JP2023510017A - 冶金容器の３ｄ情報および冶金容器の修正を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

冶金容器の３ｄ情報および冶金容器の修正を決定するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

冶金容器（５０）の内部（５５）の、または修正の、または冶金容器（５０）の内部（５５）の、特に点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）の３Ｄ情報（９０）を決定する方法、撮像システム（５）、データ処理装置（６０）およびシステム（１０）であって、冶金容器（５０）を準備するステップ（１００）と、第１の撮像装置（２０）によって、第１の光軸（２３）を有する冶金容器（５０）の外側の第１の撮像装置位置（２２）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（１１０）と、第２の撮像装置（３０）によって、第２の光軸（３３）を有する冶金容器（５０）の外側の第２の撮像装置位置（３２）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（１２０）と、少なくとも第１の光学画像（２１）および第２の光学画像（３１）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算するステップ（１３０）とを含み、一方で、第１の光学画像（２１）は、第１の固定光軸（２３）を有する第１の固定撮像装置位置（２２）から取り込まれるが、第２の光学画像（３１）は、第２の固定光軸（３３）を有する第２の固定撮像装置位置（３２）から取り込まれる、方法。【選択図】図１

Description

本発明は、冶金容器の３Ｄ情報の決定および修正のためのシステムおよび方法に関する。特に、本発明は、冶金容器の表面再構成を決定するためのシステムおよび方法に関し、特定の使用後に、そのような容器の耐火摩耗などの修正を決定することを可能にする。
冶金容器は、一般に、鋼シェルの内側に耐火ライニングを備える。耐火ライニングは断熱材として作用し、それは、例えば冶金容器内の高温溶融金属の処理および輸送中に、鋼シェルを保護する。処理または輸送のステップの最中、典型的には耐火ライニングが摩耗する。この摩耗により、冶金容器の内部（内部）の耐火ライニングの表面が修正される。耐火ライニングの摩耗を測定するためのシステムは、ライニングの外形を得るためにレーザスキャナが使用される欧州特許第２，５５８，８１６号明細書に開示されている。マニピュレータにステレオマトリクスカメラを使用する測定システムが、国際公開第０３／０８１１５７号パンフレットに開示されている。
欧州特許第２，５５８，８１６号明細書 国際公開第０３／０８１１５７号パンフレット
本発明者らは、冶金容器の（特に内側）表面の再構成のような３Ｄ情報を得ることが非常に望ましいということに気付いた。一般に、冶金容器のそのような３Ｄ情報は、摩耗の判定、または残留の壁の厚みの判定などの多くの用途に有用であり得る。これらの値は、冶金容器の使用の安全性にとって重要である。例えば、包囲突破を防止するなどのセキュリティ上の理由から、取得された３Ｄ情報に基づいて信頼性の高い判定を行うために、この３Ｄ情報は高い精度および再現性を示さなければならない。したがって、レーザスキャナは、そのようなスキャナではすべての点がその後に測定されなければならないので、同等の時間でそのような高精度をもたらすことができず、測定される点の数を増加させるときに、測定時間を増加させることになる。本発明は、非常に多くの量の測定点の、再現可能で迅速な決定を可能にする。特に、本発明は、冶金容器の大きな内部（または内部全体）の３Ｄ情報を高精度かつ短時間で得ることを可能にする。
したがって、本発明の目的は、冶金容器の３Ｄ情報または冶金容器の修正を決定するためのシステムおよび方法を提供することであるが、３Ｄ情報または修正は短期間で繰り返し得ることができ、３Ｄ情報または修正は高精度である。さらなる目的では、３Ｄ情報または修正は、多数の測定点を含むことができる。本発明のさらなる目的は、冶金容器の使用のためのセキュリティ関連因子の決定を可能にするシステムおよび方法を提供することである。
この目的は、請求項１に記載の冶金容器の内部の３Ｄ情報を決定する方法によって達成される。
この目的は、請求項２に記載の冶金容器の内部の３Ｄ情報の修正を決定する方法によって達成される。
この目的は、請求項９に記載の冶金容器の内部の修正または冶金容器の内部の３Ｄ情報を決定する撮像システムによって達成される。
この目的は、請求項１２に記載の冶金容器の内部の３Ｄ情報を決定するためのデータ処理装置によって達成される。
この目的は、請求項１３に記載の冶金容器の内部の修正を決定する方法によって達成される。
この目的は、請求項１４に記載の冶金容器の内部の修正または冶金容器の内部の３Ｄ情報を決定する方法によって達成される。
本発明の中心概念は、冶金容器の外側の異なる撮像装置の位置から冶金容器の少なくとも２つの光学画像を提供し、冶金容器の３Ｄ情報または修正を計算することである。
本発明の第１の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部、特に点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの３Ｄ情報を決定する方法を提供することによって達成され、この方法は、
－冶金容器を準備するステップと、
－第１の撮像装置によって、第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を取り込むステップと、
－第２の撮像装置によって、第２の光軸を有する冶金容器の外側の第２の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を取り込むステップと、
－少なくとも第１の光学画像および第２の光学画像から冶金容器の少なくとも１つの内部の点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトなどの３Ｄ情報を計算するステップとを含み、
－第１の光学画像は、第１の固定光軸を有する第１の固定撮像装置位置から取り込まれるが、第２の光学画像は、第２の固定光軸を有する第２の固定撮像装置位置から取り込まれ、
－任意選択的に、冶金容器の少なくとも１つの内部の３Ｄ情報を記憶するステップとを含む。
本発明の第２の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部の修正を決定するための方法を提供することによって達成され、この方法は、
－冶金容器を準備するステップと、
－第１の撮像装置によって、第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を取り込むステップと、
－第２の撮像装置によって、第２の光軸を有する冶金容器の外側の第２の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を取り込むステップと、
－少なくとも第１の光学画像および第２の光学画像から冶金容器の少なくとも１つの内部の点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトなどの３Ｄ情報を計算するステップとを含み、
－計算された３Ｄ情報と冶金容器の以前に記憶された３Ｄ情報との比較に基づいて、冶金容器の少なくとも１つの内部の修正を決定するステップと、を含み、
－第１の光学画像は、第１の固定光軸を有する第１の固定撮像装置位置から取り込まれるが、第２の光学画像は、第２の固定光軸を有する第２の固定撮像装置位置から取り込まれ、
－任意選択的に、冶金容器の少なくとも１つの内部の決定された修正に基づいて出力を生成するステップとを含む。
本発明の第３の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部の修正、または冶金容器の内部の、特に点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの３Ｄ情報を決定するための撮像システムを提供することによって達成され、このシステムは、
－第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を取り込むための第１の撮像装置と、
－第２の光軸を有する第２の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を取り込むための第２の撮像装置と、
