WO2016207442A1 - Method and device for measuring an object surface in a contactless manner - Google Patents

Method and device for measuring an object surface in a contactless manner Download PDF

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WO2016207442A1
WO2016207442A1 PCT/EP2016/064888 EP2016064888W WO2016207442A1 WO 2016207442 A1 WO2016207442 A1 WO 2016207442A1 EP 2016064888 W EP2016064888 W EP 2016064888W WO 2016207442 A1 WO2016207442 A1 WO 2016207442A1
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thermal
object surface
points
pattern
imaging cameras
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PCT/EP2016/064888
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Anika Brahm
Gunther Notni
Peter KÜHMSTEDT
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection

Definitions

  • the invention relates to a method for the contactless geometric measurement of an object surface. Furthermore, the invention relates to a device for non-contact geometric measurement of an object surface, with which this method can be performed.
  • Such methods typically use a projector to project patterns onto a surface to be measured, and at least one camera to pick up the surface with the patterns projected thereon.
  • DE 10 2006 049 695 A1 describes a method in which fringe patterns are projected onto an object and two images of the object with the projected fringe patterns are recorded by two camera lenses arranged at a defined distance from one another in two different directions. so that for each pixel in the images of the object phase values can be determined. Based on this, corresponding pixels are identified in the images taken with the two camera lenses. Based on the mutually corresponding pixels, depth information for object points imaged on these pixels is then determined by triangulation.
  • the object of the present invention is to propose a method which also allows transparent, translucent or strongly reflecting or absorbing object surfaces to be measured as simply and accurately as possible without contact.
  • the invention has for its object to propose a corresponding device with which even such surfaces can be measured without contact.
  • a time-variable temperature distribution on the object surface is produced by impressing at least one thermal pattern on the object surface.
  • a thermal image of the object surface is simultaneously acquired by a plurality of consecutive acquisition times by each of at least two spaced-apart thermal imaging cameras, so that in each case a sequence of thermal image values is acquired for points in an image plane of each of the thermal imaging cameras.
  • Corresponding points in the image planes of the thermal imagers are then identified by determining similarity between the sequences of thermal south values recorded for the points of the respective pair for pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure and the similarity by varying at least one of the points each pair is maximized. Then Spatial coordinates of the object surface are determined by triangulation on the basis of the points identified as corresponding.
  • points in the image planes of the different thermal imaging cameras are designated which are homologous in the sense that the same point on the object surface is imaged by the thermal imaging cameras on these points.
  • the measure of similarity used to determine the similarity of the consequences may or may not necessarily have all the characteristics of a metric in the strict sense of the word. It is only important here that the similarity measure is suitable for providing a measure of the similarity between value sequences which is suitable for finding as similar a sequence as possible. Of course, in the case of using a metric in the sense of the mathematical definition of the term, the mentioned maximizing of similarity would of course result from minimizing a distance defined by the metric.
  • the similarity between the sequences of thermal image values can be determined by evaluating a correlation function defined for pairs of value sequences, the corresponding points then being identified by maximizing or minimizing a value of a correlation thus formed.
  • the correlation function can be chosen arbitrarily within wide limits and only has to show the characteristic typical of correlation functions of assuming an extremum - typically a maximum - for the identity of the sequences being compared by evaluating the correlation function, and the closer the extremes are compared to the more similar are.
  • the method is also suitable for measuring object surfaces which are transparent or translucent in the visible region of the electromagnetic spectrum or else highly reflective or absorbing.
  • a projected light pattern in an image of an ordinary camera might either not be visible at all, because projected light would be too strongly absorbed or reflected in a direction unfavorable to the camera, or it would be backscattered Light effects in the camera, which come from deeper layers behind the object surface. Both would prevent a reliable identification of corresponding points and therefore also the correct determination of the necessary depth information by triangulation.
  • This problem is solved in the inventive method in that instead of light patterns temperature distributions are used. On the one hand, these can be produced more easily on a surface area, even in the case of transparent or translucent materials, while light patterns inevitably penetrate deep into the material in these cases.
  • recording with thermal imaging cameras also reliably allows images of the respective thermal
  • the proposed type of survey has the advantage that the aufproji disposeen pattern need not be known. Rather, the patterns can be chosen completely randomly and, in particular, be statistical or quasistatic in nature, provided that they are only sufficiently structured and distinct. Therefore, advantageously, the internal geometry of a device used to carry out the method need not be completely known. So it comes for example. in the case of using a projection device for generating the thermal patterns, not on their exact arrangement relative to the thermal imagers. This makes the method comparatively robust and in particular insensitive to tolerances in the structure of the device used. All in all, the triangulation is based on a very uncomplicated evaluation of the heat eggs. Accordingly, the proposed device for non-contact measurement of surfaces is correspondingly advantageous.
  • the apparatus comprises a device for imparting thermal patterns to an object surface to be arranged for measurement in an object space, two spaced-apart thermal imaging cameras for capturing thermal images of the object surface in the object space and a control and evaluation unit for controlling the
  • the control and evaluation unit is set up to control the thermal imaging cameras at a plurality of successive acquisition times for simultaneously acquiring a respective thermal image by each of the thermal imaging cameras so that a sequence of thermal image values is acquired for points in an image plane of each of the thermal imaging cameras.
  • the control and evaluation unit is set up to identify corresponding points in the image planes of the thermal imaging cameras by determining a similarity between the sequences of thermal image values recorded for the points of the respective pair for pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure and the similarity Varying at least one of the points of each pair is maximized.
  • the control and Ausnceeinhe 'tt for determining spatial coordinates of the object surface by means of triangulation on the basis of identified as corresponding points is established.
  • the device is advantageously suitable for carrying out the method described above.
  • the control and evaluation unit may e.g. be arranged to determine the similarity between the consequences of thermal image values by evaluating a correlation function defined for pairs of value sequences and to identify the corresponding points respectively by maximizing or minimizing a value of a correlation thus formed.
  • the variation of the at least one of the points can be limited to a limited area of the respective image plane, because as points corresponding only the points come into question, due to the other point and the internal geometry of the system of the two
  • the identification of the corresponding points can be effected, for example, by the fact that for each of a plurality of points in the image plane of a first of the thermal imaging cameras on a corresponding epipolar line in the image plane of a second of the thermal imaging cameras according to the corresponding
  • the respectively corresponding point can be determined with subpixel precision, that is to say including subpixel interpolation.
  • the at least one imprinted thermal pattern is irregular, so that the time-varying temperature distribution shows an irregular spatial dependence.
  • An irregular location dependency places fewer demands on imprinting the pattern than a regular structure. It is advantageous if the temperature distribution is not sufficiently constant in time as well as in space, so that on the one hand the thermal image values for a point change sufficiently strongly and on the other hand the consequences of thermal image values differ sufficiently from point to point. This allows a high accuracy of measurement can be achieved because the corresponding points can be reliably identified in the manner described. Therefore, the device for imprinting thermal patterns in expedient embodiments of the proposed device for generating at least one irregular thermal
  • the temperature distribution on the object surface can therefore be at least one recording time in particular of distinguish the last imposed on the object surface thermal pattern.
  • thermodiffusion takes a temporal development.
  • temperature differences between the warmer and colder areas of the surfaces are timed.
  • capturing and imprinting does not necessarily have to be synchronized in time.
  • a sufficiently strong temporal change of the thermal image values can be achieved, for example, by a one-time imprinting followed by subsequently at least two-dimensional acquisition of thermal images.
  • an imprint is followed by multiple capturing. It is also conceivable that first of all a simultaneous imprinting and grasping takes place and subsequently several thermal images are recorded without renewed imprinting.
  • each of these thermal patterns can also be applied if several thermal patterns are imprinted, after and possibly also when imprinted a plurality of thermal image pairs are recorded before the next thermal pattern is impressed.
  • control and evaluation unit of the proposed device can additionally be set up to drive the device for imparting thermal patterns, in which case it is expedient in view of the explained possibility of utilizing thermal diffusion if the
  • Control and evaluation unit is arranged to control the means for imparting thermal patterns and the thermal imaging cameras so that at least one of the recording times is within a time interval during which the means for imprinting thermal patterns does not impose a new thermal pattern.
  • the most recent imposition of a thermal pattern may have already ended at this at least one recording time.
  • the at least one thermal pattern can be impressed, for example, by a projection device.
  • the named device for imprinting thermal patterns can thus be in particular a projection device.
  • the imposition of the thermal pattern and thus the generation of the time-dependent temperature distribution with a projection device not only fits well with the non-contact character of the measurement.
  • the projection device has a radiation source for heating the object surface by means of electromagnetic radiation.
  • a radiation source for heating the object surface by means of electromagnetic radiation.
  • This may be broadband or monochromatic, wherein a suitability of a radiation source may depend on the material of an object to be measured.
  • a radiation source is used, which allows efficient heating of the material.
  • the radiation sources can be set up for pulsed or continuous emission of the radiation power.
  • the radiation source will be a laser.
  • the imprinting of the thermal pattern can also be done with non-optical methods. It is conceivable, for example, that the object surface is cooled in regions by spraying water drops. Alternatively, the object may also be immersed in a trough of small, heated and granular objects, such that the granular objects release heat to the object surface in contact areas and thus apply a thermal pattern to these impressions.
  • the projection device expediently has a radiation source for generating infrared radiation.
  • the projection device may comprise a carbon dioxide laser emitting infrared radiation having a wavelength of about 10.6 ⁇ m.
  • a radiation source is advantageous for measuring surfaces of glass, since many types of glass in this wavelength range have a high absorption coefficient, so that they are at a
  • a spectral range of the thermal imaging cameras used be selected or varied according to the emission wavelengths.
  • the spectral range of the thermal imaging cameras used may be e.g. in the
  • the radiation detected with the thermal imaging cameras originates from the surface of the object to be measured and does not come from the volume of the object.
  • Sensitivities in the first-mentioned wavelength range may also be advantageous in particular because particularly significant changes in the intensity of the thermal radiation occur in this wavelength range when heated by the thermal patterns starting from standard room temperatures. It is possible, but not necessary, for the sensitivity range of the thermal imaging cameras to coincide with the spectrum of a projection device used to generate the thermal pattern, or even to overlap with it.
  • the recorded thermal image values can be in the form of temperatures.
  • the thermal image values may be in the form of radiation intensities or wavelengths or other parameters of the measured electromagnetic radiation resulting from the radiation intensities and / or wavelengths.
  • the projection device has an optical element for the spatial and / or temporal modulation of an electromagnetic radiation emitted by the projection device into the object space.
  • the optical element may be designed as a diffusing screen, through which the electromagnetic radiation is transmitted and / or reflected.
  • a diffusing screen is suitable for distributing the electromagnetic radiation in such a way that the temperature distribution occurring on the object surface as a result of heating shows an irregular spatial dependence.
