messung der relativen Entfernung eines - - Objektes zu einem Bezugssystem unter Verwendung eines optischen Bildkorrelators, welcher mindestens eine Korrelationsstruktur aufweist und mit einer Relativbewegung zwischen Objektbild und Bildkorrelator, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Meßobjekt (3) im Bereich des Blickfeldes des optischen Bildkorrelators (1) eine Struktur (4) projiziert wird, deren azimutale Orientierung mit derjenigen der Korrelatansstruktur starr gekoppelt ist und daß die aus dem Zusammenwirken der vom Objekt (3) zurückkehrenden Lichtflüsse mit dem Bildkorrelator (1) entstehenden fotoelektrischen Signale nach Größe der Grundwelle oder Oberwelle im Hinblick auf die Objektentfernung ausgewertet werden0 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem optischen Bildkorrelator (1) gekoppelte Projektionsvorrichtung (2), welche die Struktur (4) auf das Meßobjekt (3) projiziert.; Method for measuring the relative distance of a - - object to a frame of reference using an optical image correlator, which has at least one correlation structure and with a relative movement between Object image and image correlator, characterized in that the measurement object (3) a structure (4) is projected in the area of the field of view of the optical image correlator (1) whose azimuthal orientation is rigid with that of the correlation structure is coupled and that from the interaction of the object (3) returning Light fluxes with the image correlator (1) resulting from photoelectric signals Size of the fundamental wave or harmonic evaluated with regard to the object distance werden0 2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by a projection device coupled to the optical image correlator (1) (2), which the structure (4) projects onto the measurement object (3). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Projektionsvorrichtung (2), die eine Struktur projiziert, welche nur nach einer räumlichen Richtung ihre Form ändert.3. Device according to claim 2, characterized by a projection device (2), which projects a structure which its only in one spatial direction Shape changes. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Projektionsvorrichtung (2), die eine Struktur projiziert, welche in ihrer Form und Orientierung an die Korrelationsstrukturen angepaßt ist.4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized by a projection device (2) that projects a structure which in its shape and orientation is adapted to the correlation structures. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsvorrichtung (2) Strukturen projiziert, welche bezüglich Form und Orientierung an die Form und Orientierung der vorhandenen Meßobjekte (3) angepaßt sind.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the projection device (2) projects structures which, in terms of shape and orientation adapted to the shape and orientation of the existing measurement objects (3) are. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ge-'kennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Gerät zur Blindenorientierung. Leerseite6. Device according to one of claims 2 to 5, ge-'marked through their use in a device for the blind orientation. Blank page
DE2403518A 1974-01-25 1974-01-25 Method for measuring the relative distance of an object to a reference system using an optical image correlator, as well as the device for its implementation Expired DE2403518C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2403518A DE2403518C2 (en) 1974-01-25 1974-01-25 Method for measuring the relative distance of an object to a reference system using an optical image correlator, as well as the device for its implementation
JP50008318A JPS5945921B2 (en) 1974-01-25 1975-01-19 A device that measures the relative distance between an object and a measurement reference system
GB298675A GB1475232A (en) 1974-01-25 1975-01-23 Method of measuring the relative spacing of an object from an optical image correlator
CH85675A CH595616A5 (en) 1974-01-25 1975-01-24
FR7502333A FR2259371B3 (en) 1974-01-25 1975-01-24

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2403518A DE2403518C2 (en) 1974-01-25 1974-01-25 Method for measuring the relative distance of an object to a reference system using an optical image correlator, as well as the device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2403518A1 true DE2403518A1 (en) 1975-08-07
DE2403518C2 DE2403518C2 (en) 1984-02-02

Family

ID=5905658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2403518A Expired DE2403518C2 (en) 1974-01-25 1974-01-25 Method for measuring the relative distance of an object to a reference system using an optical image correlator, as well as the device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2403518C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3725896A1 (en) * 1987-08-05 1989-02-16 Angele Eduard Ing Grad Method and device for detecting the position of a vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2148189A1 (en) * 1970-09-28 1972-03-30 Eastman Kodak Co Rangefinder
DE2156617A1 (en) * 1971-11-15 1973-05-24 Leitz Ernst Gmbh DEVICE FOR IMAGE CORRELATION
DE2210681A1 (en) * 1972-03-06 1973-09-20 Leitz Ernst Gmbh DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2148189A1 (en) * 1970-09-28 1972-03-30 Eastman Kodak Co Rangefinder
DE2156617A1 (en) * 1971-11-15 1973-05-24 Leitz Ernst Gmbh DEVICE FOR IMAGE CORRELATION
DE2210681A1 (en) * 1972-03-06 1973-09-20 Leitz Ernst Gmbh DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3725896A1 (en) * 1987-08-05 1989-02-16 Angele Eduard Ing Grad Method and device for detecting the position of a vehicle
DE3725896C2 (en) * 1987-08-05 2001-03-08 Frank Sinn Method and device for determining the position of a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE2403518C2 (en) 1984-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2520481C2 (en) Device for the automatic comparison of two samples, in particular for the comparison of two fingerprints
EP0416302B1 (en) Procedure for optical quality inspection of large-faced panes of a transparent material like glass
DE102004045145A1 (en) Method for crystal orientation measurement by means of X-ray radiation and apparatus for crystal orientation measurement by means of X-radiation
DE2260474A1 (en) METHOD OF FOCUSING A LENS
DE2333281B2 (en) Method for determining the focusing of a coherent light beam emitted onto an object
DE202016005126U1 (en) Optical device
DE19832175A1 (en) Method of transverse optical coherence tomography
DE2708507A1 (en) IMAGE TRANSMISSION DEVICE FOR THE EXAMINATION OF INACCESSIBLE PARTS OF AN OBJECT
DE10049103A1 (en) Correlating optical and x-ray images involves superimposing images in real time using devices for aligning source of x-ray energy through object, obtaining optical image of object
DE2201092C3 (en) Device for determining the relative position of the plane of maximum amplitude of a spatial frequency
CH639778A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING COUNTER-PHASE CONTROL SIGNALS FOR A PRE-REVERSE COUNTER.
DE2403518A1 (en) Measurement of distance from object to reference system - involves optical image correlator with at least one correlation structure
DE2356978A1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC FOCUSING (AUTO-FOCUSING), IN PARTICULAR FOR PHOTOGRAPHIC CAMERAS
DE2835390C2 (en)
DE3815474C2 (en)
WO2019007698A1 (en) Digital determination of focus position
DE3230575A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING OPTICAL SYSTEMS
DE2432502C3 (en) Device for the automatic measurement and display of the refractive power of lenses, in particular astigmatism lenses
DE2163200A1 (en) DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT
DE3908785A1 (en) Method and devices for measuring the speed of motor vehicles
DE2528515C3 (en) Method and device for the automatic focusing of an optical device with a scanning grating
DE2133803C3 (en) Holographic-interferometric or moiremetric method for determining deformations or changes in position of an object as well as changes in the refractive index
EP0091400A1 (en) Process and device for focusing a coherent light-beam
WO2015197701A1 (en) Projection device and method for producing a projection image
EP2767797A1 (en) Low coherence interferometer and method for spatially resolved optical measurement of the surface profile of an object

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8125 Change of the main classification

Ipc: G01C 3/08

8126 Change of the secondary classification

Ipc: A61F 9/08

8181 Inventor (new situation)

Free format text: SACK, FRIEDRICH, 6300 GIESSEN, DE

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2456922

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2456922

Format of ref document f/p: P

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: WILD LEITZ GMBH, 6330 WETZLAR, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LEICA INDUSTRIEVERWALTUNG GMBH, 6330 WETZLAR, DE