－第１の撮像装置および第２の撮像装置に接続されるデータ交換装置であって、
－第１の撮像装置から第１の光学画像を受信することと、
－第２の撮像装置から第２の光学画像を受信することと、
－第１の光学画像を、好ましくは、第４の実施形態によるデータ処理装置に送信することと、
－第２の光学画像を、好ましくは、第４の実施形態によるデータ処理装置に送信することと、
－任意選択的に、決定された修正または３Ｄ情報に基づく出力を、好ましくはデータ処理装置から受信することとをプログラムされ、
一方で、
－第１の光学画像を取り込むための第１の撮像装置は、第１の固定光軸を有する第１の固定撮像装置位置に取り付けられ、
－一方、第２の光学画像を取り込むための第２の撮像装置は、第２の固定光軸を有する第２の固定撮像装置位置に取り付けられる、データ交換装置を含む。
本発明の第４の実施形態では、この目的は、冶金容器（５０）の内部、特に点群、または３Ｄ表面再構成、または３Ｄオブジェクトの３Ｄ情報を決定するデータ処理装置を提供することによって達成され、このデータ処理装置は、
－第３の実施形態による撮像システムから冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を受信することと、
－第３の実施形態による撮像システムから冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を受信することと、
－少なくとも取得された第１の光学画像および取得された第２の光学画像から冶金容器の少なくとも１つの内部の点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトなどの３Ｄ情報を計算することと、
－任意選択的に、冶金容器の少なくとも１つの内部の３Ｄ情報を、好ましくは第３の実施形態による撮像システムのデータ交換装置に送信することであって、３Ｄ情報は点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトを含む、送信することと、をプログラムされる。
本発明の第５の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部の修正を決定するためのデータ処理装置を提供することによって達成され、このデータ処理装置は、
－第３の実施形態による撮像システムから冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を受信することと、
－第３の実施形態による撮像システムから冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を受信することと、
－少なくとも取得された第１の光学画像および取得された第２の光学画像から冶金容器の少なくとも１つの内部の点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトなどの３Ｄ情報を計算することと、
－計算された３Ｄ情報と冶金容器の以前に記憶された３Ｄ情報との比較に基づいて、冶金容器の少なくとも１つの内部の修正を決定することと、
－任意選択的に、冶金容器の少なくとも１つの内部の決定された修正に基づく出力を、好ましくは第３の実施形態による撮像システムのデータ交換装置に送信することと、をプログラムされる。
第６の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部の修正、または冶金容器の内部の、特に点群または３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの３Ｄ情報を決定するためのシステムを提供することによって達成され、このシステムは、
－第４または第５の実施形態によるデータ処理装置に接続された第３の実施形態による撮像システムを含み、
－一方、撮像システムのデータ交換装置は、
－第１の光学画像をデータ処理装置に送信することと、
－第２の光学画像をデータ処理装置に送信することと、
－決定された修正に基づく３Ｄ情報または出力をデータ処理装置から受信することと、をプログラムされ、
－一方、データ処理装置は、
－撮像システムのデータ交換装置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を受信することと、
－撮像システムのデータ交換装置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を受信することと、
－冶金容器の少なくとも１つの内部の決定された修正に基づいて、計算された３Ｄ情報または出力を撮像システムのデータ交換装置に送信することと、をプログラムされる。
本発明の代替的な第６の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部、特に点群、または３Ｄ表面再構成、または３Ｄオブジェクトの３Ｄ情報を決定するシステムを提供することによって達成され、この方法システムは、
－第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を取り込むための第１の撮像装置と、
－第２の光軸を有する冶金容器の外側の第２の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を取り込むための第２の撮像装置と、
－本発明によるデータ処理装置であって、
－第１の光学画像を受信することは、第１の撮像装置から第１の光学画像を受信することによって行われ、
－第２の光学画像を受信することは、第２の撮像装置から第２の光学画像を受信することによって行われる、データ処理装置を含む。
本発明の代替的な第７の実施形態では、この目的は、冶金容器の内部の修正を決定するためのシステムを提供することによって達成され、このシステムは、
－第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像を取り込むための第１の撮像装置と、
－第２の光軸を有する冶金容器の外側の第２の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像を取り込むための第２の撮像装置と、
－本発明によるデータ処理装置であって、
－第１の光学画像を受信することは、第１の撮像装置から第１の光学画像を受信することによって行われ、
－第２の光学画像を受信することは、第２の撮像装置から第２の光学画像を受信することによって行われる、データ処理装置を含む。
第１および第２の実施形態では、第１のステップにおいて、冶金容器の提示が行われる。冶金容器は、好ましくは、鋼レードル、塩基性酸素炉、電気アーク炉、ＡＯＤ変換器（アルゴン－酸素脱炭）のうちの１つである。後続のステップは、好ましくはコンピュータ実装ステップであり、したがって、これらのステップは、コンピュータ上に実装されたプログラムコードによってトリガまたは実行されてもよい。
第１の光軸を有する冶金容器の外側の第１の撮像装置位置からの冶金容器の少なくとも１つの第１の内部の第１の光学画像の取り込みは、第１の撮像装置によって、例えば第１のデジタルカメラによって行われる。第２の光軸を有する冶金容器の外側の第２の撮像装置位置からの冶金容器の少なくとも１つの第２の内部の第２の光学画像の取り込みは、第２の撮像装置、例えば第２のデジタルカメラによって行われる。
取り込みは、撮像装置に光学画像を提示させることであると理解されるべきである。取り込みは、光学画像の取り込みをトリガするために撮像装置に信号命令を送信し、コンピュータで光学画像をさらに受信すること、例えば、第３または第４の実施形態のように、データ処理装置でそのような光学画像を受信することによって実行することができる。取り込みはまた、ビデオカメラなどの撮像装置によって提示される光学画像の（例えば、定常）ストリームから特定の光学画像を選択し、コンピュータで光学画像をさらに受信すること、例えば、第３または第４の実施形態などのデータ処理装置でそのような光学画像を受信することによって実行することができる。
撮像装置は、光学的に検出可能な点を取得するための電子機器として理解されるべきであり、一般に、光学系（レンズなど）およびセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）ならびに電子回路を備える。好ましくは、撮像装置（第１および第２の撮像装置など）はデジタルカメラである。