  • a temporal modulation of the thermal pattern can be achieved for example by a rotation or displacement of the optical element and / or by moving the radiation source. The temporal modulation can be carried out arbitrarily within wide limits and does not have to follow a known pattern in the proposed method. Rather, statistical or quasi-statistical modulations of the thermal patterns are also suitable for generating sufficiently diverse temperature distributions on the object surface.
  • 1 is a schematic plan view of a device for non-contact measurement of an object surface and an object
  • FIG. 2 is a schematic plan view of another device for non-contact measurement of an object surface and an object
  • Fig. 3 is a schematic representation of an impressed on an object surface thermal pattern
  • the device 1 shows an embodiment of a device 1 for the contactless measurement of an object surface 2 of an object 3 in an object space 4.
  • the device 1 comprises a device 5 for impressing thermal patterns
  • the device 5 is a projection device and comprises a radiation source 6, for example a carbon dioxide laser, and an optical element 7 in the form of a reflective element, which leads to an intensity modulation of the radiation and through a grating, a diffusing screen or a free-form element can be given.
  • the carbon dioxide laser emits infrared radiation 8, which is reflected or diffracted at the optical element 7 and then hits the object surface 2 and heats it.
  • the object 3 to be measured is made of silicate glass, and the surface of the object 3 is heated by the infrared radiation 8 reflected or diffracted at the optical element 7, so that a spatially irregular thermal pattern 9 is impressed on the object surface 2.
  • the irregular thermal pattern 9 may be, for example, a speckle pattern.
  • the projection device has a transmissive optical element 10, which again may be a grating, a diffusing screen or a free-form element and which is arranged between the radiation source 6 and the object surface 2.
  • the radiation source 6 generates an infrared radiation 8 which impinges on the optical element 10, is transmitted through it and is modulated thereby.
  • the infrared radiation 8 generated by the radiation source 6 strikes after passing through the optical element
  • the device 1 has a computer 11 with a control and evaluation unit 12.
  • the projection device 5 is controlled by the control and evaluation unit 12. This determines the time points at which thermal patterns 9 are impressed on the object surface 2.
  • control and evaluation unit 12 is set up for moving the optical element 7, 10, so that the thermal pattern 9 is spatially and temporally modulated by the control and evaluation unit 12.
  • An imprinted thermal pattern 9 is shown schematically in FIG. 3 by way of example.
  • the thermal pattern 9 consists of spatially irregularly arranged areas 13 of the object surface 2 with high temperature and areas 14 of the object surface with low temperature. After switching off the radiation source 6, a temperature distribution impressed by the thermal pattern 9 develops over time by a heat conduction in the
  • FIG. 4 shows schematically a resulting temperature distribution 15 on the object surface 2 after a time of, for example, one second or a few seconds has elapsed.
  • the device 1 also includes a first thermal imaging camera 16 and a second thermal imaging camera 17.
  • the thermal imaging cameras 16, 17 are sensitive to electromagnetic radiation in the IR range, for example for thermal radiation in a wavelength range between 7.5 ⁇ and 14 ⁇ .
  • the thermal imaging cameras 16, 17 are arranged at a distance from one another and are likewise controlled by the control and evaluation unit 12.
  • the first thermal imager 16 and the second thermal imager 17 are arranged and aligned to simultaneously measure the temperature distribution 15 in at least a portion of the object surface 2 in their respective image planes 18, 19, i. by a simultaneous recording each of a thermal image, can capture. For this purpose, the intensity of thermal radiation 22 measured in points 20, 21 in the respective image planes 18, 19 is evaluated.
  • a point 23 of the object surface 2 is imaged onto a first point 20 in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 and onto a second point 21 in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17, as in FIG. 2 is shown.
  • first point 20 and second point 21 form a pair of corresponding points.
  • the control and evaluation unit 12 controls a shutdown of the radiation source 6 by closing a shutter and triggers a simultaneous detection of thermal images by the thermal imaging cameras 16, 17. Thereafter, the temperature distribution 15 on the object surface 2 develops by thermal conduction to the temperature distribution 15 shown in FIG. 4, and the control and evaluation unit 12 triggers a repeated simultaneous simultaneous acquisition of thermal images with the radiation source 6 switched off.
  • the described steps of imprinting a thermal pattern 9 and acquiring thermal images may be repeated one or more times with different thermal patterns 9.
  • the time-dependent temperature distribution 15 generated by the impressed or impressed thermal pattern 9 can also be detected during the application of the at least one thermal pattern 9, that is to say without prior closing of a shutter.
  • Pattern 9 The respective heat sources are buffered on a data memory 24 so that a sequence of temperature values is stored thereon for each point in the image planes 18, 19 of the thermal image cameras 16, 17.
  • control and evaluation unit 12 compares the recorded sequence of temperature values for each point 20 in the image plane 18 of the first thermal imager 16 with the sequences of temperature values of the points in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17 to identify the corresponding points 20, 21.
  • the control and evaluation unit 12 confines itself to finding the point 21 in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 corresponding point 21 in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17 to points in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17, on a through the point 20 are in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 epipolar line.
  • the pairs of sequences of temperature values are compared by the control and evaluation unit 12 using a correlation function assigning a similarity value to each of the pairs of sequences, the similarity value taking a large value for a pronounced similarity of the sequences and a low value for very different sequences.
  • the control and evaluation unit 12 evaluates the sequences for potentially corresponding points in pairs, and maximizing the similarity value, the actually corresponding points 20, 21 can be found in the image planes 18, 19 of the two thermal imaging cameras 16, 17.
  • the correlation function it is also conceivable that the corresponding points 20, 21 are found by minimizing rather than maximizing a similarity value.
  • control and evaluation unit 12 determines spatial coordinates of points 23 on the object surface 2 on the basis of the previously found corresponding points 20, 21 in the image planes 18, 19 of the two thermal imaging cameras 16, 17. For this purpose, it is utilized that the relative position of the thermal imaging cameras 16, 17, the spatial coordinates being determined thereon by triangulation.

Abstract

The invention relates to a device (1) and a method for measuring an object surface (2) in a contactless manner. In the method, a temperature distribution (15) on the object surface (2), said temperature distribution changing over time, is produced by imprinting at least one thermal pattern (9) onto the object surface (2). A respective thermal image of the object surface (2) is then simultaneously captured by each of at least two mutually spaced thermal image cameras (16, 17) at multiple successive capturing times such that a sequence of thermal image values are detected for points on an image plane (18, 19) of each of the thermal image cameras (16, 17). Corresponding points (20, 21) are then identified on the image planes (18, 19) of the thermal image cameras (16, 17), wherein a similarity between the sequence of thermal image values detected for the points of each pair is determined for pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure, and the similarity is maximized by varying at least one of the points of each pair. Spatial coordinates of the object surface (2) are then determined by means of triangulation on the basis of the identified corresponding points (20, 21).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Vermessen einer Obiekt- oberfläche  Method and device for non-contact measuring of an obiect surface
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen geometrischen Vermessen einer Objektoberfläche. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum berührungslosen geometrischen Vermessen einer Objektoberfläche, mit der sich dieses Verfahren durchführen lässt. The invention relates to a method for the contactless geometric measurement of an object surface. Furthermore, the invention relates to a device for non-contact geometric measurement of an object surface, with which this method can be performed.
Verfahren zum berührungsiosen Vermessen von Objektoberflächen sind an sich bekannt. Solche Verfahren verwenden typischerweise einen Projektor zum Aufprojizieren von Mustern auf eine zu vermessende Oberfläche sowie mindestens eine Kamera zum Aufnehmen der Oberfläche mit den darauf projizierten Mustern. So ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2006 049 695 AI ein Verfahren beschrieben, bei dem Streifenmuster auf ein Objekt projiziert werden und mittels zweier in einem definierten Abstand zueinander angeordneter Kameraobjektive aus zwei verschiedenen Richtungen jeweils zwei Bilder des Objekts mit den aufprojizierten Streifenmustern aufgenommen werden, so dass für Bildpunkte in den Bildern des Objekts jeweils Phasenwerte ermittelt werden können. Darauf basierend werden dann einander entsprechende Bildpunkte in den mit den beiden Kamerabojektiven aufgenommenen Bildern identifiziert. Auf Basis der einander entsprechenden Bildpunkte werden dann durch Triangulation Tiefeninformationen für auf diese Bildpunkte abgebildete Objektpunkte ermittelt. Mit diesem und ähnlichen Verfahren aus dem Stand der Technik können Oberflächen aus einer Reihe von Materialien zufriedenstellend vermessen werden. Bei stark reflektierenden, transparenten, transluzenten oder stark absorbierenden Objektoberflächen liefern solche bekannten Verfahren dagegen keine brauchbaren oder nur sehr ungenaue Ergebnisse. Für Objekte aus einer Vielzahl technologisch relevanter Materialien, wie Glas, Metall oder Faserverbundwerkstoff, und auch für Objekte mit glatten lackierten Oberflächen sind diese Verfahren daher nicht geeignet. Methods for the contactless measurement of object surfaces are known per se. Such methods typically use a projector to project patterns onto a surface to be measured, and at least one camera to pick up the surface with the patterns projected thereon. Thus, for example, DE 10 2006 049 695 A1 describes a method in which fringe patterns are projected onto an object and two images of the object with the projected fringe patterns are recorded by two camera lenses arranged at a defined distance from one another in two different directions. so that for each pixel in the images of the object phase values can be determined. Based on this, corresponding pixels are identified in the images taken with the two camera lenses. Based on the mutually corresponding pixels, depth information for object points imaged on these pixels is then determined by triangulation. With this and similar prior art methods, surfaces of a variety of materials can be satisfactorily measured. In the case of highly reflective, transparent, translucent or strongly absorbing object surfaces, however, such known methods do not yield usable or only very inaccurate results. For objects made of a variety of technologically relevant materials, such as glass, metal or fiber composite material, and also for objects with smooth painted surfaces, these methods are therefore not suitable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das auch transparente, transluzente oder stark reflektierende oder absorbierenden Objektoberflächen möglichst einfach und genau berührungslos zu vermessen erlaubt. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen, mit der sich auch derartige Oberflächen berührungslos vermessen lassen. The object of the present invention is to propose a method which also allows transparent, translucent or strongly reflecting or absorbing object surfaces to be measured as simply and accurately as possible without contact. In addition, the invention has for its object to propose a corresponding device with which even such surfaces can be measured without contact.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Nebenanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche und der Ausführungsbeispiele. This object is achieved by a method having the features of the main claim and by a device having the features of the independent claim. Advantageous developments emerge with the features of the dependent claims and the embodiments.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum berührungslosen Vermessen einer Objektoberfläche wird durch Aufprägen mindestens eines thermischen Mus- ters auf die Objektoberfiäche eine zeitlich veränderliche Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche erzeugt. Dabei wird zu mehreren aufeinanderfolgenden Aufnahmezeitpunkten durch jede von mindestens zwei voneinander beabstandeten Wärmebildkameras simultan jeweils ein Wärmebild der Objektoberfläche erfasst, so dass für Punkte in einer Bildebene jeder der Wärmebildkameras jeweils eine Folge von Wärmebildwerten erfasst wird.In the proposed method for the contactless measurement of an object surface, a time-variable temperature distribution on the object surface is produced by impressing at least one thermal pattern on the object surface. In this case, a thermal image of the object surface is simultaneously acquired by a plurality of consecutive acquisition times by each of at least two spaced-apart thermal imaging cameras, so that in each case a sequence of thermal image values is acquired for points in an image plane of each of the thermal imaging cameras.