好ましくは、撮像装置位置（第１および第２の撮像装置位置など）は冶金容器の外側にある。本発明者らは、冶金容器の外側の撮像装置の位置決めが、より大きな画角を可能にし、それによってより大きな表面部分を撮像することを可能にし、したがって使用される撮像装置ごとに３Ｄ情報または修正を決定することができるより大きな領域を可能にするなど、いくつかの利点を有することを見出した。また、撮像装置を冶金容器の外側に配置することは、撮像装置が能動的に冷却される場合であっても、冶金容器内側の過酷な環境がレンズまたはカメラ電子機器の故障のために交換を強いられることが多いため、撮像装置の寿命を大幅に延ばすことを示している。
３Ｄ情報は、点群、３Ｄ表面再構成、または３Ｄオブジェクトを含むことができる。
好ましくは、３Ｄ情報は点群を含む。点群（または：３Ｄ点群）は、好ましくは、それぞれの表面に関する点のｎ個の３Ｄ座標のセット、すなわち点Ｐｉ＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を含み、式中ｉ＝１～ｎである。そのような点群は、テーブルの形態（例えば、点：ｉのそれぞれの数字に対する列の値、ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）を有することができる。好ましくは、３Ｄ情報は、少なくとも１００万個のエントリのセット、より好ましくは少なくとも５００万個のエントリ、例えばそれぞれの表面の点の少なくとも１００万個の３Ｄ座標（ｎ≧１．０００．０００）、より好ましくはそれぞれの表面の点の少なくとも５００万個の３Ｄ座標（ｎ≧５．０００．０００）を含む点群を含む。
好ましくは、３Ｄ情報は３Ｄ表面再構成を含む。３Ｄ表面再構成は、それぞれの表面の点（すなわち点群の点）の３Ｄ座標のセットを接続するポリゴンメッシュを含むことができる。
好ましくは、３Ｄ情報は３Ｄのオブジェクトを含む。３Ｄのオブジェクトは、閉じた３Ｄ表面再構成を含むことができる。
少なくとも第１の光学画像および第２の光学画像から冶金容器の少なくとも１つの内部の３Ｄ点群を計算することにより、冶金容器の内部の表面の点の３Ｄ座標のセットが決定される。計算は、例えばステレオマッチングまたはマルチビューマッチングを使用するマルチビューステレオアルゴリズムなどの最先端の方法を使用して行うことができる。一般に、深度情報は、異なる画像間の対応する画像の点の間で三角測量することによって計算することができる。３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの計算は、例えば点群の点の座標を使用し、これらの点にメッシュを適用して行うことができる。
第１の実施形態では、好ましくは冶金容器の少なくとも１つの内部の３Ｄ情報を記憶することは、コンピュータ可読媒体（メモリ内、またはローカルもしくはリモートディスク上、またはこれらに類似するもの）上のコンピュータ可読ファイルなどのデータ構造の形態の遠隔（ネットワーク）ドライブ上で実行されてもよい。３Ｄ情報は、強度値、特定のピクセルの色を含むカラーコード、または材料情報（例えば、どの材料が、インデックスｉを有する特定の点Ｐｉで検出されるか、例えば、金属、または耐火材料）を含む材料コードなどの他の値をさらに含むことができる。記憶された３Ｄ情報は、後の評価、例えば第２の実施形態における比較のために保持されてもよい。記憶された３Ｄ情報は、時間ステップｔ＝ｔ０における点群、または３Ｄ表面再構成、または３Ｄオブジェクトとすることができる。点群の場合、それは、時間ステップｔ＝ｔ０において点Ｐｉ（ｔ）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）によって表すことができる。
第２および第５の実施形態では、計算された３Ｄ情報（例えば、実際に計算された３Ｄ情報は、時間ステップｔ＝ｔ１においてＰｉ（ｔ１）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）の点群を含むことができる）と、冶金容器の以前に格納された３Ｄ情報（例えば、時間ステップｔ＝ｔ０におけるＰｉ（ｔ０））との比較に基づいて冶金容器の修正を決定することは、例えば、以前に格納された３Ｄ情報と実際に計算された３Ｄ情報との間の変位マップ（例えば、Ｐｉ（ｔ１）－Ｐｉ（ｔ０））を生成することによって、行うことができる。異なる時間ステップ（Ｐｉ（ｔ１）およびＰｉ（ｔ０））における３Ｄ点群が同じｘｉ、ｙｉ、ｚｉの値を含まない場合、最近傍点からの情報を考慮した補間または平均が比較に使用される。また、３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの形態の計算された３Ｄ情報（時間ステップｔ＝ｔ１）と、３Ｄ表面再構成または３Ｄオブジェクトの形態の以前に記憶された３Ｄ情報（時間ステップｔ＝ｔ０）との間で、比較が行われてもよい。決定された差（例えば、Ｐｉ（ｔ１）－Ｐｉ（ｔ０）；または最も近い隣接点からの情報、または３Ｄ表面再構成もしくは３Ｄオブジェクトからの情報を考慮に入れる）は、耐火ライニング間の摩耗量を示すことができ、または例えば耐火ライニング上に付着した金属のいずれかの詰まりを示すこともできる。
冶金容器の決定された修正に基づいて出力を生成することは、修正に関連する特定の信号（例えば警告信号）によって、または例えば特定の動作を開始するために使用される任意の他の信号によって行うことができる。出力は、例えば、容器の特定の部分のライニングの修復を引き起こすために使用することができる。出力は、酸素ランスをトリガして詰まった金属などを焼失させるために使用することができる。出力信号はまた、過程の安定性またはさらには過程のセキュリティレベルを文書化するために記憶することができる。
冶金容器は、好ましくは、鋼レードル、塩基性酸素炉、電気アーク炉、ＡＯＤ変換器（アルゴン－酸素脱炭）のうちの１つである。
好ましくは、取り込まれた画像において異なる色または強度をもたらす発光スペクトルの差に起因して局所的な材料の情報を判定することができる。好ましくは、材料情報は、耐火材料、金属材料などの位置に関する情報を含むことができる。好ましくは、材料情報は出力画像にオーバーレイされる。好ましくは、３Ｄ情報は、材料情報をさらに含む。
好ましくは、生成された出力は、計算された３Ｄ情報と共に材料情報を含む。好ましくは、出力は警報信号を生成するために使用される。そのような警報信号は、例えば、摩耗が特定の閾値を超えるなど、特定の目標に到達した場合に提供され得る。好ましくは、生成された出力は、例えば色分けされた３Ｄ情報などの計算された３Ｄ情報と共に摩耗の情報を含み、色は摩耗した量を決定する（例えば、摩耗が大きい領域では赤色であり、摩耗が小さい領域では青色である）。
好ましくは、第１の光学画像における冶金容器の少なくとも１つの第１の内部と第２の光学画像における冶金容器の少なくとも１つの第２の内部とが重なり合い、好ましくは、第１の光学画像および第２の光学画像の全画像内容物に対する重なり合う領域は、少なくとも５０％であり、より好ましくは、重なり合う部分は少なくとも７０％である。
好ましくは、第１および第２の光学画像を取り込むなどの光学画像を取り込むステップは、同期された第１および第２の撮像装置によって、１０００ミリ秒以内、好ましくは５００ミリ秒以内、より好ましくは２５０ミリ秒以内に行われる。初期の実験では、これにより動きのぼやけが低減されるが、（冶金容器が冷却されるときに）異なる熱の特性に起因して誘発されるあらゆるぼやけも低減されることが示されている。非常に高温の表面では、特に５００ミリ秒以内にすべての画像を取り込むことが、そうでなければ熱ヘイズの影響が外乱をもたらすので好ましいことが分かった。
好ましくは、第１の光学画像は、第１の固定の光軸を有する第１の固定（移動不能）撮像装置位置から取り込まれ、一方、第２の光学画像は、第２の固定光軸を有する第２の固定（移動不能）撮像装置位置から取り込まれる。好ましくは、第１の光学画像を取り込むための第１の撮像装置は、第１の固定光軸を有する第１の固定撮像装置位置に取り付けられ、一方、第２の光学画像を取り込むための第２の撮像装置は、第２の固定光軸を有する第２の固定撮像装置位置に取り付けられる。固定撮像装置位置および固定光軸は、固定された位置、例えば床に接続された剛性フレームに光学撮像装置を取り付けることによって、達成することができる。固定撮像装置位置は、非可動撮像装置位置であると理解される。固定光軸は、移動不能な固定撮像位置であると理解される。したがって、例えば、光学撮像装置が（移動する）マニピュレータまたはロボットのアームに接続されているときに得られるような、撮像装置の位置および光軸のいずれも移動させることができないことが好ましい。このため、いずれの撮像装置（第１の撮像装置、第２の撮像装置など）も、可動マニピュレータやロボットの可動アームに搭載されていないことが好ましい。固定撮像装置位置および固定光軸は、安定した良質のカメラの較正（撮像装置位置がｘ、ｙ、ｚ座標に関して、およびその光軸に関して非常に明確に定められているという意味で）の利点を与える。本発明者らは、そのような良質のカメラ較正が、冶金容器の良質の３Ｄ再構築に好ましいことを見出した。