Daraufhin werden korrespondierende Punkte in den Bildebenen der Wärmebildkameras identifiziert, indem für Paare potentiell korrespondierender Punkte unter Zugrundelegung eines mathematischen Ähnlichkeitsmaßes eine Ähnlichkeit zwischen den für die Punkte des jeweiligen Paares erfassten Fol- gen von Wärmebüdwerten bestimmt wird und die Ähnlichkeit durch Variieren mindestens eines der Punkte des jeweiligen Paares maximiert wird. Dann werden Raumkoordinaten der Objektoberfläche durch Triangulation auf Basis der als korrespondierend identifizierten Punkte bestimmt. Als korrespondierend werden in der vorliegenden Schrift jeweils Punkte in den Bildebenen der verschiedenen Wärmebildkameras bezeichnet, die in dem Sinne homolog sind, dass jeweils der gleiche Punkt auf der Objektoberfläche durch die Wärmebildkameras auf diese Punkte abgebildet wird. Corresponding points in the image planes of the thermal imagers are then identified by determining similarity between the sequences of thermal south values recorded for the points of the respective pair for pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure and the similarity by varying at least one of the points each pair is maximized. Then Spatial coordinates of the object surface are determined by triangulation on the basis of the points identified as corresponding. Correspondingly, in the present document in each case points in the image planes of the different thermal imaging cameras are designated which are homologous in the sense that the same point on the object surface is imaged by the thermal imaging cameras on these points.
Das für die Bestimmung der Ähnlichkeit der Folgen zugrunde gelegte Ähnlich- keitsmaß kann zwar, muss jedoch nicht unbedingt alle Eigenschaften einer Metrik im engeren Sinne des Wortes aufweisen. Wichtig ist hierbei lediglich, dass das Ähnlichkeitsmaß geeignet ist, ein zum Auffinden möglichst ähnlicher Folgen geeignetes Maß für die Ähnlichkeit zwischen Wertefolgen zu liefern. Im Fall der Verwendung einer Metrik im Sinne der mathematischen Definition des Begriffes ergäbe sich das erwähnte Maximieren der Ähnlichkeit natürlich durch ein Minimieren eines durch die Metrik definierten Abstandes. Although the measure of similarity used to determine the similarity of the consequences may or may not necessarily have all the characteristics of a metric in the strict sense of the word. It is only important here that the similarity measure is suitable for providing a measure of the similarity between value sequences which is suitable for finding as similar a sequence as possible. Of course, in the case of using a metric in the sense of the mathematical definition of the term, the mentioned maximizing of similarity would of course result from minimizing a distance defined by the metric.
Zweckmäßigerweise kann die Ähnlichkeit zwischen den Folgen von Wärmebildwerten durch Auswerten einer für Paare von Wertefolgen definierten Korrelationsfunktion bestimmt werden, wobei die korrespondierenden Punkte dann jeweils durch Maximieren oder Minimieren eines Wertes einer so gebildeten Korrelation identifiziert werden können. Die Korrelationsfunktion kann dabei in weiten Grenzen beliebig gewählt werden und muss nur die für Korrelationsfunktionen typische Eigenschaft zeigen, bei Identität der durch Auswertung der Korrelationsfunktion verglichenen Folgen ein Extremum - typischerweise ein Maximum - anzunehmen und diesem Extremum umso näher zu kommen, je ähnlicher die verglichenen Folgen sind. Conveniently, the similarity between the sequences of thermal image values can be determined by evaluating a correlation function defined for pairs of value sequences, the corresponding points then being identified by maximizing or minimizing a value of a correlation thus formed. The correlation function can be chosen arbitrarily within wide limits and only has to show the characteristic typical of correlation functions of assuming an extremum - typically a maximum - for the identity of the sequences being compared by evaluating the correlation function, and the closer the extremes are compared to the more similar are.
Durch die Verwendung von Wärmebildkameras eignet sich das Verfahren, anders als vergleichbare Verfahren, bei denen üchtmuster aufprojiziert und aufgenommen werden, auch zum Vermessen von Objektoberflächen, die im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums transparent oder transluzent oder auch stark reflektierend oder absorbierend sind. Bei Oberflächen dieser Art wäre ein auf projiziertes Lichtmuster in einem Bild einer gewöhnlichen Kamera nämlich entweder möglicherweise überhaupt nicht sichtbar, weil aufprojiziertes Licht zu stark absorbiert oder in für die Kamera ungünstiger Richtung gerichtet reflektiert würde, oder es fielen zurückgestreute Lichtantei!e in die Kamera, die aus tieferen Schichten hinter der Objektoberfläche kämen. Beides würde ein zuverlässiges Identifizieren korrespondierender Punkte und daher auch die richtige Ermittlung der nötigen Tiefeninformation durch Triangulation vereiteln. Dieses Problem wird bei dem erfindungs- gemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass statt Lichtmustern Temperaturverteilungen verwendet werden. Diese lassen sich nämlich einerseits auch bei transparenten oder tansluzenten Materialien leichter auf einen Oberflächenbereich begrenzt erzeugen, während Lichtmuster in diesen Fällen unweigerlich tief ins Material eindringen. Andererseits erlaubt die Aufnahme mit Wär- mebildkameras auch dann zuverlässig Bilder der vom jeweiligen thermischenBy using thermal imaging cameras, unlike similar methods in which patterns are projected and recorded, the method is also suitable for measuring object surfaces which are transparent or translucent in the visible region of the electromagnetic spectrum or else highly reflective or absorbing. Namely, in surfaces of this kind, a projected light pattern in an image of an ordinary camera might either not be visible at all, because projected light would be too strongly absorbed or reflected in a direction unfavorable to the camera, or it would be backscattered Light effects in the camera, which come from deeper layers behind the object surface. Both would prevent a reliable identification of corresponding points and therefore also the correct determination of the necessary depth information by triangulation. This problem is solved in the inventive method in that instead of light patterns temperature distributions are used. On the one hand, these can be produced more easily on a surface area, even in the case of transparent or translucent materials, while light patterns inevitably penetrate deep into the material in these cases. On the other hand, recording with thermal imaging cameras also reliably allows images of the respective thermal
Muster geprägten Objektoberfläche zu erzeugen, wenn man mit einer im sichtbaren Bereich arbeitenden Kamera entweder wegen ungünstiger Reflexion oder starker Absorption nicht genug sähe oder zu tief ins Material hineinblicken würde. To create a patterned object surface when one would not be able to see enough or look too deeply into the material with a camera operating in the visible range, either due to unfavorable reflection or strong absorption.
Darüber hinaus bringt die vorgeschlagene Art der Vermessung den Vorteil mit sich, dass die aufprojizierten Muster nicht bekannt sein müssen. Vielmehr können die Muster völlig zufällig gewählt und insbesondere statistischer oder quasistatistischer Natur sein, sofern sie nur hinreichend strukturiert und ver- schieden sind. Daher muss vorteilhafter Weise auch die innere Geometrie einer zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung nicht vollständig bekannt sein. So kommt es z.B. im Fall der Verwendung einer Projek- tionsvorrichtung zum Erzeugen der thermischen Muster nicht auf deren genaue Anordnung relativ zu den Wärmebildkameras an. Das macht das Verfah- ren vergleichsweise Robust und insbesondere unempfindlich gegenüber Toleranzen im Aufbau der verwendeten Vorrichtung. Bei alledem basiert die Triangulation auf einer ausgesprochen unkomplizierten Auswertung der Wärmebiider. Dementsprechend vorteilhaft ist die vorgeschlagene Vorrichtung zum berührungslosen Vermessen von Oberflächen. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster auf eine zum Vermessen in einem Objektraum anzuordnende Objektoberfläche, zwei voneinander beabstandete Wärmebildkameras zum Aufnehmen von Wärmebildern der Objektoberfläche im Objektraum sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit zum Ansteuern derIn addition, the proposed type of survey has the advantage that the aufprojizierten pattern need not be known. Rather, the patterns can be chosen completely randomly and, in particular, be statistical or quasistatic in nature, provided that they are only sufficiently structured and distinct. Therefore, advantageously, the internal geometry of a device used to carry out the method need not be completely known. So it comes for example. in the case of using a projection device for generating the thermal patterns, not on their exact arrangement relative to the thermal imagers. This makes the method comparatively robust and in particular insensitive to tolerances in the structure of the device used. All in all, the triangulation is based on a very uncomplicated evaluation of the heat eggs. Accordingly, the proposed device for non-contact measurement of surfaces is correspondingly advantageous. The apparatus comprises a device for imparting thermal patterns to an object surface to be arranged for measurement in an object space, two spaced-apart thermal imaging cameras for capturing thermal images of the object surface in the object space and a control and evaluation unit for controlling the
Wärmebildkameras und zum Auswerten der damit aufgenommenen Wärme- bilden Dabei ist die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet, die Wärmebildkameras zu mehreren aufeinanderfolgenden Aufnahmezeitpunkten zum simultanen Erfassen jeweils eines Wärmebildes durch jede der Wärmebildkameras anzusteuern, so dass für Punkte in einer Bildebene jeder der Wärme- bildkameras jeweils eine Folge von Wärmebildwerten erfasst wird. Außerdem ist die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet, korrespondierende Punkte in den Bildebenen der Wärmebildkameras zu identifizieren, indem für Paare potentiell korrespondierender Punkte unter Zugrundelegung eines mathematischen Ähnlichkeitsmaßes eine Ähnlichkeit zwischen den für die Punkte des jeweiligen Paares erfassten Folgen von Wärmebildwerten bestimmt wird und die Ähnlichkeit durch Variieren mindestens eines der Punkte des jeweiligen Paares maximiert wird. Schließlich ist die Steuer- und Auswerteeinhe'tt zum Bestimmen von Raumkoordinaten der Objektoberfläche durch Triangulation auf Basis der als korrespondierend identifizierten Punkte eingerichtet. Damit eignet sich die Vorrichtung in vorteilhafter Weise zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Thermal imaging cameras and to evaluate the heat In this case, the control and evaluation unit is set up to control the thermal imaging cameras at a plurality of successive acquisition times for simultaneously acquiring a respective thermal image by each of the thermal imaging cameras so that a sequence of thermal image values is acquired for points in an image plane of each of the thermal imaging cameras. In addition, the control and evaluation unit is set up to identify corresponding points in the image planes of the thermal imaging cameras by determining a similarity between the sequences of thermal image values recorded for the points of the respective pair for pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure and the similarity Varying at least one of the points of each pair is maximized. Finally, the control and Auswerteeinhe 'tt for determining spatial coordinates of the object surface by means of triangulation on the basis of identified as corresponding points is established. Thus, the device is advantageously suitable for carrying out the method described above.