好ましくは、第１の光学画像の取り込みは、較正された第１の撮像装置によって行われ、第２の光学画像の取り込みは、較正された第２の光学撮像装置によって行われる。好ましくは、すべての撮像装置は、光学画像を取り込む前に較正される。撮像装置の較正は、撮像装置の内部パラメータまたは外部パラメータなどのいくつかのパラメータを決定することに関連するカメラキャリブレーションと呼ばれる（カメラリセクショニングとも呼ばれる）プロセスによって行われる。これらのパラメータは、例えば、行列（例えば、３×４のカメラ行列）で表すことができる。固有パラメータは、焦点距離、倍率、主点、画像センサフォーマット、レンズ歪みパラメータなどを含むことができる。外部パラメータは、シーンの３Ｄパラメータ（「世界座標」）から３Ｄ撮像装置座標への座標系変換に関するパラメータを含む。これらのパラメータは、撮像装置の位置および光軸を定める（およびそれに依存する）。固定されていない撮像装置の場合、較正が可能である。本発明者らは、固定撮像装置の場合、較正が、特により長期間にわたって改善された結果をもたらすことを見出した。
好ましくは、第１の光学撮像装置は、固定位置、好ましくは床に接続されたフレームに取り付けられる。好ましくは、第２の光学撮像装置は、固定位置、好ましくは床に接続されたフレームに取り付けられる。好ましくは、全光学撮像装置は、固定位置、好ましくは床に接続されたフレームに取り付けられる。好ましくは、撮像システムはフレームを備える。
好ましくは、第１の光軸および第２の光軸は方向を規定するが、これらの方向の間の角度（α）は２０°未満、好ましくは１０°未満である。第１の光軸および第２の光軸は、平行線（その方向間の角度α＝０°を規定する）とすることができる。また、傾斜した線（非交差、非平行線）であってもよいし、交差する線であってもよい。
好ましくは、第１の撮像装置位置および第２の撮像装置位置の距離は、０．５ｍ～４ｍの範囲、好ましくは１ｍ～３ｍである。これらの範囲は、高い精度の結果を与えることが証明されている。
好ましくは、冶金容器から最も近い撮像装置までの最小距離は、３ｍ～３０ｍ、より好ましくは５ｍ～２０ｍの範囲内である。これらの範囲は、高精度の結果を与えることが証明されているが、カメラ位置もまた、高温冶金容器から十分に離れている。
本発明者らは、好ましくは、冶金容器からその最も近い撮像装置位置までの距離に対する第１の撮像装置位置および第２の撮像装置位置の距離の比は、０．０１～１．４の範囲内、好ましくは０．０５～０．６の間であることを見出した。これらの比は、そうでなければ外部から容易に見えない領域を減らすために、特に例えば金属またはスラグの堆積に起因して被覆または不均一になり得る領域において、冶金容器の大部分の良質な画像をもたらすことが示されている。
好ましくは、決定された修正は、ライニングの摩耗量、最小残留壁厚、残留している壁の厚みの画像、残留している壁の厚みが所定の範囲内にある領域の画像、残留している壁の厚みが所定の範囲内にある場合の警報のうちの少なくとも１つを含む。
好ましくは、光学画像を取り込むための第１および第２の撮像装置は、１．５メガピクセルを超える、より好ましくは８メガピクセルを超える光学画像を取り込むことができるデジタル光学カメラである。これらの分解能は、高精度の結果を与えることが示されている。これらの解像度は、例えばＦｕｌｌＨＤカメラまたは４Ｋカメラによって達成することができる。
一般に、画像の取り込みは、高温状態、例えば耐火ライニングの表面の７００～８００°Ｃを超える温度で冶金容器で実行される。したがって、好ましくは、光学画像を取り込むための第１および第２の画像装置は、高温状態の冶金容器の画像を取り込むのに適している。好ましくは、撮像装置（例えば、第１、第２、および第３の撮像装置）は、熱シールド（例えば、金属ハウジングによって）を備えることができる。好ましくは、撮像装置（例えば、第１、第２、および第３の撮像装置）は、例えば液体（例えば水）または気体（例えば、空気または窒素）冷却媒体を含む能動冷却システムを含むことができる。
好ましくは、冶金容器の第１および第２の内部の第１および第２の光学画像の取り込みは、冶金容器が休止場所にあるときに行われる。好ましくは、冶金容器はレードルである。冶金容器がレードルである場合、好ましくは、レードルの第１および第２の内部の第１および第２の光学画像の取り込みは、レードルがレードル修理場所にあるときに行われる。
第１および第２の実施形態では、さらなる撮像装置によって、さらなる光軸を有するさらなる撮像装置位置から冶金容器の少なくともさらなる内部のさらなる光学画像を取り込む追加のステップが好ましい。好ましくは、第１および第２の実施形態は、第３の光軸を有する冶金容器の外側の第３の撮像装置位置から、冶金容器の少なくとも１つの第３の内部の第３の光学画像を第３の撮像装置によって取り込む追加のステップを含み、より好ましくは、第４の光軸を有する、冶金容器の外側の第４の撮像装置位置から、冶金容器の少なくとも１つの第４の内部の第４の光学画像を第４の撮像装置によって取り込む追加のステップを含む。第３および代替の第６および代替の第７の実施形態では、さらなる光軸を有する冶金容器の外側のさらなる撮像装置位置から冶金容器の少なくともさらなる内部のさらなる光学画像を取り込むためのさらなる撮像装置が含まれることが好ましい。好ましくは、第３および代替の第６および代替の第７の実施形態は、第３の光軸を有する冶金容器の外側の第３の撮像装置位置から、冶金容器の少なくとも１つの第３の内部の第３の光学画像を取り込むための第３の撮像装置をさらに備え、より好ましくは、冶金容器の外側の第４の撮像装置位置から冶金容器の少なくとも１つの第４の内部の第４の光学画像を取り込むための第４の撮像装置をさらに備える。そのような追加の撮像装置および追加の取り込まれた光学画像は、撮像装置によって取り込まれた画角／面積を向上させ、全体的に３Ｄ表面の再構築／より大きな内部の比較をもたらす。したがって、それらは冶金容器内の再構成のための面積を増加させる。
好ましくは、データ処理装置は、上述のそれぞれの方法ステップを実行するための１つまたは複数の装置を意味すると理解され、この目的のために、信号を処理するための個別の電子部品を備えるか、またはコンピュータのコンピュータプログラムとして部分的または完全に実装される。
好ましくは、データ交換装置は、第３の実施形態に関連して説明したそれぞれの方法ステップを実行するための１つまたは複数の装置を意味すると理解され、この目的のために、信号を処理するための個別の電子部品を備えるか、またはコンピュータのコンピュータプログラムとして部分的または完全に実装される。好ましくは、データ交換装置は、第１の光学撮像装置および第２の光学撮像装置をトリガして画像を取り込むように適合される。好ましくは、データ交換装置は、第１の光学撮像装置から第１の光学画像を受信し、第２の光学撮像装置から第２の光学画像を、例えばデータ接続線を介して直接、またはネットワークを介して受信するように適合される。好ましくは、データ交換装置は、第１の光学画像および第２の光学画像をデータ処理装置に送信するように適合される。好ましくは、データ交換装置および／またはデータ処理装置は、データ出力装置、例えばモニタを備える。好ましくは、データ交換装置は、３Ｄ情報または修正などの出力を受信するように構成される。好ましくは、データ交換装置は、データ出力装置に出力を生成／表示するように構成される。好ましくは、データ出力装置は、データ交換装置に接続される。
データ交換装置およびデータ処理装置は、例えば、単一のコンピュータ内のそれぞれのプログラムコードの形態で、または同じ電子装置内に実装されたそれぞれの電子部品の形態で、単一のシステム内に実装することができる。データ処理装置は、例えば、（遠隔地にある）遠隔コンピュータ、例えばインターネットを介して到達可能なサーバとすることができる。好ましくは、データ処理装置は、データ交換装置から画像を受信し、３Ｄ情報または修正を計算する。好ましくは、データ処理装置は、計算された３Ｄ情報または修正を、例えばメモリまたはハードディスクドライブに記憶する。好ましくは、データ処理装置は、計算された３Ｄ情報または修正をデータ交換装置または３Ｄ情報または修正を表示するための任意の装置に送信する。好ましくは、データ交換装置は、撮像装置のいずれかまたはすべてに部分的または全体的に統合されてもよい。
本発明の第８の実施形態では、この目的は、第４および第５の実施形態のデータ処理装置に、第１および第２の実施形態による方法のステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラム（製品）によって達成される。
本発明の例示的な実施形態は、図示によってより詳細に説明される。
第１の実施形態の例示的なフローチャートを示す。
第２の実施形態の例示的なフローチャートを示す。
点群のスケッチを示す。
３Ｄ表面再構成のスケッチを示す。
計算された３Ｄ点群の再生である。 計算された３Ｄ点群の再生である。
第６および第７の実施形態によるシステムの概略的な構成である。
第６および第７の実施形態によるシステムの別の概略的な構成である。
図１は、本発明の、冶金容器（５０）の内部（５５）の３Ｄ情報（９０）、特に点群（８０）を決定する方法の第１の実施形態を示し、この例では、冶金容器（５０）は未使用のレードル（５０）であり、これはレードル（５０）の内部（内部）に新しい耐火ライニング（５７）を有するレードル（５０）である。本方法は、レードル（５０）を準備するステップ（１００）と、１．５５５．２００画素を有するデジタルフルＨＤカメラである第１の撮像装置（２０）によって、第１の固定光軸（２３）を有する、レードル（５０）の外側の第１の固定撮像装置位置（２２）から、レードル（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（１１０）、１．５５５．２００画素のデジタルフルＨＤカメラである第２の撮像装置（３０）によって、第２の固定光軸（３３）を有する、レードル（５０）の外側の第２の固定撮像装置位置（３２）から、レードル（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（１２０）と、１．５５５．２００画素を有するデジタルフルＨＤカメラである第３の撮像装置（４０）によって、第３の固定光軸（４３）を有する、レードル（５０）の外側の第３の固定撮像装置位置（４２）から、レードル（５０）の少なくとも１つの第３の内部（５３）の第３の光学画像（４１）を取り込むステップを含むが、この例では、第１の光学画像（２１）と第２の光学画像（３１）との間の重なりは７０％であり、第２の光学画像（３１）と第３の光学画像（４１）との間の重なりは７０％であり、第３の光学画像（４１）と第１の光学画像（２１）との間の重なりは７０％であり、次いで時間ステップｔ０において、ｉ＝１～１．５００．０００で点Ｐｉ（ｔ０）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）の１．５００．０００の点を含む、少なくとも第１の光学画像（２１）、第２の光学画像（３１）、および第３の光学画像（４１）からのレードル（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の３Ｄ点群（８０）を計算するステップ（１３０）、さらに、コンピュータのメモリおよびリモート（ネットワーク）ドライブに、データ構造（９１）の形態で、例えばコンピュータ可読ファイルの形態で、レードル（５０）の３Ｄ情報（９０）を格納するステップ（１４０）であって、３Ｄ情報（９０）は、レードル（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の３Ｄ点群（８０）、すなわち点Ｐｉ（ｔ０）と、任意選択的に、ｉ＝１～１，０００，０００である各点Ｐｉの色情報（例えばＣｉ）を含む、格納するステップを含む。
図２は、本発明の、冶金容器（５０）の内部（５５）の修正を決定する方法の第２の実施形態を示すが、この例では、冶金容器（５０）は未使用のレードル（５０）であり、これはレードル（５０）の内部（内部）に摩耗した耐火ライニング（５７）を有するレードル（５０）である。本方法は、レードル（５０）を準備するステップ（１００）と、１．５５５．２００画素を有するデジタルフルＨＤカメラである第１の撮像装置（２０）によって、第１の固定光軸（２３）を有する、冶金（５０）の外側の第１の固定撮像装置位置（２２）から、レードル（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（１１０）と、１．５５５．２００画素を有するデジタルフルＨＤカメラである第２の撮像装置（３０）によって、第２の固定光軸（３３）を有する、レードル（５０）の外側の第２の固定撮像装置位置（３２）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（１２０）とを含むが、この例では、第１の光学画像（２１）と第２の光学画像（３１）との間の重なりは７０％であり、次いで、時間ステップｔ１において、ｉ＝１～１，０００，０００で、点Ｐｉ（ｔ１）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）にて１，０００，０００を接続するメッシュを含む、少なくとも第１の光学画像（２１）および第２の光学画像（３１）からの冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の３Ｄ表面再構成（８１）を計算する（１３０）ステップを含む。さらに、方法は、修正を決定すること（２４０）を含み、この例では、修正は、レードル（５０）の少なくとも１つの内部（５５）のレードル（５０）の以前の炉キャンペーンからライニングが摩耗した量である。この決定（２４０）は、計算された３Ｄ表面再構成（８１）（時間ステップｔ＝ｔ１）とレードル（５０）の以前に記憶された３Ｄ表面再構成（８１）（時間ステップｔ＝ｔ０）との比較に基づいているが、以前に記憶された３Ｄ表面再構成（８１）は、以前の炉キャンペーン前の同じレードル（５０）からの３Ｄ表面再構成（８１）を含むコンピュータ可読ファイルなどのデータ構造（９１）の形態で、遠隔（ネットワーク）ドライブからロードされる。さらに、本方法は、レードル（５０）の決定された修正に基づいて出力を送信すること（２５０）を含む。ここで、この出力は、レードル（５０）の内側のいくつかの位置（スラグゾーン、またはレードルの底部など）における耐火ライニング（５７）の摩耗の絶対値（ｍｍ）を有するコンピュータ可読テーブルを含む。
別の実施形態では、修正が、レードル（５０）の最初の使用後ライニングが摩耗した量およびレードル（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の耐火ライニング（５７）の得られる残留の壁の厚みであるように、修正を決定すること（２４０）という方法ステップがこの例で修正されていることを除いて、図２に関して上述したのと同じステップに従う。この決定（２４０）は、計算された３Ｄ表面再構成（８１）と、データ構造（９１）の形態で遠隔（ネットワーク）駆動装置からロードされる、以前に記憶された３Ｄ表面再構成（８１）との比較に基づいており、そのようなコンピュータ可読ファイルは、同じであるが未使用のレードル（５０）、すなわち、新しい耐火ライニング（５７）および初期の壁の厚みを有する同じレードル（５０）からの３Ｄ表面再構成（８１）を含む。この代替実施形態では、方法は、レードル（５０）の決定された修正に基づく出力を撮像システム（５）に送信すること（２５０）を含む。撮像システム（５）は、データ処理装置（６０）から３Ｄ情報（９０）を受信するようにプログラムされる。撮像システム（５）は、受信した３Ｄ情報をデータ出力装置（７０）、例えばモニタに提示することができ、または受信したデータをさらに処理することができる。ここで、この出力は、レードル（５０）の内側のいくつかの位置（スラグゾーン、またはレードルの底部など）における耐火ライニング（５７）の残留の壁の厚みの絶対値（ｍｍ）を有するコンピュータ可読テーブルを含む。あるいは、耐火ライニング（５７）の残留の壁の厚みが特定の閾値外にあるときに、特定の修正が信号（６５）、例えば警告信号（６５）として与えられるように、修正を決定することができる。
図３ａは、１６個の点Ｐｉ（ｔ）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を含む概略的な点群を示し、特定の時間ステップｔで、ｉ＝１～１６において、ｘ、ｙ、およびｚ軸の座標系で表される。各点Ｐｉは、それぞれの点の座標を表す３つの変数ｘｉ、ｙｉ、ｚｉで表される。その意味で、点Ｐ１は座標ｘ１、ｙ１、ｚ１によって表される。点Ｐｉは、３Ｄの物体の２Ｄの表現として、例えばコンピュータ画面上にグラフィックで示すことができる。点Ｐｉに回転変換を適用することにより、３Ｄの物体を異なる方向から見ることができる。点Ｐｉは、例えばリストなどのコンピュータ可読形式のコンピュータ可読ファイルなどのデータ構造（９１）の形態で記憶することができ、各行はそれぞれの点のｘ、ｙおよびｚ座標を含む。