Die Steuer- und Auswerteeinheit kann z.B. eingerichtet sein, die Ähnlichkeit zwischen den Folgen von Wärmebildwerten durch Auswerten einer für Paare von Wertefolgen definierte Korrelationsfunktion zu bestimmen und die korrespondierenden Punkte jeweils durch Maximieren oder Minimieren eines Wertes einer so gebildeten Korrelation zu identifizieren. The control and evaluation unit may e.g. be arranged to determine the similarity between the consequences of thermal image values by evaluating a correlation function defined for pairs of value sequences and to identify the corresponding points respectively by maximizing or minimizing a value of a correlation thus formed.
Für eine Reduzierung des Suchaufwandes bei der Identifikation der korres- pondierenden Punkte kann eine Einschränkung der als potentiell korrespondierend infrage kommenden Punkte unter Ausnutzung der Epipolargeometrie erfolgen. So kann die Variation des mindestens einen der Punkte auf einen eingeschränkten Bereich der jeweiligen Bildebene beschränkt werden, weil als korrespondierende Punkte nur die Punkte in Frage kommen, die auf durch den jeweils anderen Punkt und die innere Geomterie des Systems der zweiIn order to reduce the search effort in identifying the corresponding points, it is possible to limit the points that potentially correspond correspondingly by taking advantage of the epipolar geometry. Thus, the variation of the at least one of the points can be limited to a limited area of the respective image plane, because as points corresponding only the points come into question, due to the other point and the internal geometry of the system of the two
Wärmebitdkameras definierten Epipolarlinien liegen. So kann das Identifizieren der korrespondierenden Punkte beispielsweise dadurch geschehen, dass für jeden einer Vielzahl von Punkten in der Bildebene einer ersten der Wärmebildkameras auf einer korrespondierenden Epipolarlinie in der Bildebene einer zweiten der Wärmebildkameras nach dem dazu korrespondierendenWäritddameras defined Epipolarlinien lie. Thus, the identification of the corresponding points can be effected, for example, by the fact that for each of a plurality of points in the image plane of a first of the thermal imaging cameras on a corresponding epipolar line in the image plane of a second of the thermal imaging cameras according to the corresponding
Punkt gesucht wird, indem die verwendete Korrelationsfunktion bzw. das Ähnlichkeitsmaß zwischen der Folge von Wärmebildwerten, die für den jeweiligen Punkt in der Bildebene der ersten Wärmebildkamera erfasst worden ist, und den Folgen von Wäremebildwerten, die für die Punkte auf der korrespondierenden Epipolarlinie in der Bildebene der zweiten Wärmebildkamera erfasst worden sind, ausgewertet wird. Der korrespondierende Punkt lässt sich dann finden als der Punkt in der Bildebene der zweiten Kamera, für den die auf diese Weise gebildete Korrelation bzw. Ähnlichkeit den größten Wert annimmt, für den also z.B. die Korrelationsfunktion ein Maximum annimmt und mithin der Wert der Korrelation maximiert wird. Dabei kann der jeweils korrespondierende Punkt subpixelgenau, also inklusive Subpixelinterpolation, bestimmt werden. Point is searched by the used correlation function or the Similarity measure between the sequence of thermal image values, which has been detected for the respective point in the image plane of the first thermal imaging camera, and the sequences of thermal image values that have been detected for the points on the corresponding epipolar line in the image plane of the second thermal imaging camera is evaluated. The corresponding point can then be found as the point in the image plane of the second camera, for which the correlation or similarity formed in this way assumes the greatest value, for example, for which the correlation function assumes a maximum and thus the value of the correlation is maximized , In this case, the respectively corresponding point can be determined with subpixel precision, that is to say including subpixel interpolation.
Typischerweise ist das mindestens eine aufgeprägte thermische Muster unregelmäßig, so dass die zeitlich veränderliche Temperaturverteüung eine unre- gelmäßige Ortsabhängigkeit zeigt. Eine unregelmäßige Ortsabhängigkeit stellt geringere Anforderungen beim Aufprägen des Musters als eine regelmäßige Struktur. Vorteilhaft ist, wenn die Temperaturverteilung sowohl zeitlich als auch räumlich in hinreichendem Maß nichtkonstant ist, so dass sich einerseits die Wärmebildwerte für einen Punkt hinreichend stark zeitlich ändern und andererseits die Folgen von Wärmebildwerten von Punkt zu Punkt hinreichend stark unterscheiden. Dadurch kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden, weil die korrespondierenden Punkte zuverlässig in beschriebener Weise identifiziert werden können. Daher ist die Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster bei zweckmäßigen Ausführungen der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Erzeugen mindestens eines unregelmäßigen thermischenTypically, the at least one imprinted thermal pattern is irregular, so that the time-varying temperature distribution shows an irregular spatial dependence. An irregular location dependency places fewer demands on imprinting the pattern than a regular structure. It is advantageous if the temperature distribution is not sufficiently constant in time as well as in space, so that on the one hand the thermal image values for a point change sufficiently strongly and on the other hand the consequences of thermal image values differ sufficiently from point to point. This allows a high accuracy of measurement can be achieved because the corresponding points can be reliably identified in the manner described. Therefore, the device for imprinting thermal patterns in expedient embodiments of the proposed device for generating at least one irregular thermal
Musters eingerichtet, so dass eine durch das thermische Muster erzeugbare Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche eine unregelmäßige Ortsabhängigkeit zeigt. Es kann vorgesehen sein, dass mindestens einer der Aufnahmezeitpunkte in einem Zeitintervall liegt, während dessen kein neues thermisches Muster auf die Objektoberfläche aufgeprägt wird, so dass sich die Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche zwischen dem vorangegangenen Aufnahmezeitpunkt und diesem mindestens einen Aufnahmezeitpunkt durch thermische Diffusion verändert. Die Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche kann sich zu diesem mindestens einen Aufnahmezeitpunkt also insbesondere von dem zuletzt auf die Objektoberfläche aufgeprägten thermischen Muster unterscheiden. Die Tatsache, dass sich die Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche selbsttätig ändert, kann dadurch in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden, um vergleichsweise einfach und rasch hinreichend viele hinreichend unterschiedliche Wärmebildpaare zu erfassen, die dann zum Identifizieren homologer Punkte und zum Triangulieren verwendet werden können. Pattern set so that a producible by the thermal pattern temperature distribution on the object surface shows an irregular location dependence. It can be provided that at least one of the recording times is within a time interval during which no new thermal pattern is impressed on the object surface, so that the temperature distribution on the object surface changes between the preceding recording time and this at least one recording time by thermal diffusion. The temperature distribution on the object surface can therefore be at least one recording time in particular of distinguish the last imposed on the object surface thermal pattern. The fact that the temperature distribution on the object surface changes automatically, can be exploited in an advantageous manner to relatively easily and quickly sufficiently many sufficiently different thermal image pairs to capture, which can then be used to identify homologous points and triangulating.
Sobald ein thermisches Muster auf eine Objektoberfläche aufgeprägt ist, nimmt die Temperaturverteilung durch Thermodiffusion eine zeitliche Ent- Wicklung. In der Regel klingen Temperaturdifferenzen zwischen wärmeren und kälteren Bereichen der Oberflächen zeitlich ab. Dabei muss ein Erfassen und Aufprägen, anders als bei einer Verwendung gewöhnlicher Lichtmuster, nicht zwingend zeitlich synchron erfolgen. Insbesondere kann beispielweise durch ein einmaliges Aufprägen gefolgt von anschließend mindestens zweima- ligem Erfassen von Wärmebildern eine hinreichend starke zeitliche Änderung der Wärmebildwerte erreicht werden. Typischerweise wird ein Aufprägen gefolgt von mehrmaligem Erfassen. Es ist auch denkbar, dass zunächst ein gleichzeitiges Aufprägen und Erfassen erfolgt und anschließend ohne neuerliches Aufprägen mehrmals Wärmebilder erfasst werden. Auch wenn es nicht ausgeschlossen ist, dass vor jedem Erfassen ein neues thermisches Muster aufgeprägt wird oder dass das Erfassen und das Aufprägen grundsätzlich synchron erfolgt, so können jedoch auch bei einem Aufprägen mehrerer thermischer Muster, nach und unter Umständen auch beim Aufprägen jedes dieser thermischen Muster jeweils mehrere Wärmebildpaare aufgenommen werden, bevor das nächste thermische Muster aufgeprägt wird. As soon as a thermal pattern is impressed on an object surface, the temperature distribution through thermodiffusion takes a temporal development. As a rule, temperature differences between the warmer and colder areas of the surfaces are timed. In this case, unlike with the use of ordinary light patterns, capturing and imprinting does not necessarily have to be synchronized in time. In particular, a sufficiently strong temporal change of the thermal image values can be achieved, for example, by a one-time imprinting followed by subsequently at least two-dimensional acquisition of thermal images. Typically, an imprint is followed by multiple capturing. It is also conceivable that first of all a simultaneous imprinting and grasping takes place and subsequently several thermal images are recorded without renewed imprinting. Although it is not excluded that a new thermal pattern is applied before each detection, or that the detection and imprinting are fundamentally synchronous, each of these thermal patterns can also be applied if several thermal patterns are imprinted, after and possibly also when imprinted a plurality of thermal image pairs are recorded before the next thermal pattern is impressed.