図３ｂは、３Ｄ表面再構成（８１）を示す。３Ｄ表面再構成（８１）は、３Ｄ点群（８０）を接続するメッシュ／グリッドを含み、したがって、点Ｐｉ（ｔ）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を有する点群（８０）は、再構成された表面（８１）に広がる。
図４ａおよび図４ｂは、本発明によって得られたレードル（５０）の内部（５５）（ここでは耐火ライニング（５７）の３Ｄ点群（８０）が示されている）の同じ計算された３Ｄ情報（８０）の２つの異なるセクションを示す。３Ｄ点群（８０）は、全体で１０００万個の点Ｐｉ（ｔ）＝Ｐｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、ｉ＝１～１０，０００，０００を含む。図４ａおよび図４ｂは、この３Ｄ点群（８０）の２Ｄ表現を示す。この点群（８０）、すなわち各点Ｐｉにいくつかの行列演算を適用することにより、内側レードル（５０）の３Ｄ点群（８０）を傾斜させること、またはレードル（５０）にズームインして耐火ライニング（５７）の表面を詳細に検査することが可能である。ここで、図４ａは、３Ｄ点群（８０）全体の概要を示し、一方で図４ｂは、同じ３Ｄ点群（８０）の断面（回転および拡大）を示し、耐火ライニング（５７）の詳細を明らかにする。第２の実施形態に関連して上述したように、例えば特定の炉キャンペーン中の摩耗の決定など、計算された３Ｄ点群（８０）に基づいてレードル（５０）の修正を決定することも可能である。図４ａおよび図４ｂに示す３Ｄ点群（８０）は、例えば、コンピュータ可読ファイルなどのデータ構造（９１）の形態でリモート（ネットワーク）ドライブに格納することができる。コンピュータ可読ファイルは、３Ｄ情報（９０）を含み、この例では、３Ｄ情報（９０）は、リストの形式の３Ｄ点群（８０）を含み、各線は、それぞれの点Ｐｉのｘ、ｙ、およびｚ座標と、さらに各点Ｐｉの強度情報とを含む。
図５は、本発明によるシステム（１０）の概略的な構成を示す。冶金容器（５０）の内部（５５）の３Ｄ情報（９０）を決定するためのシステム（１０）が示されており、システムは、データ処理装置（６０）に接続された撮像システム（５）を備える。撮像システム（５）は、８．２９４．４００ピクセルのデジタル４Ｋカメラであって、第１の固定光軸（２３）を有する第１の固定撮像装置位置（２２）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むための第１の撮像装置（２０）と、８．２９４．４００ピクセルを有するデジタル４Ｋカメラであって、第２の固定光軸（３３）を有する第２の固定撮像装置位置（３２）から、冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むための第２の撮像装置（３０）と、８．２９４．４００ピクセルのデジタル４Ｋカメラであって、第３の固定光軸（４３）を有する第３の固定撮像装置位置（４２）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの第３の内部（５３）の第３の光学画像（４１）を取り込むための第３の撮像装置（４０）とを備える。撮像システム（５）は、撮像装置（２０、３０、４０）から光学画像（２１、３１、４１）を受信し、光学画像（２１、３１、４１）をデータ処理装置（６０）に送信するように適合されたデータ交換装置（６１）をさらに含む。第１の撮像装置（２０）、第２の撮像装置（３０）、および第３の撮像装置（４０）は、撮像装置（２０、３０、４０）がレードル修理場所に置かれているレードル（５０）をターゲットとするように、床に接続されたフレーム（１５）上の固定位置に取り付けられる。第１の固定光軸（２３）、第２の固定光軸（３３）および第３の固定光軸（４３）はレードル修理場所で交差しており、これらの軸によって画定される方向間のそれぞれの角度（α）は約７°である。第１の固定撮像装置位置（２２）、第２の固定撮像装置位置（３２）および第３の固定撮像装置位置（４２）のそれぞれの間の距離は２ｍであり、３つの位置は、２ｍの辺の長さの正三角形のコーナーに配置される。レードル（５０）を冶金容器（５０）として使用し、レードル（５０）をレードル修理場所に置き、レードル（５０）を耐火ライニングの表面の約８００°Ｃの温度で高温状態にした。レードル（５０）（これは、レードル（５０）のリングであるレードル（５０）の最も近い部分である）からの第１の撮像装置（２０）、第２の撮像装置（３０）、および第３の撮像装置（４０）の距離は、すべての撮像装置（２０、３０、４０）が１０ｍである。これにより、冶金容器（５０）からその最も近い撮像装置位置（２２、３２、４２）までの距離に対する、第１の撮像装置位置（２２）および第２の撮像装置位置（３２）の距離の比率は０．２となる。撮像装置（２０、３０、４０）は、ここでは金属ハウジングによって熱シールド（２４、３４、４４）によって保護された。第１の光学画像（２１）と第２の光学画像（３１）の総画像内容に対する重なり合う領域は７５％であり、第２の光学画像（３１）と第３の光学画像（４１）の重なり領域は７５％であり、第３の光学画像（４１）と第１の光学画像（２１）の重なり領域は７５％である。３つの撮像装置（２０、３０、４０）は同期され、第１の光学画像（２１）、第２の光学画像（３１）および第３の光学画像（４１）の取り込みは１５０ミリ秒以内に行われる。図５はまた、データ交換装置（６１）と撮像装置（２１、３１、４１）の各々を接続するケーブルを介して、撮像装置（２０）のデータ交換装置（６１）から冶金容器（５０）の第１の光学画像（２１）、第２の光学画像（３１）、第３の光学画像（４１）を受信することができるデータ処理装置（６０）を示す。この例では、データ処理装置（６０）およびデータ交換装置（６１）は、産業用パーソナルコンピュータに実装され、第１の光学画像（２１）、第２の光学画像（３１）および第３の光学画像（４１）から、冶金容器（５０）の内部（５５）の３Ｄ表面再構成（８１）を計算するステップ（１３０）を実行し、さらに冶金容器（５０）の内部（５５）の３Ｄ情報（９０）を記憶するステップ（１４０）を実行するようにプログラムされ、３Ｄ情報（９０）は３Ｄ点群（８０）を含む。あるいは、データ処理装置（６０）は、少なくとも第１の光学画像（２１）および第２の光学画像（３１）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の３Ｄ表面再構成（８１）を計算する（２３０）ようにプログラムされ、さらに、計算された３Ｄ表面再構成（８１）と冶金容器（５０）の以前に記憶された３Ｄ表面再構成（８１）との比較に基づいて、冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の修正を決定するステップ（２４０）と、また、冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の決定された修正に基づく出力を撮像システム（５）に送信するステップ（２５０）であって、出力は、例えば表示またはさらに処理することができる、送信するステップとを含む。
図５の例のデータ処理装置（６０）は、データ交換装置（６１）（データ処理装置（６０）の一部である）を介して撮像装置（２０、３０、４０）に接続され、光学画像（２１、３１、４１）の取り込みをトリガし、光学画像（２１、３１、４１）をデータ処理装置（６０）のメモリに直接取得する産業用ＰＣである。ここで、データ交換装置（６１）は、データ処理装置（６０）の標準的な入力（ここでは産業用ＰＣ）を使用し、ソフトウェアとしてデータ処理装置（６０）に実装される。システム（１０）は、冶金容器の修正を出力するように設計されたデータ出力装置（７０）をさらに備え、この例のデータ出力装置（７０）はモニタである。
図６は、以下の相違点を有する、図５で説明した構成の代替的な構成を示す：ここでは、データ処理装置（６０）は、遠隔地、データ交換装置（６１）および撮像装置（２０、３０、４０）と異なる位置にある。データ処理装置（６０）は、データ交換装置（６１）（ローカルスタンドアロン装置である）を介して撮像装置（２０、３０、４０）に接続される。データ交換装置は、光学画像（２１、３１、４１）の取り込みをトリガし、光学画像（２１、３１、４１）をデータ処理装置（６０）に送信するようにプログラムされる。ここで、データ交換装置（６１）およびデータ処理装置（６１）は、別個のローカルスタンドアロン産業用ＰＣである。データ交換装置（６１）からデータ処理装置（６０）への接続は、ネットワーク接続を介して行われる。データ処理装置（６０）は、上述のように計算ステップを行い、出力をデータ交換装置（６１）に送り返す。システム（１０）は、冶金容器の修正を出力するように設計されたデータ出力装置（７０）をさらに備え、この例のデータ出力装置（７０）はモニタであり、データ出力装置（７０）はデータ交換装置（６１）に接続されている。