Die Steuer- und Auswerteeinheit der vorgeschlagenen Vorrichtung kann zusätzlich auch zum Ansteuern der Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster eingerichtet sein, in diesem Fall ist es im Hinblick auf die erläuterte Möglichkeit der Ausnutzung thermischer Diffusion zweckmäßig, wenn dieThe control and evaluation unit of the proposed device can additionally be set up to drive the device for imparting thermal patterns, in which case it is expedient in view of the explained possibility of utilizing thermal diffusion if the
Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet ist, die Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster und die Wärmebildkameras so anzusteuern, dass mindestens einer der Aufnahmezeitpunkte in einem Zeitintervall liegt, während dessen die Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster kein neues thermi- sches Muster aufprägt. Das jüngste Aufprägen eine thermischen Musters kann zu diesem mindestens einen Aufnahmezeitpunkt dagegen schon beendet sein. Das mindestens eine thermische Muster kann z.B. durch eine Projektionsvorrichtung aufgeprägt werden. Die genannte Einrichtung zum Aufprägen thermischer Muster kann also insbesondere eine Projektionsvorrichtung sein. Das Aufprägen der thermischen Muster und mithin das Erzeugen der zeitabhängigen Temperaturverteilung mit einer Projektionsvorrichtung passt nicht nur gut zum berührungslosen Charakter der Vermessung. Es erlaubt auch, die der Vermessung zugrundeliegende zeitabhängige Temperaturverteilung lokal begrenzt in einem Oberflächenbereich zu erzeugen und damit zumindest in gewisser Näherung auf die Objektoberfläche zu begrenzen. Das dient wiederum der Genauigkeit der Vermessung, insbesondere in Fällen, in denen das Material nicht vollständig intransparent ist für die von den Wärmebildkameras er- fasste Wärmestrahlung. Control and evaluation unit is arranged to control the means for imparting thermal patterns and the thermal imaging cameras so that at least one of the recording times is within a time interval during which the means for imprinting thermal patterns does not impose a new thermal pattern. The most recent imposition of a thermal pattern, on the other hand, may have already ended at this at least one recording time. The at least one thermal pattern can be impressed, for example, by a projection device. The named device for imprinting thermal patterns can thus be in particular a projection device. The imposition of the thermal pattern and thus the generation of the time-dependent temperature distribution with a projection device not only fits well with the non-contact character of the measurement. It also makes it possible to generate the time-dependent temperature distribution on which the measurement is based in a locally limited manner in a surface area and thus limit it to the object surface, at least to a certain extent. This in turn serves for the accuracy of the measurement, in particular in cases in which the material is not completely non-transparent for the heat radiation detected by the thermal imaging cameras.
Typischerweise weist die Projektionsvorrichtung eine Strahlungsquelle zum Erwärmen der Objektoberfläche mittels elektromagnetischer Strahlung auf. Diese kann breitbandig oder monochromatisch sein, wobei eine Eignung einer Strahlungsquelle vom Material eines zu vermessenden Objektes abhängen kann. Zweckmäßigerweise wird eine Strahlungsquelle verwendet, die eine effiziente Erwärmung des Materials erlaubt. Dabei kann die Strahiungsqueile für eine gepulste oder eine kontinuierliche Abgabe der Strahlungsleistung eingerichtet sein. In vielen Fällen wird die Strahlungsquelle ein Laser sein können. Typically, the projection device has a radiation source for heating the object surface by means of electromagnetic radiation. This may be broadband or monochromatic, wherein a suitability of a radiation source may depend on the material of an object to be measured. Conveniently, a radiation source is used, which allows efficient heating of the material. In this case, the radiation sources can be set up for pulsed or continuous emission of the radiation power. In many cases the radiation source will be a laser.
Alternativ kann das Aufprägen des thermischen Musters auch mit nicht- optischen Methoden erfolgen. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Objektoberfläche durch ein Aufsprühen von Wassertropfen bereichsweise gekühlt wird. Alternativ kann das Objekt auch in eine Wanne mit kleinen, erwärmten und gekörnten Gegenständen getaucht werden, so dass die gekörnten Gegenstände Wärme in Kontaktbereichen an die Objektoberfläche abgeben und somit ein thermisches Muster auf diese Aufprägen, Alternatively, the imprinting of the thermal pattern can also be done with non-optical methods. It is conceivable, for example, that the object surface is cooled in regions by spraying water drops. Alternatively, the object may also be immersed in a trough of small, heated and granular objects, such that the granular objects release heat to the object surface in contact areas and thus apply a thermal pattern to these impressions.
Im Fall der Verwendung einer Projektionsvorrichtung kann es zweckmäßig sein, wenn diese das mindestens eine optische Muster durch I frarotstrahlung auf die Objektoberfläche aufprägt. Zweckmäßigerweise weist die Projektionsvorrichtung also eine Strahlungsquelle zur Erzeugung von Infrarotstrah- lung auf. Beispielsweise kann die Projektionsvorrichtung einen Kohle nstoffdi- oxidlaser umfassen, der Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10,6 μηη abgibt. Eine solche Strahlungsquelle ist vorteilhaft zum Vermessen von Oberflächen aus Glas, da viele Glassorten in diesem Wellenlängenbereich einen hohen Absorptionskoeffizienten aufweisen, so dass sie sich bei einerIn the case of using a projection device, it may be expedient if it imprints the at least one optical pattern on the object surface by infrared radiation. The projection device expediently has a radiation source for generating infrared radiation. on. For example, the projection device may comprise a carbon dioxide laser emitting infrared radiation having a wavelength of about 10.6 μm. Such a radiation source is advantageous for measuring surfaces of glass, since many types of glass in this wavelength range have a high absorption coefficient, so that they are at a
Bestrahlung durch einem Kohlenstoffdioxidlaser besonders effizient erwärmen lassen. Heat radiation through a carbon dioxide laser particularly efficient.
Da die Vermessung, anders als bei herkömmlichen Musterprojektionsverfah- ren, nicht auf einer Detektion von Reflexion oder Streuung elektromagnetischer Strahlung beruht, sondern auf einer Emission elektromagnetischer Strahlung durch das zu vermessende Objekt und auf einer Detektion der so emittierten Strahlung, kann ein Spektralbereich der verwendeten Wärmebildkameras entsprechend der Emissionswellenlängen gewählt bzw. variiert wer- den. So kann der Spektralbereich der verwendeten Wärmebildkameras z.B. imSince the measurement, unlike conventional pattern projection methods, is not based on a detection of reflection or scattering of electromagnetic radiation, but on an emission of electromagnetic radiation by the object to be measured and on a detection of the radiation thus emitted, a spectral range of the thermal imaging cameras used be selected or varied according to the emission wavelengths. Thus, the spectral range of the thermal imaging cameras used may be e.g. in the
Bereich der fernen Infrarotstrahlung zwischen 5 μιη und 14 μηι oder auch im Bereich der mittleren Infrarotstrahlung zwischen 3 μιη und 5 μιη liegen. Je nachdem, was für Temperaturen die zeitabhängige Temperaturverteilung um- fasst, ist unter Umständen auch eine Detektion von elektromagnetischer Strahlung im nahen Infrarot-Bereich oder auch bei Wellenlängen oberhalb vonRange of far infrared radiation between 5 μιη and 14 μηι or in the range of average infrared radiation between 3 μιη and 5 μιη lie. Depending on which temperature the time-dependent temperature distribution encompasses, under certain circumstances also a detection of electromagnetic radiation in the near infrared range or at wavelengths above
14 μιτι denkbar. Zum Vermessen beispielsweise einer Oberfläche eines Objektes aus Glas ist eine Detektion bei Wellenlängen von mehr als 5 μητι vorteilhaft, da viele Glassorten in diesem Wellenlängenbereich keine Transparenz aufweisen. Deshalb kann auf diese Weise erreicht werden, dass die mit den Wärmebildkameras detektierte Strahlung von der zu vermessenden Oberfläche des Objektes herrührt und nicht aus dem Volumen des Objektes kommt. Empfindlichkeiten im zuerst genannten Wellenlängenbereich wiederum können insbesondere auch deshalb vorteilhaft sein, weil in diesem Wellenlängenbereich bei einer Erwärmung durch die thermischen Muster ausgehend von üblichen Raumtemperaturen besonders signifikante Intensitätsänderungen der Wärmestrahlung auftreten. Dabei ist es zwar möglich, nicht jedoch notwendig, dass der Empfindlichkeitsbereich der Wärmebildkameras mit dem Spektrum einer zum erzeugen der thermischen Muster verwendeten Projektionsvorrichtung in Deckung liegt oder sich mit diesem auch nur überschneidet. 14 μιτι conceivable. For measuring, for example, a surface of an object made of glass, detection at wavelengths of more than 5 μm is advantageous, since many types of glass have no transparency in this wavelength range. Therefore, it can be achieved in this way that the radiation detected with the thermal imaging cameras originates from the surface of the object to be measured and does not come from the volume of the object. Sensitivities in the first-mentioned wavelength range, in turn, may also be advantageous in particular because particularly significant changes in the intensity of the thermal radiation occur in this wavelength range when heated by the thermal patterns starting from standard room temperatures. It is possible, but not necessary, for the sensitivity range of the thermal imaging cameras to coincide with the spectrum of a projection device used to generate the thermal pattern, or even to overlap with it.
Die erfassten Wärmebildwerte können in Form von Temperaturen vorliegen. Alternativ können die Wärmebildwerte in Form von Strahlungsintensitäten oder Wellenlängen oder anderen sich aus den Strahlungsintensitäten und/oder Wellenlängen ergebenen Parametern der gemessenen elektromagnetischen Strahlung vorliegen. The recorded thermal image values can be in the form of temperatures. Alternatively, the thermal image values may be in the form of radiation intensities or wavelengths or other parameters of the measured electromagnetic radiation resulting from the radiation intensities and / or wavelengths.
Es kann vorgesehen sein, dass die Projektionsvorrichtung ein optisches Element zur räumlichen und/oder zeitlichen Modulation einer von der Projektionsvorrichtung in den Objektraum abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung aufweist. Beispielsweise kann das optische Element als Streuscheibe ausgeführt sein, durch die die elektromagnetische Strahlung transmitttert und/oder reflektiert wird. Eine Streuscheibe ist geeignet, die elektromagnetische Strahlung derart zu verteilen, dass die infolge einer Erwärmung auftretende Temperaturverteilung auf der Objektoberfläche eine unregelmäßige Ortsabhängigkeit zeigt. Alternativ kann auch eine Reflexion und/oder Transmission der elektromagnetischen Strahlung an einem Gitter oder einer anders gestalteten Maske oder auch an einem Freiformelement, z.B. einem Freiformspiegel, erfolgen. Eine zeitliche Modulation des thermischen Musters kann beispielsweise durch eine Drehung oder Verschiebung des optischen Elements und/oder durch ein Bewegen der Strahlungsquelle erreicht werden. Die zeitliche Modulation kann in weiten Grenzen beliebig erfolgen und muss bei dem vorgeschlagenen Verfahren auch nicht einem bekannten Muster folgen. Vielmehr eignen sich auch statistische oder quasi-statistische Modulationen der thermischen Muster um hinreichend diverse Temperaturverteiiungen auf der Objektoberfläche zu erzeugen. It can be provided that the projection device has an optical element for the spatial and / or temporal modulation of an electromagnetic radiation emitted by the projection device into the object space. For example, the optical element may be designed as a diffusing screen, through which the electromagnetic radiation is transmitted and / or reflected. A diffusing screen is suitable for distributing the electromagnetic radiation in such a way that the temperature distribution occurring on the object surface as a result of heating shows an irregular spatial dependence. Alternatively, a reflection and / or transmission of the electromagnetic radiation on a grid or a differently shaped mask or on a free-form element, e.g. a free-form mirror, done. A temporal modulation of the thermal pattern can be achieved for example by a rotation or displacement of the optical element and / or by moving the radiation source. The temporal modulation can be carried out arbitrarily within wide limits and does not have to follow a known pattern in the proposed method. Rather, statistical or quasi-statistical modulations of the thermal patterns are also suitable for generating sufficiently diverse temperature distributions on the object surface.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Abbildungen beschrieben. Es zeigen Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. Show it
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung zum berührungslosen Vermessen einer Objektoberfläche sowie ein Objekt, 1 is a schematic plan view of a device for non-contact measurement of an object surface and an object,
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf eine weitere Vorrichtung zum berührungslosen Vermessen einer Objektoberfläche sowie ein Objekt, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines auf eine Objektoberfläche aufgeprägten thermischen Musters sowie 2 is a schematic plan view of another device for non-contact measurement of an object surface and an object, Fig. 3 is a schematic representation of an impressed on an object surface thermal pattern and
Fig. 4 eine Temperaturverteiiung auf der Objektoberfläche nach einer zeitlichen Entwicklung. 4 shows a temperature distribution on the object surface after a development over time.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung einer Vorrichtung 1 zum berührungsiosen Vermessen einer Objektoberfläche 2 eines Objekts 3 in einem Objektraum 4. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Einrichtung 5 zum Aufprägen thermischer Muster1 shows an embodiment of a device 1 for the contactless measurement of an object surface 2 of an object 3 in an object space 4. The device 1 comprises a device 5 for impressing thermal patterns
9 auf die Objektoberfläche 2 des Objekts 3. Die Einrichtung 5 ist eine Projektionsvorrichtung und umfasst eine Strahlungsquelle 6, beispielsweise einen Kohlenstoffdioxidlaser, sowie ein optisches Element 7 in Form eines reflektierenden Elements, das zu einer Intensitätsmoduiation der Strahlung führt und durch ein Gitter, eine Streuscheibe oder ein Freiformelement gegeben sein kann. Der Kohlenstoffdioxidlaser emittiert Infrarotstrahlung 8, die an dem optischen Element 7 reflektiert oder gebeugt wird und anschließend auf die Objektoberfläche 2 trifft und diese erwärmt. 9 on the object surface 2 of the object 3. The device 5 is a projection device and comprises a radiation source 6, for example a carbon dioxide laser, and an optical element 7 in the form of a reflective element, which leads to an intensity modulation of the radiation and through a grating, a diffusing screen or a free-form element can be given. The carbon dioxide laser emits infrared radiation 8, which is reflected or diffracted at the optical element 7 and then hits the object surface 2 and heats it.
Das zu vermessende Objekt 3 ist aus Silikat-Glas, und die Oberfläche des Objekts 3 wird durch die am optischen Element 7 reflektierte oder gebeugte Infrarotstrahlung 8 erwärmt, so dass ein räumlich unregelmäßiges thermisches Muster 9 auf die Objektoberfiäche 2 aufgeprägt wird. Das unregelmäßige thermische Muster 9 kann beispielsweise ein Speckle-Muster sein. The object 3 to be measured is made of silicate glass, and the surface of the object 3 is heated by the infrared radiation 8 reflected or diffracted at the optical element 7, so that a spatially irregular thermal pattern 9 is impressed on the object surface 2. The irregular thermal pattern 9 may be, for example, a speckle pattern.
Eine weitere Ausführung einer Vorrichtung 1 mit einer Projektionsvorrichtung 5 Ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser und auch in folgenden Abbildungen mit denselben Bezugszeichen versehen. In dieser Ausführung weist die Projektionsvorrichtung ein transmittie- rendes optisches Element 10 auf, das wieder ein Gitter, eine Streuscheibe oder ein Freiformelement sein kann und das zwischen der Strahlungsquelle 6 und der Objektoberfläche 2 angeordnet ist. Hierbei erzeugt die Strahlungsquelle 6 eine Infrarotstrahlung 8, die auf das optische Element 10 trifft, durch diese transmittiert und dabei moduliert wird. Die durch die Strahiungsquelle 6 erzeugte Infrarotstrahlung 8 trifft nach Durchgang durch das optische ElementAnother embodiment of a device 1 with a projection device 5 is shown schematically in FIG. Recurring features are given the same reference numerals in this and in the following figures. In this embodiment, the projection device has a transmissive optical element 10, which again may be a grating, a diffusing screen or a free-form element and which is arranged between the radiation source 6 and the object surface 2. In this case, the radiation source 6 generates an infrared radiation 8 which impinges on the optical element 10, is transmitted through it and is modulated thereby. The infrared radiation 8 generated by the radiation source 6 strikes after passing through the optical element
10 auf die Objektoberfläche 2 und erwärmt diese in Form eines räumlich unregelmäßigen thermischen Musters 9. Außerdem weist die Vorrichtung 1 einen Computer 11 mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 12 auf. Die Projektionsvorrichtung 5 wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit 12 angesteuert. Diese legt damit fest, zu welchen Zeit- punkten thermische Muster 9 auf die Objektoberfläche 2 aufgeprägt werden.10 on the object surface 2 and heats them in the form of a spatially irregular thermal pattern. 9 In addition, the device 1 has a computer 11 with a control and evaluation unit 12. The projection device 5 is controlled by the control and evaluation unit 12. This determines the time points at which thermal patterns 9 are impressed on the object surface 2.
Außerdem ist die Steuer- und Auswerteeinheit 12 eingerichtet zum Verfahren des optischen Elements 7, 10, so dass das thermische Muster 9 durch die Steuer- und Auswerteeinheit 12 räumlich und zeitlich moduliert wird. Ein aufgeprägtes thermisches Muster 9 ist in Fig. 3 beispielhaft schematisch dargestellt. Das thermische Muster 9 besteht aus räumlich unregelmäßig angeordneten Bereichen 13 der Objektoberfläche 2 mit hoher Temperatur und Bereichen 14 der Objektoberfläche mit niedriger Temperatur. Nach Abschalten der Strahlungsquelle 6 entwickelt sich eine durch das thermische Muster 9 aufgeprägte Temperaturverteilung zeitlich durch eine Wärmeleitung in demIn addition, the control and evaluation unit 12 is set up for moving the optical element 7, 10, so that the thermal pattern 9 is spatially and temporally modulated by the control and evaluation unit 12. An imprinted thermal pattern 9 is shown schematically in FIG. 3 by way of example. The thermal pattern 9 consists of spatially irregularly arranged areas 13 of the object surface 2 with high temperature and areas 14 of the object surface with low temperature. After switching off the radiation source 6, a temperature distribution impressed by the thermal pattern 9 develops over time by a heat conduction in the
Objekt 3. Fig. 4 zeigt schematisch eine resultierende Temperaturverteilung 15 auf der Objektoberfläche 2 nach Ablauf einer Zeit von beispielsweise einer Sekunde oder einigen Sekunden. Die Vorrichtung 1 umfasst außerdem eine erste Wärmebildkamera 16 und eine zweite Wärmebildkamera 17. Die Wärmebildkameras 16, 17 sind für elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich empfindlich, beispielsweise für Wärmestrahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 7,5 μηη und 14 μιτι. Die Wärmebildkameras 16, 17 sind voneinander beabstandet angeordnet und werden ebenfalls durch die Steuer- und Auswerteeinheit 12 angesteuert. Die erste Wärmebildkamera 16 und die zweite Wärmebildkamera 17 sind so eingerichtet und ausgerichtet, dass sie die Temperaturverteilung 15 zumindest in einem Bereich der Objektoberfläche 2 in ihren jeweiligen Bildebenen 18, 19 simultan, d.h. durch eine zeitgleiche Aufnahme jeweils eines Wärmebildes, erfassen können. Dafür wird die in Punkten 20, 21 in den jeweiligen Bildebenen 18, 19 gemessene Intensität einer Wärmestrahlung 22 ausgewertet. Object 3. FIG. 4 shows schematically a resulting temperature distribution 15 on the object surface 2 after a time of, for example, one second or a few seconds has elapsed. The device 1 also includes a first thermal imaging camera 16 and a second thermal imaging camera 17. The thermal imaging cameras 16, 17 are sensitive to electromagnetic radiation in the IR range, for example for thermal radiation in a wavelength range between 7.5 μηη and 14 μιτι. The thermal imaging cameras 16, 17 are arranged at a distance from one another and are likewise controlled by the control and evaluation unit 12. The first thermal imager 16 and the second thermal imager 17 are arranged and aligned to simultaneously measure the temperature distribution 15 in at least a portion of the object surface 2 in their respective image planes 18, 19, i. by a simultaneous recording each of a thermal image, can capture. For this purpose, the intensity of thermal radiation 22 measured in points 20, 21 in the respective image planes 18, 19 is evaluated.
Bei einer simultanen Erfassung der jeweiligen Wärmebilder wird ein Punkt 23 der Objektoberfläche 2 auf einen ersten Punkt 20 in der Bildebene 18 der ers- ten Wärmebildkamera 16 und auf einen zweiten Punkt 21 in der Bildebene 19 der zweiten Wärmebildkamera 17 abgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der erste Punkt 20 und der zweite Punkt 21 bilden ein Paar korrespondierender Punkte. When the respective thermal images are acquired simultaneously, a point 23 of the object surface 2 is imaged onto a first point 20 in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 and onto a second point 21 in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17, as in FIG. 2 is shown. Of the first point 20 and second point 21 form a pair of corresponding points.