５ ３Ｄ情報を決定するための撮像システム（９０）
１０ ３Ｄ情報を決定するためのシステム（９０）
１５ フレーム
２０ 第１の撮像装置
２１ 第１の光学画像
２２ 第１撮像装置位置
２３ 第１の光軸
２４ 第１の熱シールド
３０ 第２の撮像装置
３１ 第２の光学画像
３２ 第２撮像装置位置
３３ 第２の光軸
３４ 第２の熱シールド
４０ 第３の撮像装置
４１ 第３の光学画像
４２ 第３撮像装置位置
４３ 第３の光軸
４４ 第３の熱シールド
５０ 冶金容器
５１ 冶金容器（５０）の第１の内部
５２ 冶金容器（５０）の第２の内部
５３ 冶金容器（５０）の第３の内部
５５ 冶金容器（５０）の内部
５７ 冶金容器（５０）の耐火ライニング
６０ データ処理装置
６１ データ交換装置
６５ 信号
７０ データ出力装置
８０ ３Ｄ点群
８１ ３Ｄ表面再構成
８２ ３Ｄオブジェクト
９０ ３Ｄ情報
９１ データ構造
１００ 冶金容器（５０）を準備するステップ
１１０ 第１の撮像装置（２０）によって、第１の光軸（２３）を有する第１の撮像装置位置（２２）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ
１２０ 第２の撮像装置（３０）によって、第２の光軸（３３）を有する第２の撮像装置位置（３２）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ
１２１ 第３の撮像装置（４０）によって、さらなる光軸（４３）を有するさらなる撮像装置位置（４２）から冶金容器（５０）の少なくともさらなる内部（５３）のさらなる光学画像（４１）を取り込むステップ
１３０ 少なくとも第１の光学画像（２１）および第２の光学画像（３１）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算するステップ（１３０）
１４０ 冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の３Ｄ情報（９０）を記憶するステップ（１４０）
２００ 冶金容器（５０）を準備するステップ
２１０ 第１の撮像装置（２０）によって、第１の光軸（２３）を有する第１の撮像装置位置（２２）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ
２２０ 第２の光学撮像装置（３０）によって、第２の光軸（３３）を有する第２の撮像装置位置（３２）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ
２３０ 少なくとも第１の光学画像（２１）および第２の光学画像（３１）から冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算するステップ（２３０）
２４０ 前記計算された３Ｄ情報（９０）と前記冶金容器（５０）の以前に記憶された３Ｄ情報（９０）との比較に基づいて、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の修正を決定するステップ（２４０）
２５０ 冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の決定された修正に基づいて出力を生成するステップ（２５０）
α 第１の光軸（２３）、第２の光軸（３３）、第３の光軸（４３）のいずれかの対により規定される方向の間の角度

Claims (15)

  1. 冶金容器（５０）の内部（５５）の、特に点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）の３Ｄ情報（９０）を決定する方法であって、
    －冶金容器（５０）を準備するステップ（１００）と、
    －第１の撮像装置（２０）によって、第１の光軸（２３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第１の撮像装置位置（２２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（１１０）と、
    －第２の撮像装置（３０）によって、第２の光軸（３３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第２の撮像装置位置（３２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（１２０）と、
    －少なくとも前記第１の光学画像（２１）および前記第２の光学画像（３１）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算するステップ（１３０）と
    を含み、
    －前記第１の光学画像（２１）は、第１の固定光軸（２３）を有する第１の固定撮像装置位置（２２）から取り込まれるが、前記第２の光学画像（３１）は、第２の固定光軸（３３）を有する第２の固定撮像装置位置（３２）から取り込まれることを特徴とする、方法。
  2. 冶金容器（５０）の内部（５５）の修正を決定する方法であって、
    －冶金容器（５０）を準備するステップ（２００）と、
    －第１の撮像装置（２０）によって、第１の光軸（２３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第１の撮像装置位置（２２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（２１０）と、
    －第２の光学撮像装置（３０）によって、第２の光軸（３３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第２の撮像装置位置（３２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（２２０）と、
    －少なくとも前記第１の光学画像（２１）および前記第２の光学画像（３１）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の、点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算するステップ（２３０）と、
    －前記計算された３Ｄ情報（９０）と前記冶金容器（５０）の以前に記憶された３Ｄ情報（９０）との比較に基づいて、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の修正を決定するステップ（２４０）と、
    を含み、
    －前記第１の光学画像（２１）は、第１の固定光軸（２３）を有する第１の固定撮像装置位置（２２）から取り込まれるが、前記第２の光学画像（３１）は、第２の固定光軸（３３）を有する第２の固定撮像装置位置（３２）から取り込まれることを特徴とする、方法。
  3. 前記第１の光学画像（２１）内の前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの第１の内部（５１）と前記第２の光学画像（５２）内の前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの第２の内部（５２）とが重なり合い、好ましくは、前記取り込まれた光学画像のうちのいずれか１つの全画像内容物に対する前記重なり合う領域が少なくとも５０％である、請求項１から２のいずれか一項に記載の方法。