Nach dem Aufprägen des thermischen Musters 9 regelt die Steuer- und Aus- werteeinheit 12 ein Abschalten der Strahlungsquelle 6 durch ein Schließen eines Shutters und löst ein simultanes Erfassen von Wärmebildern durch die Wärmebildkameras 16, 17 aus. Anschließend entwickelt sich die Temperaturverteilung 15 auf der Objektoberfläche 2 durch Wärmeleitung zu der in Fig. 4 gezeigten Temperaturverteilung 15, und die Steuer- und Auswerteeinheit 12 löst ein mehrmaliges erneutes simultanes Erfassen von Wärmebildern bei abgeschalteter Strahlungsquelle 6 aus. Die beschriebenen Schritte des Aufprägens eines thermischen Musters 9 und Erfassens von Wärmebildern können einmal oder mehrmals mit unterschiedlichen thermischen Mustern 9 wiederholt werden. Die durch das aufgeprägte oder die aufgeprägten thermi- sehen Muster 9 erzeugte zeitabhängige Temperaturverteilung 15 kann auch während des Aufprägens des mindestens einen thermischen Musters 9 erfasst werden, also ohne vorheriges Schließen eines Shutters. In dem Fall kann es vorteilhaft sein, durch für Strahlung der Strahlungsquelle 6 undurchlässige Filter oder durch ein die Wellenlänge dieser Strahlung - im vorliegenden Bei- spiel also 10,6 μηι - nicht umfassendes Empfindlichkeitsspektrum der Wärmebildkameras 16, 17 sicherzustellen, dass nur die von der Objektoberfläche 2 emittierte Strahlung erfasst wird, nicht aber die gestreute oder reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle 6. Sofern hinreichend viele verschiedene thermische Muster 9 aufgeprägt werden, kann es unter Umständen auch aus- reichen, wenn für jedes Aufprägen lediglich ein Paar von Wärmebildern erfasst wird, sei es während des Aufprägens, sei es kurz danach. Möglich ist auch ein Aufnehmen jeweils mindestens eines Wärmebildpaares während des Aufprägens des thermischen Musters 9 oder jedes der thermischen Muster 9 und jeweils ein ein- oder mehrmaliges Erfassen von Wärmebildpaaren nach Schließen des Shutters und ggf. vor Aufprägen des nächsten thermischenAfter imprinting the thermal pattern 9, the control and evaluation unit 12 controls a shutdown of the radiation source 6 by closing a shutter and triggers a simultaneous detection of thermal images by the thermal imaging cameras 16, 17. Thereafter, the temperature distribution 15 on the object surface 2 develops by thermal conduction to the temperature distribution 15 shown in FIG. 4, and the control and evaluation unit 12 triggers a repeated simultaneous simultaneous acquisition of thermal images with the radiation source 6 switched off. The described steps of imprinting a thermal pattern 9 and acquiring thermal images may be repeated one or more times with different thermal patterns 9. The time-dependent temperature distribution 15 generated by the impressed or impressed thermal pattern 9 can also be detected during the application of the at least one thermal pattern 9, that is to say without prior closing of a shutter. In this case, it may be advantageous to ensure, by means of filters impermeable to radiation of the radiation source 6 or by a sensitivity spectrum of the thermal imaging cameras 16, 17 which does not encompass the wavelength of this radiation-in the present example, ie, 10.6 μm-that only those of the If a sufficient number of different thermal patterns 9 are impressed, it may also be sufficient if only one pair of thermal images is recorded for each imprint it during the imprinting, be it shortly afterwards. It is also possible to take in each case at least one thermal image pair during the imprinting of the thermal pattern 9 or each of the thermal patterns 9 and in each case one or more times detecting thermal image pairs after closing the shutter and possibly before imprinting the next thermal
Musters 9. Die jeweiligen Wärmebiider werden auf einem Datenspeicher 24 zwischengespeichert, so dass auf diesem für jeden Punkt in den Bildebenen 18, 19 der Wärmebildkameras 16, 17 jeweils eine Folge von Temperaturwerten gespeichert wird. Pattern 9. The respective heat sources are buffered on a data memory 24 so that a sequence of temperature values is stored thereon for each point in the image planes 18, 19 of the thermal image cameras 16, 17.
In einem nächsten Schritt vergleicht die Steuer- und Auswerteeinheit 12 die erfasste Folge von Temperaturwerten für jeden Punkt 20 in der Bildebene 18 der ersten Wärmebildkamera 16 mit den Folgen von Temperaturwerten der Punkte in der Bildebene 19 der zweiten Wärmebildkamera 17, um die korrespondierenden Punkte 20, 21 zu identifizieren. Die Steuer- und Auswerteeinheit 12 beschränkt sich beim Auffinden des zum Punkt 20 in der Bildebene 18 der ersten Wärmebildkamera 16 korrespondierenden Punktes 21 in der Bildebene 19 der zweiten Wärmebildkamera 17 auf Punkte in der Bildebene 19 der zweiten Wärmebildkamera 17, die auf einer durch den Punkt 20 in der Bildebene 18 der ersten Wärmebildkamera 16 festgelegten Epipolarlinie liegen. In a next step, the control and evaluation unit 12 compares the recorded sequence of temperature values for each point 20 in the image plane 18 of the first thermal imager 16 with the sequences of temperature values of the points in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17 to identify the corresponding points 20, 21. The control and evaluation unit 12 confines itself to finding the point 21 in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 corresponding point 21 in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17 to points in the image plane 19 of the second thermal imaging camera 17, on a through the point 20 are in the image plane 18 of the first thermal imaging camera 16 epipolar line.
Die Paare von Folgen von Temperaturwerten werden verglichen, indem die Steuer- und Auswerteeinheit 12 mithilfe einer Korrelationsfunktion jedem der Paare von Folgen einen Ähnlichkeitswert zuordnet, wobei der Ähnlichkeitswert einen großen Wert für eine ausgeprägte Ähnlichkeit der Folgen annimmt und einen niedrigen Wert für sehr unterschiedliche Folgen. Nacheinander wertet die Steuer- und Auswerteeinheit 12 die Korrelationsfunktion die Folgen für potentiell korrespondierende Punkte paarweise aus, und unter Maximieren des Ähnlichkeitswertes können die tatsächlich korrespondierenden Punkte 20, 21 in den Bildebenen 18, 19 der beiden Wärmebildkameras 16, 17 aufgefunden werden. Bei einer anderen Definition der Korrelationsfunktion ist es auch denkbar, dass die korrespondierenden Punkte 20, 21 durch ein Minimieren anstatt durch ein Maximieren eines Ähnlichkeitswertes aufgefunden werden. The pairs of sequences of temperature values are compared by the control and evaluation unit 12 using a correlation function assigning a similarity value to each of the pairs of sequences, the similarity value taking a large value for a pronounced similarity of the sequences and a low value for very different sequences. One after the other, the control and evaluation unit 12 evaluates the sequences for potentially corresponding points in pairs, and maximizing the similarity value, the actually corresponding points 20, 21 can be found in the image planes 18, 19 of the two thermal imaging cameras 16, 17. In another definition of the correlation function, it is also conceivable that the corresponding points 20, 21 are found by minimizing rather than maximizing a similarity value.
Anschließend bestimmt die Steuer- und Auswerteeinheit 12 Raumkoordinaten von Punkten 23 auf der Objektoberfläche 2 anhand der zuvor aufgefundenen korrespondierenden Punkte 20, 21 in den Bildebenen 18, 19 der beiden Wärmebildkameras 16, 17. Dafür wird ausgenutzt, dass die relative Position der Wärmebildkameras 16, 17 bekannt ist, wobei die Raumkoordinaten darauf basierend durch Triangulation bestimmt werden. Subsequently, the control and evaluation unit 12 determines spatial coordinates of points 23 on the object surface 2 on the basis of the previously found corresponding points 20, 21 in the image planes 18, 19 of the two thermal imaging cameras 16, 17. For this purpose, it is utilized that the relative position of the thermal imaging cameras 16, 17, the spatial coordinates being determined thereon by triangulation.

Claims

Patentansprüche  claims
Verfahren zum berührungslosen Vermessen einer Objektoberfläche (2) mit folgenden Schritten: Method for the contactless measuring of an object surface (2) with the following steps:
- Erzeugen einer zeitlich veränderlichen Temperaturverteilung (15) auf der Objektoberfläche (2) durch Aufprägen mindestens eines thermischen Musters (9) auf die Objektoberfläche (2), Generating a temporally variable temperature distribution (15) on the object surface (2) by impressing at least one thermal pattern (9) on the object surface (2),
- simultanes Erfassen jeweils eines Wärmebildes der Objektoberfläche (2) durch jede von mindestens zwei voneinander beabstandeten Wär- mebildkameras (16, 17) zu mehreren aufeinanderfolgenden Aufnahmezeitpunkten, so dass für Punkte in einer Bildebene (18, 21) jeder der Wärmebildkameras (16, 17) jeweils eine Folge von Wärmebildwerten erfasst wird, - Identifizieren korrespondierender Punkte (20, 21) in den Bildebenenin each case simultaneously acquiring a thermal image of the object surface (2) by each of at least two spaced-apart thermal imaging cameras (16, 17) at a plurality of successive acquisition times, so that for points in an image plane (18, 21) each of the thermal imaging cameras (16, 17 ) in each case a sequence of thermal image values is detected, identifying corresponding points (20, 21) in the image planes
(18, 21) der Wärmebildkameras (16, 17), indem für Paare potentiell korrespondierender Punkte unter Zugrundelegung eines mathematischen Ähnlichkeitsmaßes eine Ähnlichkeit zwischen den für die Punkte des jeweiligen Paares erfassten Folgen von Wärmebildwerten be- stimmt wird und die Ähnlichkeit durch Variieren mindestens eines der(18, 21) of the thermal imaging cameras (16, 17) by determining, for pairs of potentially corresponding points based on a mathematical similarity measure, a similarity between the sequences of thermal image values acquired for the points of the respective pair and the similarity by varying at least one of
Punkte des jeweiligen Paares maximiert wird, Points of each pair is maximized,
- Bestimmen von Raumkoordinaten der Objektoberfläche (2) durch Triangulation auf Basis der als korrespondierend identifizierten Punkte (20, 21). - Determining spatial coordinates of the object surface (2) by triangulation on the basis of identified as corresponding points (20, 21).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Aufnahmezeitpunkte in einem Zeitintervall liegt, während dessen kein neues thermisches Muster (9) auf die Objektoberfläche (2) aufgeprägt wird, so dass sich die Temperaturverteilung (15) auf der Objektoberfläche (2) zwischen dem vorangegangenen Aufnahmezeit- punkt und diesem mindestens einen Aufnahmezeitpunkt durch thermische Diffusion verändert. 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one of the recording times is within a time interval during which no new thermal pattern (9) is impressed on the object surface (2), so that the temperature distribution (15) on the object surface ( 2) between the previous recording time point and this at least one recording time changed by thermal diffusion.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine aufgeprägte thermische Muster (9) unregelmäßig ist, so dass die zeitlich veränderliche Temperaturverteilung (15) eine unregelmäßige Ortsabhängigkeit zeigt. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least one impressed thermal pattern (9) is irregular, so that the time-varying temperature distribution (15) shows an irregular location dependence.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ähnlichkeit zwischen den Folgen von Wärmebildwerten durch Auswerten einer für Paare von Wertefolgen definierte Korrelationsfunktion bestimmt wird und die korrespondierenden Punkte (20, 21) jeweils durch Maximieren oder Minimieren eines Wertes einer so gebildeten Korrelation identifiziert werden. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the similarity between the sequences of thermal image values is determined by evaluating a correlation function defined for pairs of value sequences and the corresponding points (20, 21) respectively by maximizing or minimizing a value of a thus formed Correlation can be identified.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine thermische Muster (9) durch eine Projektionsvorrichtung (5) aufgeprägt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one thermal pattern (9) by a projection device (5) is impressed.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (5) das mindestens eine thermische Muster (9) durch Infrarotstrahlung (8) auf die Objektoberfläche (2) aufprägt. A method according to claim 5, characterized in that the projection device (5) imprints the at least one thermal pattern (9) by infrared radiation (8) on the object surface (2).
Vorrichtung (1) zum berührungslosen Vermessen von Oberflächen (2), umfassend eine Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) auf eine zum Vermessen in einem Objektraum (4) anzuordnende Objektoberfläche (2), zwei voneinander beabstandete Wärmebildkameras (16, 17) zum Aufnehmen von Wärmebildern der Objektoberfläche (2) im Objektraum (4) sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit (12) zum Ansteuern der Wärmebildkameras (16, 17) und zum Auswerten der damit aufgenommenen Wärmebilder, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (12) eingerichtet ist, folgende Schritte auszuführen: Device (1) for contactless measuring of surfaces (2), comprising means (5) for impressing thermal patterns (9) on an object surface (2) to be arranged in an object space (4) for measurement, two spaced apart thermal imaging cameras (16, 17 ) for recording thermal images of the object surface (2) in the object space (4) and a control and evaluation unit (12) for driving the thermal imaging cameras (16, 17) and for evaluating the thermal images recorded thereby, wherein the control and evaluation unit (12) is set up to do the following:
- Ansteuern der Wärmebildkameras (16, 17) zum simultanen Erfassen jeweils eines Wärmebildes durch jede der Wärmebildkameras (16, 17) zu mehreren aufeinanderfolgenden Aufnahmezeitpunkten, so dass für Punkte in einer Bildebene (18, 19) jeder der Wärmebildkameras (16, 17) jeweils eine Folge von Wärmebildwerten erfasst wird, - Driving the thermal imaging cameras (16, 17) for simultaneously detecting a respective thermal image by each of the thermal imaging cameras (16, 17) at a plurality of successive recording times, so that for Points in an image plane (18, 19) of each of the thermal imaging cameras (16, 17) a sequence of thermal image values is detected in each case,
- Identifizieren korrespondierender Punkte (20, 21) in den Bildebenen (18, 19) der Wärmebildkameras (16, 17), indem für Paare potentiell korrespondierender Punkte unter Zugrundelegung eines mathematischen Ähnlichkeitsmaßes eine Ähnlichkeit zwischen den für die Punkte des jeweiligen Paares erfassten Folgen von Wärmebildwerten bestimmt wird und die Ähnlichkeit durch Variieren mindestens eines der Punkte des jeweiligen Paares maximiert wird, Identifying corresponding points (20, 21) in the image planes (18, 19) of the thermal imaging cameras (16, 17) by making a similarity for the pairs of potentially corresponding points on the basis of a mathematical similarity measure between the sequences of thermal image values acquired for the points of the respective pair is determined and the similarity is maximized by varying at least one of the points of the respective pair,
- Bestimmen von Raumkoordinaten der Objektoberfläche durch Triangulation auf Basis der als korrespondierend identifizierten Punkte (20, 21). - Determining spatial coordinates of the object surface by triangulation on the basis of identified as corresponding points (20, 21).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (12) auch zum Ansteuern der Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) eingerichtet ist und ferner eingerichtet ist, die Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) und die Wärmebildkameras (16, 17) so anzusteuern, dass mindestens einer der Aufnahmezeitpunkte in einem Zeitintervall liegt, während dessen die Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) kein neues thermisches Muster (9) aufprägt. Device (1) according to claim 7, characterized in that the control and evaluation unit (12) is also designed to drive the device (5) for impressing thermal patterns (9) and is further arranged, the means (5) for imprinting thermal Control pattern (9) and the thermal imaging cameras (16, 17) so that at least one of the recording times in a time interval during which the means (5) for impressing thermal patterns (9) does not impose a new thermal pattern (9).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) eine Projektionsvorrichtung (5) ist. Device (1) according to one of claims 7 or 8, characterized in that the device (5) for impressing thermal patterns (9) is a projection device (5).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (5) eine Strahlungsquelle (6) zur Erzeugung von Infrarotstrahlung (8) aufweist. Device (1) according to claim 9, characterized in that the projection device (5) has a radiation source (6) for generating infrared radiation (8).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (5) ein optisches Element (7; 10) zur räumlichen und/oder zeitlichen Modulation einer von der Projektionsvorrichtung (5) in den Objektraum (4) abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (8) aufweist. Device (1) according to one of claims 9 or 10, characterized in that the projection device (5) an optical element (7; 10) for the spatial and / or temporal modulation of one of the projection device (5) in the object space (4) radiated electromagnetic radiation (8).
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Aufprägen thermischer Muster (9) zum Erzeugen mindestens eines unregelmäßigen thermischen Musters (9) eingerichtet ist, so dass eine durch das thermische Muster (9) erzeugbare Temperaturverteilung (15) auf der Objektoberfläche eine unregelmäßige Ortsabhängigkeit zeigt. 12. Device (1) according to one of claims 7 to 11, characterized in that the device (5) for imprinting thermal patterns (9) for generating at least one irregular thermal pattern (9) is arranged so that one by the thermal pattern (9) producible temperature distribution (15) on the object surface shows an irregular location dependence.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (12) eingerichtet ist, die Ähnlichkeit zwischen den Folgen von Wärmebildwerten durch Auswerten einer für Paare von Wertefolgen definierte Korrelationsfunktion zu bestimmen und die korrespondierenden Punkte (20, 21) jeweils durch Maximieren oder Minimieren eines Wertes einer so gebildeten Korrelation zu identifizieren. 13. Device (1) according to one of claims 7 to 12, characterized in that the control and evaluation unit (12) is arranged to determine the similarity between the sequences of thermal image values by evaluating a defined for pairs of value sequences correlation function and the corresponding Each identify points (20, 21) by maximizing or minimizing a value of a correlation thus formed.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10791767B2 (en) 2018-10-12 2020-10-06 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US10939702B2 (en) 2018-10-12 2021-03-09 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US11291249B2 (en) 2018-10-12 2022-04-05 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with visible indicator
US11592793B2 (en) 2018-11-19 2023-02-28 Rai Strategic Holdings, Inc. Power control for an aerosol delivery device
US11614720B2 (en) 2018-11-19 2023-03-28 Rai Strategic Holdings, Inc. Temperature control in an aerosol delivery device
US11677201B2 (en) 2018-10-12 2023-06-13 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with improved connectivity, airflow, and aerosol paths
US11678700B2 (en) 2018-10-12 2023-06-20 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with visible indicator
US11856986B2 (en) 2020-10-19 2024-01-02 Rai Strategic Holdings, Inc. Customizable panel for aerosol delivery device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017007191A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Friedrich-Schiller-Universität Jena Method and device for pattern generation for the 3D measurement of objects
DE102020201536A1 (en) 2020-02-07 2021-08-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Method and device for contactless measurement of an object surface
CN113379990B (en) * 2021-05-19 2022-07-12 深圳市安星数字系统有限公司 Monitoring protection device and system
DE102022120088A1 (en) 2022-08-09 2024-02-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device and method for measuring three-dimensional virtual images and objects of a head-up display

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6028672A (en) * 1996-09-30 2000-02-22 Zheng J. Geng High speed three dimensional imaging method
JP2001338280A (en) * 2000-05-30 2001-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Three-dimensional space information input device
DE102006049695A1 (en) 2006-10-16 2008-04-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for contactless detection of a three-dimensional contour
JP2010169590A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Kobe Steel Ltd Thermal deformation measurement method and apparatus
US20140168370A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Faro Technologies, Inc. Device for optically scanning and measuring an environment
WO2015022384A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for non-contact measuring of surface contours

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19928341C2 (en) * 1999-06-21 2002-06-20 Inb Vision Ag Method for three-dimensional optical measurement of object surfaces
WO2003016819A1 (en) * 2001-08-14 2003-02-27 Metronom Gmbh Industrial Measurement Method for measuring surface structures
DE102008064104B4 (en) * 2008-12-19 2014-06-18 Aimess Services Gmbh Device and method for the three-dimensional optical measurement of highly reflective or transparent objects
DE102009053510B4 (en) * 2009-11-16 2012-05-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Concept for generating a spatially and / or temporally variable thermal radiation pattern
DE102011010265A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-02 Friedrich-Schiller-Universität Jena Method for reconstructing three-dimensional objects used in quality control application, involves generating gray value profiles from subset of pattern image sequence and subset of surface of object shifted fringe patterns
DE102012112321B4 (en) * 2012-12-14 2015-03-05 Faro Technologies, Inc. Device for optically scanning and measuring an environment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6028672A (en) * 1996-09-30 2000-02-22 Zheng J. Geng High speed three dimensional imaging method
JP2001338280A (en) * 2000-05-30 2001-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Three-dimensional space information input device
DE102006049695A1 (en) 2006-10-16 2008-04-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for contactless detection of a three-dimensional contour
JP2010169590A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Kobe Steel Ltd Thermal deformation measurement method and apparatus
US20140168370A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Faro Technologies, Inc. Device for optically scanning and measuring an environment
WO2015022384A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for non-contact measuring of surface contours

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10791767B2 (en) 2018-10-12 2020-10-06 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US10939702B2 (en) 2018-10-12 2021-03-09 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US11291249B2 (en) 2018-10-12 2022-04-05 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with visible indicator
US11311050B2 (en) 2018-10-12 2022-04-26 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US11583003B2 (en) 2018-10-12 2023-02-21 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US11677201B2 (en) 2018-10-12 2023-06-13 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with improved connectivity, airflow, and aerosol paths
US11678700B2 (en) 2018-10-12 2023-06-20 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with visible indicator
US11856988B2 (en) 2018-10-12 2024-01-02 Rai Strategic Holdings, Inc. Connectors for forming electrical and mechanical connections between interchangeable units in an aerosol delivery system
US11967793B2 (en) 2018-10-12 2024-04-23 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device with improved connectivity, airflow, and aerosol paths
US11592793B2 (en) 2018-11-19 2023-02-28 Rai Strategic Holdings, Inc. Power control for an aerosol delivery device
US11614720B2 (en) 2018-11-19 2023-03-28 Rai Strategic Holdings, Inc. Temperature control in an aerosol delivery device
US11856986B2 (en) 2020-10-19 2024-01-02 Rai Strategic Holdings, Inc. Customizable panel for aerosol delivery device

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