  4. 前記第１（２１）および前記第２の光学画像（３１）を取り込むなど、光学画像（２１、３１）を取り込む前記ステップは、同期された前記撮像装置によって、１０００ミリ秒以内、好ましくは５００ミリ秒以内、より好ましくは２５０ミリ秒以内に行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第１の撮像装置（２０）および前記第２の撮像装置（３０）などの前記撮像装置のいずれも、可動マニピュレータまたはロボットの可動アームに取り付けられていない、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 第１の光学画像（２１）を取り込むステップ（２１０）は、較正された第１の撮像装置（２０）によって行われ、第２の光学画像（３１）を取り込むステップ（２２０）は、較正された第２の光学撮像装置（３０）によって行われる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記冶金容器（５０）から最も近い前記撮像装置（２０、３０）までの最小距離は、３ｍから３０ｍの範囲内である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記冶金容器（５０）から前記最も近い撮像装置（２１、３１）までの前記距離に対する、前記第１の撮像装置位置（２２）および前記第２の撮像装置位置（３２）の前記距離の比率は、０．０３から０．７の範囲内、好ましくは０．０６から０．４の間、より好ましくは０．１から０．３である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 冶金容器（５０）の内部（５５）の修正、または冶金容器（５０）の内部（５５）の、特に点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）の３Ｄ情報（９０）を決定するための撮像システム（５）であって、
    －第１の光軸（２３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第１の撮像装置位置（２２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を取り込むための第１の撮像装置（２０）と、
    －第２の光軸（３３）を有する、前記冶金容器（５０）の外側の第２の撮像装置位置（３２）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を取り込むための第２の撮像装置（３０）と、
    －前記第１の撮像装置（２０）および前記第２の撮像装置（３０）に接続されるデータ交換装置（６１）であって、
    －前記第１の撮像装置（２０）から第１の光学画像（２１）を受信することと、
    －前記第２の撮像装置（３０）から第２の光学画像（３１）を受信することと、
    －前記第１の光学画像（２１）を、好ましくはデータ処理装置（６０）へ送信することと、
    －第２の光学画像（３１）を、好ましくはデータ処理装置（６０）に送信することと
    －任意選択的に、決定された修正または３Ｄ情報（９０）に基づく出力を、好ましくはデータ処理装置（６０）から受信することと
    をプログラムされるデータ交換装置（６１）を含み、
    －第１の光学画像（２１）を取り込むための前記第１の撮像装置（２０）は、第１の固定光軸（２３）を有する第１の固定撮像装置位置（２２）に取り付けられ、
    －一方、第２の光学画像（３１）を取り込むための前記第２の撮像装置（３０）は、第２の固定光軸（３３）を有する第２の固定撮像装置位置（３２）に取り付けられることを特徴とする、撮像システム（５）。
  10. 第１の光学画像（２１）を取り込むための前記第１の撮像装置（２０）は、可動マニピュレータまたはロボットの可動アームに取り付けられておらず、
    一方、第２の光学画像（３１）を取り込むための前記第２の撮像装置（３０）は、可動マニピュレータまたはロボットの可動アームに取り付けられていない、請求項９に記載の撮像システム（５）。
  11. 第１の光学画像（２１）を取り込むための前記第１の撮像装置（２０）は、較正された第１の撮像装置（２０）であり、
    第２の光学画像（３１）を取り込むための前記第２の撮像装置（３０）は、較正された第２の光学撮像装置（３０）である、請求項９から１０のいずれか一項に記載の撮像システム（５）。
  12. 冶金容器（５０）の内部（５５）の、特に点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）の３Ｄ情報（９０）を決定するためのデータ処理装置（６０）であって、
    －請求項９から１１のいずれかに記載の撮像システム（５）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を受信することと、
    －請求項９から１１のいずれかに記載の撮像システム（５）から前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を受信することと、
    －少なくとも前記取得された第１の光学画像（２１）および前記取得された第２の光学画像（３１）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の、点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算すること（１３０）と、
    －任意選択的に、前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの内部（５５）の前記３Ｄ情報（９０）を、好ましくは撮像システム（５）に送信すること（１４０）
    をプログラムされる、データ処理装置（６０）。
  13. 冶金容器（５０）の内部（５５）の修正を決定するためのデータ処理装置（６０）であって、
    －請求項９から１１のいずれかに記載の撮像システム（５）から前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の第１の光学画像（２１）を受信することと、
    －請求項９から１１のいずれかに記載の撮像システム（５）から前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の第２の光学画像（３１）を受信することと、
    －少なくとも前記取得された第１の光学画像（２１）および前記取得された第２の光学画像（３１）から、前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの内部（５５）の、点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）などの３Ｄ情報（９０）を計算すること（２３０）と、
    －前記計算された３Ｄ情報（９０）と前記冶金容器（５０）の以前に記憶された３Ｄ情報（９０）との比較に基づいて、前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの内部（５５）の修正を決定すること（２４０）と、
    －任意選択的に、前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの内部（５５）の前記決定された修正に基づく出力を、好ましくは撮像システム（５）のデータ交換装置（６１）に送信すること（２５０）とをプログラムされる、データ処理装置（６０）。
  14. 冶金容器（５０）の内部（５５）の修正、または冶金容器（５０）の内部（５５）の、特に点群（８０）または３Ｄ表面再構成（８１）または３Ｄオブジェクト（８２）の３Ｄ情報（９０）を決定するためのシステム（１０）であって、
    －請求項１２から１３の少なくとも一項に記載のデータ処理装置（６０）に接続される、請求項９から１１の少なくとも一項に記載の撮像システム（５）を含み、
    －一方、前記撮像システム（５）の前記データ交換装置（６１）は、
    －前記第１の光学画像（２１）を前記データ処理装置（６０）に送信することと、
    －前記第２の光学画像（３１）を前記データ処理装置（６０）に送信することと、
    －前記３Ｄ情報（９０）または前記決定された修正に基づく前記出力を前記データ処理装置（６０）から受信することと
    をプログラムされ、
    －一方、前記データ処理装置（６０）は、
    －前記撮像システム（５）の前記データ交換装置（６１）から前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第１の内部（５１）の前記第１の光学画像（２１）を受信することと、
    －前記撮像システム（５）の前記データ交換装置（６１）から前記冶金容器（５０）の少なくとも１つの第２の内部（５２）の前記第２の光学画像（３１）を受信することと、
    －前記冶金容器（５０）の前記少なくとも１つの内部（５５）の前記決定された修正に基づく前記計算された３Ｄ情報（９０）または前記出力を、前記撮像システム（５）の前記データ交換装置（６１）に送信すること（１４０）と
    をプログラムされる、システム（１０）。
  15. 前記システム（１０）は、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するように構成される、請求項１４に記載のシステム（１０）。

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